JP5828221B2 - 電流センサの製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、二次コイルを備えたクローズドループ型電流センサの製造方法に関する。

従来の電流センサとして、二次コイルが巻かれた環状磁性体コアの一部に設けたギャップ内に感磁素子を配置し、環状磁性体コアを貫通する一次導体を流れる被検出電流によってギャップ内に発生した磁界を感磁素子で検出し、ギャップ内の磁界が常にゼロになるように二次コイルに補償電流を流すとともに、この補償電流を測定することで被検出電流に比例した出力を得るよう構成されたクローズドループ型電流センサがある。（例えば、特許文献１参照）

特開２００８−５０６９４４号公報

上記特許文献１に開示されている電流センサは、プレス加工により製作された二つのコの字形板状磁性体コアのそれぞれ一辺を、二次コイルが巻かれたボビンの中央孔両側から挿入して重ねるとともに、一部に感磁素子を配置するため間隔を広げたギャップ部を設けている。二つのコアのそれぞれもう一辺はボビン外部で重なるよう配置され、二つのコアを組み合わせることで閉磁路を形成している。
また、感磁素子は回路基板に実装され、ボビンと回路基板をハンダ付けにより一体化固定した状態でコアギャップ部内に感磁素子が配置されるよう構成されており、これらは一次導体と一体成形された樹脂製ケースに一次導体がコアを貫通するように収納され、樹脂製カバーにて位置固定されている。

上記のように構成された電流センサは、コアが二つのプレス加工部品のみで構成されるため、従来の巻きコアやプレス積層コアに比べて安価であることと、コアに二次コイルを組み合わせる工程が、ボビンの両側から二つのコアを挿入するだけなので簡単で作りやすいという利点がある。
しかしながら、二つのコアの形状が異なるためプレス金型も二種類必要なことや、コアの曲げ箇所が多く曲げも深いためプレスの工程が増え金型費や加工費が高くなるという問題がある。

また、コアおよびボビンをケースに挿入した後、これらの位置固定のためにカバー等の別部品が必要であり、部品点数が増えコストが高くなるという問題がある。

本発明の目的は、組立が容易で部品点数が少なく、コストが安いクローズドループ型電流センサを提供することにある。

閉磁路の一部にギャップを設けたコアと、ギャップ内に配置された感磁素子と、二次コイルが巻かれ中央孔をコアが貫通するボビンと、感磁素子と周辺回路が実装された回路基板と、コアを貫通するように配置された一次導体からなるクローズドループ型電流センサにおいて、前記コアを略コの字形でそれぞれの二辺が板厚方向にオフセットして配置された同一形状の板状コア二枚で構成し、前記ボビンをケースに挿入した後に、二枚の略コの字形コアをケースの両側面に設けたコア挿入孔からそれぞれ挿入し、前記略コの字形コアの長辺はそれぞれボビンの中央孔に貫通させるとともに、短辺をケースに設けたコアガイド溝に挿入して、前記ギャップが形成された閉磁路を構成すると同時に、ボビンとケースが固定される構造とした。

本発明の電流センサの製造方法によれば、同一形状の二つの略コの字形コアをケースの両側面に設けたコア挿入孔からそれぞれ挿入し、前記ギャップが形成された閉磁路を構成すると同時に、ボビンとケースが固定される構造としたので、固定するための部品が不要であり、更に二つの略コの字形コアは同一形状のためプレス金型が一つで済み、コストの安い電流センサを得ることができる。

本発明の実施形態における電流センサを示す分解斜視図である。 本発明の実施形態における電流センサの側面断面図である。 本発明の実施形態における電流センサの正面断面図である。 本発明の実施形態における電流センサのコア単品側面図である。 本発明の実施形態における電流センサのコア組合わせ状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態における電流センサのコアとボビンの組合わせ状態を示す斜視図である。

以下、本発明の製造方法による電流センサの実施形態について、図を用いて説明する。なお、各図において同一である部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

図１および図２ａ、図２ｂにおいて、ボビン１には二次コイル２が巻かれ、二次コイル２の両端はボビン１に立てたピン３および４に接続されている。また、ボビン１には端子ピン５が固定されている。このボビン１は、Ｕ字形状の一次導体６と一体成形されたケース７の下部より挿入して一次導体６の下部に配置され、ケース７の両側面に設けたコア挿入孔８から挿入された同一形状の略コの字形コア９および１０の長辺１１および１２をボビン１の中央孔１３に貫通させるとともに、短辺１４および１５を一次導体６の上部に設けたコアガイド溝１６に挿入することで短辺１４および１５が一定のギャップ１７を形成して対向するように配置され、これにより一次導体６が内部を貫通する閉磁路を形成するとともにボビン１をケース７に固定している。

感磁素子１８を搭載した回路基板１９はケース７の上部開口部から挿入され、感磁素子１８はギャップ１７内に配置される。回路基板１９をケース７に挿入した後、二次コイル２が接続されたピン３、４および端子ピン５は回路基板１９にハンダ付けし接続される。

ケース７と一体構造でヒンジ接続されたカバー２０は、回路基板１９の電気的な調整が完了した後、ケース７の上部にはめ込み固定される。

図３ａは前記コア９の単体側面図である。コア９とコア１０は同一形状であるため、コア９の記号を用いて説明を行う。コア９の長辺１１と短辺１４は曲げ部２１によって板厚方向にオフセットして配置されている。
図３ｂは前記コアを対向させて２枚組み合わせた時の構造を示し、長辺１１および１２を密着させたとき、短辺１４および１５の重なった部分にギャップ１７が構成される。
図３ｃはコア９および１０をボビン１に挿入したときの構造を示し、ボビン１に設けたコア抜け止め爪２２により、コア９および１０が挿入後に抜けることを防止している。

本発明の製造方法による電流センサによれば、二つの略コの字形コア９および１０は同一形状であるためプレス金型が一つで済み、形状も曲げ箇所が１カ所と単純なため金型コストおよび部品コストを下げることができる。

また、略コの字形コア９および１０がボビン１とケース７を固定する機能を兼ねているため、ボビンを固定するための別部品が不要となり、部品点数が少なく低コストの電流センサを実現することができる。

１ ボビン、２ 二次コイル、３および４ ピン、５ 端子ピン、６ 一次導体、７ ケース、８ コア挿入孔、９および１０ コア、１１および１２ 長辺、１３ 中央孔、１４および１５ 短辺、１６ コアガイド溝、１７ ギャップ、１８ 感磁素子、１９ 回路基板、２０ カバー、２１ 曲げ部、２２ コア抜け止め爪

Claims (1)

1. 閉磁路の一部にギャップを設けたコアと、前記ギャップ内に配置された感磁素子と、二次コイルが巻かれ中央孔を前記コアが貫通するボビンと、前記感磁素子と周辺回路が実装された回路基板と、前記コアを貫通するように配置された一次導体と、前記一次導体と一体成形された樹脂製のケースからなるクローズドループ型電流センサの製造方法において、前記コアが略コの字形状でそれぞれの二辺が板厚方向にオフセットして配置された同一形状の二枚の板状のコア（９）および（１０）で構成されており、前記ボビン（１）を前記ケース（７）に挿入した後に、二枚のコア（９），（１０）をケース（７）の両側面に設けたコア挿入孔（８）からそれぞれ対向方向に挿入し、前記略コの字形コアの長辺（１１）および（１２）はボビン（１）の中央孔（１３）に貫通させるとともに、短辺（１４）および（１５）をケース（７）に設けたコアガイド溝（１６）に挿入して、前記ギャップ（１７）が形成された閉磁路を構成すると同時に、ボビン（１）とケース（７）が固定される構造としたことを特徴とするクローズドループ型電流センサの製造方法。

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