JP6064117B2 - 電流センサ - Google Patents

Description

本発明は、被測定電流によって生じる磁界に基づいて電流値を算出可能な電流センサに関する。

近年、各種機器の制御や監視のために、各種機器に取り付けて各種機器に流れる被測定電流を測定する電流センサが一般に用いられている。この種の電流センサとして、電流路に流れる被測定電流から生じる磁界を感知する、磁気抵抗効果素子やホール素子等の磁電変換素子（磁気検出素子）を用いた方法の電流センサがよく知られている。このような電流センサの一例として、非磁性ケースに回路基板上に搭載されたホール素子を収容すると共にバスバーを挿通し、非磁性ケースを覆うように上下から磁気シールド体を取り付けて磁気遮蔽する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１４４７７号公報

しかしながら、上述した構成においては、磁気シールド体に帯電した静電気を逃がす構造が設けられていないため、磁気シールドと回路基板との間でＥＳＤ（Electro-Static Discharge；静電気放電）が発生して、電流センサの誤作動を引き起こす可能性がある。このため、上述した構成においては、ＥＳＤ対策として非磁性ケースを厚くする必要があり、電流センサの小型化が困難であるという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ＥＳＤ対策を施しつつも装置全体を小型化できる電流センサを提供することを目的とする。

本発明の電流センサは、絶縁基板と、前記絶縁基板上に設けられた磁電変換素子と、前記絶縁基板が載置される絶縁性の内側ケースと、前記内側ケースに固定された電流路と、前記内側ケースを上下から挟んで覆う金属製の上側磁気シールド及び下側磁気シールドと、前記内側ケース及び前記下側磁気シールドが載置される外側ケースと、を備え、前記内側ケースは、前記電流路を挿通するための挿通部及び前記絶縁基板を固定するための基板固定突起が設けられた底部と、複数の側壁と、を有し、前記上側磁気シールドは、天面部と、複数の側面部と、前記側面部の一部を曲げて設けられた複数の脚部と、を有し、前記絶縁基板は、前記基板固定突起が挿通される固定孔と、を有してなり、前記絶縁基板の前記固定孔に、前記内側ケースの前記基板固定突起が挿通されて前記絶縁基板が前記内側ケースに位置決めされ、前記絶縁性の内側ケースの前記複数の側壁の上端に、前記上側磁気シールドの前記複数の脚部が設置されることで、前記上側磁気シールドが前記内側ケースに位置決めされてなるとともに、さらに前記上側磁気シールドには、前記複数の脚部の少なくとも一つの延長線上に放電部が設けられ、前記絶縁基板は前記放電部と対向する位置に設けられた接地電極を有し、前記外側ケースには、対向する側壁それぞれに、内側に突出する一対の外側リブが設けられており、前記下側磁気シールドの側面部の両端部に、前記外側リブが接触し、前記外側ケースには、底面に複数の第１のケース固定孔が設けられており、前記内側ケースには、前記底部から下方側に突出する複数のケース固定突起が設けられており、前記第１のケース固定孔に、前記ケース固定突起が挿入されることを特徴とする。

上記電流センサによれば、絶縁基板の接地電極に上側磁気シールドの放電部が接触又は微小な間隔を空けて対向するように配置されるので、静電気が発生したときに、放電部が避電針としてはたらいて接地電極に静電気を逃がし、上側磁気シールドの他の個所から電子部品に向けた放電が防止されるため、絶縁基板が載置される内側ケースを厚くすることなくＥＳＤ対策を施すことができる。したがって、ＥＳＤ対策を施しつつも装置全体を小型化できる電流センサを提供できる。
また、上記電流センサによれば、絶縁基板の固定孔に内側ケースの基板固定突起が挿通されることにより絶縁基板が固定され、内側ケースの側壁の上端に上側磁気シールドの脚部が接触することにより上側磁気シールドが固定されることから、絶縁基板及び上側磁気シールドは、同一部材である内側ケースにそれぞれ固定されるため、絶縁基板に対する上側磁気シールドの上下方向の位置精度を高くすることができ、絶縁基板と上側磁気シールドとの間隔を精度よく設定することが可能となる。したがって、放電部と接地電極との間隔を短くすることができ、放電部から効率よく放電することが可能となる。

本発明の電流センサは、絶縁基板と、前記絶縁基板上に設けられた磁電変換素子と、前記絶縁基板が載置される絶縁性の内側ケースと、前記内側ケースに固定された電流路と、前記内側ケースを上下から挟んで覆う金属製の上側磁気シールド及び下側磁気シールドと、前記内側ケース及び前記下側磁気シールドが載置される外側ケースと、
を備え、前記内側ケースは、前記電流路を挿通するための挿通部及び前記絶縁基板を固定するための基板固定突起が設けられた底部と、複数の側壁と、を有し、
前記上側磁気シールドは、天面部と、複数の側面部と、前記側面部の一部を曲げて設けられた複数の脚部と、を有し、前記絶縁基板は、前記基板固定突起が挿通される固定孔と、を有してなり、前記絶縁基板の前記固定孔に、前記内側ケースの前記基板固定突起が挿通されて前記絶縁基板が前記内側ケースに位置決めされ、前記絶縁性の内側ケースの前記複数の側壁の上端に、前記上側磁気シールドの前記複数の脚部が設置されることで、前記上側磁気シールドが前記内側ケースに位置決めされてなるとともに、さらに前記上側磁気シールドには、前記複数の脚部の少なくとも一つの延長線上に放電部が設けられ、前記絶縁基板は前記放電部と対向する位置に設けられた接地電極を有し、前記外側ケースには、対向する側壁それぞれに、内側に突出する一対の外側リブが設けられており、前記下側磁気シールドの側面部の両端部に、前記外側リブが接触し、前記外側ケースには、底面に複数の矩形状の第２のケース固定孔が設けられており、前記内側ケースには、前記側壁から下方側に延出され、先端部にフックを有するフック脚が設けられており、前記第２のケース固定孔に、前記フック脚が挿入されることを特徴とする。

上記電流センサにおいて、前記上側磁気シールドにおいて、前記脚部は、対向する前記側面部の両端部に設けられており、前記内側ケースには、対向する前記側壁それぞれに、上端部から上方に突出する上側磁気シールド固定突起が設けられており、前記脚部の側面部に、前記上側磁気シールド固定突起が接触することが好ましい。この場合には、脚部の側面部に、上側磁気シールド固定突起が接触することから、内側ケースに対する上側磁気シールドの位置精度を高めることができる。

さらに、上記電流センサにおいて、前記外側ケースには、対向する側壁それぞれに、内側に突出する複数の内側リブが設けられており、前記下側磁気シールドの側面部の外面に、前記内側リブが接触してもよい。この場合には、下側磁気シールドの側面部の外面に、内側リブが接触することから、外側ケースに対する下側磁気シールドの位置精度を高めることができる。

さらに、上記電流センサにおいて、前記内側ケースには、底面から下方側に突出する複数の下側磁気シールド押さえ突起が設けられており、前記下側磁気シールドの底面部に、前記下側磁気シールド押さえ突起が接触してもよい。この場合には、下側磁気シールドの底面部に、下側磁気シールド押さえ突起が接触することから、内側ケースに対する下側磁気シールドの上下方向の位置精度を高めることができる。

さらに、上記電流センサにおいて、前記上側磁気シールドには、ケーブル貫通孔が設けられており、前記ケーブル貫通孔を貫通したケーブルが、コネクタを介して前記絶縁基板に設けられた配線パターンに電気的に接続されてもよい。この場合には、ケーブル貫通孔を貫通したケーブルが、コネクタを介して絶縁基板に設けられた配線パターンに電気的に接続されることから、電流センサを外部の回路に電気的に接続することができる。

さらに、上記電流センサにおいて、前記内側ケースには、対向する側壁それぞれに、上側磁気シールド固定リブが設けられており、前記上側磁気シールドには、対向する側面部それぞれに、スリットが設けられており、前記スリット内に、前記上側磁気シールド固定リブが配置されてもよい。この場合には、上側磁気シールドにおけるスリット内に、上側磁気シールド固定リブが配置されることから、内側ケースに対する上側磁気シールドの位置精度を高めることができる。

さらに、上記電流センサにおいて、前記外側ケースの上面を覆うカバーを備え、前記カバーは、天面部と、前記天面部から下方側に突出する上側磁気シールド押さえ突起と、前記天面部の外縁から下方側に延出する、カバー押さえ穴が設けられた第１の延出片と、を有しており、前記外側ケースには、側壁から外側に突出するカバー押さえ突起が設けられており、前記上側磁気シールドの天面部に、前記上側磁気シールド押さえ突起が接触し、前記カバー押さえ穴と前記カバー押さえ突起とがスナップ結合してもよい。この場合には、上側磁気シールドの天面部に、上側磁気シールド押さえ突起が接触すると共に、カバー押さえ穴とカバー押さえ突起とがスナップフィットにより機械的に接合することから、電流センサの組み立てが容易であり、また、上側磁気シールドが浮き上がることを防止することができる。

さらに、上記電流センサにおいて、前記カバーには、第１のカバー固定リブが設けられた第２の延出片が、前記天面部の直交する外縁から下方側に延出して設けられており、前記外側ケースには、第１のカバー固定スリットが、前記側壁に設けられており、前記第１のカバー固定スリット内に前記第１のカバー固定リブが配置されてもよい。この場合には、第１のカバー固定スリット内に第１のカバー固定リブが配置されることから、外側ケースに対するカバーの位置精度を高めることができる。

本発明によれば、ＥＳＤ対策を施しつつも装置全体を小型化できる。

本発明の一実施の形態に係る電流センサを上方側から示した分解斜視図である。 上記電流センサを下方側から示した分解斜視図である。 上記電流センサを構成する外側ケースの上面図である。 上記電流センサを組み立てた状態を上方側から示した斜視図である。 図４に示す電流センサのＡ−Ａ線矢視断面図である。 図４に示す電流センサから外側ケース及びカバーを取り除いた場合の斜視図である。 図５に示す電流センサを後方側から示した斜視図である。 図５に示す電流センサから上側磁気シールドを取り除いた場合の斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る電流センサを上方側から示した分解斜視図である。図２は、本発明の一実施の形態に係る電流センサを下方側から示した分解斜視図である。以下においては、説明の便宜上、図１に示す左下方向を電流センサ１の前方側と呼び、図１に示す右上方向を電流センサ１の後方側と呼び、図１に示す左上方向を電流センサ１の左方側と呼び、図１に示す右下方向を電流センサ１の右方側と呼ぶものとする。

図１、２に示すように、電流センサ１は、絶縁基板２と、絶縁基板２に搭載される磁電変換素子３と、コネクタ４を介して絶縁基板２に設けられた配線パターンに電気的に接続されるケーブル５と、電流路６が挿通されると共に絶縁基板２が固定される内側ケース７と、内側ケース７を上下から挟んで覆う一対の磁気シールド（下側磁気シールド８及び上側磁気シールド９）と、これらの部材を収容する外側ケース１０及びカバー１１と、を含んで構成される。電流センサ１は、上側磁気シールド９に放電部９４を設けることにより、静電気が発生したときに放電部９４から絶縁基板２上の接地電極２２に電流が流れるようにして、ＥＳＤ対策を行うものである。

絶縁基板２は、一般的に広く知られているプリント配線板で構成されており、例えば、ガラス入りのエポキシ樹脂のベース基板に、銅（Ｃｕ）などの金属箔をパターニングして、図示しない配線パターンが形成されている。絶縁基板２は、概して長方形状に設けられており、その四隅部分の近傍には、複数（本実施の形態において４つ）の貫通孔２１が設けられている。貫通孔２１は、後述する内側ケースの突起７３が挿通される固定孔として用いることができる。絶縁基板２の外縁部の一部には、接地電極２２が設けられている。

磁電変換素子３は、電流路６に電流が流れたときに発生する磁界を検出する素子であって、例えば、巨大磁気抵抗効果を用いた磁気検出素子（ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）素子ともいう）を用いることができる。電流センサ１において、磁電変換素子３は、リード端子が絶縁基板２の配線パターンにはんだ付けされて、電流路６と対向するように絶縁基板２上に１つ搭載される。

ケーブル５は、複数の電線を束ねて構成されており、その先端部はコネクタ４及びコネクタ５ａに接続されている。ケーブル５は、コネクタ４を介して、絶縁基板２の配線パターンに電気的に接続される。この構成により、電流センサ１を外部の回路に電気的に接続することができる。なお、ケーブル５は、絶縁基板２上にあらかじめコネクタ４を設置しておき、電流センサ１の組み立て時にコネクタ５ａに接続された電線をコネクタ４に組み付けることで絶縁基板２の配線パターンに電気的に接続することができる。

電流路６は、例えば銅（Ｃｕ）などの導電性のよい材質で構成され、概して直線状に設けられている。電流路６の両端部には、貫通孔６１が設けられている。電流路６は、例えば、貫通孔６１にボルト及びナットなどを取り付けることにより、被測定電流路と接続される。

内側ケース７は、例えば絶縁性の樹脂材料を成形して構成され、上方側に開口する箱状に設けられている。内側ケース７は、上面視にて長方形状を有する底部７１と、底部７１に直交して設けられた側壁７２と、底部７１から上方側に突出して設けられた突起７３と、底部７１から下方側に突出して設けられた突起７４及び７５（図２参照）と、を備えて構成される。

底部７１は、厚みを有して構成され、電流路６の一部が挿通される挿通部７６が設けられている。挿通部７６は底部７１を貫通するように設けられている。電流路６は、例えばインサート成形によって挿通部７６内に埋設される。

左右方向において対向する一対の側壁７２における下端部には、側壁７２から下方側に延出する、先端部にフック７７ａを有するフック脚７７が設けられている。フック脚７７は、後述する外側ケース１０の貫通孔１０３ｂに挿通される。また、フック脚７７が設けられた一対の側壁７２における上端部には、側壁７２から上方側にわずかに突出する突起７８が設けられている。突起７８は、後述する上側磁気シールド９の脚部９３と接触することにより、上側磁気シールド９の位置決めをするための上側磁気シールド固定突起として用いることができる。

前後方向において対向する一対の側壁７２には、側壁７２からわずかに外方側に突出するリブ７９が設けられている。リブ７９は、前方側の側壁７２においては側壁７２の上端部に設けられ、後方側の側壁７２においては側壁７２の下端部に設けられている（図１、２において不図示、図７参照）。リブ７９は、後述する上側磁気シールド９のスリット９６内に挿入されて上側磁気シールド９の位置決めをするための上側磁気シールド固定リブとして用いることができる。

突起７３は、底部７１の四隅部分近傍に、複数（本実施の形態において４つ）設けられている。突起７３は、概して円錐台形状を有する突起下部７３ａと、突起下部７３ａと連結する概して円柱形状を有する突起上部７３ｂと、から構成される。突起７３は、絶縁基板２の貫通孔２１に挿通されて、絶縁基板２の位置決め及び固定を行う基板固定突起として用いることができる。

突起７３は、突起上部７３ｂが、突起下部７３ａよりも細く設けられており、突起上部７３ｂは絶縁基板２の貫通孔２１に挿通されるが、突起下部７３ａは絶縁基板２の貫通孔２１に挿通されないサイズに構成されている。すなわち、突起７３を絶縁基板２の貫通孔２１に挿通した際には、突起下部７３ａの上面に絶縁基板２の下面が接触して位置決め及び固定される構成となる。この構成により、電流センサ１において、絶縁基板２と後述する上側磁気シールド９との位置精度を高くすることが可能となる。なお、絶縁基板２の貫通孔２１に挿通された突起上部７３ｂは、加熱により変形されて絶縁基板２の上面に接触される。

突起７４は、略円柱形状を有しており、底部７１の下面であって、前後方向において対向する辺の中央位置近傍に、複数（本実施の形態において２つ）設けられている。突起７４は、後述する外側ケース１０の貫通孔１０３ａに挿通されて内側ケース７と外側ケース１０との位置決めをするためのケース固定突起として用いることができる。

突起７５は、概して円形状を有しており、底部７１の下面からわずかに下方側に突出して設けられている。突起７５は、底部７１の下面における各辺の中央位置近傍に、複数（本実施の形態において４つ）設けられている。突起７５は、後述する下側磁気シールド８の底面部８１に接触する下側磁気シールド押さえ突起として用いることができる。

下側磁気シールド８は、例えば高透磁率の磁性材料で構成され、上面視にて概して長方形状に設けられている。下側磁気シールド８は、平板状の底面部８１と、折り曲げ加工を施して形成された上方側に延出する一対の側壁８２と、を備えて構成される。底面部８１のうち、側壁８２と連結していない辺の中央位置近傍には、切り欠き部８１ａが設けられている。また、底面部８１の四隅部分近傍には、切り欠き部８１ｂが設けられている。これらの切り欠き部８１ａ、８１ｂは、下側磁気シールド８が内側ケース７の下面に取り付けられたときに、内側ケース７の突起７４及びフック脚７７を避けるために設けられている。

下側磁気シールド８は、外側ケース１０における外側リブ１０４ａの側面部に側壁８２の両端部が接触し、内側リブ１０４ａの内面部に側壁８２の外面部が接触した状態で、外側ケース１０内に配置される。この構成により、外側ケース１０に対する下側磁気シールド８の前後左右方向の位置精度を高めることができる。

上側磁気シールド９は、下側磁気シールド８と同様に、例えば高透磁率の磁性材料で構成され、上面視にて概して長方形状に設けられている。上側磁気シールド９は、平板状の天面部９１と、折り曲げ加工を施して形成された下方側に延出する側面部９２と、側面部９２の一部に折り曲げ加工を施して形成された内方側に延出する脚部９３と、少なくとも１つ以上の脚部９３の延長線上に設けられた放電部９４（図２参照）と、天面部９１及び側面部９２の一部を貫通して設けられたケーブル貫通孔９５と、を備えて構成される。

側面部９２のうち、後方側の側面部９２は、他の側面部９２よりも下方側に延出して設けられている。前後方向において対向する一対の側面部９２における下端部には、中央位置にスリット９６が設けられている。スリット９６には、内側ケース７のリブ７９が挿入される。この構成により、内側ケース７に対する上側磁気シールド９の左右方向の位置精度を高めることができる。

外側ケース１０は、例えば絶縁性の樹脂材料を成形して構成され、上方側に開口する箱状に設けられている。外側ケース１０は、上面視にて概して長方形状を有する底面部１０１と、底面部１０１に直交して設けられた側壁１０２と、を備えて構成される。ここで、図３は、外側ケース１０の上面図である。図３に示す下方向が電流センサ１の前方側であり、図３に示す上方向が電流センサ１の後方側であり、図３に示す左方向が電流センサ１の左方側であり、図３に示す右方向が電流センサ１の右方側である。

底面部１０１における前後方向において対向する辺の中央位置近傍には、概して円形状を有する貫通孔１０３ａが複数（本実施の形態において２つ）設けられている。また、底面部１０１における四隅部分近傍には、概して矩形状を有する貫通孔１０３ｂが複数（本実施の形態において４つ）設けられている。

貫通孔１０３ａは、内側ケース７の突起７４を挿通することにより、外側ケース１０に対して内側ケース７を前後左右方向に位置決めすると共に、外側ケース１０と内側ケース７とを固定するための第１のケース固定孔として用いることができる。一方、貫通孔１０３ｂは、内側ケース７のフック脚７７を挿通してフック７７ａとスナップ結合することにより、外側ケース１０に対して内側ケース７を上下方向に位置決めすると共に、外側ケース１０と内側ケース７とを固定するための第２のケース固定孔として用いることができる。この構成により、外側ケース１０に対する内側ケース７の位置精度を高めることができる。

左右方向において対向する側壁１０２の内側における下端部には、内方側に突出する外側リブ１０４ａ及び内側リブ１０４ｂが設けられている。外側リブ１０４ａは、一方の側壁１０２に対して一対（２つ）設けられており、概して四角柱形状に構成されている。内側リブ１０４ｂは、一対の外側リブ１０４ａに挟まれるように設けられており、一方の側壁１０２に対して複数（本実施の形態において４つ）設けられている。内側リブ１０４ｂは、外側リブ１０４ａに比べて小さいサイズに構成され、その上方側は外側が高く内側が低くなる斜め形状に構成されている。

外側リブ１０４ａは、下側磁気シールド８の側壁８２の両端部と接触することにより、外側ケース１０に対して下側磁気シールド８を前後方向に位置決めする。内側リブ１０４ｂは、下側磁気シールド８の側壁８２の外側と接触することにより、外側ケース１０に対して下側磁気シールド８を左右方向に位置決めする。この構成により、外側ケース１０に対する下側磁気シールド８の位置精度を高めることができる。

側壁１０２の外側には、外方側に突出する複数の突起１０５が設けられている。これらの突起１０５は、後述するカバー１１の延出片１１４に設けられた開口部１１４ａとスナップ係合するカバー押さえ突起として用いることができる。

左右方向において対向する側壁１０２の上端部における中央位置には、スリット１０６が設けられている。スリット１０６は、後述するカバー１１の延出片１１３に設けられたリブ１１３ａを挿入する第１のカバー固定スリットとして用いることができる。

前方側の側壁１０２は、凹部１０２ａを有している。後方側の側壁１０２の上端部には、ケーブル５を電流センサ１内に配置すると共に位置決めするための、断面半円形状を有する溝部１０７が設けられている。

カバー１１は、例えば絶縁性の樹脂材料を成形して構成され、上面視にて概して長方形状を有している。カバー１１は、平板状の天面部１１１と、折り曲げ加工を施して形成された下方側に延出する壁状部１１２と、天面部１１１から下方側に延出する複数の延出片１１３、１１４と、天面部１１１の後方側の下面に設けられた溝部１１５と、天面部１１１の下面に設けられた突起１１６と、を備えて構成される。突起１１６は、概して円形状を有している。

延出片（第２の延出片）１１３には、外方側に突出するリブ１１３ａが設けられている。リブ１１３ａは、外側ケース１０のスリット１０６内に挿入されることにより、外側ケース１０に対するカバー１１の位置決めをするための第１のカバー固定リブとして用いることができる。この構成により、外側ケース１０に対するカバー１１の左右方向の位置精度を高めることができる。

延出片（第１の延出片）１１４には、開口部１１４ａが設けられている。延出片１１４の開口部１１４ａは、外側ケース１０の突起１０５とスナップ結合することにより、カバー１１を外側ケース１０に取り付けるためのカバー押さえ穴として用いることができる。このようにカバー１１を外側ケース１０に取り付けると、天面部１１１の下面に設けられた突起１１６が上側磁気シールド９の天面部９１に接触する。この構成により、上側磁気シールド９が浮き上がることを防止すると共に、外側ケース１０とカバー１１とを容易に組み立てることが可能となる。

溝部１１５は、断面半円形状を有する。すなわち、外側ケース１０の溝部１０７とカバー１１の溝部１１５とが対向して配置されることにより、断面半円形状を有する溝部１０７、１１５とが連結されて、円形状の導入孔が構成される。この導入孔の直径とケーブル５の直径を略同一とすることにより、余計な隙間を作ることなく、ケーブル５を外側ケース１０及びカバー１１内に導入することができる。したがって、電流センサ１の外部からの磁界による干渉の影響を受けにくくすることが可能となる。

続いて、本実施の形態に係る電流センサ１を組み立てた状態について説明する。図４は、電流センサ１を組み立てた状態を上方側から示した斜視図である。図５は、図４に示す電流センサ１のＡ−Ａ線矢視断面図である。図６は、図４に示す電流センサ１から外側ケース１０及びカバー１１を取り除いた場合の斜視図である。図７は、図５に示す電流センサ１を後方側から示した斜視図である。図８は、図５に示す電流センサ１から上側磁気シールド９を取り除いた場合の斜視図である。

図４及び図５に示すように、このような構成を有する電流センサ１を組み立てると、外側ケース１０及びカバー１１内に、下側磁気シールド８から上側磁気シールド９までの構成部材が収容される。電流センサ１の前方側及び後方側から電流路６が露出し、さらに後方側からケーブル５が露出している。外側ケース１０のスリット１０６内にはカバー１１のリブ１１３ａが挿入されている。この構成により、外側ケース１０に対するカバー１１の左右方向の位置精度を高めることができる。

電流センサ１を組み立てるには、まず、外側ケース１０上に、外側リブ１０４ａ及び内側リブ１０４ｂをガイドとして下側磁気シールド８を載置する。その後、外側ケース１０の貫通孔１０３ａ，１０３ｂに突起７４及びフック脚７７をそれぞれ挿入するように、電流路６が挿通された内側ケース７を載置する。その後、内側ケース７上に、磁電変換素子３及びコネクタ４が搭載された絶縁基板２を、突起７３を絶縁基板２の貫通孔２１に挿入するように載置する。その後、内側ケース７上に、脚部９３が突起７８に接触するように上側磁気シールド９を載置する。その後、上側磁気シールド９のケーブル貫通孔９５からケーブル５を導入して、絶縁基板２上に搭載されたコネクタ４にケーブル５を接続する。最後に、カバー１１の開口部１１４ａと外側ケース１０の突起１０５とをスナップ結合して、外側ケース１０にカバー１１を取り付ける。このような構成とすることで、電流センサ１の組み立てを容易にすると共に、位置精度よく各構成部材を配置することが可能となる。ただし、組み立て順序はこれに限定されるものでなく、適宜変更が可能である。

外側ケース１０の貫通孔１０３ａには、内側ケース７の突起７４が挿通されて位置決め及び固定されている。この構成により、外側ケース１０と内側ケース７との前後左右方向の位置精度を高めることができる。また、外側ケース１０の貫通孔１０３ｂには、内側ケース７のフック脚７７が挿通されて、フック７７ａとスナップ係合している。この構成により、外側ケース１０と内側ケース７との上下方向の位置精度を高めることができる。

外側ケース１０内に配置された下側磁気シールド８上には、内側ケース７が配置される。このとき、下側磁気シールド８の底面部８１の上面には、内側ケース７の突起７５が接触する。この構成により、下側磁気シールド８の上下方向の位置精度を高めることができる。また、内側ケース７上に配置された上側磁気シールド９上には、カバー１１が配置される。このとき、上側磁気シールド９の天面部９１の上面には、カバー１１の突起１１６が接触する。この構成により、上側磁気シールド９の上下方向の位置精度を高めることができる。

下側磁気シールド８及び上側磁気シールド９の双方が上下方向の位置精度が高く配置されるため、下側磁気シールド８及び上側磁気シールド９の間隔を最小限にするように精度高く配置することができる。これにより、装置全体を小型化することが可能となる。また、下側磁気シールド８と、上側磁気シールド９との間隔が短いことから、下側磁気シールドに溜まった静電気は、上側磁気シールド９を介して放電される。

上側磁気シールド９の脚部９３及び放電部９４の内側の側面部は、内側ケース７の側壁７２の上端部に設けられた突起７８に接触している。この構成により、内側ケース７に対する上側磁気シールド９の前後方向の位置精度を高めることができる。

また、脚部９３は、内側ケース７の側壁７２の上端部に接触するように位置決めされて、内側ケース７上に配置される。一方、放電部９４は、絶縁基板２における接地電極２２と対向する位置に配置される。脚部９３は、絶縁基板２の外側に配置されるため、放電部９４が設けられていない脚部９３から絶縁基板２に搭載された電子部品に向けた放電が防止される。この構成により、放電部９４は、静電気が発生したときに避電針としてはたらき、接地電極２２に電流を流す。したがって、絶縁基板２が載置される内側ケース７を厚くすることなく、電流センサ１にＥＳＤ対策を施すことができる。

図６及び図７に示すように、電流路６が挿通されると共に絶縁基板２が固定される内側ケース７は、上下から一対の磁気シールド（下側磁気シールド８及び上側磁気シールド９）で挟んで覆われている。上側磁気シールド９のスリット９６内には、内側ケース７のリブ７９が挿入されている。また、この構成により、内側ケース７に対する上側磁気シールド９の左右方向の位置精度を高めることができる。

また、絶縁基板２は、突起７３を介して位置決めされて内側ケース７に固定される。このように、絶縁基板２及び上側磁気シールド９は、同一部材である内側ケース７にそれぞれ固定されるため、絶縁基板２に対する上側磁気シールド９の上下方向の位置精度を高くすることができる。すなわち、絶縁基板２と上側磁気シールド９との間隔を精度よく設定することが可能となる。

ここで、放電部９４と接地電極２２との間隔は、側壁７２の上端部と絶縁基板２の上面との高さの差に等しい。すなわち、側壁７２の高さ、又は、突起７３の高さを調整することにより、放電部９４と接地電極２２との間隔を、静電気放電しやすい距離に設定することが容易にできる。例えば、側壁７２の上端部が、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲内で、内側ケース７に固定された絶縁基板２の上面よりも上方に位置するように設計することにより、放電部９４と接地電極２２との間隔を０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲内で設定することが可能となる。放電部９４と接地電極２２との間隔が短いほど、静電気が発生したときに放電部９４から放電しやすくなる。

上側磁気シールド９は、脚部９３が内側ケース７の側壁７２の上端部に接触するように、内側ケース７上に載置することで組み立てられる。ここで、磁気シールドは、加熱すると不可逆的に特性が悪化するため、はんだ付けなどの方法で固定することが困難である。本実施の形態に係る電流センサ１によれば、はんだ付けなどの方法を用いることなく、内側ケース７上に載置することにより上側磁気シールド９を位置精度よく配置することができるため、静電気耐圧の向上と、組み立てのし易さを両立することができる。

図８に示すように、絶縁基板２の貫通孔２１には、内側ケース７の突起７３が挿通されて位置決め及び固定される。この構成により、内側ケース７の側壁７２の上端部と絶縁基板２の上面との高さの差を、所望の値に設定することができる。この構成により、一対の磁気シールド（下側磁気シールド８及び上側磁気シールド９）を、電子部品が搭載された絶縁基板２から一定の間隔を空けて配置することが可能となる。なお、一対の磁気シールドと絶縁基板２との間隔は、磁気シールドの大きさや、電流センサ１に加わる静電気の電圧や、放電部９４と接地電極２２との間隔との関係によって適宜設定すればよい。

以上説明したように、本実施の形態に係る電流センサ１によれば、絶縁基板２の接地電極２２に上側磁気シールド９の放電部９４が対向するように配置されると共に、脚部９３は絶縁基板２の外側に配置されることから、静電気が発生したときに、放電部９４が避電針としてはたらいて接地電極２２に電流を逃がし、脚部９３から絶縁基板２に搭載された電子部品に向けた放電が防止されるため、絶縁基板２が載置される内側ケース７を厚くすることなくＥＳＤ対策を施すことができる。したがって、ＥＳＤ対策を施しつつも装置全体を小型化できる電流センサ１を提供できる。

また、上記電流センサ１によれば、絶縁基板２の貫通孔２１に内側ケース７の突起７３が挿通されることにより絶縁基板２が固定され、内側ケース７の側壁７２の上端に上側磁気シールド９の脚部９３が接触することにより上側磁気シールド９が固定されることから、絶縁基板２及び上側磁気シールド９は、同一部材である内側ケース７にそれぞれ固定されるため、絶縁基板２に対する上側磁気シールド９の上下方向の位置精度を高くすることができ、絶縁基板２と上側磁気シールド９との間隔を精度よく設定することが可能となる。したがって、放電部９４と接地電極２２との間隔を短くすることができ、放電部９４から効率よく放電することが可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、さまざまに変更して実施可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更が可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施可能である。

例えば、上記実施の形態においては、内側ケース７の挿通部７６に、電流路６をインサート成形して埋設する場合について説明している。しかし、内側ケース７に電流路６を固定する構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、内側ケース７の底部７１の下面に電流路６を収容する収容部を設け、この収容部に電流路６を収容した後に、板状部材でこの収容部の開口を塞ぐ構成としてもよい。このように構成することで、組み立てにより、電流路６を内側ケース７に固定することができる。

１ 電流センサ
２ 絶縁基板
２１ 貫通孔（固定孔）
２２ 接地電極
３ 磁電変換素子
４ コネクタ
５ ケーブル
５ａ コネクタ
６ 電流路
６１ 貫通孔
７ 内側ケース
７１ 底部
７２ 側壁
７３ 突起（基板固定突起）
７３ａ 突起下部
７３ｂ 突起上部
７４ 突起（ケース固定突起）
７５ 突起（下側磁気シールド押さえ突起）
７６ 挿通部
７７ フック脚
７７ａ フック
７８ 突起（上側磁気シールド固定突起）
７９ リブ（上側磁気シールド固定リブ）
８ 下側磁気シールド
８１ 底面部
８１ａ、８１ｂ 切り欠き部
８２ 側壁
９ 上側磁気シールド
９１ 天面部
９２ 側面部
９３ 脚部
９４ 放電部
９５ ケーブル貫通孔
９６ スリット
１０ 外側ケース
１０１ 天面部
１０２ 側壁
１０２ａ 凹部
１０３ａ 貫通孔（第１のケース固定孔）
１０３ｂ 貫通孔（第２のケース固定孔）
１０４ａ 外側リブ
１０４ｂ 内側リブ
１０５ 突起（カバー押さえ突起）
１０６ スリット（第１のカバー固定スリット）
１０７ 溝部
１１ カバー
１１１ 天面部
１１２ 壁状部
１１３ 延出片（第２の延出片）
１１３ａ リブ（第１のカバー固定リブ）
１１４ 延出片（第１の延出片）
１１４ａ 開口部（カバー押さえ穴）
１１５ 溝部
１１６ 突起（上側磁気シールド押さえ突起）

Claims (9)

1. 絶縁基板と、
   前記絶縁基板上に設けられた磁電変換素子と、
   前記絶縁基板が載置される絶縁性の内側ケースと、
   前記内側ケースに固定された電流路と、
   前記内側ケースを上下から挟んで覆う金属製の上側磁気シールド及び下側磁気シールドと、
   前記内側ケース及び前記下側磁気シールドが載置される外側ケースと、
   を備え、
   前記内側ケースは、前記電流路を挿通するための挿通部及び前記絶縁基板を固定するための基板固定突起が設けられた底部と、複数の側壁と、を有し、
   前記上側磁気シールドは、天面部と、複数の側面部と、前記側面部の一部を曲げて設けられた複数の脚部と、を有し、
   前記絶縁基板は、前記基板固定突起が挿通される固定孔と、を有してなり、
   前記絶縁基板の前記固定孔に、前記内側ケースの前記基板固定突起が挿通されて前記絶縁基板が前記内側ケースに位置決めされ、前記絶縁性の内側ケースの前記複数の側壁の上端に、前記上側磁気シールドの前記複数の脚部が設置されることで、前記上側磁気シールドが前記内側ケースに位置決めされてなるとともに、
   さらに前記上側磁気シールドには、前記複数の脚部の少なくとも一つの延長線上に放電部が設けられ、前記絶縁基板は前記放電部と対向する位置に設けられた接地電極を有し、
   前記外側ケースには、対向する側壁それぞれに、内側に突出する一対の外側リブが設けられており、
   前記下側磁気シールドの側面部の両端部に、前記外側リブが接触し、
   前記外側ケースには、底面に複数の第１のケース固定孔が設けられており、
   前記内側ケースには、前記底部から下方側に突出する複数のケース固定突起が設けられており、
   前記第１のケース固定孔に、前記ケース固定突起が挿入されることを特徴とする電流センサ。
2. 絶縁基板と、
   前記絶縁基板上に設けられた磁電変換素子と、
   前記絶縁基板が載置される絶縁性の内側ケースと、
   前記内側ケースに固定された電流路と、
   前記内側ケースを上下から挟んで覆う金属製の上側磁気シールド及び下側磁気シールドと、
   前記内側ケース及び前記下側磁気シールドが載置される外側ケースと、
   を備え、
   前記内側ケースは、前記電流路を挿通するための挿通部及び前記絶縁基板を固定するための基板固定突起が設けられた底部と、複数の側壁と、を有し、
   前記上側磁気シールドは、天面部と、複数の側面部と、前記側面部の一部を曲げて設けられた複数の脚部と、を有し、
   前記絶縁基板は、前記基板固定突起が挿通される固定孔と、を有してなり、
   前記絶縁基板の前記固定孔に、前記内側ケースの前記基板固定突起が挿通されて前記絶縁基板が前記内側ケースに位置決めされ、前記絶縁性の内側ケースの前記複数の側壁の上端に、前記上側磁気シールドの前記複数の脚部が設置されることで、前記上側磁気シールドが前記内側ケースに位置決めされてなるとともに、
   さらに前記上側磁気シールドには、前記複数の脚部の少なくとも一つの延長線上に放電部が設けられ、前記絶縁基板は前記放電部と対向する位置に設けられた接地電極を有し、
   前記外側ケースには、対向する側壁それぞれに、内側に突出する一対の外側リブが設けられており、
   前記下側磁気シールドの側面部の両端部に、前記外側リブが接触し、
   前記外側ケースには、底面に複数の矩形状の第２のケース固定孔が設けられており、
   前記内側ケースには、前記側壁から下方側に延出され、先端部にフックを有するフック脚が設けられており、
   前記第２のケース固定孔に、前記フック脚が挿入されることを特徴とする電流センサ。
3. 前記上側磁気シールドにおいて、前記脚部は、対向する前記側面部の両端部に設けられており、
   前記内側ケースには、対向する前記側壁それぞれに、上端部から上方に突出する一対の上側磁気シールド固定突起が設けられており、
   前記脚部の側面部に、前記上側磁気シールド固定突起が接触することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電流センサ。
4. 前記外側ケースには、対向する側壁それぞれに、内側に突出する複数の内側リブが設けられており、
   前記下側磁気シールドの側面部の外面に、前記内側リブが接触することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電流センサ。
5. 前記内側ケースには、底面から下方側に突出する複数の下側磁気シールド押さえ突起が設けられており、
   前記下側磁気シールドの底面部に、前記下側磁気シールド押さえ突起が接触することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電流センサ。
6. 前記上側磁気シールドには、ケーブル貫通孔が設けられており、
   前記ケーブル貫通孔を貫通したケーブルが、コネクタを介して前記絶縁基板に設けられた配線パターンに電気的に接続されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電流センサ。
7. 前記内側ケースには、対向する側壁それぞれに、上側磁気シールド固定リブが設けられており、
   前記上側磁気シールドには、対向する側面部それぞれに、スリットが設けられており、
   前記スリット内に、前記上側磁気シールド固定リブが配置されることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の電流センサ。
8. 前記外側ケースの上面を覆うカバーを備え、
   前記カバーは、天面部と、前記天面部から下方側に突出する上側磁気シールド押さえ突起と、前記天面部の外縁から下方側に延出する、カバー押さえ穴が設けられた第１の延出片と、を有しており、
   前記外側ケースには、側壁から外側に突出するカバー押さえ突起が設けられており、
   前記上側磁気シールドの天面部に、前記上側磁気シールド押さえ突起が接触し、
   前記カバー押さえ穴と前記カバー押さえ突起とがスナップフィットによって機械的に接合することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の電流センサ。
9. 前記カバーには、第１のカバー固定リブが設けられた第２の延出片が、前記天面部の直交する外縁から下方側に延出して設けられており、
   前記外側ケースには、第１のカバー固定スリットが、前記側壁に設けられており、
   前記第１のカバー固定スリット内に前記第１のカバー固定リブが配置されることを特徴とする請求項８記載の電流センサ。
   

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