JP3757145B2 - 電流センサ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケースの貫通部に測定対象の電線を挿通させることで、該電線を流れる電流を測定可能な電流センサに関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の電流センサは、特開平6−289059号公報や実開平7−36071号公報等において広く知られている。図7,図8は、それらの公報に記載のものに類似する従来の電流センサの例を示している。
【0003】
図7は電流センサ1の使用時の状態を示す斜視図、図8は電流センサ1の構成図である。この電流センサ1のケース2は、ケース本体3と、該ケース本体3に振動溶着あるいは超音波溶着されたカバー4とからなる。ケース2は、測定対象である電線(この例ではブスバー)Wbを挿通させるための貫通部5を有している。
【0004】
ケース2の内部には、図8(c)に示すように、電線Wbを通すための貫通部5を囲むように環状の空間6が形成されており、その空間6にコア7が収容されている。コア7は、貫通部5を取り囲むような環状のもので、一箇所に磁気ギャップを有しており、その磁気ギャップにホール素子(磁気感応素子)8が配されている。ホール素子8は、ケース2内に収容固定された回路基板9に実装されており、回路基板9には、ホール素子8と共に、該ホール素子8に所定電流を流す電源回路や、ホール素子8の出力信号を処理して電線Wbを流れる電流を検出する処理回路等が実装されている。10は回路基板9と外部回路との接続用コネクタ、11は端子であり、ケース本体3に予め埋め込まれている。
【0005】
この電流センサ1を得るには、ケース本体3の内部に、コア7を収容すると共に、ホール素子8等を実装した回路基板9を収容し、回路基板9と端子11を接続した後、カバー4を被せて、振動溶着や超音波溶着によりケース本体3とカバー4を気密に一体化する。これにより電流センサ1を得ることができる。なお、符号12で示す部分が、ケース本体3とカバー4の溶着箇所である。
【0006】
この電流センサ1を使用する場合は、電線Wbをケース2の貫通部5に挿通させてセットし、ホール素子8に所定の電流を流す。そうすると、電線Wbを流れる電流に基づいて発生する磁束がコア7の磁気ギャップを通過することになるので、その磁束に応じてホール素子8に信号電圧が生じ、その信号電圧に基づいて処理回路によって電線Wbを流れる電流値が検出される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この電流センサ1には電線を通すための貫通部5がケース2に設けられているが、電線の種類や径の違いによっては、貫通部5と電線との間に大きな遊びができてしまい、振動やがたつきの原因となったり、場合によってはそれが原因でセンサの破損やセンサのズレによる検出精度の悪化を招いたりするおそれがあった。また、それを防止するために、貫通部の形状や大きさを違えた多数のバリエーションの電流センサを用意することも考えられるが、そうするとコストアップになるという問題があった。
【0008】
本発明は、上記事情を考慮し、測定対象の電線の種類や径の違い等に柔軟に対応することができ、電線と貫通部との間に余計なあそびができないようにして、バリエーションの減少によるコストダウンを図れるようにした電流センサを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、ケースの貫通部に測定対象の電線を挿通させることで、該電線を流れる電流を測定可能な電流センサにおいて、前記ケースを、電流測定機能を発揮するのに必須の部品を収容するケース本体と、該ケース本体の開口を塞ぐように後付け固定されるカバーとで構成し、該カバーに、測定対象の電線に対応した前記貫通部を構成する筒状ガイドを一体に形成したことを特徴とする。
【0010】
この発明では、ケース本体の開口を塞ぐためにケース本体に後付けするカバーに筒状ガイドを設け、その筒状ガイドに、測定対象の電線を挿通させるための貫通部を形成しているので、電線の形状や径の大きさの違いに応じた貫通部を有するカバーをケース本体に取り付けるだけで、電線と貫通部との間に生じる余計な遊びを確実に無くすことができる。
【0011】
請求項2の発明は、請求項1記載の電流センサであって、前記カバーに、前記貫通部に挿通させた電線に対し締め付け可能な電線係止バンドを一体に形成したことを特徴とする。
【0012】
この発明では、カバーに電線係止バンドを一体に設けたので、電線係止バンドで電線を締め付けることにより、電流センサを電線に固定することができる。
【0013】
請求項3の発明は、請求項1記載の電流センサであって、前記カバーに、前記貫通部に挿通させた電線に対し嵌着可能な電線固定具を可撓性を有するヒンジ片を介して一体に形成したことを特徴とする。
【0014】
この発明では、カバーに電線固定具を一体に設けたので、電線固定具を電線に嵌着させることにより、電流センサを電線に固定することができる。また、電線固定具は可撓性を有するヒンジ片を介して取り付けているので、電線をセンサに挿通させる際に電線固定具が邪魔にならないようにすることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0016】
<第1実施形態>
図1は本発明の第1実施形態の電流センサ20の使用状態を示す斜視図、図2は同電流センサ20の構成図で、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は(a)図のIIc−IIc矢視断面図である。
【0017】
この電流センサ20のハウジングを構成する樹脂製のケース22は、略円環容器形のケース本体23と、該ケース本体23の上面開口を塞ぐ略円環板状のカバー24とからなる。カバー24は、図2(c)に示すように、ケース本体23の内周壁23aと外周壁23bの上端縁に、振動溶着あるいは超音波溶着等の手段で固着されている。図中符号35で示す部分が溶着箇所である。
【0018】
ケース22は、測定対象であるケーブル(電線)Waを挿通させるための貫通部25を有している。カバー24の内周部には、測定対象のケーブルWaに対応した内径を有する筒状ガイド24aが一体に形成されており、前記の貫通部25は、この筒状ガイド24aによって構成されている。そのため、ケース本体23の内周壁23aの内径は、想定されるケーブルWaの外径よりもかなり大きめに設定され、筒状ガイド24aは、ケース本体23の中心孔内に同心状に余裕スペースをもって挿入されている。
【0019】
ケース本体23の内部には、内周壁23aと外周壁23bと底壁23cとによって、ケーブルWaを通すための貫通部25を囲む環状の収容空間26が形成されており、その収容空間26にコア27が収容されている。コア27は、貫通部25を取り囲むような環状をなし、一箇所に磁気ギャップを有しており、その磁気ギャップにホール素子(磁気感応素子)28が配されている。
【0020】
ホール素子28は、ケース本体23内に収容固定された回路基板29に実装されており、回路基板29には、ホール素子28と共に、ホール素子28に所定電流を流す電源回路やホール素子28の出力信号を処理してケーブルWaを流れる電流を検出する処理回路等が実装されている。
【0021】
ケース本体23のカバー24を取り付けた側と反対側の面には、外部回路からのリード線を接続するためのコネクタ30が設けられており、このコネクタ30のハウジング内に、回路基板29に接続されたコネクタ端子31が設けられている。
【0022】
ここで、本実施形態におけるケース22のカバー24の筒状ガイド24aは、測定対象のケーブルWaの外径に対応した大きさの円筒形に形成されているが、挿通させる電線の断面形状や大きさに応じて形状や大きさを変更することができる。例えば、挿通させる電線がブスバーの場合、ブスバーの断面形状に対応した矩形筒状とするのが望ましい。
【0023】
この電流センサ20を得るには、ケース本体23の内部に、コア27を収容すると共に、ホール素子28等を実装した回路基板29を収容し、回路基板29と予めケース本体23に埋設してある端子31を接続する。これにより、電流測定機能を発揮する上での必須部品を組み込んだセンサの本体部分20Aが完成することになる。
【0024】
あとは、このセンサの本体部分20Aに対し、対象となるケーブルWaに対応した筒状ガイド24aを有したカバー24を被せる。そして、振動溶着や超音波溶着によりケース本体23とカバー24を気密に一体化することにより、完成品の電流センサ20が出来上がる。
【0025】
この電流センサ20を使用する場合は、図1に示すように、測定対象のケーブル(電線)Waをカバー24の筒状ガイド24aで構成した貫通部25に挿通させてセットし、ホール素子28に所定の電流を流す。そうすると、ケーブルWaを流れる電流に基づいて発生する磁束がコア27の磁気ギャップを通過することになるので、その磁束に応じてホール素子28に信号電圧が生じ、その信号電圧に基づいて処理回路によってケーブルWaを流れる電流値が検出される。
【0026】
このように、本実施形態の電流センサ20によれば、ケース22のカバー24に筒状ガイド24aを設け、この筒状ガイド24aによって電線(ケーブルWa)を通すための貫通部25を構成しているので、電線の形状や径の大きさの違いに応じて筒状ガイド24aの形状や大きさの異なるカバー24を予め組み上げたセンサの本体部分20Aに固定することによって、電線と貫通部25との間に生じる余計な遊びを確実に無くすことができ、センサの取り付け状態における振動やがたつきを防止することができる。従って、電線の種類や大きさに影響されることなく、センサの位置ズレを無くすことができ、安定した精度の出力を得ることができる。
【0027】
また、必要に応じてカバー24を変更するだけで多種類の電線に柔軟に対応することができることから、電流センサ20の本体部分20Aのバリエーションを減少させることができて、コストダウンを図ることができる。
【0028】
<第2実施形態>
図3は本発明の第2実施形態の電流センサ50の使用状態を示す斜視図、図4は同電流センサ50の構成図で、(a)は上面図、(b)は正面図である。
【0029】
この電流センサ50は、前記ケース22のカバーとして、貫通部25に挿通させたケーブルWaに対し締め付け可能な電線係止バンド40を一体に有するカバー24Bを用いたものである。電線係止バンド40を取り付けた点以外は、第1実施形態と同じである。
【0030】
電線係止バンド40は、「束線バンド」とも呼ばれる可撓樹脂バンドであり、バンド部42と、バンド部42の先端を通して係止する係止部43とを有し、つなぎ片41を介して筒状ガイド24aの先端に一体に設けられている。
【0031】
この電流センサ50は、図3に示すように、貫通部25にケーブルWaを通した状態で電線係止バンド40でケーブルWaを締め付けることにより、ケーブルWaに確実に固定することができる。従って、がたつきや振動を確実に防止することができる。
【0032】
<第3実施形態>
図5は本発明の第3実施形態の電流センサ60の使用状態を示す斜視図、図6は同電流センサ60の構成図で、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は上面図である。
【0033】
この電流センサ60は、前記ケース22のカバーとして、貫通部25に挿通させたケーブルWaに対し嵌着可能な電線固定具45を一体に有するカバー24Cを用いたものである。電線固定具45を取り付けた点以外は、第1実施形態と同じである。
【0034】
電線固定具45は、C形断面の半筒状のもので、可撓性を有するヒンジ片46を介して筒状ガイド24aの先端に一体に設けられており、ケーブルWaを貫通部25に通す際には邪魔にならない位置にある。
【0035】
この電流センサ60は、図5に示すように、貫通部25にケーブルWaを通した状態で電線固定具45をケーブルWaに嵌着させることにより、ケーブルWaに確実に固定することができる。従って、がたつきや振動を確実に防止することができる。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明によれば、電線を通すための貫通部をケース本体に後付けするカバーに設けた筒状ガイドで構成したので、電線に対応した筒状ガイドを有するカバーをセンサの本体部分(ケース本体側の部分)に取り付けるだけで、電線と貫通部との間に生じる遊びを無くすことができ、取り付け状態における振動やがたつきを防止することができる。従って、測定対象電線がケーブルの場合であってもブスバーの場合であっても、位置ズレすることなく、安定した精度の出力を得ることができる。また、カバーを変更するだけで多種類の電線に柔軟に対応することができるので、センサの本体部分のバリエーションを減少させることができ、コストダウンが図れる。
【0037】
請求項2の発明によれば、カバーに電線係止バンドを一体に設けたので、請求項1の発明の効果に加えて、電線係止バンドで電線を締め付けることにより、電流センサを電線に固定することができるという効果が得られる。
【0038】
請求項3の発明によれば、カバーに電線固定具を一体に設けたので、請求項1の発明の効果に加えて、電線固定具を電線に嵌着させることにより、電流センサを電線に固定することができるという効果が得られる。また、電線固定具はヒンジ片を介して取り付けているので、電線をセンサに挿通させる際に電線固定具が邪魔にならないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の電流センサの使用状態を示す斜視図である。
【図2】本発明の第1実施形態の電流センサの構成図で、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は(a)図のIIc−IIc矢視断面図である。
【図3】本発明の第2実施形態の電流センサの使用状態を示す斜視図である。
【図4】本発明の第2実施形態の電流センサの構成図で、(a)は上面図、(b)は正面図である。
【図5】本発明の第3実施形態の電流センサの使用状態を示す斜視図である。
【図6】本発明の第3実施形態の電流センサの構成図で、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は上面図である。
【図7】従来の電流センサの使用状態を示す斜視図である。
【図8】図7の電流センサの構成図で、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は(a)図のVIIIc−VIIIc矢視断面図である。
【符号の説明】
20,50,60 電流センサ
20A 本体部分
22 ケース
23 ケース本体
24 カバー
24a 筒状ガイド
25 貫通部
40 電線係止バンド
45 電線固定具
46 ヒンジ片
Claims (3)
- ケースの貫通部に測定対象の電線を挿通させることで、該電線を流れる電流を測定可能な電流センサにおいて、
前記ケースを、電流測定機能を発揮するのに必須の部品を収容するケース本体と、該ケース本体の開口を塞ぐように後付け固定されるカバーとで構成し、該カバーに、測定対象の電線に対応した前記貫通部を構成する筒状ガイドを一体に形成したことを特徴とする電流センサ。 - 請求項1記載の電流センサであって、
前記カバーに、前記貫通部に挿通させた電線に対し締め付け可能な電線係止バンドを一体に形成したことを特徴とする電流センサ。 - 請求項1記載の電流センサであって、
前記カバーに、前記貫通部に挿通させた電線に対し嵌着可能な電線固定具を可撓性を有するヒンジ片を介して一体に形成したことを特徴とする電流センサ。
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