JP6338489B2 - センサ部品、電流センサおよび電流測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、電流センサ用のセンサ部品、そのようなセンサ部品を備えて構成された電流センサ、およびその電流センサを備えて構成された電流測定装置に関するものである。

この種の電流測定装置として、出願人は、測定回路等が収容された本体部と磁気センサとを備え、電線等の測定対象（検出対象体）を流れる電流を測定対象に対して非接触の状態で測定可能なクランプ式の電流測定装置を下記の特許文献に開示している。この場合、この電流測定装置の磁気センサは、正面視半環状の一対のセンサ部（特許文献の図１４，１５におけるセンサ３１１ａ，３１１ｂ）を備えると共に、両センサ部が測定対象を取り囲んで環状をなすように両センサ部の端部同士を近接させた状態（両センサ部によって測定対象をクランプした状態）で測定対象に電流が供給されたときに、測定対象の周囲に生じる磁界によって両センサ部内の磁性コアに誘起される磁束を検出することで測定対象を流れている電流を検出可能に構成されている。以下、出願人が開示している電流測定装置における磁気センサを「電流センサ」ともいう。

具体的には、出願人が開示している電流測定装置の電流センサにおける両センサ部は、図１３，１４に示すように、複数の磁性板が積層されて構成された磁性コア３１ｘ、磁性コア３１ｘを収容可能なコアホルダ３２ｘ（カバー）、磁性コア３１ｘに誘起される磁束を検出可能に磁性コア３１ｘと共にコアホルダ３２ｘに収容されたＦＧ巻線部３３ｘ（磁気検出素子）、コアホルダ３２ｘの周囲に配設されたシールド板３６ａｘ，３６ｂｘ，３７ａｘ，３７ｂｘ、およびこれらの構成要素を収容可能な樹脂製のカバー（ボビン：図示せず）を備えて磁束検出部２５ｘが構成されると共に、この磁束検出部２５ｘのカバーの周囲に図示しない巻線が巻回された状態で樹脂製のケース（特許文献の図１４におけるケース３１２ａ，３１２ｂ）内に収容されている。

この場合、両図に示すように、出願人が開示している電流測定装置の磁束検出部２５ｘでは、磁性コア３１ｘやＦＧ巻線部３３ｘを収容するコアホルダ３２ｘが、それぞれ浅皿状に形成された下ハーフ３２ａｘおよび上ハーフ３２ｂｘの２つのパーツで構成され、両ハーフ３２ａｘ，３２ｂｘには、磁性コア３１ｘを嵌入可能なコア嵌入用凹部４１ｘと、ＦＧ巻線部３３ｘを嵌入可能な巻線部嵌入用凹部４２ｘとがそれぞれ形成されている。この磁束検出部２５ｘの組立てに際しては、一例として、両凹部４１ｘ，４２ｘの開口部位を上向きにした状態の下ハーフ３２ａｘにおけるコア嵌入用凹部４１ｘに対して磁性コア３１ｘを上方から嵌入すると共に、接着剤を塗布した巻線部嵌入用凹部４２ｘに対してＦＧ巻線部３３ｘを上方から嵌入する。次いで、両凹部４１ｘ，４２ｘの開口部位を下向きにした状態の上ハーフ３２ｂｘを下ハーフ３２ａｘに被せることにより、下ハーフ３２ａｘのコア嵌入用凹部４１ｘに嵌入されている磁性コア３１ｘを上ハーフ３２ｂｘのコア嵌入用凹部４１ｘに嵌入させ、かつ下ハーフ３２ａｘの巻線部嵌入用凹部４２ｘに嵌入されているＦＧ巻線部３３ｘを上ハーフ３２ｂｘの巻線部嵌入用凹部４２ｘに嵌入させる。

これにより、この磁束検出部２５ｘでは、両ハーフ３２ａｘ，３２ｂｘのコア嵌入用凹部４１ｘに嵌入された磁性コア３１ｘと、両ハーフ３２ａｘ、３２ｂｘの巻線部嵌入用凹部４２ｘに嵌入されたＦＧ巻線部３３ｘとが、コアホルダ３２ｘ内で相互に位置決めされて、図１１に示すように、磁性コア３１ｘに設けられたギャップＧの近傍にＦＧ巻線部３３ｘが位置させられると共に、図１２に示すように、磁性コア３１ｘの厚み方向の中心とＦＧ巻線部３３ｘにおける巻線３３ｃｘ（図１３，１４参照）の中心（巻軸の軸中心）とが同一平面上に一致させられた状態となる。この結果、この磁束検出部２５ｘを備えた電流センサを有する電流測定装置では、測定対象に対する電流の供給に伴って測定対象の周囲に生じる磁界によって両センサ部内の磁性コア３１ｘに誘起される磁束をＦＧ巻線部３３ｘによって好適に検出することが可能となる。

特開２０１３−６８５９１号公報（第５−１３頁、第１−１９図）

ところが、出願人が開示している電流センサおよび電流測定装置には、以下のような改善すべき課題が存在する。すなわち、出願人が開示している電流センサおよび電流測定装置では、例えば、下ハーフ３２ａｘの両凹部４１ｘ，４２ｘに対して磁性コア３１ｘおよびＦＧ巻線部３３ｘを同一方向から嵌入し、その状態の下ハーフ３２ａｘに上ハーフ３２ｂｘを被せることによって、上ハーフ３２ｂｘの両凹部４１ｘ，４２ｘに対して磁性コア３１ｘおよびＦＧ巻線部３３ｘを同一方向から嵌入させてコアホルダ３２ｘ内に磁性コア３１ｘおよびＦＧ巻線部３３ｘを位置決めした磁束検出部２５ｘを備えて構成されている。

この場合、この種の電流センサ（電流測定装置）を使用した電流の測定処理に際しては、測定対象をクランプするときに、開状態に操作した両センサ部の磁性コアが、測定対象の導線や、導線が接続されている接続金具等の導体に接触するおそれがある。この際に、接触した導体に電圧が印加されている場合には、導体から磁性コアに流れ込んだ電流が、磁気検出素子としてのＦＧ巻線部（ＦＧ巻線部の巻線）に流れ込み、この電流が本体部内の測定回路に流れ込むおそれがある。したがって、本体部を把持した状態でクランプ作業を行うこの種の電流測定装置では、例えば、複数の導線（活線）が隣接されている電源設備の検査時に測定対象の導線をクランプする際に、操作を誤って導線等に磁性コアが接触して、感電事故を招くおそれがある。

そこで、出願人が開示している電流測定装置では、上記の特許文献における図３に示すように、磁性コア３１ｘの先端部を樹脂製のケースの奥側に位置させる（正面視において磁性コア３１ｘの先端部がケースに隠れて見えないようにする）ことで磁性コア３１ｘを測定対象等に対して接触させ難くすると共に、図１３，１４に示すように、コアホルダ３２ｘ（下ハーフ３２ａｘおよび上ハーフ３２ｂｘ）の形状を工夫することで、ＦＧ巻線部３３ｘの巻線３３ｃｘと磁性コア３１ｘとの絶縁距離を長くしてＦＧ巻線部３３ｘ（巻線３３ｃｘ）と磁性コア３１ｘとの間の絶縁性を向上させている。

具体的には、図１５に示すように、出願人が開示している電流測定装置の電流センサにおける上記の磁束検出部２５ｘ（センサ部品）では、例えば、コアホルダ３２ｘにおける両ハーフ３２ａｘ，３２ｂｘのコア嵌入用凹部４１ｘに嵌入された磁性コア３１ｘと巻線部嵌入用凹部４２ｘに嵌入されたＦＧ巻線部３３ｘとの間に位置する厚みＴｘの隔壁（コア嵌入用凹部４１ｘの側壁であり、かつ巻線部嵌入用凹部４２ｘの側壁でもある壁状部）の部位において、下ハーフ３２ａｘにおける上ハーフ３２ｂｘ側の縁部（同図における上縁部）、および上ハーフ３２ｂｘにおける下ハーフ３２ａｘ側の縁部（同図における下縁部）を相互に嵌め合わせが可能な断面クランク状にそれぞれ形成している。

これにより、この磁束検出部２５ｘでは、ＦＧ巻線部３３ｘの巻線３３ｃｘと磁性コア３１ｘとの絶縁距離が同図に示す距離Ｌａｘ〜Ｌｃｘを合計した距離となっており、同図に破線で示すように、上記の隔壁の部位において下ハーフ３２ａｘにおける上ハーフ３２ｂｘ側の縁部、および上ハーフ３２ｂｘにおける下ハーフ３２ａｘ側の縁部を断面クランク状にせずに隔壁の厚み方向に沿ってそれぞれ平坦に形成した構成と比較して、距離Ｌｃｘの分だけ絶縁距離が長くなっており、磁性コア３１ｘとＦＧ巻線部３３ｘ（巻線３３ｃｘ）との間の絶縁性が高くなっている。したがって、出願人が開示している電流測定装置（電流センサ）では、前述したような感電事故の発生が好適に回避されているものの、磁性コア３１ｘとＦＧ巻線部３３ｘ（巻線３３ｃｘ）との間の絶縁性を一層向上させて、クランプ作業時の安全性を一層向上させるのが好ましい。

本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、クランプ作業に際して磁性コアが測定対象に接触したとしても感電事故の発生を確実に回避可能な電流センサを製造し得るセンサ部品、そのようなセンサ部品を用いて製造された電流センサおよび電流測定装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載のセンサ部品は、絶縁ケース内に磁性コアが収容されて半環状に形成されたセンサ部を一対備えて当該両センサ部が測定対象を取り囲んで環状をなすように当該両センサ部の端部同士を近接させた状態で当該測定対象の周囲に生じる磁界によって当該磁性コアに誘起される磁束を当該絶縁ケースに取り付けられた磁気検出素子によって検出することで当該測定対象を流れている電流を検出する電流センサ用のセンサ部品であって、前記磁性コア、前記絶縁ケースおよび前記磁気検出素子を備え、前記磁性コアは、半環状に並んで配置される複数の磁性小片を備えると共に、隣接する２つの当該磁性小片の間にギャップが形成されるように前記絶縁ケース内に収容され、前記磁気検出素子は、前記磁性コアにおける前記ギャップの近傍に位置するように前記絶縁ケースに取り付けられ、前記絶縁ケースは、前記磁性小片を嵌入可能な第１凹部と、当該第１凹部の底部から当該第１凹部の開口部に向かう向きで前記磁気検出素子を嵌入可能な第２凹部とが形成されたケース本体、および前記第１凹部における前記開口部を閉塞する蓋体を備えて構成されている。

また、請求項２記載の電流センサは、請求項１記載のセンサ部品を備えて前記一対のセンサ部の少なくとも一方が構成されている。

また、請求項３記載の電流測定装置は、請求項２記載の電流センサと、当該電流センサによる検出結果に基づいて前記測定対象に供給されている電流の電流値を測定する測定部とを備えて構成されている。

請求項１記載のセンサ部品では、磁性コアの各磁性小片および磁気検出素子を収容する絶縁ケースが、磁性小片を嵌入可能な第１凹部と、第１凹部の底部から第１凹部の開口部に向かう向きで磁気検出素子を嵌入可能な第２凹部とが形成されたケース本体、および第１凹部における開口部を閉塞する蓋体を備えて構成されている。また、請求項２記載の電流センサでは、請求項１記載のセンサ部品を備えて一対のセンサ部の少なくとも一方が構成されている。また、請求項３記載の電流測定装置では、請求項２記載の電流センサと、電流センサによる検出結果に基づいて測定対象に供給されている電流の電流値を測定する測定部とを備えて構成されている。

したがって、請求項１記載のセンサ部品、請求項２記載の電流センサ、および請求項３記載の電流測定装置によれば、磁性コア（各磁性小片）が嵌入されている第１凹部の開口部と、磁気検出素子が嵌入されている第２凹部の開口部とがケース本体の表裏別々の面に位置している分だけ、磁気検出素子と磁性コア（各磁性小片）との絶縁距離が十分に長くなるため、磁気検出素子と磁性コアとの間の絶縁性を十分に向上させることができる。したがって、電流センサによって測定対象をクランプする際に操作を誤って磁性コア（各磁性小片）が測定対象に接触したとしても、磁性コア（各磁性小片）から磁気検出素子に電流が流れ込む事態を好適に回避できるため、感電事故の発生を確実に回避することができる結果、安全性が高い電流センサおよび電流測定装置を提供することができる。

電流測定装置１の構成を示す構成図である。 電流センサ３の外観斜視図である。 クランプ部２２におけるセンサ本体２４ａ，２４ｂの外観図である。 磁束検出部２５の外観斜視図である。 磁束検出部２５の分解斜視図である。 磁束検出部２５の組立て方法について説明するための説明図である。 磁束検出部２５の組立て方法について説明するための他の説明図である。 図１１に示すＡ−Ａ線の位置で磁束検出部２５を切断した断面図である。 図１１に示すＢ−Ｂ線の位置で磁束検出部２５を切断した断面図である。 磁束検出部２５におけるＦＧ巻線部３３の巻線３３ｃと磁性コア３１（半体３１ａ，３１ｂ）との絶縁距離について説明するための断面図である。 磁性コア３１（３１ｘ）とＦＧ巻線部３３（３３ｘ）との位置関係について説明するための説明図である。 磁性コア３１（３１ｘ）とＦＧ巻線部３３（３３ｘ）との位置関係について説明するための他の説明図である。 図１１に示すＡ−Ａ線の位置で磁束検出部２５ｘを切断した断面図である。 図１１に示すＢ−Ｂ線の位置で磁束検出部２５ｘを切断した断面図である。 磁束検出部２５ｘにおけるＦＧ巻線部３３ｘの巻線３３ｃｘと磁性コア３１ｘとの絶縁距離について説明するための断面図である。

以下、センサ部品、電流センサおよび電流測定装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

図１に示す電流測定装置１は、「電流測定装置」の一例であって、測定装置本体２および電流センサ３を備え、後述するように電流センサ３によってクランプした測定対象Ｘを流れる電流の電流値を測定対象Ｘに対して非接触の状態で測定することができるように構成されている。

測定装置本体２は、測定部１１、操作部１２、表示部１３、制御部１４および記憶部１５を備え、測定部１１に接続された電流センサ３を介して測定対象Ｘを流れる電流の電流値を測定可能に構成されている。測定部１１は、「測定部」の一例であって、制御部１４の制御に従い、後述するように、電流センサ３によってクランプしている測定対象Ｘに電流が供給されたときに電流センサ３から出力される検出信号（「電流センサによる検出結果」の一例）に基づいて測定対象Ｘに供給されている電流の電流値を測定する。なお、電流センサ３のような「クランプ式の電流センサ」を用いた電流値の測定原理については公知のため、詳細な説明を省略する。

操作部１２は、測定条件の設定操作や測定開始の指示操作等を行う各種の操作スイッチを備え、スイッチ操作に応じた操作信号を制御部１４に出力する。表示部１３は、制御部１４の制御に従い、測定部１１による測定の結果（電流値）等を表示する。制御部１４は、電流測定装置１を総括的に制御する。具体的には、制御部１４は、測定部１１を制御して電流値の測定処理を実行させると共に、測定部１１による測定の結果に基づいて表示部１３に測定値（電流値）を表示させる。記憶部１５は、制御部１４の演算結果や、測定部１１による測定結果などを一時的に記憶する。

一方、電流センサ３は、「電流センサ」の一例であって、図２に示すように、把持部２１、クランプ部２２および接続ケーブル２３を備えている。把持部２１は、クランプ部２２による測定対象Ｘのクランプ作業に際して利用者が把持する部位であって、一端部側（同図における右端部側）にクランプ部２２が配設されると共に、クランプ部２２による検出結果に応じた検出信号（測定対象Ｘに供給されている電流の電流値に比例した電圧信号）を生成する信号処理回路基板（図示せず）が収容され、かつ信号処理回路基板に接続された接続ケーブル２３が他端部側（同図における左端部側）から引き出されている。また、把持部２１には、クランプ部２２を開閉操作するための開閉操作部２１ａが設けられている。

クランプ部２２は、正面視半環状に形成されて測定対象Ｘをクランプ可能に構成された一対のセンサ部２２ａ，２２ｂを備えている。このセンサ部２２ａ，２２ｂは、「センサ部」の一例であって、図３に示すように、「センサ部品」の一例である磁束検出部２５（図４参照）の周囲に巻線２６が巻回された半環状のセンサ本体２４ａ，２４ｂが図示しない樹脂ケース内にそれぞれ収容されて、両センサ部２２ａ，２２ｂが測定対象Ｘの電線等を取り囲んで環状をなすように構成されている（「一対のセンサ部」の双方が「センサ部品」を備えて構成されている例）。

また、図５に示すように、磁束検出部２５は、磁性コア３１、コアホルダ３２、ＦＧ（フラックスゲート）巻線部３３、スペーサ３４、絶縁シート３５、シールド板３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂおよびカバー３８ａ，３８ｂを備えている。磁性コア３１は、「磁性コア」の一例であって、コアホルダ３２内に半環状に並んで配置される半体３１ａ，３１ｂ（「複数の磁性小片」の一例）を備えている。この場合、両半体３１ａ，３１ｂは、複数の磁性薄板が積層されて構成され、図１１に示すように、半体３１ａ，３１ｂの間にギャップＧが形成されるようにコアホルダ３２内に収容されて位置決めされる。コアホルダ３２は、「絶縁ケース」の一例であって、図５に示すように、磁性コア３１（半体３１ａ，３１ｂ）およびＦＧ巻線部３３を収容可能なホルダ本体３２ａおよび蓋体３２ｂを備えて構成されている。

ホルダ本体３２ａは、「ケース本体」の一例であって、図６〜９に示すように、磁性コア３１（両半体３１ａ，３１ｂ）を嵌入可能なコア嵌入用凹部４１ａ，４１ｂ（「第１凹部の一例」）と、ＦＧ巻線部３３を嵌入可能な巻線部嵌入用凹部４２（「第２凹部の一例」）とが形成されている。この場合、本例のホルダ本体３２ａでは、両コア嵌入用凹部４１ａ，４１ｂに磁性コア３１（半体３１ａ，３１ｂ）を嵌入する向き（図６に示す矢印Ｃの向き）と、巻線部嵌入用凹部４２にＦＧ巻線部３３を嵌入する向き（図７に示す矢印Ｄの向き：「第１凹部の底部から第１凹部の開口部に向かう向き」の一例）とが互いに逆向きとなるようにコア嵌入用凹部４１ａ，４１ｂおよび巻線部嵌入用凹部４２が形成されている。蓋体３２ｂは、「蓋体」の一例であって、ホルダ本体３２ａと一体化されてコア嵌入用凹部４１ａ，４１ｂの開口部を閉塞することにより、コア嵌入用凹部４１ａ，４１ｂに嵌入された半体３１ａ，３１ｂ（半体３１ａ，３１ｂ）をホルダ本体３２ａと相俟って位置決めする（保持する）。

ＦＧ巻線部３３は、「磁気検出素子」の一例であって、図８〜１０に示すように、ボビン３３ａ、磁性コア３３ｂおよび巻線３３ｃを備え、図１１，１２に示すように、コアホルダ３２内に位置決めされた磁性コア３１における両半体３１ａ，３１ｂの間のギャップＧの近傍に位置させられた状態でホルダ本体３２ａに取り付けられている。このＦＧ巻線部３３は、両センサ部２２ａ，２２ｂが測定対象Ｘを取り囲んで環状をなすように両センサ部２２ａ，２２ｂの端部同士を近接させた状態（図３に示すクランプ部２２の内側に測定対象Ｘを位置させた状態）で測定対象Ｘに電流が供給されることで測定対象Ｘの周囲に生じる磁界によって磁性コア３１に誘起される磁束を検出可能に構成されている。

スペーサ３４は、図８，９に示すように、ＦＧ巻線部３３と共に巻線部嵌入用凹部４２に嵌入されることで巻線部嵌入用凹部４２に嵌入したＦＧ巻線部３３を巻線部嵌入用凹部４２の底部に押し付けた状態を維持しつつ、巻線部嵌入用凹部４２からのＦＧ巻線部３３の離脱を阻止する。絶縁シート３５は、巻線部嵌入用凹部４２内のＦＧ巻線部３３における巻線３３ｃとシールド板３６ａとの絶縁距離を伸ばして巻線３３ｃとシールド板３６ａとの絶縁性を向上させるための部材であって、ホルダ本体３２ａにおける巻線部嵌入用凹部４２の形成面とシールド板３６ａとの間に挟み込まれている。シールド板３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂは、磁性コア３１が収容され、かつＦＧ巻線部３３が取り付けられた状態のコアホルダ３２を覆うようにして配設されて、磁性コア３１やＦＧ巻線部３３を外部磁界から遮蔽する。

カバー３８ａ，３８ｂは、図４に示すように、巻線２６を巻回するためのボビンとして機能するように巻き崩れ防止用の複数の鍔部が設けられると共に、シールド板３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂによって覆われたコアホルダ３２（磁性コア３１およびＦＧ巻線部３３）を収容可能に構成されている。

この電流センサ３の製造に際しては、まず、磁束検出部２５を製作する。具体的には、図６に示すように、ホルダ本体３２ａのコア嵌入用凹部４１ａ，４１ｂに対して磁性コア３１の半体３１ａ，３１ｂを矢印Ｃの向きでそれぞれ嵌入する。次いで、コア嵌入用凹部４１ａ，４１ｂの開口部を閉塞するようにしてホルダ本体３２ａに蓋体３２ｂを被せて一体化させる。これにより、磁性コア３１（半体３１ａ，３１ｂ）がコアホルダ３２内に収容されて位置決めされると共に、図１１に示すように、磁性コア３１の両半体３１ａ，３１ｂの間にギャップＧが形成される。

続いて、ホルダ本体３２ａの巻線部嵌入用凹部４２内に絶縁性接着剤を塗布した後に、図７に示すように、巻線部嵌入用凹部４２に対して上記の矢印Ｃの向きとは逆向きの矢印Ｄの向きでＦＧ巻線部３３、およびスペーサ３４をこの順で嵌入する。これにより、スペーサ３４によってＦＧ巻線部３３が巻線部嵌入用凹部４２の底部に押し付けられた状態で位置決めされて、図１１，１２に示すように、ＦＧ巻線部３３が磁性コア３１の両半体３１ａ，３１ｂの間に形成されたギャップＧの近傍に位置した状態が維持される。なお、巻線部嵌入用凹部４２に嵌入したＦＧ巻線部３３における巻線３３ｃの両端部（ボビン３３ａから引き出されているリード線：図示せず）は、絶縁性材料で形成された図示しない細管を挿通させられると共に、図７に破線で示すように、ホルダ本体３２ａの裏面（巻線部嵌入用凹部４２の形成面）に沿ってコアホルダ３２の一端側（同図における下端部側）に引き出される。

この場合、本例の磁束検出部２５における磁性コア３１や、出願人が開示している磁束検出部２５ｘにおける磁性コア３１ｘのように、磁性体で形成された薄板を積層した「磁性コア」は、ＦＧ巻線部３３（３３ｘ）等を固定するための接着剤が付着したときに、この接着剤が薄板の間に含浸した状態（磁性体の間に磁性体ではない接着剤が存在する状態）となり、磁束の検出特性が悪化してしまう。また、薄板の間に接着剤が含浸した状態、および「磁性コア」の表面のみに接着剤が付着した場合のいずれにおいても、その接着剤が硬化する際に収縮して「磁性コア」に歪みが生じたり、硬化した状態の接着剤と「磁性コア」との熱膨張率の相違に起因して「磁性コア」に歪みが生じたりするため、磁束の検出特性が悪化してしまう。

このため、出願人が開示している磁束検出部２５ｘの製造に際しては、巻線部嵌入用凹部４２ｘに対する接着剤の塗布に際して、コア嵌入用凹部４１ｘに嵌入されている磁性コア３１ｘに接着剤が付着したり（接着剤の塗布時にコア嵌入用凹部４１ｘに対する磁性コア３１ｘの嵌入が完了している場合）、磁性コア３１ｘを嵌入するコア嵌入用凹部４１ｘに接着剤が付着したり（接着剤の塗布後にコア嵌入用凹部４１ｘに対して磁性コア３１ｘを嵌入する場合）することのないように、慎重な塗布作業を行っている。

これに対して、本例の磁束検出部２５では、磁性コア３１（半体３１ａ，３１ｂ）を嵌入するコア嵌入用凹部４１ａ，４１の開口部と、ＦＧ巻線部３３を嵌入する巻線部嵌入用凹部４２の開口部とがホルダ本体３２ａの表裏別々の面に位置した状態となっている。また、上記した製造方法の例では、磁性コア３１（半体３１ａ，３１ｂ）が嵌入されたコア嵌入用凹部４１ａ，４１ｂを閉塞するようにしてホルダ本体３２ａに蓋体３２ｂが被せられ、磁性コア３１がホルダ本体３２ａおよび蓋体３２ｂによって覆われた状態で巻線部嵌入用凹部４２内に接着剤を塗布している。これにより、本例の磁束検出部２５では、ＦＧ巻線部３３を固定するために巻線部嵌入用凹部４２内に塗布した接着剤がコア嵌入用凹部４１ａ，４１ｂ内（コアホルダ３２内）の磁性コア３１に付着する事態を確実かつ容易に回避することでき、磁性コア３１の磁束の検出特性が悪化する事態を好適に回避することが可能となっている。

また、本例の磁束検出部２５では、巻線部嵌入用凹部４２内への接着剤の塗布やＦＧ巻線部３３およびスペーサ３４の嵌入が完了した後に、コア嵌入用凹部４１ａ，４１ｂに対する磁性コア３１の嵌入、およびホルダ本体３２ａに対する蓋体３２ｂの装着を行う製造方法を採用した場合においても、巻線部嵌入用凹部４２内への接着剤の塗布に際して、磁性コア３１を嵌入するコア嵌入用凹部４１ａ，４１ｂに接着剤が付着する事態を確実かつ容易に回避することできるため、コア嵌入用凹部４１ａ，４１ｂに嵌入する磁性コア３１に接着剤が付着して磁束の検出特性が悪化する事態を好適に回避することが可能となっている。さらに、本例の本例の磁束検出部２５では、磁性コア３１の取付け作業、およびＦＧ巻線部３３の取付け作業のいずれを先に実施する場合においても、両作業を別個に実施することができるため、磁性コア３１の取付け作業、およびＦＧ巻線部３３の取付け作業を分業化して作業効率を向上させることが可能となっている。

次いで、図８，９に示すように、ホルダ本体３２ａにおける蓋体３２ｂとは逆側の面（巻線部嵌入用凹部４２の形成面）に絶縁シート３５を挟んでシールド板３６ａを配設し、かつ、蓋体３２ｂにおけるホルダ本体３２ａとは逆側の面にシールド板３６ｂを配設すると共に、図９に示すように、コアホルダ３２の内側にシールド板３７ａを配設し、かつコアホルダ３２の外側にシールド板３７ｂを配設する。続いて、各シールド板３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂを配設した状態のコアホルダ３２（磁性コア３１およびＦＧ巻線部３３）をカバー３８ａ，３８ｂ内に収容する。これにより、図４に示すように、磁束検出部２５が完成する。

次いで、図３に示すように、磁束検出部２５（カバー３８ａ，３８ｂ）の周囲に巻線２６を巻回することによってセンサ本体２４ａ，２４ｂを製作し、完成したセンサ本体２４ａ，２４ｂを樹脂ケース内に収容することによってセンサ部２２ａ、またはセンサ部２２ｂを製作する。この後、完成したセンサ部２２ａ，２２ｂを把持部２１に取り付けると共に、ＦＧ巻線部３３の巻線３３ｃ（上記のリード線）、巻線２６および接続ケーブル２３を把持部２１内において信号処理回路基板にそれぞれ接続することにより、図２に示すように、電流センサ３が完成する。

この場合、本例の磁束検出部２５では、ホルダ本体３２ａの一方の面に磁性コア３１（半体３１ａ，３１ｂ）を嵌入するためのコア嵌入用凹部４１ａ，４１ｂが形成されると共に、ホルダ本体３２ａの他方の面にＦＧ巻線部３３を嵌入するための巻線部嵌入用凹部４２が形成されている。このため、本例の磁束検出部２５では、コア嵌入用凹部４１ａ，４１の開口部と、巻線部嵌入用凹部４２の開口部とがホルダ本体３２ａの表裏別々の面に位置した状態となっている。したがって、本例の磁束検出部２５では、巻線部嵌入用凹部４２内に嵌入されたＦＧ巻線部３３の巻線３３ｃと、コア嵌入用凹部４１ａ，４１ｂに嵌入された磁性コア３１（半体３１ａ，３１ｂ）との絶縁距離が、ホルダ本体３２ａの一方の面（巻線部嵌入用凹部４２の開口部が位置する面）から他方の面（コア嵌入用凹部４１ａ，４１ｂの開口部が位置する面）に亘る非常に長い距離となっている。

具体的には、図１０に示すように、本例の磁束検出部２５では、ＦＧ巻線部３３の巻線３３ｃと磁性コア３１（半体３１ａ，３１ｂ）との絶縁距離が、距離Ｌａ〜Ｌｆを合計した距離となっており、出願人が特許文献に開示した電流測定装置の電流センサにおける磁束検出部２５ｘのＦＧ巻線部３３ｘ（巻線３３ｃｘ）と磁性コア３１ｘとの絶縁距離と比較して、十分に長い絶縁距離が確保されている。この結果、本例の磁束検出部２５では、ＦＧ巻線部３３の巻線３３ｃと磁性コア３１との間の絶縁性が十分に向上している。

また、本例の磁束検出部２５では、ホルダ本体３２ａの巻線部嵌入用凹部４２内に絶縁性接着剤を塗布した後に、巻線部嵌入用凹部４２に対してＦＧ巻線部３３およびスペーサ３４をこの順で嵌入することで、ＦＧ巻線部３３がスペーサ３４によって巻線部嵌入用凹部４２の底部に押し付けられた状態で位置決めされると共に、スペーサ３４がＦＧ巻線部３３と共にホルダ本体３２ａに接着固定されている。したがって、本例の磁束検出部２５では、巻線部嵌入用凹部４２内にスペーサ３４を圧入するだけの構成（絶縁性接着剤で接着しない構成）や、巻線部嵌入用凹部４２内にスペーサ３４を嵌入しない構成（巻線部嵌入用凹部４２を閉塞しない構成）と比較して、ＦＧ巻線部３３の巻線３３ｃと磁性コア３１（半体３１ａ，３１ｂ）との絶縁距離のうちの図１０における距離Ｌｂの範囲において、巻線部嵌入用凹部４２の内側面とスペーサ３４の外周面とが絶縁性接着剤で接着されている分だけ、巻線３３ｃと磁性コア３１との絶縁性が一層向上している。

これにより、この磁束検出部２５を用いて製造した電流センサ３、およびその電流センサ３を介して電流値を測定する電流測定装置１では、測定対象Ｘをクランプする際に、操作を誤って磁性コア３１が測定対象Ｘに接触したとしても、磁性コア３１からＦＧ巻線部３３（巻線３３ｃ）に電流が流れ込む事態が確実に回避される。

一方、この種の「電流センサ（電流測定装置）」による電流測定に際しては、測定対象のクランプに際して、「磁性コア」の周囲に配設されている「シールド板」が測定対象に接触するおそれがある。この場合、出願人が特許文献に開示した電流測定装置の電流センサでは、図１４に示すように、互いに一体的に組み合された４枚のシールド板３６ａｘ，３６ｂｘ，３７ａｘ，３７ｂｘのうちのシールド板３７ａｘとＦＧ巻線部３３ｘとの絶縁距離（図１５に示す距離Ｌ１ｘ〜Ｌ３ｘを合計した距離）が最も短くなっており、シールド板３６ａｘ，３６ｂｘ，３７ａｘ，３７ｂｘのいずれかが測定対象に接触したときに、シールド板３７ａｘからＦＧ巻線部３３ｘに電流が流れ込む可能性がある。

これに対して、図１０に示すように、ホルダ本体３２ａにおける一方の面（同図における下面）から他方の面（同図における上面）に向かって充分な深さに形成された巻線部嵌入用凹部４２にＦＧ巻線部３３が嵌入されている本例の電流センサ３では、シールド板３７ａとＦＧ巻線部３３との絶縁距離が、距離Ｌ１〜Ｌ３を合計した長い距離となっている。また、巻線部嵌入用凹部４２の開口部側に配設されたシールド板３６ａについても、シールド板３６ａとコアホルダ３２（ホルダ本体３２ａ）との間に挟み込まれた絶縁シート３５の存在によってＦＧ巻線部３３に対する絶縁距離が充分に長くなっている。この結果、本例の電流センサ３では、ＦＧ巻線部３３の巻線３３ｃと各シールド板３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂとの間の絶縁性も十分に向上している。

また、本例の磁束検出部２５では、シールド板３７ａとＦＧ巻線部３３との絶縁距離のうちの図１０における距離Ｌ２の範囲において、巻線部嵌入用凹部４２の内側面とスペーサ３４の外周面とが絶縁性接着剤で接着されている。したがって、本例の磁束検出部２５では、巻線部嵌入用凹部４２内にスペーサ３４を圧入するだけの構成や、巻線部嵌入用凹部４２内にスペーサ３４を嵌入しない構成と比較して、ＦＧ巻線部３３の巻線３３ｃと各シールド板３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂとの間の絶縁性が一層向上している。

これにより、この電流センサ３、およびその電流センサ３を介して電流値を測定する電流測定装置１では、測定対象Ｘをクランプする際に、操作を誤ってシールド板３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂのいずれかが測定対象Ｘに接触したとしても、シールド板３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂからＦＧ巻線部３３（巻線３３ｃ）に電流が流れ込む事態も確実に回避される。

このように、この磁束検出部２５では、磁性コア３１の各半体３１ａ，３１ｂおよびＦＧ巻線部３３を収容するコアホルダ３２が、半体３１ａ，３１ｂを嵌入可能なコア嵌入用凹部４１ａ，４１ｂと、コア嵌入用凹部４１ａ，４１ｂの底部からコア嵌入用凹部４１ａ，４１ｂの開口部に向かう向きでＦＧ巻線部３３を嵌入可能な巻線部嵌入用凹部４２とが形成されたホルダ本体３２ａ、およびコア嵌入用凹部４１ａ，４１ｂにおける開口部を閉塞する蓋体３２ｂを備えて構成されている。また、この電流センサ３では、上記の磁束検出部２５を備えてセンサ部２２ａ，２２ｂが構成されている。また、この電流測定装置１では、上記の電流センサ３と、電流センサ３による検出結果（電流センサ３から出力される検出信号）に基づいて測定対象Ｘに供給されている電流の電流値を測定する測定部１１を有する測定装置本体２とを備えて構成されている。

したがって、この磁束検出部２５、電流センサ３および電流測定装置１によれば、磁性コア３１（半体３１ａ，３１ｂ）が嵌入されているコア嵌入用凹部４１ａ，４１ｂの開口部と、ＦＧ巻線部３３が嵌入されている巻線部嵌入用凹部４２の開口部とがホルダ本体３２ａの表裏別々の面に位置している分だけ、ＦＧ巻線部３３の巻線３３ｃと磁性コア３１（半体３１ａ，３１ｂ）との絶縁距離が十分に長くなるため、巻線３３ｃと磁性コア３１との間の絶縁性を十分に向上させることができる。したがって、電流センサ３によって測定対象Ｘをクランプする際に操作を誤って磁性コア３１（半体３１ａ，３１ｂ）が測定対象Ｘに接触したとしても、磁性コア３１（半体３１ａ，３１ｂ）からＦＧ巻線部３３（巻線３３ｃ）に電流が流れ込む事態を好適に回避できるため、感電事故の発生を確実に回避することができる結果、安全性が高い電流センサ３（電流測定装置１）を提供することができる。

なお、センサ部品、電流センサおよび電流測定装置の構成は、上記の電流測定装置１およびその構成要素の構成に限定されない。例えば、各シールド板３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂやカバー３８ａ，３８ｂなどを備えて構成した磁束検出部２５を「センサ部品」の一例として説明したが、電流センサ３の用途によっては、各シールド板３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂや巻線２６が不要となるため、上記の磁束検出部２５における絶縁シート３５、シールド板３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂおよびカバー３８ａ，３８ｂの一部または全部を除く構成要素によって「センサ部品」を構成することもできる。

また、「磁気検出素子」としてＦＧ巻線部３３（フラックスゲート巻線）を採用した例について説明したが、そのような構成に代えて、ホール素子等を「磁気検出素子」として採用することもできる（図示せず）。この場合、ホール素子自体は、素子本体が絶縁性材料でモールドされて絶縁されているが、信号線等を接続するための接続端子が剥き出しになっている。このため、感電事故の発生を確実に回避するには、上記の磁束検出部２５においてＦＧ巻線部３３（巻線３３ｃ）と磁性コア３１（半体３１ａ，３１ｂ）との絶縁距離を長くしたように、ホール素子の接続端子と磁性コアとの絶縁距離を十分に長くして絶縁性を向上させるのが好ましい。

さらに、測定装置本体２（測定部１１）および電流センサ３を別体に構成した電流測定装置１を例に挙げて説明したが、「電流測定装置」の構成はこれに限定されず、「測定部」を収容する筐体（電流測定装置１における測定装置本体２および把持部２１）と「電流センサ」とを一体的に構成することもできる（図示せず）。そのような構成においても、上記の磁束検出部２５のように構成した「センサ部品」を採用して「電流センサ」を構成することで、感電事故の発生を確実に回避することができる。

加えて、センサ部２２ａ，２２ｂの双方について「センサ部品」としての磁束検出部２５を用いて製作した例について説明したが、「一対のセンサ部」の一方については、ギャップＧが存在しない「磁性コア」を採用し、かつ、「磁気検出素子」を配設せずに構成することもできる。そのような構成を採用した「センサ部」では、「磁性コア」が測定対象に接触したとしても、「磁気検出素子」が配設されていないために、測定対象から測定回路に電流が流れ込むことがない。したがって、一例として、出願人が開示している磁束検出部２５ｘにおける下ハーフ３２ａｘおよび上ハーフ３２ｂｘのような浅皿状のケース内に「磁性コア」を収容する構成を採用してもよい。

１ 電流測定装置
２ 測定装置本体
３ 電流センサ
１１ 測定部
２２ クランプ部
２２ａ，２２ｂ センサ部
２５ 磁束検出部
２６ 巻線
３１ 磁性コア
３１ａ，３１ｂ 半体
３２ コアホルダ
３２ａ ホルダ本体
３２ｂ 蓋体
３３ ＦＧ巻線部
３３ｃ 巻線
４１ａ，４１ｂ コア嵌入用凹部
４２ 巻線部嵌入用凹部
Ｇ ギャップ
Ｌａ〜Ｌｆ，Ｌ１〜Ｌ３ 距離
Ｘ 測定対象

Claims (3)

1. 絶縁ケース内に磁性コアが収容されて半環状に形成されたセンサ部を一対備えて当該両センサ部が測定対象を取り囲んで環状をなすように当該両センサ部の端部同士を近接させた状態で当該測定対象の周囲に生じる磁界によって当該磁性コアに誘起される磁束を当該絶縁ケースに取り付けられた磁気検出素子によって検出することで当該測定対象を流れている電流を検出する電流センサ用のセンサ部品であって、
   前記磁性コア、前記絶縁ケースおよび前記磁気検出素子を備え、
   前記磁性コアは、半環状に並んで配置される複数の磁性小片を備えると共に、隣接する２つの当該磁性小片の間にギャップが形成されるように前記絶縁ケース内に収容され、
   前記磁気検出素子は、前記磁性コアにおける前記ギャップの近傍に位置するように前記絶縁ケースに取り付けられ、
   前記絶縁ケースは、前記磁性小片を嵌入可能な第１凹部と、当該第１凹部の底部から当該第１凹部の開口部に向かう向きで前記磁気検出素子を嵌入可能な第２凹部とが形成されたケース本体、および前記第１凹部における前記開口部を閉塞する蓋体を備えて構成されているセンサ部品。
2. 請求項１記載のセンサ部品を備えて前記一対のセンサ部の少なくとも一方が構成されている電流センサ。
3. 請求項２記載の電流センサと、当該電流センサによる検出結果に基づいて前記測定対象を流れている電流の電流値を測定する測定部とを備えて構成されている電流測定装置。

Images