JPH10253666A - 電流検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の電流検出装置では、組立後にケース内
に注入するコア固定用の樹脂が必要であり、こうした電
流検出装置を量産する場合には樹脂材料費のため生産コ
ストが高くなってしまう問題点があった。また、機械的
にもろい材料で形成されたコアの周囲を樹脂が包囲して
いるため、樹脂硬化時の熱による収縮等によりコアが割
れてしまう問題点もあった。 【解決手段】 本発明により、全体を収納する樹脂ケー
ス３には、コア貫通孔２ａを貫通し且つ被検出ラインを
貫通させる貫通孔３ａを有する筒状突出部３ｂが設けら
れ、該筒状突出部３ｂの外周側面とケース底面部３ｃと
側壁部３ｄとによってコア収納凹部３ｅが形成されて成
り、該コア収納凹部３ｅにコア２を収納し、コア収納凹
部３ｅのコア２と対向している樹脂ケース３の上端付近
の少なくとも一部を変形させることでコア２がケース３
に固定されている電流検出装置１としたことで、コア固
定用の樹脂を不要として、課題を解決するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は中央に被検出ライン
を貫通させる貫通孔を有して前記被検出ラインを取り囲
む形状に形成された磁束収束用コアの一部にギャップを
設け、このギャップに感磁素子を配設し、この感磁素子
の出力からコア貫通孔を貫通する被検出ラインを流れる
電流の電流値を検出する磁束収束方式の電流検出装置に
関するものであり、詳細には全体を収納するケースに対
しコアが確実に固定される電流検出装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より中央に被検出ラインを貫通させ
る貫通孔を有して前記被検出ラインを取り囲む例えば環
状などの形状に形成された磁気回路的に閉路しているフ
ェライトコア等の磁束収束用コアの一部分にギャップを
設けて、そこにホール素子等の感磁素子を配設し、この
感磁素子の出力から被検出電流の値を検出するものが知
られている。即ち前記コアの中央に設けられた孔には被
検出ラインを貫通させ、この被検出ラインに被検出電流
が流れると、その電流値に応じて前記コアには磁界が発
生し、これを感磁素子で検出することにより、その電流
値を検出することができる。

【０００３】その際、感磁素子の出力は小さく、従って
増幅処理その他の信号処理が必要となるが、これらの信
号処理のための回路素子及び前記感磁素子をプリント基
板に実装し、全体をケースに収納した構造のものが多く
実用化されている。

【０００４】このような電流検出装置の一例を図８乃至
図９に示す。図８は前記電流検出装置の分解斜視図、図
９は前記電流検出装置の組立後の状態を示す斜視図であ
る。

【０００５】図８において、１２はフェライト等の材質
によって形成された磁束収束用コアであり、該コア１２
は、中央に被検出ラインを貫通する貫通孔１２ａを有し
て前記被検出ラインを取り囲む形状に形成されていると
共に、一部分にギャップ１２ｂが設けられている。

【０００６】一方、樹脂ケース１３には、前記コア１２
の貫通孔１２ａに前記被検出ラインを貫通させるように
貫通孔１３ａを有する筒状突出部１３ｂが設けられ、該
筒状突出部１３ｂの外周側面とケース底面部１３ｃと側
壁部１３ｄとによってコア１２を収納する収納凹部１３
ｅが形成されている。

【０００７】さらに前記ケース１３には、ホール素子等
の感磁素子１４ａ及び該感磁素子１４ａの信号処理を行
う回路素子１４ｂが実装されたプリント基板１４が配設
されると共に、前記回路素子１４ｂへの電源の供給並び
に外部への出力を行うためのコネクタ１５が配設され
る。なお、図示の例ではコネクタ１５はケース１３に予
めインサート成形されている。

【０００８】図９はこうした電流検出装置１０の組立後
の状態を示す斜視図であり、前述したようにコア１２の
貫通孔１２ａをケースの筒状部１３ｂに貫通させること
で、コア１２がケース１３の収納凹部１３ｅに収納され
る。

【０００９】次に、前記感磁素子１４ａ及び回路素子１
４ｂが実装されたプリント基板１４が収納される。この
とき前記感磁素子１４ａが前記コア１２のギャップ１２
ｂの中に確実に納まるように、コア１２及びプリント基
板１４を固定しておく。また、コネクタ端子１５ａがプ
リント基板１４に形成されたスルーホール１４ｃを貫通
して前記プリント基板１４上の配線パターンに半田付け
される。

【００１０】最後に、ケース１３内に樹脂１６を注入
し、硬化させることにより、外部から振動が加わった場
合でもコア１２が位置ずれを起こさないように確実に固
定していた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の電流検出装置においては、コアを固定するため
に組立後にケース内に注入する樹脂が必要であり、こう
した電流検出装置を量産する場合には樹脂材料費のため
生産コストが高くなってしまう問題があった。

【００１２】さらに、樹脂の注入工程及び硬化工程のた
めの装置や、これらのラインを構築するための広いスペ
ースを確保する必要があり、また、樹脂を硬化するため
の長い工程時間も必要となってしまい、量産に適さない
といった問題があった。

【００１３】また、前記コアはフェライト材料やアモル
ファス材料といった機械的にもろい材料で形成されてい
て、そのコアの周囲を樹脂が包囲しているため、樹脂硬
化時の熱による収縮や、製品として使用中の周囲温度変
化による膨張率の違いから生じる膨張、収縮でコアが割
れてしまう問題も生じた。

【００１４】また、前記コアを予め樹脂ケースにインサ
ート成形しておくことも考えられたが、やはり同様に樹
脂硬化時の熱による収縮によってコアが割れてしまう問
題が生じ、これら問題点の解決が課題とされていた。

【００１５】

【発明を解決するための手段】本発明は前記した従来の
課題を解決するための具体的手段として、中央に被検出
ラインを貫通させる貫通孔を有して前記被検出ラインを
取り囲む形状に形成され且つその一部にギャップを有す
る磁束収束用コアと、前記ギャップに配設された感磁素
子と、該感磁素子及びその信号処理を行う回路素子が実
装された回路基板と、これら全体を収納する樹脂ケース
とを備え、該樹脂ケースには前記コア貫通孔を貫通し且
つ前記被検出ラインを貫通させる貫通孔を有する筒状突
出部が設けられ、該筒状突出部の外周側面とケース底面
部と側壁部とによってコア収納凹部が形成されて成る電
流検出装置において、前記コアを前記コア収納凹部に収
納し、前記コア収納凹部のコアと対向している樹脂ケー
スの上端付近の少なくとも一部を変形させることで前記
コアがケースに固定されている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。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１に符号１で示すものは本発明
に係る電流検出装置であり、中央に被検出ラインを貫通
させる貫通孔２ａを有する磁束収束用コア２の一部分に
ギャップ２ｂを設け、前記コア貫通孔２ａを樹脂ケース
３の筒状突出部３ｂに貫通させることで、コア２が前記
樹脂ケース３の収納凹部３ｅに収納される点は従来例の
ものと同様である。

【００１７】また、このとき感磁素子４ａはギャップ２
ｂの中に確実に納まる位置の回路基板４上に他の回路素
子４ｂと共に実装されていて、これら回路基板４と、前
記コア２と、前記回路素子４ｂへの電源の供給並びに外
部への出力を行うためのコネクタ５の全てが前記樹脂ケ
ース３に収納されている点も従来例のものと同様であ
る。

【００１８】ここで、本発明においてはケース３の筒状
突出部３ｂの外周がコア２の貫通孔２ａとほぼ同一形状
で若干小さめの寸法に形成されていて、コア収納時は、
コア２底面全面がケース底面部３ｃと接すると共に筒状
突出部３ｂの外周側面がコア２の貫通孔２ａと全面でほ
ぼ接するようになっている。これにより、まず、コア収
納時は、ケース３に対しコア２の前後左右の動きが規制
される。

【００１９】次に、コア２の外周側面に対してはケース
３内面の側壁部３ｄも接するように形成されている。こ
こで側壁部３ｄは、コア２の外周側面に対応しているケ
ース３の内面全面でコア２の外周側面に接するようにし
ても良く、また、図１のようにコア２のサイズによって
はケース３の側面を部分的に窪ませて内面を凸状にし
て、その部分のみコア２の外周側面と接するようにして
も良いし、また、ケース３の内壁面とは別にコア寸法に
合わせたものをケース底面部３ｃに突設してコア２外周
側面と接するようにしても良い。なお、コア２の外周側
面は側壁部３ｄと接しておらず対向していても良い。

【００２０】さらに、前記ケース側壁部３ｄのコア２外
周側面と接している（対向している）部分の上端付近の
コアのない空隙部の一部３ｆを局部的に加熱してその部
分の樹脂を内側（前記コア２側）に溶かして変形させて
硬化させることで、コア２を上側から押さえ込む力を常
に働かせるようにして、このケース変形部とケース底面
部３ｃとによってコア２の上下方向の動きも規制して、
コア２はケース３に対し確実に固定されるものとなる。

【００２１】図２は上述した樹脂ケース３の側壁部３ｄ
を局部的に加熱する方法の一例を具体的に説明する説明
図である。

【００２２】まず、図２（a）のようにケース３内にコ
ア２が収納された後、コア２の外周側面と接しているケ
ース側壁部３ｄに対し、ケース３の外側から先端が略球
状に丸みが付けられた細い棒状の金属製のピン６の先端
をケース側壁部３ｄに垂直に押し当てる。

【００２３】ピン６を押し当てる具体的な手段としては
例えば、エアシリンダ等のアクチュエータによって一定
の押力で押し込み所定の位置に止まるようにストッパー
を設けておいても良いし、リニアステージ等によって速
度制御しながら所定の位置まで押し込んでも良い。

【００２４】このとき、ピン６の先端部分はヒーター等
によって加熱されており、ケース３が樹脂製であること
から押し当てられているピン６の先端部に接している部
分だけが局部的に加熱されて溶かされ、図２（ｂ）のよ
うに内側に食い込んだ状態で溶けた部分の樹脂が硬化
し、コア２は完全に固定される。

【００２５】なお、上記加熱方法としては、ピン６を回
転させて側壁部３ｄとの摩擦熱によって行っても良い
し、同様なねらいでピン６に振動を加えても良いし、こ
れらを組み合わせても良い。

【００２６】また、ピン６を押し当てる箇所は本実施例
の場合、側壁部３ｄに対応する２箇所のみとしたが、コ
アのサイズによって適宜変更可能であり、コアサイズに
よっては１箇所であっても十分に固定される。

【００２７】図３は、上記ピンの別の例を示す斜視図で
あり、上記ピン６の周囲にさらに筒状の金属７が巻かれ
た２段の構造となっている。これによって、ピン６を押
し当てる際には、まず筒状の金属７の先端面が側壁部３
ｄに当接し、その後中央のピン６が側壁部３ｄを押し込
むと同時に加熱して、この部分の樹脂を溶かして内側に
変形させる。ここで、側壁部３ｄ外側の加熱部分周囲に
は筒状の金属７の先端面が当てられているので、溶けた
樹脂が外側に出て行くことはなく、バリの発生を完全に
防止してケースの外観を損なわないようにしている。

【００２８】図４は前記側壁部３ｄがケース３の内壁面
とは別にコア寸法に合わせたものをケース底面部３ｃに
突設してコア２外周側面と接するように設けた場合のコ
ア固定方法を示す説明図である。

【００２９】この場合には、図４（ａ）のようにピン８
をケース３上方からケース底面部３ｃに対し垂直な向き
に側壁部３ｄの上端部に押し当てる。このときピン８は
図５に示したように先端面が２段になっており、その段
差をつなぐ面はゆるやかな曲面になっている。

【００３０】そして、このピン８の段差部分を側壁部３
ｄの上端部に押し当てると共にこのピン８先端部を加熱
することで、側壁部３ｄの上端部はピン８の段差部分の
ゆるやかな曲面に沿って内側に折り曲げられて、図４
（ｂ）のようにコア２がケース３に対し確実に固定され
る。

【００３１】なお、上記実施例においては、コア２収納
時に筒状突出部３ｂの外周側面がコア２の貫通孔２ａの
ほぼ全面に接するようにしてコア２のケース３に対する
前後左右の動きを規制したが、本発明はこれに限定され
ず、例えば図６に示すように、筒状突出部３ｂの外周側
面にコアの貫通孔２ａの寸法に合わせた突条部３ｇをコ
ア２のケース３に対する前後左右の動きを規制する数ヶ
所に形成して、コア挿入時、コア２の貫通孔２ａと筒状
突出部との摩擦を減らして挿入しやすくしても良く、ま
た、図７に示すように、筒状突出部３ｂの外周側面のう
ちの少なくとも一つの側面がコア貫通孔２ａに接してい
ると共に、対向するケース外壁面がコア外周面と接し
て、両者によってコア２が挟持されるような構成であっ
ても良い。

【００３２】また、上記実施例においては、側壁部３ｄ
を変形させているが、筒状突出部３ｂを同様にコア側に
変形させてもケース３に対しコア２が固定されることは
言うまでもない。

【００３３】また、コア２のサイズによっては、コア貫
通孔２ａが筒状突出部３ｂに接していなくても、側壁部
３ｄがコア外周の全周に亘り複数箇所に設けられて、コ
ア外周側面と接していてコア２の前後左右方向の動きを
規制していれば良い。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
全体を収納するケースに対しコア固定用の樹脂が不要と
なるため、樹脂材料費を削減でき大幅なコストダウンが
図れる。また、樹脂の注入及び硬化工程のための装置
や、これらのラインを構築するための広いスペースを確
保する必要もなく、樹脂を硬化するための長い工程時間
も不要となり、量産性にも優れている。また、熱が加わ
えられる部分はコアと接しているケース側壁部のごく一
部であるため、この部分のケース樹脂の硬化時に加わる
ストレスはごく小さいものとなり、従来のようにコアが
割れてしまうようなことはなく、信頼性も向上する。ま
た、新たに部品点数が増えることもなく、コスト面で優
れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の電流検出装置の一実施例を示すもの
で、（ａ）は平面図、（ｂ）は一部断面側面図。

【図２】図１の電流検出装置のコア固定方法を説明する
説明図。

【図３】図２の加熱用のピンの別の例を示す斜視図。

【図４】別のコア固定方法を説明する説明図。

【図５】図４のピン先端部を示す斜視図。

【図６】筒状突出部の別の例を示すコア収納時の電流検
出装置の上面図。

【図７】別のコア収納時の状態を示す電流検出装置の上
面図。

【図８】従来例の電流検出装置を示す分解斜視図。

【図９】従来例の電流検出装置の組立後の状態を示す斜
視図。

【符号の説明】

１ 電流検出装置 ２ コア ２ａ 貫通孔 ２ｂ ギャップ ３ 樹脂ケース ３ａ 貫通孔 ３ｂ 筒状突出部 ３ｃ 底面部 ３ｄ 側壁部 ３ｅ コア収納凹部 ３ｆ コア固定部 ３ｇ 突条部 ４ 回路基板 ４ａ 感磁素子 ４ｂ 回路素子 ５ コネクタ ６，８ ピン ７ 筒状金属

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央に被検出ラインを貫通させる貫通孔
   を有して前記被検出ラインを取り囲む形状に形成され且
   つその一部にギャップを有する磁束収束用コアと、前記
   ギャップに配設された感磁素子と、該感磁素子及びその
   信号処理を行う回路素子が実装された回路基板と、これ
   ら全体を収納する樹脂ケースとを備え、該樹脂ケースに
   は前記コア貫通孔を貫通し且つ前記被検出ラインを貫通
   させる貫通孔を有する筒状突出部が設けられ、該筒状突
   出部の外周側面とケース底面部と側壁部とによってコア
   収納凹部が形成されて成る電流検出装置において、前記
   コアを前記コア収納凹部に収納し、前記コア収納凹部の
   コアと対向している樹脂ケースの上端付近の少なくとも
   一部を変形させることで前記コアがケースに固定されて
   いることを特徴とする電流検出装置。