JP6131462B2

JP6131462B2 - 電流センサ

Info

Publication number: JP6131462B2
Application number: JP2012267134A
Authority: JP
Inventors: 浩元菅野; 伸弘可児; 徹松谷
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2012-12-06
Publication date: 2017-05-24
Anticipated expiration: 2032-12-06
Also published as: JP2013140140A

Description

本発明は、各種電子機器における回路上の電流の有無、および大きさを検出するための電流センサに関するものである。

以下、従来の電流センサについて図面を用いて説明する。図４は従来の電流センサの断面図であり、磁電変換素子１を環状磁心２のギャップ部３へ配置し、これらをケース４へ収納あるいは嵌合させたうえでケース突起部５によりケース４と環状磁心２との位置関係を維持し、さらに場合によってはケース４と環状磁心２との間の空間に充填樹脂（図示せず）を注入することにより、ケース４と環状磁心２との位置関係を安定化させるものであった。

またあるいは、ここでは図示していないが環状磁心２の一部を覆う樹脂被膜体（図示せず）を設け、この樹脂被膜体とケース４とを密着させることによりケース４と環状磁心２との位置関係を安定化させるものであった。そしてこの状態で、磁電変換素子１によって導体６に流れる被測定電流の有無、あるいはその大きさを検出させ、これを検出信号として外部へ発信させていた。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては例えば特許文献１、２が知られている。

特開２００６−０７８２５５号公報特開２０１１−１５３９３５号公報

しかしながら、従来の電流センサでは、環状磁心２をケース４のケース突起部５で位置決めしているものの、環状磁心２の時間を経ることによる変形でギャップ部３の寸法変化が生じ、磁電変換素子１による導体６に流れる被測定電流の検出精度が低下するという課題があった。

一方、この課題に対しては、環状磁心２とケース４との間に充填樹脂（図示せず）を注入することや、環状磁心２の一部を覆う樹脂被膜体（図示せず）を設けたうえで、この樹脂被膜体（図示せず）とケース４とを密着させることによりケース４や磁電変換素子１と環状磁心２との位置関係を安定化させることによって検出精度の低下抑制への対応を行っていた。

しかしながらこの場合、充填樹脂（図示せず）により環状磁心２に対して生じる応力に起因する磁気特性の劣化や、環状磁心２の一部を覆う樹脂被膜体（図示せず）により環状磁心２とケース４との位置関係の安定は図れるものの、樹脂被膜体（図示せず）とケース４とを密着させることによって固定することとなるために、環状磁心２は常時において全周方向や４つの角方向から多くの面から押圧力を受けることで応力による磁気特性の劣化を生じる可能性を有することや、あるいは、樹脂被膜体（図示せず）とケース４とを密着させることによって環状磁心２の外周側を基準としてケース４との固定を行っていることで、環状磁心２そのものの変形に対しては部分的な樹脂被膜体（図示せず）による寸法変化の吸収や抑制は不十分となるため、結果としてギャップ部３の寸法変化が生じ、磁電変換素子１による導体６へ流れる被測定電流の検出精度が低下するという同様の課題があった。

そこで本願発明は、磁心に加わる応力を小さくしたうえでギャップ寸法の変化を抑制し、被測定電流の検出精度を安定させるものである。

そして、この目的を達成するために、ギャップ部が設けられた環状磁心と、前記ギャップ部内に配設された磁電変換素子と、外周壁と、被測定物となる導体が挿通する貫通孔とを有し、前記貫通孔の周縁に前記環状磁心を格納すると共に、前記磁電変換素子を所定の位置に保持するケースと、を少なくとも備え、前記ギャップ部を介して対向する前記環状磁心の夫々の端部の少なくとも外周側ならびに内周側に端部樹脂被膜を設け、かつ、前記端部樹脂被膜の内周側に内溝部を、外周側に外溝部を夫々前記環状磁心の軸方向に設け、前記ギャップ部を介して対向するように設けた一対の前記内溝部間の寸法よりも一対の前記外溝部間の寸法を小さくして設けると共に、前記内溝部ならびに前記外溝部に嵌まり込む突起部を、前記貫通孔の貫通孔外周壁ならびに前記ケースの外周壁に夫々設けることにより、前記ケースに対する前記環状磁心の位置決めと固定を行うようにしたことを特徴としたものである。

本発明によれば、ケース内部への環状磁心の配置を安定した状態とさせるとともに、環状磁心に生じる応力を抑制することができ、かつ、環状磁心の端部双方において環状磁心を内周側および外周側から固定させることで環状磁心のギャップの寸法やギャップの位置の変化を抑制し、その結果として被測定電流の検出精度を安定させるものである。

本発明の実施例１における電流センサの分解斜視図本発明の実施例１における電流センサの第１の断面図本発明の実施例１における電流センサの第２の断面図従来の電流センサの断面図

以下、実施例１を用いて、本発明の特に全請求項に記載の発明について説明する。

図１は本発明の実施例１における電流センサの分解斜視図である。ここで電流センサは、ギャップ部７が設けられた環状磁心８と、このギャップ部７に配置された磁電変換素子９とケース１０によって構成されている。そして、ケース１０に設けられた貫通孔１１へ、つまり、環状磁心８の空心部１２へ、被測定電流が通電する導体（図示せず）を貫通させ、上記の被測定電流に伴って環状磁心８に生じる磁束を磁電変換素子９によって電流へと変換させ、被測定電流の有無や被測定電流の大きさの検出を電流センサの外部へと信号として発信させるものである。

ここで、磁電変換素子９はケース１０の一部へ回路基板１３を介して固定され、また、環状磁心８はケース１０の内部に格納されることにより、磁電変換素子９と環状磁心８、および導体（図示せず）との位置関係が固定された状態としている。そして、ここで特に重要となる環状磁心８のケース１０への固定は以下の形態によって行われている。

まず、ギャップ部７を介して対面している環状磁心８の双方の端部１４は、その周囲を帯状の端部樹脂被膜１５によって覆われ、あるいは端部１４における環状磁心８の外周側と内周側を樹脂によって覆われることで端部樹脂被膜１５が形成されている。そして、端部樹脂被膜１５の内周側と外周側にはそれぞれ内溝部１６と外溝部１７とが設けられている。また、ケース１０の外周壁１８の内側、つまり、環状磁心８の外周側に対向するケース１０の部位には外壁突起部１９が設けられ、さらに、ケース１０の貫通孔１１における貫通孔外周壁２０、つまり、環状磁心８の内周側に対向するケース１０の部位に貫通孔突起部２１が設けられている。

そして、内溝部１６と貫通孔突起部２１とを嵌合させ、同時に外溝部１７と外壁突起部１９とを嵌合させることによって、環状磁心８とケース１０との位置関係を的確にしたうえで、主として環状磁心８のギャップ部７の両側に位置する直線状の部分と、ケース１０との固定が行われている。ここでは、環状磁心８とケース１０との嵌合をスムーズに行われることが可能となるように内溝部１６、外溝部１７および貫通孔突起部２１、外壁突起部１９はそれぞれが、環状磁心８の軸方向、つまり、貫通孔１１を貫通する導体（図示せず）の貫通方向としている。このように、環状磁心８とケース１０とを嵌合させた状態として、ケース蓋部１０ａをケース１０へ組み合わせることで環状磁心８を完全に格納した形態としている。

以上の構成により、端部樹脂被膜１５は環状磁心８の限られた一部にのみ施されたものであることから、環状磁心８の磁気特性を劣化させることは無い。そして、環状磁心８とケース１０との固定は、ギャップ部７を基準としてギャップ部７に近接した部位である環状磁心８の端部１４の周囲と、ケース１０の突起とによって行われ、かつ、その固定は環状磁心８の外周側からと内周側からとによって挟持された状態で行われるために、安定した保持状態が得られることとなる。

従って、仮に環状磁心８に何らかの応力が加わるなどによって環状磁心８に変形が生じようとした場合であっても、ケース１０への固定はギャップ部７において、あるいはその近傍において行われているため、ギャップ部７と磁電変換素子９との位置関係を安定させることとなり、被測定電流の検出精度も劣化させずに安定させることができる。ここで、環状磁心８とギャップ部７との固定を上記の部位に加えてギャップ部７以外の部分、例えばギャップ部７を形成した直線部分と対向した直線部分などで行わせても構わないが、その部分に関する固定の手段は単なる接触状態とすることや接着などによるものでもよく、樹脂による被膜にこだわる必要はない。しかしながら、環状磁心８全体を固定するよりも、むしろギャップ部７およびその近傍を局部的に固定することが重要であるため、ギャップ部７以外における固定はギャップ部７における固定に比較して優先度は当然ながら低く、ギャップ部７における固着力に比較して小さな固着力で十分なものである。

また、図２の断面図に示すように、環状磁心８はトラック状の形状とするとともに、ギャップ部７はトラック状の環状磁心８における長手方向直線部２２のほぼ中央に設けるとよい。これは第一に、可能な限りにおいて環状磁心８の屈曲部位から距離を隔てた部位である端部１４の近傍と屈曲部位とを端部樹脂被膜１５を用いることでケース１０によって固定させることで環状磁心８が有する応力の影響を最小とすることと、第二に、環状磁心８の端部１４がケース１０に対して位置ズレを生じる状態となっても、これはギャップ部７のギャップ寸法を変化させるものではなく、ギャップ部７が配置される位置の限定した方向へのみの変化としてその影響を限定させることとにより、最終的に電流センサの動作精度の劣化を抑制するためのものである。

特に、環状磁心８を構成する材料として、薄鋼板を複数層に積層したうえで所望の形状に（ここではトラック状としている）へ加工し、更に所定の寸法に切断し、最後に改めてギャップを所定の寸法にするための切削を行う、いわゆるカットコアを用いる場合、ギャップ部７は環状磁心８の長手方向直線部２２のほぼ中央に位置させるのがよい。

これは詳しく説明すると、環状磁心８にカットコアを用いる場合は先に述べたように加工の段階で曲げ加工等が存在するために当然ながら環状磁心８には環状としたことに起因する応力が存在し、この応力を解放しようとする力が環状磁心８に作用することとなる。そして、この力は加工後の形状である環状磁心８の端部１４において矢印Ａの方向となり、ギャップ部７のケース１０に対する位置変化やギャップ寸法の変化を生じさせる方向に作用するものともなる。そこで、これらの作用を抑制してギャップ部７の位置やギャップ寸法を変化させないように、ケース１０によって環状磁心８の特にギャップ部７の近傍にあたる部位を固定させるために、外壁突起部１９や貫通孔突起部２１と端部樹脂被膜１５に形成している外溝部１７および内溝部１６とを嵌合させることとしている。

ここで、仮にこの固定状態が何らかの理由による変化を生じようとした場合であっても、ギャップ部７を長手方向直線部２２のほぼ中央に位置させることにより、矢印Ａ方向の力が作用することでの端部１４の双方のＹ方向の位置変化はほぼ均等となるため、矢印Ａ方向の力が作用することでのギャップ部７の位置やギャップ寸法の変化が生じても電流センサの特性に対しての影響を小さくさせることができる。これは、矢印Ａの方向に形状の変化が生じてもその変化は主に環状磁心８の角部８ａを支点としての変化となるため、矢印Ａの方向の変化に対応する角部８ａの角度変化が異常に大きな角度とならない限りはギャップ部７の寸法変化は微小な変化で無視が可能な水準として抑えることができるものとなる。そして、ギャップ部７の寸法の変化が小さいものであれば、ギャップ部７に生じる磁束の値にもまた変化は生じにくいこととなる。従って、磁電変換素子９をＹ方向に多少の位置変化が存在しても磁束の鎖交量に変化が生じ難い初期位置に設定することのみで、環状磁心８に応力による形状変化が生じても被測定電流に対する検出能力や検出精度の劣化を抑制させることができるものである。

またこれと同時に、環状磁心８の外周側からと内周側からとによって挟持させた状態において、外周側からの固定位置と内周側からの固定位置との位置関係を的確なものとすることにより、ギャップ部７の位置やギャップ幅の規定を精度よくさせることができる。これは、外溝部１７に外壁突起部１９を嵌合させる位置を環状磁心８の端部１４に近接した距離Ｄ１を隔てたものとし、一方で、内溝部１６に貫通孔突起部２１を嵌合させる位置を環状磁心８の端部１４に対して、Ｄ１よりも大きな距離であるＤ２を隔てたものとすればよい。先述のように、環状磁心８には矢印Ａの方向に作用する応力が存在し、この力は角部８ａを支点として作用するものであることから、端部１４に近く大きなモーメントを得ることとなる部位を外壁突起部１９によってケース１０の外周壁１８の方向から押圧固定させ、逆に端部１４から離れてモーメントが小さくなる部位を貫通孔突起部２１によって貫通孔外周壁２０の方向から押圧固定させ、これにより矢印Ａの方向への環状磁心８の変形を抑制させるとともに、環状磁心８の外周側からと内周側からとによって挟持させることで、ギャップ部７と磁電変換素子９との位置関係を一層安定させるものである。そして、ギャップ部７の位置やギャップ幅の規定を精度よくさせるうえで、ギャップ部７を軸として左右対称に端部１４の位置変動に対する抑制が求められることから、外溝部１７と外壁突起部１９、および内溝部１６と貫通孔突起部２１とは、ギャップ部７を軸として対称配置することが望ましい。より厳密には、ケース１０の厚みについても、あるいは例として外壁突起部１９と直角方向に外壁補強部（図示せず）をケース１０の外周壁１８の内側に設けるなどのケース１０への補強構造を加えるにあたっても、ギャップ部７を軸として図中の左右での対称配置することが望ましい。ここでは、角部８ａを支点として作用する端部１４の近傍での外壁突起部１９によるモーメントを利用することから、更に第２通孔突起部（図示せず）を環状磁心８の内周側における角部８ａに接するように設けて支点を明確にしても構わない。また、上記の効果を大きなものとするためには、先に述べたように環状磁心８とギャップ部７との固定を上記の部位に加えてギャップ部７以外の部分、例えばギャップ部７を形成した直線部分と対向した直線部分などで行っても構わない。そして、その部分に関する固定の手段は単なる接触状態とすることや接着などによるものとしても構わないが、環状磁心８に加わる応力による磁気特性の劣化を抑制する観点から、面接触などにより大きな範囲で接触させるのではなく、点接触によるものが望ましい。これについては後に説明するところの、角突起部２９と角溝部２８との嵌合によるものなどであっても構わない。

この実施例では、外溝部１７に外壁突起部１９を、また、内溝部１６に貫通孔突起部２１をそれぞれ嵌合させているが、これらの嵌合部位においては先述のように、環状磁心８を挟持させることを第一の目的としているため、図のＹ方向に押圧力をＸ方向で固定する力よりも大きなものとなるようにしているが、当然ながら環状磁心８をＸ方向にも的確に固定させる力は必要となる。これについては、上記の外溝部１７に外壁突起部１９を、また、内溝部１６に貫通孔突起部２１をそれぞれ嵌合させることで得られる、突起の頂部と溝の底部における押圧力による挟持状態に加え、端部樹脂被膜１５における外周側で、かつ、外溝部１７および内溝部１６よりも端部１４から離れた部位に第２外溝部２３を設け、この第２外溝部２３に嵌合させる第２外壁突起部２４を設けることが望ましい。そして、第２外溝部２３と第２外壁突起部２４とでは、Ｙ方向の押圧力よりもＸ方向の固定を優先した嵌合状態とさせることが望ましい。つまり、第２外壁突起部２４の両側面と、第２外溝部２３の両壁面とが常時密着させている位置関係とすることが望ましい。これにより、ケース１０と環状磁心８とのＸ方向の位置関係、ひいては、ギャップ部７と磁電変換素子９とのＸ方向の位置関係を安定させたものとして維持できることとなる。あるいはＸ方向の固定については、上記の嵌合によるものに限らず、第２外壁突起部２４の両側面と第２外溝部２３とを接着剤によって固定させるものであっても構わない。当然ながら、外溝部１７に外壁突起部１９を、また、内溝部１６に貫通孔突起部２１をそれぞれ嵌合させている部位についても接着剤によって固定させるものであっても構わない。

そして、端部樹脂被膜１５とケース１０との固定は、外溝部１７と外壁突起部１９、第２外溝部２３と第２外壁突起部２４、内溝部１６に貫通孔突起部２１のそれぞれにおいての固定を、嵌合させるとともに接着剤などを介することで行い、それ以外の部位においては端部樹脂被膜１５とケース１０とを空間部２５を介して非接触状態で対向させている。これは、ここまでに述べているように環状磁心８とケース１０との固定をギャップ部７の近傍において行うことの効果を明確にするものであり、また、環状磁心８はケース１０から受けることとなる押圧力を限られた部分に限定させることにより、環状磁心８の磁気特性の劣化を抑制させるためのものでもある。

また、さらにケース１０と環状磁心８との位置関係を安定させたものとするために、ギャップ部７とは最も離れた位置に存在する双方の環状磁心８の角部８ｂに角部樹脂被膜２６を環状磁心８の外周側に設け、環状磁心８の短手方向直線部２７側にあたる角部樹脂被膜２６の側面に図１に示す角溝部２８を形成し、この角溝部２８に対向する位置でのケース１０の外周壁１８に角突起部２９を設けて角突起部２９を角溝部２８に嵌合させても構わない。この角突起部２９の角溝部２８に対する嵌合は図２に示す、ギャップ部７とは対向する位置にある長手方向直線部２２においてではなく、環状磁心８の短手方向直線部２７側で、図中の左右側から中央に向かってケース１０が環状磁心８を押圧させることとするのが望ましい。

これは、先述のように環状磁心８をカットコアにて所望の形状に加工したことによって構成している場合に大きな効果を有するもので、環状にするために曲げたことによる応力を解放する力に対抗させるためのものであり、これについてもまた、モーメントを大きくするために、角部８ｂから比較的距離を大きくした位置でケース１０側から環状磁心８を押圧することが望ましいが、角部樹脂被膜２６を単独で用いることにより環状磁心８の位置固定を行うのではなく、角部樹脂被膜２６と端部樹脂被膜１５とを用いるものであってよい。よって、主にＹ方向で押圧させる端部樹脂被膜１５を補助する形で、角部樹脂被膜２６による押圧の方向が図中のＸ方向であればそれで構わない。そして、それぞれにおいてカットコアである環状磁心８の変形を抑制させつつ、ケース１０と環状磁心８との位置関係を安定させることでギャップ部７と磁電変換素子９との位置関係を安定させるものである。

また、磁電変換素子９が実装されている回路基板１３は、ケース１０の外周壁１８に連続して、かつ、端部１４が形成された面あるいはギャップ部７が形成された面のほぼ同一面上に設けられた基板固定部３０へ固定されたうえで、磁電変換素子９がギャップ部７に位置するように設けられていることが望ましい。

先にも述べたように、環状磁心８は内包する応力を解放するために、環状磁心８の端部１４は図中のＹ方向へ変動させる可能性を有するものである。それに対応し、端部１４がＹ方向に多少の位置変化が存在しても磁束の鎖交量に変化が生じ難い初期位置に磁電変換素子９を設定させることで、環状磁心８に寸法変化が生じても被測定電流に対する検出能力や検出精度の劣化を抑えることができるものとしている。

ここではさらに、磁電変換素子９を設けた回路基板１３をケース１０の外周壁１８に連続して設けられた基板固定部３０へ固定させることとしている。これにより、環状磁心８に寸法変化が生じた際であっても被測定電流に対する検出能力や検出精度の劣化をより一層抑制させることができる。これはつまり、ギャップ部７の位置変動と磁電変換素子９の位置変動とを同期させることで、被測定電流に対する検出能力や検出精度の劣化を抑制させるものである。例えば、環状磁心８が仮に変形を生じた場合、ギャップ部７において対向する端部１４はともにＹ方向（特に図中の上方向）に変動することとなる。このとき、端部１４の変動に応じてギャップ部７のみがＹ方向へ変動すると、磁電変換素子９とギャップ部７との位置関係は変化することとなるが、端部１４が変動する際には、この端部１４を押圧するケース１０の外周壁１８もまた同時に連動して変動することとなる。よって、外周壁１８と基板固定部３０とは連続させた一体構造とさせていること、および、端部１４やギャップ部７が形成された面のほぼ同一面上に基板固定部３０や回路基板１３を配置させることで、基板固定部３０に固定された回路基板１３および磁電変換素子９は端部１４と連動して変動することとなり、ギャップ部７と磁電変換素子９との相対位置はほとんど変化しないこととなる。そしてこれもまた先に述べたことであるが、ギャップ部７の寸法変化は微小な変化として無視が可能な程度に抑えることができるものでもあることから、その結果、環状磁心８に応力による形状変化が生じても被測定電流に対する検出能力や検出精度の劣化を抑制させることができるものである。

ここで、外周壁１８と基板固定部３０とは単に一体化させた構造であることのみならず、端部１４がＹ方向に動くことに伴う磁電変換素子９の動きがＹ方向のみに動くものであってＸ方向の動きが含まれない或いは非常に小さなＸ方向の動きだけが含まれる程度となる構造とすることが精度を向上させるうえで望ましい。よって基板固定部３０は図１に示すケース１０の外周壁１８の外側に設けられるとともに、ケース１０においてギャップ部７の両側にわたって設けられた背面壁３１にも連続して形成されている。これによって、ギャップ部７の両側において端部１４がＹ方向に変動する力を基板固定部３０がバランスよく受けることとなり、磁電変換素子９の動きは端部１４の動きに同期してＹ方向に関する連動性を強めた状態にさせることができる。

またさらに、上記のＸ方向に対する磁電変換素子９の位置規定については、基板固定ガイド３２を貫通孔外周壁２０に設け、磁電変換素子９を実装した回路基板１３の先端を基板固定ガイド３２に接触させることにより行うとよい。また、図中では１つの基板固定ガイド３２を設けた形態としているが、２つの基板固定ガイド３２を設けたうえで回路基板１３の基板固定部３０とは反対側に位置する先端を挟み込む状態とさせても構わない。

そして、磁電変換素子９とギャップ部７あるいは環状磁心８との位置関係を的確にさせ、精度の高い電流検出を行う位置関係を維持させるために、基板固定ガイド３２を基準としてその両側に貫通孔突起部２１を設けることが望ましい。つまり、ただ単にギャップ部７の寸法の安定や位置の安定、あるいは磁電変換素子９の位置を安定させるのではなく、単一の平面上に設けた基板固定ガイド３２と、基板固定ガイド３２を基準位置として貫通孔突起部２１とによって、磁電変換素子９とギャップ部７との位置関係を確実に規定させることとなり、Ｘ方向に存在する位置関係の変動要因を大きく低減できることとなるものである。よって、個々の電流センサの動作安定度を向上させるのみならず、複数の電流センサにおける動作の均質性を向上させるものであり、性能のばらつきを抑制させるものでもある。

以上の実施例で説明した端部樹脂被膜１５や角部樹脂被膜２６については環状磁心８の外周側および内周側に設けていれば構わないものであるが、端部樹脂被膜１５と環状磁心８との固着力を大きくする点では、接触面を大きくするように環状磁心８に対して帯状に端部樹脂被膜１５や角部樹脂被膜２６を形成しても構わない。またあるいは、環状磁心８に対して帯状に端部樹脂被膜１５や角部樹脂被膜２６を形成する場合の、端部樹脂被膜１５や角部樹脂被膜２６が環状磁心８に対してストレスを与えることにより磁気特性を劣化させる可能性を考慮し、端部樹脂被膜１５や角部樹脂被膜２６は環状磁心８の外周側および内周側にのみ設け、環状磁心８の環状面方向に関しては、ケース１０によって直接保持させても構わない。

また、図３の断面図に示すように端部１４の周囲には端部樹脂被膜１５を設けると同時に、端部１４の端面１４ａには保護膜３３を設けるとよい。

先にも述べたように、ギャップ部７に関しては寸法変化が生じないことが望ましいが、保護膜３３を設けることでギャップ部７の寸法変化を抑制することが可能となる。これは、環状磁心８として積層した薄鋼板を適用した際に、端面１４ａを露出させないことで錆の発生を防止することにより、この結果としてギャップ部７の寸法変化を抑制するものである。つまり、電流センサを配置する環境が湿度の高いところであっても、端面１４ａにおける錆の発生や、これに伴うギャップ部７の寸法変化に応じた電気的特性の変化や劣化を抑制し、電流センサとしての高い信頼性を得ることが可能となる。

ここで保護膜３３は、端部樹脂被膜１５のように位置関係などを安定させるよう機械的な固定を行うための手段ではなく、端面１４ａを周囲の大気や雰囲気から隔離するものであればよい。従って、端部樹脂被膜１５の厚みに比較して保護膜３３の厚みは薄くすればよいと同時に、保護膜３３を設けることによって応力が生じることがないように機械的な強度や硬さも端部樹脂被膜１５に比較して低くすればよい。当然ながら保護膜３３は端部樹脂被膜１５とは異なった材質の樹脂を用いればよい。そして、端部樹脂被膜１５は樹脂を用いた成形やあるいは成形体の嵌合などによって環状磁心８の主として端部１４を帯状に覆い、あるいは環状磁心８における端部１４の内周側と外周側とを覆い、保護膜３３は樹脂の塗布や含浸によって端面１４ａを覆うとよい。

またこの場合、予め端部樹脂被膜１５を設けた環状磁心８の端面１４ａに対して保護膜３３を設けることで、端部樹脂被膜１５の環状磁心８に対する固着や、位置の安定度を向上させることができる。つまり、端面１４ａ側において端部樹脂被膜１５と環状磁心８とを共に保護膜３３で覆うことで、環状磁心８の端面１４ａのみならず環状磁心８と端部樹脂被膜１５との接合面３４も露出しないこととなるため、特に端部１４の近傍における接合面３４には水分などが浸入しにくくなる。その結果として、環状磁心８に錆などが発生して端部樹脂被膜１５と環状磁心８との位置関係にゆがみが生じることを抑制でき、環状磁心８と外周壁１８や外壁突起部１９との位置関係も安定することで、環状磁心８と磁電変換素子９との位置関係もまた安定させることができる。

またさらに、端部樹脂被膜１５と保護膜３３とは異なる材質の個別の構成要素とすることにより、端部樹脂被膜１５は帯状にあるいは内周側と外周側との面状に、そして保護膜３３は面状に、それぞれ単純な形状とすることができる。これにより、端部樹脂被膜１５および保護膜３３には温度変化に伴う膨張や収縮の際に複雑な変形や応力が生じないため、この結果として環状磁心８と磁電変換素子９との位置関係を周囲環境にかかわらず長期にわたって安定的に保つことも可能となる。特に、保護膜３３は端部樹脂被膜１５に比較して薄くしていることから温度変化などによって生じる応力などは小さいため端部樹脂被膜１５や環状磁心８へ加わる応力も小さく、保護膜３３が機械的な不安定要素として作用することはなく、端部樹脂被膜１５と環状磁心８との位置関係は安定的に保たれる。そしてこの結果として、精度の高い安定した電流の検出を行うことを可能とさせるものである。

本発明の電流センサは、安定した各要素の位置関係を維持することで精度のよい動作を可能とする効果を有し、各種電子機器において有用である。

７ギャップ部
８環状磁心
８ａ角部
８ｂ角部
９磁電変換素子
１０ケース
１０ａケース蓋部
１１貫通孔
１２空心部
１３回路基板
１４端部
１４ａ端面
１５端部樹脂被膜
１６内溝部
１７外溝部
１８外周壁
１９外壁突起部
２０貫通孔外周壁
２１貫通孔突起部
２２長手方向直線部
２３第２外溝部
２４第２外壁突起部
２５空間部
２６角部樹脂被膜
２７短手方向直線部
２８角溝部
２９角突起部
３０基板固定部
３１背面壁
３２基板固定ガイド
３３保護膜
３４接合面

Claims

ギャップ部が設けられた環状磁心と、
前記ギャップ部内に配設された磁電変換素子と、
外周壁と、被測定物となる導体が挿通する貫通孔とを有し、前記貫通孔の周縁に前記環状磁心を格納すると共に、前記磁電変換素子を所定の位置に保持するケースと、
を少なくとも備え、
前記ギャップ部を介して対向する前記環状磁心の夫々の端部の少なくとも外周側ならびに内周側に端部樹脂被膜を設け、かつ、前記端部樹脂被膜の内周側に内溝部を、外周側に外溝部を夫々前記環状磁心の軸方向に設け、
前記ギャップ部を介して対向するように設けた一対の前記内溝部間の寸法よりも一対の前記外溝部間の寸法を小さくして設けると共に、前記内溝部ならびに前記外溝部に嵌まり込む突起部を、前記貫通孔の貫通孔外周壁ならびに前記ケースの外周壁に夫々設けることにより、前記ケースに対する前記環状磁心の位置決めと固定を行うようにした電流センサ。
ギャップ部が長手の直線部の中央に設けられトラック状に形成された環状磁心と、
前記ギャップ部内に配設された磁電変換素子と、
外周壁と、被測定物となる導体が挿通する貫通孔とを有し、前記貫通孔の周縁に前記環状磁心を格納すると共に、前記磁電変換素子を所定の位置に保持するケースと、
を少なくとも備え、
前記ギャップ部を介して対向する前記環状磁心の夫々の端部の少なくとも外周側ならびに内周側に端部樹脂被膜と、前記ギャップに対して非隣接の２つのコーナー部に角部樹脂被膜とを設け、かつ、前記端部樹脂被膜の内周側に内溝部を、外周側に外溝部を夫々前記環状磁心の軸方向に設け、
双方の前記角部樹脂被膜における前記環状磁心の短手方向外周側には前記環状磁心の軸方向に外角溝部が形成されると共に、前記内溝部ならびに前記外溝部に嵌まり込む突起部と前記外角溝部に嵌まり込む外角突起部とを、前記貫通孔の貫通孔外周壁ならびに前記ケースの外周壁に夫々設けることにより、前記ケースに対する前記環状磁心の位置決めと固定を行うようにした電流センサ。
ギャップ部が設けられた環状磁心と、
前記ギャップ部内に配設された磁電変換素子と、
外周壁と、被測定物となる導体が挿通する貫通孔とを有し、前記貫通孔の周縁に前記環状磁心を格納すると共に、前記磁電変換素子を所定の位置に保持するケースと、
を少なくとも備え、
前記ギャップ部を介して対向する前記環状磁心の夫々の端部の少なくとも外周側ならびに内周側に端部樹脂被膜を設け、かつ、前記端部樹脂被膜の内周側に内溝部を、外周側に外溝部を夫々前記環状磁心の軸方向に設け、
前記内溝部ならびに前記外溝部に嵌まり込む突起部を、前記貫通孔の貫通孔外周壁ならびに前記ケースの外周壁に夫々設けることにより、前記ケースに対する前記環状磁心の位置決めと固定を行うようにし、
前記外周壁と、前記環状磁心および前記端部樹脂被膜とは、前記突起部を除いては空間部を介して対向させた電流センサ。
ギャップ部が設けられた環状磁心と、
前記ギャップ部内に配設された磁電変換素子と、
外周壁と、被測定物となる導体が挿通する貫通孔とを有し、前記貫通孔の周縁に前記環状磁心を格納するケースと、
を少なくとも備え、
前記ギャップ部を介して対向する前記環状磁心の夫々の端部の少なくとも外周側ならびに内周側に端部樹脂被膜を設け、かつ、前記端部樹脂被膜の内周側に内溝部を、外周側に外溝部を夫々前記環状磁心の軸方向に設け、
前記内溝部ならびに前記外溝部に嵌まり込む突起部を、前記貫通孔の貫通孔外周壁ならびに前記ケースの外周壁に夫々設けることにより、前記ケースに対する前記環状磁心の位置決めと固定を行うようにし、
前記磁電変換素子は回路基板に実装され、前記回路基板は前記ケースの前記外周壁に設けられた基板固定部と前記貫通孔外周壁に設けられた基板固定ガイドとによって固定される電流センサ。