JPH0754333B2 - 電流検知ユニット - Google Patents

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59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、一個の磁気センサーに対して一個のコイルを用い
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、一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
過するようにしてあるので、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
にヨークを配置してあるので、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５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てある。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13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の端面に固着してある。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
納してあるので、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を配設してあるの
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か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５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、一つの磁気センサー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５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7a
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を配置してある。

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。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てあるので、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、電流検知ユニットの製造コ
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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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。