JPH02195270A - 電流検知ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コイルに流れた電流によって発生する磁束の
漏れを磁気センサーによって検知する電流検知ユニット
に関する。

〔背景技術〕

従来の電流検知ユニットの一例を第６図に示す、これは
リング状磁性体のコア５１に銅線のコイル５２を巻いて
コイルユニット５３を形成し、コア５１の一部を切開し
たスリット５４内に磁気センサー５５を配置したもので
あり、コイル５２に流れた電流によりコア５１内に磁界
を発生させ、コア５１のスリット端面から漏れた磁束の
磁界の強さを磁気センサー５５で検知することによりコ
イル５２に流れた電流量を計測するものである。

また、第７図に示すものは他の従来例である。

これは棒状磁性体５６ａとその両側の湾曲した線状磁性
体５６ｂにより略環状のコア５６を形成し、この棒状磁
性体５６ａに銅線のコイル５７を巻いてコイルユニット
５８を形成し、湾曲させた線状磁性体５６ｂの両端を磁
気センサー５９の表面に対向させたものであり、線状磁
性体５６ｂの端面における磁界の強さを磁気センサー５
９により検出することによりコイル５７に流れた電流量
を計測するものである。

（発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、これらの従来の電流検知センサーにあっ
ては、−個の磁気センサーに対して−個のコイルを用い
ているので、比較的大きなコイルを基板に取り付けなけ
ればならず、コイルを他の部品間の間隙部分などに分散
配置するということができず、電流検知ユニットの基板
への配置設計が難しかった。

さらに、従来の電流検知ユニットにあっては、リング状
ないし略環状のコアに巻かれた閉磁路コイルを用いてい
るので、コイルの中央の空間（コアの孔）のために外形
が大きくなり、電流検知ユニットを小型化する支障とな
っている。また、閉磁路コイルでは、コイルの巻き線作
業を行いにくい構造となっており、製造コストが高くつ
くという問題があった。

本発明は上述の技術的背景に鑑みてなされたものであり
、その目的とするところは、コイル等の配置設計を容易
に行え、さらに構造が簡単で安価な電流検知ユニットを
提供することにあり、加えて磁気検知ユニットの検知効
率の向上を図ることにある。

〔課題を解決するための手段〕 このため本発明の電流検知ユニットは、複数個のオープ
ン磁路コイルを配置し、これらのコイルから出た漏れ磁
束が磁気センサーを通過するように前記コイル間に磁気
センサーを配置し、これらのコイルの磁気センサーから
離れた側の端部間にヨークを配設し、ヨークに設けた凸
部を前記磁気センサーに当接させたことを特徴としてい
る。

〔作用〕

本発明にあっては、−個の磁気センサーに対して複数個
のコイルを配置し、各コイルの磁束が磁気センサーを通
過するようにしであるので、各コイルに同じ電流を流し
、かつ磁気センサーの位置で各コイルによる磁界が強め
合う向きに電流を流すことができる。したがって、同じ
感度を得るのであれば、従来例のように一つだけのコイ
ルを用いる場合と比較して一つ一つのコイルを小さくで
き、この小さな複数個のコイルを基板等に分散配置でき
るので、電流検知ユニットの基板等への配置設計が容易
になり、基板の高密度実装にも対応できる。

しかも、各コイルの磁気センサーから離れた側の端部間
にヨークを配設しであるので、磁気センサーと反対側で
は各コイルとヨークとによって閉磁路を構成することが
でき、磁気センサーと反対側におけるユニット外部への
磁束の漏れを小さくして磁気センサーに磁束を集中させ
ることができ、検知効率の向上を図ることができる。

さらに、ヨークに設けた凸部を磁気センサーに当接させ
ることで磁気センサーの位置決めを容易に行えるので、
磁気センサーを最も感度のよい位置に配置することがで
きる。

また、オープン磁路コイルを用いているので、電流検知
ユニットを小型化することができ、またコイルの巻き線
作業を簡単にすることができ、電流検知ユニットの製造
コストを安価にすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添付図に基づいて詳述する。

第１図及び第２図に示すものは、本発明の第一実施例で
あり、二個のチップコイル４，４を縦にして基板１の上
面に配置したものである。

チップコイル４は、フェライト等の磁性体により形成さ
れたコア５の外周に銅線のコイル２を巻いたものである
。コアラは柱状をしたコイル巻き部６の両端にフランジ
７を設けたものであり、コイル巻き部６にコイル２が巻
かれている。このチップコイル、４は、オープン磁路構
造となっているので、チップコイル４の製造時には真っ
すぐなコイル巻き部６にコイル２を巻き付けるだけでよ
く、コイル２の巻き線作業を容易に行え、製造コストを
安価にすることができる。また、リング状等の閉磁路構
造のコイルユニットに比べて小型化できる。チップコイ
ル４は、プリント配線基板等の基板１に表面実装される
ので、フランジ７には二個の電極（図示せず）が設けら
れており、これらの電極にはコイル２の両端が電気的に
接続されている。

磁気センサー３は、ホール素子や磁気抵抗素子等の磁電
変換素子を用いたものであり、感磁部８からリード端子
９が出ている。

また、電流検知ユニット１０を構成するための基板１は
、他の電子回路等を搭載するための基板の一部であり、
その電流検知ユニット構成部分には、磁気センサー３を
納めるためのセンサー収納孔１１が開口されている。ま
た、この基板１は両面プリント配線基板となっており、
基板１の上面にはチップコイル４の電極を接続するため
の配線パターン（図示せず）が設けられ、下面には磁気
センサー３のリード端子９を接続するための配線パター
ン（図示せず）が設けられている。

しかして、第１図に示すように、縦にした磁気センサー
３の感磁部８を基板１の下面からセンサー収納孔１１内
に挿入し、半田１２により磁気センサー３のリード端子
９を基板１の下面配線パターンに半田付けしである。基
板１の上面には、感磁部８を挟んでチップコイル４，４
が縦に載置されており、各チップコイル４．４は半田１
３により電極を上面配線パターンに半田付けされている
。さらに、両チップコイル４．４の上方の端面間にはフ
ェライト等の磁性体のヨーク１５を架設し、接着剤１４
等でヨーク１５の端部をチップコイル４，４の端面に固
着しである。ヨーク１５の下面には凸部１６が突設され
ており、磁気センサー３は上面を凸部１６の下面に当接
されている。

こうして磁気センサー３は、凸部１６によってチップコ
イル４．４との相対位置を決められており、最大感度を
得るように位置決めされている。

さらに、チップコイル４．４の各フランジ７．７も凸部
１６の側面に当接させられており、これによりフランジ
７，７間の距離が一定になるように両チップコイル４．
４が互いに位置決めされている。チップコイル４．４の
フランジ７．７間の距離にバラツキがあると、センサー
感度にもバラツキが生じるが、凸部１６によってチップ
コイル４．４間の距離を一定にしておけば一定感度を得
ることができる。なお、磁気センサー３をセンサー収納
孔１１内に収納しであるので、センサー収納孔１１を磁
気センサー３の位置決め手段にすることができ、またチ
ップコイル４．４も自動機等によって精度良く所定位置
に実装でき、あるいは配線パターンによっても位置決め
でき、このためチップコイル４．４と磁気センサー３を
互いに精度よく位置決めでき、安定した検知精度を得ら
れる。

二つのコイル２，２は基板１の配線パターンによって例
えば直列、並列等に接続され、両コイル２．２に同時に
電流が流れて共に磁束を発生するようになっており、し
かも磁気センサー３の感磁部８を通過する磁束密度が増
加するような向きに接続されている。したがって、同じ
感度を得るためには、各コイル２，２を一個だけのコイ
ルの場合よりも小さくでき、この小さな二個のコイル２
．２を基板１に分散配置することができ、他の部品間の
間隙等に配置可能でコイル２，２の配置設計が容易にな
る。しかも、チップコイル４．４間にヨーク１５を配設
しであるので、第１図に示すように磁気センサー３の反
対側で閉磁路が構成され、磁気センサー３の反対側にお
けるユニット外部への磁束の漏れを小さくでき、磁気エ
ネルギーを磁気センサー３に集中させることができて検
知効率を向上させることができる。また、磁性体によっ
て形成された凸部１６が上方のフランジ７．７間に配置
されているので、フランジ７．７から漏れ出ている磁束
を凸部１６内に拾い込むことができ、チップコイル４．
４の上方のフランジ７．７がら空気中へ漏れ出ている漏
れ磁束を少なくすることができて一層電流検知ユニット
１０の感度を向上させることができる。

なお、上記電流検知ユニット１０を用いて系統の異なる
二つの電流を検知することも可能である。この場合には
、二つのコイル２．２に異なる回路の電流が流れるよう
に電極が接続される。しかして、いずれかのコイル２に
電流が流れると、そのコアラ内で磁束が発生し、下方の
フランジ７から漏れた磁束が磁気センサー３によって検
出され、磁気センサー３はこの磁界の強さを検出するこ
とによりコイル２に流れた電流量を計測する。

この場合、磁気センサー３は、いずれのコイル２に電流
が流れた時も、これを検知できるので、−つの磁気セン
サー３によって二つの電流を検知することができ、磁気
センサー３を二つのコイル２で共用することができる。

なお、コイル２がコア５を有している場合には、一方の
コイル２だけが励磁されている場合でも、励磁されたコ
イル２とヨーク１５と他方のコアラにより閉磁路が構成
される。

第２図は、本発明の第二実施例であり（第１図の実施例
と同様な部分は、同じ符号を付して説明を省略する。以
下の実施例でも同じ、）、基板１に磁気センサー３を表
面実装したものである。

第３図は、本発明の第三実施例であり、磁気センサー３
のリード端子９を基板１に挿通させて下面側でリード端
子９を基板１の下面配線パターンに半田付けしたもので
ある。

第４図は本発明の第四実施例であり、基板１の上に一対
のチップコイル４，４を横にして平行に配置し、磁気セ
ンサー３と反対側でチップコイル４．４の端面間にヨー
ク１５を配設したものである。

第５図は本発明の第五実施例であり、一方のフランジ７
ａの幅が長く他方のフランジ７ｂの幅が短い一対のチッ
プコイル４．４を横にして基板１の上に平行に配置した
ものであり、幅の広いフランジ７ａ間に磁気センサー３
を配置し、幅の短いフランジ７ｂ間にヨーク１５を配置
しである。

なお、本発明の実施例は上記実施例に限るものでなく、
この他にも種々可能である０例えば、上記実施例では、
いずれも二個のチップコイルを用いているが、三個以上
のチップコイルを用いてもよい、また、コア入りのチッ
プコイルに限らず、コイルだけのものを用いても差し支
えない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、比較的小さなコイルを基板等へ分散配
置することができ、基板等への配置の自由度が増して配
置設計を容易にすることができ、基板の高密度実装が容
易になる。しかも、磁気センサーと反対側においてコイ
ルの端部間にヨークを配置しであるので、磁気センサー
と反対側ではコイルとヨークによって閉磁路が構成され
、磁気センサーと反対側のユニット外部への磁束の漏れ
を小さくして磁気センサーに磁束を集中させることがで
き、検知効率を向上させることができる。

さらに、ヨークに設けられた凸部に磁気センサーを当接
させることよって磁気センサーを最大感度が得られるよ
うに位置決めすることができる。また、オープン磁路コ
イルを用いているので、閉磁路コイルのように無駄な空
間の発生がなく、電流検知ユニットを一層小型化できる
。また、オープン磁路コイルを用いることによりコイル
の巻き線作業を簡単にすることができ、電流検知ユニ・
ｙトの製造コストを安価にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例を示す一部破断した正面図
、第２図は本発明の第二実施例を示す正面図、第３図は
本発明の第三実施例を示す正面図、第４図は本発明の第
四実施例を示す平面図、第５図は本発明の第五実施例を
示す平面図、第６図は従来例の斜視図、第７図は他の従
来例の斜視図である。 ２・・・コイル ３・・・磁気センサー １５・・・ヨーク １６・・・凸部 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個のオープン磁路コイルを配置し、これらの
   コイルから出た漏れ磁束が磁気センサーを通過するよう
   に前記コイル間に磁気センサーを配置し、これらのコイ
   ルの磁気センサーから離れた側の端部間にヨークを配設
   し、ヨークに設けた凸部を前記磁気センサーに当接させ
   たことを特徴とする電流検知ユニット。