JP5886546B2 - Current sensor - Google Patents
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Description
本発明は、コイルが巻かれた円環状のコアを備え、コアに挿通された一次導体に流れる電流を検知する電流センサに関する。 The present invention relates to a current sensor that includes an annular core around which a coil is wound, and that detects a current flowing in a primary conductor inserted through the core.
従来より、コイルが巻かれた円環状のコアを備え、コアに挿通された一次導体に流れる電流の変化を検知する電流センサが提供されている(たとえば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a current sensor that includes an annular core around which a coil is wound and that detects a change in current flowing through a primary conductor inserted through the core has been provided (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載されている電流センサは、図7に示すように、円環状のコア20とコア20に巻かれたコイルが収納されるケース80を備える。コア20としては、たとえば、トロイダルコアなどが用いられる。また、コア20の外周面に沿って端子台60が設けられている。端子台60には、コイルの両端末に電気的に接続されている2本の接続線70が取り付けられる。
As shown in FIG. 7, the current sensor described in
ところで、上記のような電流センサのコイルの両端末間には、測定回路等の回路が接続されている。一次導体に流れる電流の変化によっては、コイルの両端末間に回路の許容電圧を超える電圧が発生し回路に印加される。この場合、回路が故障したり、誤作動する虞がある。そのため、許容電圧を超える電圧が回路に印加されることを防止するために、コイルの両端末間の出力電圧を回路の許容電圧以下に制限する電圧制限素子を、コイルの両端末間に接続することが考えられる。電圧制限素子としては、たとえば、ツェナーダイオード40が用いられる。
By the way, a circuit such as a measurement circuit is connected between both terminals of the coil of the current sensor as described above. Depending on the change in the current flowing through the primary conductor, a voltage exceeding the allowable voltage of the circuit is generated between both ends of the coil and applied to the circuit. In this case, the circuit may break down or malfunction. Therefore, in order to prevent a voltage exceeding the allowable voltage from being applied to the circuit, a voltage limiting element for limiting the output voltage between the two terminals of the coil to be equal to or lower than the allowable voltage of the circuit is connected between the two terminals of the coil. It is possible. For example, a Zener
しかし、図7に示すように、ツェナーダイオード40を、コア20の開口面に直交し当該開口面の中心を通る中心線に沿ってコア20に重ねて配置すると、電流センサ全体の厚みが大きくなる。また、このような電流センサをケース80内に収納している場合、ケース80の厚みも大きくなる。
However, as shown in FIG. 7, when the Zener
本発明は上記事由を鑑みて為されたものであって、電圧制限素子を備えながらも、電圧制限素子が厚みに影響しない電流センサを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described reasons, and an object thereof is to provide a current sensor that includes a voltage limiting element but does not affect the thickness of the voltage limiting element.
本発明の電流センサは、磁性体からなる円環状のコアと、前記コアに巻回されたコイルと、前記コイルの両端末に接続され、前記コイルの両端末間の出力電圧を所定電圧に制限する電圧制限素子と、前記コアの開口面に直交し前記開口面の中心を通る中心線に沿う方向における前記コアの寸法内に配置され、前記コアの前記中心線に直交する面内で前記コアに対向する端子台とを備えており、前記端子台は、一対の突出片と、前記一対の突出片の間に設けられている中央台とを有し、前記一対の突出片それぞれと前記中央台との間には、それぞれ間隙が形成され、前記電圧制限素子は、前記中央台に取り付けられ、前記コイルの両端末それぞれに接続される接続線は、前記間隙に挿通されていることを特徴とする。 The current sensor of the present invention is connected to an annular core made of a magnetic material, a coil wound around the core, and both terminals of the coil, and limits an output voltage between both terminals of the coil to a predetermined voltage. A voltage limiting element that is disposed within a dimension of the core in a direction along a center line that is orthogonal to the opening surface of the core and that passes through a center of the opening surface, and the core is within a plane that is orthogonal to the center line of the core. and a terminal block opposite to the terminal block has a pair of protruding pieces, wherein a pair of projecting pieces central mount Metropolitan provided between the respectively said pair of projecting pieces center between the base, the gap respectively are formed, said voltage limiting element, wherein attached to the central mount, the connecting lines are connected to respective both ends of the coil, characterized in Tei Rukoto is inserted into the gap And
この電流センサにおいて、コアを収納するケースを備えており、ケースには、端子台を収納する収納部がコアの中心線に直交する面内で突設されていることがより望ましい。 This current sensor includes a case for housing the core, and it is more desirable that the housing is provided with a housing portion for housing the terminal block in a plane perpendicular to the center line of the core.
本発明の構成によれば、電圧制限素子を備えながらも、電圧制限素子が電流センサの厚みに影響しないという利点がある。 According to the configuration of the present invention, although the voltage limiting element is provided, there is an advantage that the voltage limiting element does not affect the thickness of the current sensor.
以下に説明する電流センサは、磁性材料からなる円環状のコアにコイルが巻かれており、コアに挿通された一次導体に流れる電流の変化を検知するように構成されている。この電流センサは、一次導体に電流が流れることにより、コイルが二次導体となり、コイルの両端末間に誘導起電力が生じる。 In the current sensor described below, a coil is wound around an annular core made of a magnetic material, and is configured to detect a change in current flowing through a primary conductor inserted through the core. In this current sensor, when a current flows through a primary conductor, the coil becomes a secondary conductor, and an induced electromotive force is generated between both ends of the coil.
図1ないし図4に示すように、本実施形態の電流センサは、円筒状のケース81に、磁性材料からなるコア21とコア21に巻かれたコイル31(図5参照)とが収納される。本実施形態において、コア21は、たとえば、トロイダルコアを用いる。コイル31の両端末は、それぞれ接続線71に電気的に接続され、接続線71の他端部はコネクタ72に電気的に接続される。コネクタ72は、たとえば、コア21に挿通された一次導体91に流れる電流を測定する測定回路92(図5参照)に接続される。
As shown in FIGS. 1 to 4, in the current sensor of this embodiment, a
コア21は、断面が矩形状に形成される。また、コア21には、コア21の外側と内側とを交互に通るようにコイル31が巻かれる。
The
電流センサには、円板状のコア配置板51が設けられる。コア配置板51は、外径がコア21の外径と略等しく、コア配置板51の中央部には、コア21の内径と略等しい直径を有する円形の貫通孔52が設けられる。コア配置板51上には、コア21が配置される。また、コア配置板51の周縁の一部には、接続線71とコイル31とを電気的に接続する端子台61が連続一体に形成される。コア配置板51および端子台61は、絶縁性材料により形成される。
The current sensor is provided with a disk-shaped
端子台61は、コア21の外周面に沿って、コア21の開口面に直交し当該開口面の中心を通る中心線に沿う方向のコア21の寸法内に配置され、コア21の中心線に直交する面内でコア21に対向する。端子台61には、コイルの両端末間の出力電圧を所定電圧以下に制限する電圧制限素子である2つのツェナーダイオード41,42が取り付けられる。端子台61において、コイル31の両端末に接続された各接続線71が、ツェナーダイオード41,42ともそれぞれ電気的に接続される。ツェナーダイオード41,42の端子台61への取付けについては後述する。
The
コア21の中心線に沿う方向における端子台61の先端部(図2における上端部)において、コア21の周方向の両端には、コア21から離れる向きに突出した引掛台62,63がそれぞれ形成される。引掛台62,63は、コア21の中心線に沿う方向に直交する断面が、コア21の周方向に互いに離れる向きに開いたコ字状である。つまり、引掛台62,63は、接続線71が挿通される保持溝64,65をそれぞれ有する。接続線71は、保持溝64,65から端子台61の外部へ引き出される。
At the tip end portion (upper end portion in FIG. 2) of the
端子台61において、引掛台62のコア21の周方向の内側には、コア21から離れる向きに突出した突出片66が形成される。引掛台62と突出片66との間には、コア21の中心線に沿う方向に間隙が形成され、当該間隙に接続線71が挿通される。同様に、引掛台63のコア21の周方向の内側には、コア21から離れる向きに突出した突出片67が形成される。引掛台63と突出片67との間には、コア21の中心線に沿う方向に間隙が形成され、当該間隙に接続線71が挿通される。
In the
また、突出片66と突出片67との間には、コア21から離れる向きに突出した中央台68が形成される。突出片66および突出片67と中央台68との間には、それぞれ間隙が形成され、当該間隙に接続線71がそれぞれ挿通される。
In addition, a
接続線71は、端子台61におけるコア配置板51との近傍部位(図2における下端部)において、コイル31およびツェナーダイオード41,42と電気的に接続される。また、引掛台62の保持溝64から端子台61へ引き込まれた接続線71は、保持溝64から引掛台62と突出片66との間隙へ挿通する部分においてコア21の周方向に屈曲される。同様に、引掛台63の保持溝65から端子台61へ引き込まれた接続線71は、保持溝65から引掛台63と突出片67との間隙へ挿通する部分においてコア21の周方向に屈曲される。これにより、端子台61が接続線71へ加わる張力を受ける張力止めとなり、接続線71のコイル31およびツェナーダイオード41,42との接続部分に力が及びにくくなる。
The
ツェナーダイオード41,42は、コア21の周方向に沿って並べて中央台68に取り付けられる。また、ツェナーダイオード41,42からは、リード線がコア21の中心線に沿う方向に引き出される。ツェナーダイオード41,42の一方のリード線は、中央台68からコア21の中心線に沿う方向の一方側(図2における上側)に引き出され、互いに電気的に接続される。ツェナーダイオード41,42の他方のリード線は、中央台68からコア21の中心線に沿う方向の他方側(図2における下側)に引き出される。当該他方のリード線は、端子台61のコア配置板51との連続部において、端子台61上に収まるように接続線71に重さね合され、接続線71およびコイル31と電気的に接続される。
The
ツェナーダイオード41,42は、端子台61の中央台68に取り付けられることにより、コア21の外周面に沿って、コア21の中心線に沿う方向のコア21の寸法内に配置される。これにより、ツェナーダイオード41,42は電流センサ全体の厚み(コア21の中心線に沿う方向の寸法)に影響しない。
The
また、図5に示すように、ツェナーダイオード41,42は極性を互いに逆向きにして直列接続される。これにより、一次導体91に流れる電流の変化が大きい場合であっても、コイル31の両端末間に接続される回路(図5における測定回路92)にツェナーダイオード41,42の降伏電圧により規定される所定電圧を超える電圧が印加されることを防止する。
Further, as shown in FIG. 5, the
図1に示すように、コア21とコア配置板51とは、一体としてケース81に収納される。ケース81は、外形が円筒状に形成され底面の一方が開口した本体部82を備える。本体部82の外周壁の一部には、本体部82の外側へ突出し凸状に形成された収納部83とを備える。本体部82には、コア配置板51が本体部82の底壁に対向するようにコア21とコア配置板51とが収納される。収納部83には、端子台61が収納され、収納部83の開口部分からは接続線71が引き出される。
As shown in FIG. 1, the
図6に示すように、ケース81内は、外力や湿気などから保護するため、ケース81の開口した底面に達するまで充填された絶縁性の合成樹脂84によりポッティングされている。合成樹脂84としては、たとえば、エポキシ樹脂などを用いる。
As shown in FIG. 6, the inside of the
21 コア
31 コイル
61 端子台
81 ケース
83 収納部
21
Claims (2)
前記コアに巻回されたコイルと、
前記コイルの両端末に接続され、前記コイルの両端末間の出力電圧を所定電圧に制限する電圧制限素子と、
前記コアの開口面に直交し前記開口面の中心を通る中心線に沿う方向における前記コアの寸法内に配置され、前記コアの前記中心線に直交する面内で前記コアに対向する端子台とを備えており、
前記端子台は、一対の突出片と、前記一対の突出片の間に設けられている中央台とを有し、
前記一対の突出片それぞれと前記中央台との間には、それぞれ間隙が形成され、
前記電圧制限素子は、前記中央台に取り付けられ、
前記コイルの両端末それぞれに接続される接続線は、前記間隙に挿通されている
ことを特徴とする電流センサ。 An annular core made of a magnetic material;
A coil wound around the core;
A voltage limiting element that is connected to both terminals of the coil and limits an output voltage between the terminals of the coil to a predetermined voltage;
A terminal block that is disposed within the dimension of the core in a direction along a center line that is orthogonal to the opening surface of the core and that passes through the center of the opening surface, and that faces the core in a plane orthogonal to the center line of the core; With
The terminal block has a pair of projecting pieces, the central mount Prefecture provided between the pair of protruding pieces,
A gap is formed between each of the pair of protruding pieces and the central base,
The voltage limiting element is attached to the central platform,
The connecting lines are connected to respective both ends of the coil, a current sensor, wherein the Ru Tei is inserted into the gap.
前記ケースには、前記端子台を収納する収納部が前記コアの中心線に直交する面内で突設されているIn the case, a storage portion for storing the terminal block protrudes in a plane perpendicular to the center line of the core.
ことを特徴とする請求項1記載の電流センサ。The current sensor according to claim 1.
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