KR20130004171U

KR20130004171U - 전류센서

Info

Publication number: KR20130004171U
Application number: KR2020110011699U
Authority: KR
Inventors: 이종민
Original assignee: 한국단자공업 주식회사
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2013-07-08
Also published as: KR200480159Y1

Abstract

본 고안은 전류센서에 관한 것이다. 본 발명의 전류센서의 외관을 케이스(10)가 형성한다. 상기 케이스(10)의 내부에는 코어설치부(11)가 형성되는데, 상기 코어설치부(11)에는 관통기둥부(12)가 중앙을 관통하여 형성된다. 상기 코어설치부(11)의 내면에는 덧살부(14)가 상기 관통기둥부(12)를 기준으로 대칭이 되게 형성된다. 상기 덧살부(14)는 상기 코어설치부(11)에 코어(22)가 삽입되는 과정에서 일부가 제거되어 코어(22)의 표면에 밀착된다. 이와 같은 본 고안에 의한 전류센서의 코어(22)가 케이스(10)의 내부에 견고하게 위치되어 전류센서의 동작신뢰성이 높아지는 이점이 있다.

Description

전류센서{Current sensor}

본 고안은 전류센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코어를 케이스 내면에 압입되게 설치하는 전류센서에 관한 것이다.

전류센서는 예를 들어 자동차용 배터리 소비전류제어를 위해 도선에 흐르는 전류를 홀(hall)효과를 이용하여 비접촉방식으로 측정하는 것이다. 일반적으로 전류측정방식에는 션트(shunt)저항을 이용하여 측정회로에 직접 측정소자를 연결하는 접촉방식과 홀효과를 이용한 비접촉방식이 있다.

상기 접촉방식은 상대적으로 저렴하지만, 측정회로에 직접 측정 소자를 삽입하기 때문에 소비전력이 증대되고, 회로에서 열이 발생하면, 전기적 절연성 저하 등의 기술적 문제가 제기된다.

상기 비접촉방식은 접촉방식의 문제점을 해소하는 반면 가격이 비싸다는 문제점이 있다. 하지만, 고정밀의 측정이 요구되는 제어에서는 정확한 전류값을 공급하기 위해 비접촉방식이 사용되는 것이 일반적이다.

이와 같은 전류센서에서는 그 측정 정밀도를 높이기 위해 케이스 내부에 설치되는 코어가 유동이 없도록 해야 한다. 이를 위해 케이스의 내부를 차폐하는 커버에 형성된 누름바아로 코어를 눌러주는데, 상기 누름바아 자체의 제조공차 및 조립공차 때문에 코어를 제대로 눌러줄 수 없어 코어가 유동될 수 있다. 상기 코어를 상기 누름바아가 누르더라도 코어가 케이스에 의해 지지되는 부분에서 유동이 가능하면 누름바바가 누르는 것에 상관없이 코어의 유동이 발생할 수 있어 측정 정밀도가 떨어지는 문제가 발생한다.

따라서, 본 고안의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 코어를 케이스의 내부에 유동없이 설치될 수 있도록 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징에 따르면, 본 고안은 내부에 코어설치부가 형성되고 상기 코어설치부에 관통기둥부가 돌출되어 형성되는 케이스와, 상기 코어설치부의 내면에서 소정 정도 돌출되는 것으로 상기 케이스의 입구에서 내측으로 연장되어 형성되는 덧살부와, 상기 덧살부의 일부를 제거하여 상기 코어설치부의 내부에 압입되는 코어와, 상기 케이스의 내부를 차폐하는 커버를 포함한다.

상기 덧살부는 상기 케이스의 내면이나 상기 관통기둥부의 표면에 형성되는 것으로, 상기 관통기둥부를 기준으로 대칭이 되게 상기 케이스의 내면 양측이나 상기 관통기둥부의 표면 양측 중 적어도 일측에 형성된다.

상기 덧살부는 상기 코어설치부의 입구로 갈수록 낮아지게 경사가 형성된 삽입안내경사면과 상기 삽입안내경사면보다 더 돌출되는 것으로 상기 코어의 표면에 밀착되는 밀착면으로 구성된다.

상기 커버의 하면에는 상기 코어가 코어설치부에 삽입되는 과정과 코어설치부에 삽입된 상태에서 코어를 눌러주는 누름바아가 돌출되어 형성된다.

상기 케이스의 바닥에는 상기 코어를 지지하는 코어지지대가 형성된다.

본 고안에 의한 전류센서에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

즉, 본 고안에서는 전류센서를 구성하는 코어가 케이스의 내면에 삽입될 때 케이스의 내면 일부를 파고들어 압입되어 설치되도록 하므로 커버의 누름바아에 의한 코어의 누름정도에 상관없이 코어가 케이스에 견고하게 고정되어 전류센서의 동작특성이 일정하게 유지되는 효과가 있다.

도 1은 본 고안에 의한 전류센서의 바람직한 실시예의 구성을 보인 분해사시도.
도 2는 본 고안 실시예의 요부 구성을 보인 단면사시도.
도 3은 본 고안 실시예를 구성하는 커버의 구성을 보인 사시도.
도 4는 본 고안 실시예에서 코어가 케이스의 내면에 형성된 덧살부를 파고 들어 설치된 상태를 보인 단면도.

이하 본 고안에 의한 전류센서의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도면들에 도시된 바에 따르면, 전류센서의 외관과 골격을 케이스(10)가 형성한다. 상기 케이스(10)는 절연재질로 만들어지는 것으로, 내부에는 코어설치부(11)가 형성된다. 상기 코어설치부(11)의 중앙에는 관통기둥부(12)가 형성되고, 상기 관통기둥부(12)의 내부에는 케이스관통공(12')이 형성된다. 상기 케이스관통공(12')은 측정대상물이 관통하는 부분으로, 상기 케이스(10)의 내부와는 연통되지 않는다. 상기 코어설치부(11)는 상기 관통기둥부(12)를 포함해서 전체적으로 육면체 형상의 공간으로 된다.

상기 코어설치부(11)의 바닥에는 코어지지대(13)가 판형상으로 세워져 있다. 상기 코어지지대(13)는 상기 코어설치부(11)의 바닥에 다수개가 형성된다. 상기 코어지지대(13)는 상기 관통기둥부(12)와 상기 케이스(10)의 내면사이를 연결하도록 형성된다.

상기 코어설치부(11)의 내부에 해당되는 상기 관통기둥부(12)의 표면에는 상기 관통기둥부(12)의 연장방향으로 길게 덧살부(14)가 형성된다. 상기 덧살부(14)는 소정의 폭을 가지고 상기 관통기둥부(12)의 표면에서 돌출되게 형성된다. 상기 덧살부(14)에는 상기 코어설치부(11)의 입구쪽에 삽입안내경사면(15)이 형성된다. 상기 삽입안내경사면(15)은 코어설치부(11)의 입구쪽이 가장 낮고 내측으로 가면서 점차 높아지도록 된다. 상기 삽입안내경사면(15)은 아래에서 설명될 코어(22)를 안내하게 된다.

상기 삽입안내경사면(15)이 끝나는 부분에서부터 밀착면(15')이 형성된다. 상기 밀착면(15')은 상기 코어설치부(11)에서 돌출되는 정도가 일정하게 되어 있다.

상기와 같은 구성의 덧살부(14)는 본 실시예에서는 상기 관통기둥부(12)의 양측면에 각각 2개씩 형성되어 있다. 하지만, 상기 덧살부(14)는 상기 관통기둥부(12)와 마주보는 케이스(10)의 내면에도 형성될 수 있다. 즉, 상기 덧살부(14)는 상기 케이스(10) 내면과 관통기둥부(12)중 적어도 일측에 형성되면 된다.

이와 같은 상기 덧살부(14)는 상기 관통기둥부(12)를 기준으로 대칭이 되게 형성되는 것이 좋다. 이는 아래에서 설명된 코어(22)와 밀착되는 부분이 대칭으로 형성되어 코어(22)가 안정되게 고정될 수 있도록 하기 위함이다. 본 실시예에서는 상기 관통기둥부(12)의 양측 표면에 각각 한쌍이 형성되어 있다.

상기 케이스(10)의 내부에는 코어설치부(11)와 연통되게 기판설치부(16)가 형성된다. 상기 기판설치부(16)에는 아래에서 설명될 인쇄회로기판(28)이 위치된다. 상기 기판설치부(16)도 대략 육면체 형상의 공간이다.

상기 케이스(10)의 일측에는 커넥터부(18)가 형성된다. 상기 커넥터부(18)는 전류센서와 외부와의 전기적 연결을 위한 것이다. 상기 커넥터부(18)는 상기 케이스(10)에 일체로 형성되는데, 상기 기판설치부(16)와 인접하게 형성된다. 상기 커넥터부(18)는 커넥터의 하우징에 해당되는 부분으로 상대 커넥터(도시되지 않음)가 삽입되는 삽입공간(19)이 케이스(10)의 외면으로 개구되게 형성된다. 상기 커넥터부(18)에는 상기 기판설치부(16)와 상기 삽입공간(19)으로 양단부가 각각 돌출되어 위치되게 커넥터터미널(18')이 구비된다. 상기 커넥터터미널(18')은 상대 커넥터의 터미널과 전기적으로 결합함과 동시에 아래에서 설명될 인쇄회로기판(28)의 회로와도 전기적으로 연결된다. 상기 커넥터터미널(18')은 상기 케이스(10)를 만들 때, 인서트몰딩되어 일체로 될 수도 있다.

상기 케이스(10)의 상단부에는 커버(20)가 결합되어 설치된다. 상기 커버(20)는 상기 코어설치부(11)와 기판설치부(16)를 외부와 차폐하는 역할을 한다. 상기 커버(20)에는 상기 관통기둥부(12)의 케이스관통공(12')과 대응되는 위치에 커버관통공(20')이 형성된다. 상기 커버관통공(20')도 상기 케이스관통공(12')과 마찬가지로 측정대상물이 관통하는 부분이다. 상기 커버(20)는 상기 케이스(10)의 입구 가장자리에 형성된 커버안착단(10')에 초음파 융착에 의해 결합되는 것이 좋다.

상기 커버(20)의 하면 가장자리를 둘러서는 측벽(21)이 형성된다. 상기 측벽(21)은 본 실시예에서 전체가 하나의 폐곡선을 형성하도록 만들어져 있으나, 반드시 그러해야 하는 것은 아니다. 상기 측벽(21)에 의해 구획되어 있는 커버(20)의 하면 내측에는 누름바아(21')가 돌출되어 형성된다. 상기 누름바아(21')는 아래에서 설명될 코어(22)를 눌러주는 역할을 한다.

상기 코어설치부(11)에는 코어(22)가 설치된다. 상기 코어(22)는 예를 들면 페라이트를 사용하여 만들어지는 것으로, 중앙에 코어관통공(24)이 형성된 사각틀 형상으로 된다. 상기 코어관통공(24)에는 상기 관통기둥부(12)가 위치된다. 상기 코어(22)의 다른 구성은 편의상 설명을 생략한다.

인쇄회로기판(28)은 상기 기판설치부(16)에 설치되는 것이다. 상기 인쇄회로기판(28)에는 각종 부품들이 실장되고, 상기 커넥터터미널(18')의 일단부가 결합된다. 참고로, 상기 인쇄회로기판(28)에는 홀센서(도시되지 않음)가 설치된다. 상기 홀센서는 상기 인쇄회로기판(28)에 설치된 상태로 상기 코어(22)의 간극(도시되지 않음)에 위치된다. 상기 홀센서는 측정대상물에 전류가 흐를 때, 상기 코어(22)에 집속된 자속을 검출하게 된다. 이 검출된 정보는 상기 인쇄회로기판(28)을 통해 상기 커넥터터미널(18')을 거쳐 외부로 전달된다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 고안에 의한 전류센서가 조립되고 사용되는 것을 상세하게 설명한다.

먼저, 상기 케이스(10) 내에 상기 코어(22)와 인쇄회로기판(28) 등이 설치되는 것을 설명한다. 상기 케이스(10)의 커넥터부(18)에는 상기 커넥터터미널(18')이 삽입되어 있다. 상기 커넥터터미널(18')은 인서트몰딩에 의해 케이스(10)에 일체로 되거나 케이스(10)의 제작 후에 설치될 수 있다. 상기 커넥터터미널(18')의 선단부는 상기 커넥터부(18)의 삽입공간(19) 내에 위치되고, 타단부는 상기 기판설치부(16)에 위치되어, 상기 인쇄회로기판(28)의 통공에 압입된다.

한편, 상기 코어(22)와 인쇄회로기판(28)이 결합된 상태로 상기 케이스(10)의 코어설치부(11)와 기판설치부(16)에 안착된다. 이와 동시에 상기 코어(22)는 상기 코어설치부(11)에 설치되면서, 코어관통공(24)에 상기 관통기둥부(12)가 관통하도록 한다.

다음으로, 상기 케이스(10)의 코어설치부(11)와 기판설치부(16)를 차폐하도록 커버(20)를 설치한다. 상기 커버(20)는 상기 케이스(10)에 초음파 융착에 의해 결합된다. 물론, 상기 커버(20)는 상기 코어(22)를 상기 코어설치부(11)에 설치 환료한 상태에서 케이스(10)에 장착할 수도 있다.

상기 코어(22)를 상기 코어설치부(11)에 삽입하는 과정에서 상기 코어(22)의 코어관통공(24) 내면에는 상기 관통기둥부(12)의 외면에 형성된 덧살부(14)가 밀착되는데, 실제로는 상기 코어관통공(24)의 내면이 상기 덧살부(14)의 삽입안내경사면(15)을 따라 가다가 덧살부(14)를 파고 들게 된다. 이는 상기 덧살부(14)가 상기 코어(22)에 의해 일부가 제거되도록 덧살부(14)의 치수를 형성했기 때문이다.

따라서, 상기 코어(22)는 상기 덧살부(14)의 밀착면(15')에 밀착된다. 실제로는 상기 덧살부(14)의 일부를 제거하면서 상기 코어(22)가 삽입된다. 따라서, 상기 코어(22)는 일정 두께가 제거된 밀착면(15')에 밀착되는 것이다. 이와 같이 되면, 상기 코어(22)는 코어설치부(11)에 압입된 상태로 된다.

상기 코어(22)를 코어설치부(11)의 내부로 밀어넣는 것은 상기 커버(20)의 누름바아(21')에 의해 이루어 질 수 있다. 상기 누름바아(21')는 커버(20)의 하면에서 돌출되어 있어 상기 케이스(10)의 커버안착단(10')에 안착되는 과정에서 상기 코어(22)를 눌러주게 된다. 특히, 작업자가 상기 커버(20)를 눌러주면, 상기 누름바아(21')에 의해 코어(22)가 눌러지는 느낌이 작업자에게 주어져 코어(22)의 압입을 확인할 수 있다.

그리고, 상기 누름바아(21')의 길이가 공차에 의해 설계치수보다 짧더라도 상기 코어(22)는, 상기 누름바아(21')가 눌러줄 수 있는 정도까지는 상기 덧살부(14)를 제거하면서 압입되고, 상기 덧살부(14)를 제거하면서 압입되면 상기 코어지지대(13) 상에 안착되지 않더라도 덧살부(14)에서 제거되지 않은 부분이 케이스(10)내에 코어(22)를 견고하게 지지할 수 있다.

이와 같이 조립되는 상기 전류센서는 상기 케이스관통공(12')과 커버관통공(20')을 관통하여 측정대상물이 위치하도록 하고, 상기 커넥터부(18)에 상대 커넥터를 결합하여 전원을 공급하여 측정을 하게 된다.

즉, 상기 측정대상물에 전류가 흐르게 되면 그 주위에는 전류에 비례하는 자장이 형성되고, 이는 상기 코어(22)에 집속된다. 상기 코어(22)에 집속된 자장은 상기 홀센서에 의해 검출되고, 홀센서에 의해 검출된 정보는 상기 인쇄회로기판(28)을 거쳐 상기 커넥터부(18)에 결합된 상태커넥터를 통해 외부로 전달된다.

본 고안의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 고안의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

예를 들면, 상기 덧살부(14)에는 도시된 실시예에서 삽입안내경사면(15)과 밀착면(15')이 있는데, 상기 삽입안내경사면(15)이 반드시 있어야 하는 것은 아니다. 상기 덧살부(14)의 일부를 코어(22)가 제거하면서 설치되는 것을 감안할 때, 밀착면(15')만 있어도 상관은 없다.

그리고, 상기 누름바아아(21')는 반드시 있어야 하는 것은 아니다. 상기 코어(22)가 코어설치부(11) 내에 압입되어 유동되지 않을 정도라면 누름바아(21')가 없어도 된다.

10: 케이스 11: 코어설치부
12: 관통기둥부 12': 케이스관통공
13: 코어지지대 14: 덧살부
15: 삽입안내경사면 15': 밀착면
16: 기판설치부 18: 커넥터부
18': 커넥터터미널 19: 삽입공간
20: 커버 20': 커버관통공
21: 측벽 21': 누름바아
22: 코어 24: 코어관통공

Claims

내부에 코어설치부가 형성되고 상기 코어설치부에 관통기둥부가 돌출되어 형성되는 케이스와,
상기 코어설치부의 내면에서 소정 정도 돌출되는 것으로 상기 케이스의 입구에서 내측으로 연장되어 형성되는 덧살부와,
상기 덧살부의 일부를 제거하여 상기 코어설치부의 내부에 압입되는 코어와,
상기 케이스의 내부를 차폐하는 커버를 포함하는 전류센서.
제 1 항에 있어서, 상기 덧살부는 상기 케이스의 내면이나 상기 관통기둥부의 표면에 형성되는 것으로, 상기 관통기둥부를 기준으로 대칭이 되게 상기 케이스의 내면 양측이나 상기 관통기둥부의 표면 양측 중 적어도 일측에 형성되는 전류센서.
제 1 항에 있어서, 상기 덧살부는 상기 코어설치부의 입구로 갈수록 낮아지게 경사가 형성된 삽입안내경사면과 상기 삽입안내경사면보다 더 돌출되는 것으로 상기 코어의 표면에 밀착되는 밀착면으로 구성되는 전류센서.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 커버의 하면에는 상기 코어가 코어설치부에 삽입되는 과정과 코어설치부에 삽입된 상태에서 코어를 눌러주는 누름바아가 돌출되어 형성되는 전류센서.
제 4 항에 있어서, 상기 케이스의 바닥에는 상기 코어를 지지하는 코어지지대가 형성되는 전류센서.