(57)【要約】      （修正有）【課題】小型の構成要素が取り付けられて、装置を小型化し、かつ／または装置の重量を低減する電流変換器を提供する。【解決手段】一次導体の電流を測定するための電流変換器２は、ハウジング４と、一次導体が内部を延びる中央開口部９を囲む磁気コア６と、接続端子を含む磁場感知装置８と、を含む。ハウジング４は、磁気コア６が収容される磁気コア受容キャビティ２２と、磁場感知装置８が収容される接続インターフェース部分と、を含み、接続インターフェースは、磁気コア受容キャビティから外側に突出しており、ラッチ素子を含み、このラッチ素子は、接続インターフェース部分に選択可能に取り付け可能な別個のコネクタインターフェース素子１１のラッチ素子に相補的である。別個のコネクタインターフェース素子は、コネクタシュラウド１４を含み、接続端子は、コネクタシュラウドなしで外部回路基板に取り付けられる。【選択図】図２ｂ
2019207251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次導体の電流を測定するための電流変換器において、
ハウジング（４）と、
前記一次導体が内部を延びる概ね矩形の中央開口部（９）を囲む概ね矩形の磁気コア（６）と、
接続端子（１８）を含む磁場感知装置（８）と、    
を含み、
前記ハウジングは、前記磁気コアが収容される磁気コア受容キャビティ（２２）、および前記磁場感知装置が収容される接続インターフェース部分（２５）を含み、
前記接続インターフェースは、前記磁気コア受容キャビティから外側に突出し、前記接続インターフェースは第１のラッチ素子を含み、前記第１のラッチ素子は、前記接続インターフェース部分に選択的に取り付け可能な別個のコネクタインターフェース素子（１１）の第２のラッチ素子に相補的であり、
前記別個のコネクタインターフェース素子は、コネクタシュラウド（１４）を含み、前記コネクタシュラウド（１４）は、外部のプラグ着脱可能なコネクタにプラグ着脱可能に接続される、プラグ着脱可能なコネクタインターフェースを、前記接続端子と共に形成し、
前記接続端子は、選択的に取り付け可能な前記コネクタシュラウドなしで外部回路基板に取り付けられるように構成される、電流変換器。
【請求項２】
請求項１に記載の電流変換器において、
Ｕ字型の導体コイル部分（３）が収容される絶縁支持体（１２）を含む導体モジュール（５）をさらに含み、
前記絶縁支持体は、前記電流変換器の枝部の周りに前記導体モジュールを固定するために前記ハウジング上に設けられた相補的なラッチショルダー（２８ｂ）に係合するように構成された、第３のラッチ素子（２８ａ）をさらに含む、電流変換器。
【請求項３】
請求項２に記載の電流変換器において、
前記絶縁支持体は、導体取り付けチャネルを含み、前記導体取り付けチャネルは、前記Ｕ字型の導体コイル部分を前記導体取り付けチャネル内で留めるように構成されたクラスプ突出部（２７）を含み、可変の数の導体コイル部分が、前記絶縁支持体に挿入可能に取り付け可能であり、前記数は、前記電流変換器の動作範囲にしたがって選択されている、電流変換器。
【請求項４】
請求項１に記載の電流変換器において、
前記コネクタシュラウドは、前記接続端子を囲んで保護するシュラウド壁部分（４９）を提供し、
前記コネクタシュラウドは、前記接続端子を受容しガイドするように構成された孔（４６）を備えた内側支持壁部分（４５）をさらに含む、電流変換器。
【請求項５】
請求項２に記載の電流変換器において、
前記導体モジュールの前記第３のラッチ素子は、前記導体モジュールの向かい合った平行な枝部上に設けられていて、前記ハウジングの向かい合った側面上に設けられた相補的な第４のラッチ素子に係合し、
前記導体モジュールは、前記中央開口部を通って前記磁気コアの枝部の周りに回転可能に挿入されるように構成されている、電流変換器。
【請求項６】
請求項１に記載の電流変換器において、
前記磁気コアは、前記中央開口部を囲む概ね矩形の形状を有し、前記磁気コアの枝部（６ａ、６ｂ）を接合する角領域に位置付けられた磁場回路ギャップ（１６）を含む、電流変換器。
【請求項７】
請求項６に記載の電流変換器において、
前記コネクタシュラウドは、前記枝部のうちの１つに対して２０〜４５°の角度（β）で前記角領域から外側に突出している、電流変換器。
【請求項８】
請求項６に記載の電流変換器において、
前記磁場回路ギャップは、前記枝部のうちの１つに対して２０〜４５°の角度（β）で前記磁場感知装置の磁場検出器（１０）を中に受容するように構成されている、電流変換器。
【請求項９】
請求項８に記載の電流変換器において、
前記接続端子は、回路基板の回路トレースに接続されるように構成された、屈曲端部分（３４）を有する、電流変換器。
【請求項１０】
請求項１に記載の電流変換器において、
前記ハウジングの接続インターフェース部分は、前記別個のコネクタインターフェース素子上の相補的な分極素子（４４）と協働可能な分極素子を含む、電流変換器。
【請求項１１】
請求項１に記載の電流変換器において、
前記ハウジングとは別個の支持素子（７）をさらに含み、
前記支持素子は、ベースプレート（３８）を含み、前記電流変換器のハウジングの向かい合った側面間の高さ（Ｈ２）に本質的に対応する距離（Ｈ１）だけ離間した一対の位置付け壁（４０）が、前記ベースプレートから横方向に延びており、前記位置付け壁（４０）は、前記電流変換器のハウジングが前記支持素子の前記位置付け壁間に挿入されるのを可能にするように構成され、
前記位置付け壁は、前記ハウジングの前記側面上に設けられた相補的な第６のラッチ素子（４２ｂ）に係合するように構成された第５のラッチ素子（４２ａ）を含み、
前記ハウジングは、前記電流変換器の枝部に沿った複数の位置に複数の前記第６のラッチ素子（４２ｂ）を含み、前記支持素子は、種々の位置で前記ハウジング上に固定され得る、電流変換器。
【請求項１２】
一次導体の電流を測定するための電流変換器において、
ハウジング（４）と、
前記一次導体が内部を延びる中央開口部（９）を囲む磁気コア（６）と、
接続端子（１８）を含む磁場感知装置（８）と、
を含み、
前記ハウジングは、前記磁気コアが収容される磁気コア受容キャビティ（２２）、および前記磁場感知装置が収容される接続インターフェース部分（２５）を含み、
前記電流変換器は、Ｕ字型の導体コイル部分（３）が収容される絶縁支持体（１２）を含む導体モジュール（５）をさらに含み、
前記絶縁支持体は、前記導体モジュールを前記電流変換器の枝部の周りに固定するために前記ハウジング上に設けられた相補的なラッチショルダー（２８ｂ）に係合するように構成された、第３のラッチ素子（２８ａ）をさらに含み、導体取り付けチャネルは、前記Ｕ字型の導体コイル部分を前記導体取り付けチャネル内に留めるように構成された、クラスプ突出部（２７）を含み、可変の数の導体コイル部分が、前記絶縁支持体に挿入可能に取り付け可能であり、前記数は、前記電流変換器の動作範囲にしたがって選択されており、
前記ハウジングとは別個である支持素子（７）をさらに含み、
前記支持素子は、ベースプレート（３８）を含み、前記電流変換器のハウジングの向かい合った側面間の高さ（Ｈ２）に本質的に対応する距離（Ｈ１）だけ離間した一対の位置付け壁（４０）が、前記ベースプレートから横方向に延びており、前記位置付け壁（４０）は、前記電流変換器のハウジングが前記支持素子の前記位置付け壁間に挿入されるのを可能にするように構成され、
前記位置付け壁は、前記ハウジングの前記側面上に設けられた相補的な第６のラッチ素子（４２ｂ）に係合するように構成された第５のラッチ素子（４２ａ）を含み、
前記ハウジングは、前記電流変換器の枝部に沿った複数の位置に複数の前記第６のラッチ素子（４２ｂ）を含み、前記支持素子は、種々の位置で前記ハウジング上に固定され得る、電流変換器。
【請求項１３】
一次導体の電流を測定するための電流変換器において、
ハウジング（４）と、
前記一次導体が内部を延びる中央開口部（９）を囲む磁気コア（６）と、
接続端子（１８）を含む磁場感知装置（８）と、
を含み、
前記ハウジングは、前記磁気コアが収容される磁気コア受容キャビティ（２２）、および前記磁場感知装置が収容される接続インターフェース部分（２５）を含み、
前記ハウジングとは別個である支持素子（７）をさらに含み、
前記支持素子は、ベースプレート（３８）を含み、前記電流変換器のハウジングの向かい合った側面間の高さ（Ｈ２）に本質的に対応する距離（Ｈ１）だけ離間した一対の位置付け壁（４０）が、前記ベースプレートから横方向に延びており、前記位置付け壁（４０）は、前記電流変換器のハウジングが前記支持素子の前記位置付け壁間に挿入されるのを可能にするように構成され、
前記位置付け壁は、前記ハウジングの前記側面上に設けられた相補的な第６のラッチ素子（４２ｂ）に係合するように構成された第５のラッチ素子（４２ａ）を含み、
前記ハウジングは、前記電流変換器の枝部に沿った複数の位置に複数の前記第６のラッチ素子（４２ｂ）を含み、前記支持素子は、種々の位置で前記ハウジング上に固定され得る、電流変換器。
【請求項１４】
請求項１３に記載の電流変換器において、
前記支持素子は、前記支持体が磁気回路開口部に挿入されるのを可能にするように構成された幅（Ｗ）を有し、前記ベースプレートは、前記磁気回路開口部の内面に載る、電流変換器。
【請求項１５】
請求項１３に記載の電流変換器において、
前記中央開口部を通って延びる一体化した導体バー（１）をさらに含む、電流変換器。
【請求項１６】
請求項１５に記載の電流変換器において、
前記支持素子は、前記一次導体バーを前記中央開口部内に固定するために用いられている、電流変換器。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
本発明は、一次導体内の電流を測定するため、一次導体が内部を延びることができる中央開口部を囲む磁気回路を含む電流変換器に関する。
【０００２】
電流感知適用のための電流変換器モジュールは、典型的には、高透磁率材料で作られ、かつ中央開口部を取り囲む磁気コアを含み、測定されるべき電流を運ぶ一次導体が中央開口部を通り抜ける。磁気コアは、典型的には、概ね矩形または円形の形状を有してよく、構成によっては、エアギャップを備えていてよく、エアギャップの中に、ＡＳＩＣの形態をしたホール効果センサー、またはフラックスゲートセンサーなどの磁場検出器が位置付けられる。一次導体の中を流れる電流により生じる磁束が、磁気コアにより集められ、一次電流を表している。閉ループ型の電流センサーでは、磁場センサーが、フィードバックループにおいて、一般的には二次コイルとも呼ばれる補償コイルに接続され、この補償コイルは、典型的には、一次導体により生成される磁場を相殺する傾向のある補流を生成するために、磁気コアの一部に巻き付けられたものである。よって、補流は、測定されるべき電流のイメージを表す。二次コイルは、開ループ型の電流変換器でも用いられるが、これは、変圧器効果で磁気コアに集められた磁場を測定するピックアップコイルとしてである。
【０００３】
本明細書における一般的な用語「電流変換器」を参照すると、特定の形態の電流変換器と考えられ得る、変流器を含むことも意図されている。変流器は、電子機器のない閉ループ電流変換器であると考えられ得る。
【０００４】
電流センサーは、電気装置およびシステムをモニタリングまたは制御するために、広範な適用および装置で用いられる。多くの適用では、このような構成要素の製造コスト、また、それらの構成要素を電気回路で実行および使用するコストを減らす上で、重要な利点がある。小型の構成要素を提供して、それらの構成要素が取り付けられる装置を小型化し、かつ／または装置の重量を低減する上でも、しばしば重要な利点がある。
【０００５】
電流変換器を使用し得る、さまざまな特定の適用および装置を鑑みると、多用途の接続および取り付け構成を提供することが有利である。
【０００６】
本発明の目的は、多用途で、据え付けるのが容易な電流変換器を提供することである。
【０００７】
製造、据え付け、および使用するのに経済的な電流変換器を提供することが有利である。
【０００８】
正確な測定および確実な動作を保証する電流変換器を提供することが有利である。
【０００９】
小型かつ頑丈で安定した電流変換器を提供することが有利である。
【００１０】
本発明の目的は、請求項１に記載の電流変換器を提供することにより、達成されている。
【００１１】
本発明の目的は、請求項４に記載の電流変換器を提供することにより、達成されている。
【００１２】
本発明の目的は、請求項１３に記載の電流変換器を提供することにより、達成されている。
【００１３】
従属請求項は、本発明の実施形態の、さまざまな有利な特徴を示している。
【００１４】
本明細書には、一次導体の中の電流を測定する電流変換器が開示され、この電流変換器は、ハウジングと、一次導体が内部を延びる中央開口部を囲む磁気コアと、接続端子を含む磁場感知装置と、を含み、ハウジングは、磁気コアが収容される磁気コア受容キャビティと、磁場感知装置が収容される接続インターフェース部分と、を含む。
【００１５】
本発明の第１の態様では、接続インターフェースは、磁気コア受容キャビティから外側に突出していて、ラッチ素子を含み、このラッチ素子は、接続インターフェース部分に選択的に取り付け可能な別個のコネクタインターフェース素子のラッチ素子に相補的である。このコネクタインターフェース素子は、コネクタシュラウドを含み、コネクタシュラウドは、外部のプラグ着脱可能なコネクタにプラグ着脱可能に接続されるプラグ着脱可能なコネクタインターフェースを、接続端子と共に形成する。よって、電流変換器は、コネクタシュラウドなしで外部回路基板に取り付けられるように構成されてもよく、また、コネクタインターフェース素子がハウジングの接続インターフェース部分の上にラッチされると、外部コネクタに取り外し可能かつプラグ着脱可能に接続されるように構成されてもよい。
【００１６】
本発明の第２の態様では、変換器は、Ｕ字型の導体コイル部分が収容される絶縁支持体を含む導体モジュールをさらに含み、絶縁支持体は、導体モジュールを電流変換器の枝部の周りに固定するためにハウジング上に設けられた相補的なラッチショルダーに係合するように構成された、ラッチ素子をさらに含む。導体取り付けチャネルが、Ｕ字型の導体コイル部分を導体取り付けチャネルの中に留めるように構成されたクラスプ突出部を含み、可変の数の導体コイル部分が、絶縁支持体に挿入可能に取り付け可能であり、この数は、電流変換器の動作範囲に従って選択される。
【００１７】
本発明の第３の態様では、変換器は、ハウジングとは別個である支持素子をさらに含み、支持素子は、ベースプレートを含み、電流変換器のハウジングの向かい合った側面間の高さに本質的に対応する距離だけ離間した一対の位置付け壁が、このベースプレートから横方向に延びており、一対の位置付け壁は、電流変換器のハウジングが支持体の位置付け壁間に挿入されることを可能にするように構成されており、位置付け壁は、ハウジングの側面に設けられた相補的なラッチ素子に係合するように構成された、ラッチ素子を含んでいる。
【００１８】
ある実施形態では、ラッチ素子は、導体モジュールの向かい合った平行な枝部上に設けられてよく、また、ハウジングの向かい合った側面上に設けられた相補的なラッチ素子に係合することができ、導体モジュールは、中央開口部を通って磁気コアの枝部の周りに回転可能に挿入されるように構成されている。
【００１９】
ある実施形態では、コネクタシュラウドは、有利には、接続端子を囲んで保護するシュラウド壁部分を提供し、コネクタシュラウドは、磁場感知装置の接続端子を受容しガイドするように構成された孔を備える、内側支持壁部分をさらに含む。
【００２０】
ある実施形態では、磁気コアは、中央開口部を囲む、概して矩形の形状を有してよく、磁気コアの枝部を接合する角領域に位置付けられた磁場回路ギャップを含む。
【００２１】
ある実施形態では、磁気回路ギャップは、枝部のうちの１つに対して２０〜４５°の角度（β）で磁場装置の磁場検出器を内部に受容するように構成され得る。
【００２２】
ある実施形態では、接続端子は、回路基板の回路トレースに接続されるように構成された、屈曲端部分を有する。
【００２３】
ある実施形態では、ハウジングの接続インターフェース部分は、有利には、別個のコネクタインターフェース素子上の相補的な分極素子と協働可能な（cooperable）分極素子を含む。
【００２４】
ある実施形態では、ハウジングは、有利には、変換器の枝部に沿った複数の位置に複数のラッチ素子を含むことができ、支持素子は、種々の位置においてハウジング上に固定され得る。
【００２５】
ある実施形態では、支持素子は、有利には、支持体が磁気回路の開口部に挿入されることを可能にするように構成された幅を含み、ベースプレートは、磁気回路の開口部の内面に載る。
【００２６】
ある実施形態では、支持素子は、一次導体バーを中央開口部内に固定するために用いられ得る。
【００２７】
本発明のさらなる目的および有利な特徴は、特許請求の範囲、詳細な説明、および図面から明らかとなるであろう。
【００２８】
図面を参照すると、より具体的には図２ａおよび図２ｂを参照すると、本発明のある実施形態による電流変換器２は、ハウジング４と、ハウジングに取り付けられた磁気コア６と、磁場感知装置８と、を含む。
【００２９】
変形体では、電流変換器は、開ループ型のものであってよく、磁場感知装置は、軟質の磁気コア６に形成された磁気回路ギャップ１６に設置され得る、ホール素子などの磁束密度センサーを含み得る。
【００３０】
別の変形体では、電流変換器は、低周波数およびＤＣ電流を測定するために、一次導体を流れる電流により生成された、磁気コア内を循環する磁場信号を受信するピックアップコイルとして作用する二次巻き線を含む、開ループ型のものであってよい。
【００３１】
さらに別の変形体では、変換器は、軟質の磁気コア６と、その磁気コアの枝部または一部の周りの変流器コイルと、を備えた、受動的な変流器型のものであってよい。
【００３２】
さらに別の変形体では、電流変換器は、閉ループ型のものであってよく、磁気コアの枝部に巻き付けられた二次コイルが、一次導体を流れる電流により生成された、磁気コア内を循環する磁場信号を相殺するように駆動される、補償コイルとして作用する。この変形体では、磁場感知装置８は、磁気コア６の磁気回路ギャップ１６に取り付けられてよい。閉ループ型の電流変換器の動作原理は、当技術分野では、それ自体が周知であり、測定されるべき電流を運ぶ一次導体により生成される磁場は、磁場感知装置８によって受信され、磁場感知装置の信号は、一次導体により生成された磁場を相殺する反対磁場を生じようとする二次コイルに電流を生成するように処理される。よって、磁気コア内の磁場を相殺するために二次コイルを駆動するのに必要な電流は、一次電流のイメージを表す（すなわち、測定されるべき一次電流に比例する）。
【００３３】
電流変換器は、ハウジング内に取り付けられた回路基板上に、またはハウジングの外側に形成された、信号処理回路をさらに含んでよく、信号処理回路の上に電流変換器が取り付けられる。
【００３４】
電流変換器は、測定信号を受信する外部回路に接続され、変形体によっては、電力を電流変換器に供給する、電気的コネクタまたは電気的接続リード線もしくはケーブルを含んでよい。
【００３５】
軟質の磁気コアは、フェライト、または積層した軟鉄、もしくは、高い透磁率および低い保磁力を有する他の材料で作られてよい。
【００３６】
電流変換器２は、変換器の中央を通過する磁気回路開口部９を含み、磁気回路開口部９は、電流導体１、３がその中を通って延びることを可能にするように構成されている。電流導体のうちの少なくとも１つは、測定されるべき一次電流を運ぶことが意図されている。電流導体は、変形体によっては、閉ループセンサー構成において、一次導体により生成される磁場を相殺するように構成された補流であってよい二次電流を運ぶための二次電流導体を含み得る。二次導体は、変圧器効果で高周波電流を測定するためにピックアップコイルの一部を形成することもできる。電流導体は、異なる電流を測定するために２つの一次導体部分をさらに含み得る。
【００３７】
変形体では、電流導体は、測定されるべき電流を運ぶ外部導体に接続される接続端部を呈するように、磁気回路開口部を通って延びる一次導体バー１を含み得る。
【００３８】
特定の実施形態では、電流変換器は、変換器に事前に据え付けられた一次導体部分無しで提供されてよく、測定されるべき電流を運ぶ導体は、動作部位において、磁気回路開口部９を通って挿入される。
【００３９】
電流導体はまた、特定の実施形態では、磁気コア６の枝部の周りに取り付けられ、磁気回路開口部９を通って延びる、導体コイル部分３を含んでよく、導体コイル部分３は、概ねＵ字型の形状を有する。
【００４０】
導体コイル部分３は、有利には、導体コイル部分３が収容される導体取り付けチャネル２６を備えた絶縁支持体１２を含む導体モジュール５の一部を形成することができる。導体取り付けチャネル２６は、Ｕ字型の導体コイル部分３を導体取り付けチャネル２６に留めるように構成された、クラスプまたはつまみ突出部２７を備えていてよい。クラスプ突出部を備える、事前に形成された導体取り付けチャネルは、１個から、利用可能なすべての位置を占める複数個までの、選択された量のＵ字型の導体コイル部分３が、絶縁支持体内で組み立てられることを可能にする。これにより、絶縁支持体１２もハウジング４も修正または再設計する必要なしに、磁気コアの周りの巻き線の数を容易に構成することができる。絶縁支持体１２は、導体モジュールを電流変換器の枝部の周りに固定するためにハウジング４に設けられた相補的なラッチショルダー２８ｂに係合するように構成された、ラッチ突出部またはショルダー２９を備えるラッチ素子２８ａをさらに含む。しかしながら、変形体では、導体コイル部分が絶縁支持体によりオーバーモールドされている導体モジュールを提供することも可能である。
【００４１】
図７ａおよび図７ｂで最もよく分かるように、導体モジュール５のＵ字型の導体コイル部分の端部は、磁気回路開口部９を通じて挿入されてよく、モジュール５は、ハウジング４の周りで回転して、ハウジング４上にクリップ留めされる。ラッチ素子２８ａは、導体モジュール５の向かい合った平行な枝部に設けられており、ハウジングの向かい合った側面上に設けられた相補的なラッチ素子２８ｂに係合する。
【００４２】
ハウジング４は、変換器の枝部のいずれかの上に、または複数の枝部の上に、ラッチ素子２８ｂを備えてよく、導体モジュール５は、変換器の異なる枝部の周りでクリップ留めされ得る。
【００４３】
変形体（不図示）では、複数の導体モジュールが、電流変換器にクリップ留めされ得る。例えば、導体モジュール５は、電流変換器の向かい合った平行な枝部にクリップ留めされ得る。これにより、電流変換器の磁気回路の周りに据え付けられた複数のコイルを提供することができる。例えば、１つのコイルが、二次コイルとして役立つことができ、残りのコイルが一次コイルとして役立つことができるか、あるいは、両方のコイルが差動電流測定構成において一次導体を有する（carry）か、あるいは、両方のコイルが、同じ一次電流導体の一部であってよく、追加のコイルが、例えば、電流測定の感度を増大させることを意図されている。
【００４４】
電流変換器の枝部の周りにある、別個に取り付け可能な導体モジュール５の利点は、変換器が、適用に応じて、導体コイル部分３を備えていても、備えていなくてもよく、さらには、電流変換器の測定範囲を、単純で費用効率の高い形で変えるために、導体取り付けチャネル２６に所望の数の導体コイル部分３を据え付けることにより、導体コイル部分の数を容易に修正し得ることである。また、異なる導体モジュールが、例えば、電流変換器のハウジングの再設計または修正を必要とせずに、より多い数の導体チャネルを備えていてもよい。本発明による電流変換器のさまざまな変形体を示す図１ａ〜図１ｅでも分かるように、変換器は、
磁気回路開口部９を通って延びる電流導体なしで供給されてよく（図１ａ、図１ｂ）、または、
電流変換器は、磁気回路開口部９を通って延び、支持素子７により変換器に固定されている、事前に組み立てられた一次導体バー１を備えることができ（図１ｃを参照）、または、
導体モジュール５は、電流変換器のハウジングに対して事前に組み立てられてよく（図１ｄ）、または、
導体バー１および導体モジュール５の両方は、電流変換器のハウジングと共に事前に組み立てられてよく（図１ｅ）、または、
電流変換器は、事前に据え付けられた２つまたは３つ以上の導体モジュールを備えていてよい（不図示）。
【００４５】
電流変換器は、ハウジング４とは別個であり、かつハウジング４から分離可能である、支持素子７をさらに含んでよく、支持素子は、ベースプレート３８を含み、電流変換器のハウジング４の向かい合った側面間の高さＨ２に本質的に対応する距離Ｈ１だけ離間した一対の位置付け素子または壁４０が、ベースプレートから横方向に延びている。これにより、電流変換器のハウジングは、支持体の位置付け壁４０間に挿入されることができ、位置付け壁は、ハウジング４の外側壁に設けられた相補的な固定もしくはラッチ素子４２ｂに係合するように構成された、固定もしくはラッチ素子４２ａを備えることができる。ハウジング上のラッチ素子４２ｂは、変換器の枝部のいずれかまたはそれぞれに沿ったさまざまな位置に設けられてよく、支持素子７は、図９に示すような種々の位置でハウジング上に固定され得る。ほんの一例として、図１ａに示すように、支持素子７は、変換器のハウジングの長い枝部のうちの１つに取り付けられており、図１ｂでは、短い枝部のうちの１つに取り付けられており、変換器は、外部支持体上、または装置内部においてさまざまな向きで取り付けられ得る。
【００４６】
支持素子７は、有利には、支持体が磁気回路開口部９に挿入されることを可能にするように構成された幅Ｗを備えることができ、ベースプレート３８は、磁気回路開口部の内面に載る。この構成では、支持素子７は、例えば、図１ｃに示すように、一次導体、特に一次導体バー１を、中央開口部内部に固定するために用いられ得る。しかしながら、支持素子７は、中央導体バーを支持する代わりに、中央開口部を通って延びるバーの形態の支持素子に変換器を固定するように構成されてもよいことが、注目され得る。
【００４７】
支持素子７は、電流変換器を外部支持体に取り付けるため、または、中央開口部９の中に導体バー１を固定的に組み立てるための、さまざまな固定インターフェースを備えることができる。例示した実施形態では、固定手段は、ボルト、ネジ、もしくはリベットを中に受容する、１つの孔もしくは複数の孔４１の形態である。当業者は、当技術分野でそれ自体が周知である、多くの他の固定手段が、支持体７を外部装置に固定するためにベースプレート３８において一体化され得ることを理解する。
【００４８】
次に図２ａ〜図５ｂを参照すると、例示された実施形態では、磁気コア６は、磁場感知装置８が挿入される磁気回路ギャップ１６（「エアギャップ」としても一般的に知られている）を備える。
【００４９】
例示された実施形態では、磁場感知装置は、接続端子１８に接続された、例えば、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）におけるホール効果センサーであってよい、磁場検出器１０を含み、磁場検出器および接続端子は、誘電性支持本体２０により支持されている。誘電性支持本体に取り付けられ、磁場検出器および接続端子に、または磁場検出器と接続端子との間に接続された、他の回路構成要素２１があってもよい。これらの回路構成要素は、例えば、コンデンサ、インダクタンス、または抵抗器であってよく、これらは、例えば、測定信号の前処理用のフィルターとして使用され得る。接続端子１８は、さまざまな構成のものであってよく、例示された実施例では、接続端子は、誘電性支持本体２０によりオーバーモールドされている、打ち抜かれて形成されたリードフレーム３０の一部を形成する。誘電性支持本体は、外側位置付け素子３０ａを含んでよく、これは、磁場感知装置をハウジング内部でしっかりと位置付けて固定するためにハウジング４に設けられた相補的な位置付け素子３０ｂ内で係合する。これらの固定素子は、例えば、変換器を外部回路基板に取り付ける間、または外部のプラグ着脱可能なコネクタを電流変換器に連結する間に、端子１８に加えられた接続力が、磁場感知装置により支持されると共に、ある量の弾力性（give）が、永続的な変形もしくは破裂を防ぐことを可能にし、またハウジング構成要素間の熱膨張を可能にすることを保証する。相補的な位置付け素子３０ａ、３０ｂはまた、磁場検出器１０が磁場回路ギャップ１６内部に正確に位置付けられることも保証する。
【００５０】
図２ａ、図２ｂ、図５ａ、図５ｂ、および図１０ａ〜図１０ｃを参照すると、磁場感知装置８と外部回路（不図示）との間の接続インターフェースの２つの異なる実施形態が例示されている。図２ａ、図４ａ、図５ａ、図５ｂの実施形態では、磁場感知装置の接続端子１８は、外部回路基板（不図示）に接続されること、特にはんだづけで接続されることが、意図されている。例示された実施形態では、接続端子は、ピン端子の形態である。第１の実施形態では、ピン端子は、プリント回路基板のめっきした貫通孔を通じて挿入される、屈曲端部分３４を有する。しかしながら、屈曲端部分３４は、例えば、回路基板上の回路トレースに表面実装はんだづけ接続（surface mount solder connection）されるように構成された、他の構成を有することができる。表面実装およびめっきした貫通孔タイプの回路基板接続は、当技術分野では、それ自体が周知である。
【００５１】
外部回路基板上に取り付け、かつ外部回路基板に接続するための実施形態は、図１ｄ、図１ｅに示すように、やはり回路基板に取り付けられるように構成された接続端部を呈する導体コイル部分３を含む変換器構成に十分適応されている。例示された導体コイル部分３の接続端部は、ピン端子の形態であるが、表面実装接続端部を備えていてもよい。
【００５２】
外部回路基板に接続される電流変換器の変形体では、磁気コア６は、有利には、磁気コアの枝部６ａ、６ｂを接合する角領域に位置付けられた磁場回路ギャップ１６を含む。例示された実施形態では、磁気コアは、向かい合った第１の枝部６ａおよび第２の枝部６ｂを備えた、概ね矩形の形状を有し、第１の枝部６ａおよび第２の枝部６ｂは、向かい合った第３の枝部６ｃおよび第４の枝部６ｄより長い。この特定の例示的な構成では、磁気回路ギャップ１６は、第１の枝部６ａに対して角度βで設けられ得るので、磁場感知装置８を、導体コイル部分３が周囲に取り付けられる第１の枝部６ａに対して２０〜４０°の角度βに向けることができる。この特定の実施例では、この角度βは、例えば、図３に示すように約３０°であってよい。この構成により、接続端子１８の屈曲端部分３４は、一次導体コイル部分３からできる限り離間することができ、よって、一次導体と磁場感知装置８の端子との間に、大きい電気的沿面距離をもたらす。また、接続端子１８の端部分の屈曲構成は、ある可撓性をもたらし、外部回路基板の平面におけるいくらかの転置を可能にして、例えば、電流変換器と回路基板との間のいくらかの熱膨張差を吸収し、また、回路基板に対する電流変換器のより容易な組み立ておよび接続を可能にする。
【００５３】
第２の実施形態では、図２ｂおよび図１０ａ〜図１０ｃに最もよく例示されるように、磁場感知装置の接続端子１８は、信号処理もしくは制御装置の外部コネクタ（不図示）に、取り外し可能かつプラグ着脱可能に接続されるように構成され得る。例示した実施形態では、接続端子１８は、ピン端子の形態であるが、これらは、プラグ着脱可能なコネクタの端子として使用されるように、当技術分野でそれ自体が知られている、他の形状を有することもできる。この実施形態では、電流変換器２は、ハウジング４の接続インターフェース部分２５上で組み立てられるように構成されたコネクタシュラウド１４を含むコネクタインターフェース素子１１をさらに備えていてよい。別個に取り付け可能なコネクタシュラウド１４により、電流変換器は、プラグ着脱可能に接続されるように、または、ハウジング４を再設計もしくは修正する必要なく、回路基板取り付けされるように、容易に構成されることができる。
【００５４】
コネクタシュラウド１４は、有利には、相補的な外部コネクタに接続されるように構成された、特定の接続インターフェースを提供し、また、接続端子１８を取り囲むことで接続端子１８を保護するシュラウド壁部分４９を提供する。コネクタシュラウドは、接続端子１８を受容しガイドするように構成された孔４６を備えた、内側支持壁部分４５をさらに含み得る。これにより、プラグ着脱可能に接続されるようによりよく構成された接続端子ピンを支持する、より剛性の構造が提供されるが、回路基板接続については、支持壁部分４５がないことにより、端子と回路基板との間の接続の確実性を改善する、より大きな可撓性が可能となる。コネクタシュラウド１４は、ハウジング上の、例えばリブもしくは突出部の形態の相補的な分極素子と協働する、例えばスロットの形態の分極素子４４を備えていてよく、これは、シュラウドがハウジングのコネクタインターフェース部分２５上に正しい向きで取り付けられることを保証する。コネクタシュラウド上およびハウジング上の相補的なラッチもしくは固定素子４８ａ、４８ｂは、組み立て中にシュラウドをハウジングにロックするために設けられ得る。
【００５５】
次に図２ａ、図２ｂ、および図３を参照すると、ハウジング４は、有利な実施形態では、第１のハウジング部４ａおよび第２のハウジング部４ｂとして設けられ、第１のハウジング部４ａおよび第２のハウジング部４ｂは、磁気コアおよび磁場感知装置の組み立て後に互いに固定されてよく、磁気コアおよび磁場感知装置、ならびにハウジング部すべての組立は、費用対効果が高い、容易な組み立てのために、軸方向Ａにおいて行われる。第１のハウジング部４ａは、コア受容キャビティ２２、および感知装置受容キャビティ２４を含む。感知装置受容キャビティは、有利には、ハウジングの２つの枝部を接合する角に位置付けられ得る。コア受容キャビティ２２は、軸方向に向けられたリブの形態の、位置付け突出部３２を備えていてよく、これは、磁気コアの内面５１とのわずかな締まり嵌めをもたらして、組み立て中にハウジング内部における磁気コアの、遊びのない固定を保証する。
【００５６】
第２のハウジング部４ｂは、組み立てられた磁気コア６および磁場感知装置８を中に備えた第１のハウジング部４ｂを受容する、相補的なキャビティを備えている。第１のハウジング部４ａおよび第２のハウジング部４ｂ上の相補的なラッチ５３ａ、５３ｂにより、組み立て中にハウジング部が互いにしっかりとクリップ留めされ得る。ハウジング部間の他の固定手段が、クリップ留め手段に加えて、またはその代わりとして用いられてもよく、それは、例えば、超音波溶接、接着剤による接着、またはハウジング部の周囲に機械的クランプを提供すること、または、２つのハウジング部を互いにねじ留めもしくはリベット留めすること、である。
【００５７】
変形体に応じて、また適用に応じて、注封材料が、磁場感知装置８および磁気コア６の組み立て後、第１のハウジング部のキャビティ２２に満たされてもよく、あるいは、注封材料が提供されなくてもよい。
【００５８】
感知装置を受容するハウジングのコネクタインターフェース部分２５は、有利には、ハウジングの隣接している直交する枝部により形成された、ハウジングのおおよその周辺部を越えて突出することができる。このため、有利には、一方では、コネクタインターフェース素子が、突出しているコネクタインターフェース部分２５上にプラグ接続されるか、もしくは取り付けられることができ、他方では、磁場感知装置８の接続端子１８が、外部回路基板の表面まで延びると共に、一次導体と感知装置の端子との間の沿面距離を増大させる。
【００５９】
〔図中で使用した参照符号のリスト〕
電流変換器２
磁気回路開口部を通って延びる電流導体１、３
一次導体バー１
導体コイル部分３（一次および／または二次）
一次導体
一次導体バー１（変形体による）
導体コイル部分３（変形体による）
二次コイル（変形体による）
導体コイル部分３
導体モジュール５
絶縁支持体１２
導体取り付けチャネル２６
つまみ突出部
ラッチ素子２８
ラッチ突出部／ショルダー
導体コイル部分３（変形体に応じて一次および／または二次）
ハウジング４
第１のハウジング部４ａ
固定（ラッチ）素子５３ａ
コア受容キャビティ２２
位置付け突出部３２
→リブ
感知装置受容キャビティ２４
第２のハウジング部４ｂ
固定（ラッチ）素子５３ｂ
導体モジュールラッチ素子２８ｂ
支持素子ラッチ素子４２ｂ
コネクタインターフェース部分２５
固定（ラッチ）素子４８ｂ
支持素子７
ベースプレート３８
固定手段（例えば、ねじ穴）
位置付け／壁４０
固定（ラッチ）素子４２ａ
コネクタインターフェース素子１１
コネクタシュラウド１４
シュラウド壁部分４９
分極素子４４
接続端子ガイド壁４５
接続端子ガイド孔４６
固定（ラッチ）素子４８ａ
磁気コア６
第１の枝部６ａ
第２の枝部６ｂ
第３の枝部６ｃ
第４の枝部６ｄ
内面５１
磁気回路ギャップ１６
磁気回路開口部９
磁場感知装置８
磁場検出器１０
ＡＳＩＣ  →  ホール効果センサー
リードフレーム（打ち抜かれ形成された）３０
固定素子３１
接続端子１８
ピン端子
屈曲端部分３４（回路基板接続用）（変形体）
誘電性支持本体２０  →  オーバーモールドされている
位置付け素子３０
回路構成要素２１
→  例えば、コンデンサ、インダクタンス、抵抗器
回路基板（不図示）（いくつかの変形体）
【００６０】
〔実施の態様〕
（１）  一次導体の電流を測定するための電流変換器において、
ハウジング（４）と、
前記一次導体が内部を延びる中央開口部（９）を囲む磁気コア（６）と、
接続端子（１８）を含む磁場感知装置（８）と、
を含み、
前記ハウジングは、前記磁気コアが収容される磁気コア受容キャビティ（２２）、および前記磁場感知装置が収容される接続インターフェース部分（２５）を含み、
前記接続インターフェースは、前記磁気コア受容キャビティから外側に突出し、ラッチ素子を含み、前記ラッチ素子は、前記接続インターフェース部分に選択的に取り付け可能な別個のコネクタインターフェース素子（１１）のラッチ素子に相補的であり、
前記コネクタインターフェース素子は、コネクタシュラウド（１４）を含み、前記コネクタシュラウド（１４）は、外部のプラグ着脱可能なコネクタにプラグ着脱可能に接続される、プラグ着脱可能なコネクタインターフェースを、前記接続端子と共に形成し、
前記電流変換器は、外部回路基板に取り付けられるようにコネクタシュラウドなしで構成可能である、電流変換器。
（２）  実施態様１に記載の電流変換器において、
Ｕ字型の導体コイル部分（３）が収容される絶縁支持体（１２）を含む導体モジュール（５）をさらに含み、
前記絶縁支持体は、前記電流変換器の枝部の周りに前記導体モジュールを固定するために前記ハウジング上に設けられた相補的なラッチショルダー（２８ｂ）に係合するように構成された、ラッチ素子（２８ａ）をさらに含む、電流変換器。
（３）  実施態様２に記載の電流変換器において、
前記絶縁支持体は、導体取り付けチャネルを含み、前記導体取り付けチャネルは、前記Ｕ字型の導体コイル部分を前記導体取り付けチャネル内で留めるように構成されたクラスプ突出部（２７）を含み、可変の数の導体コイル部分が、前記絶縁支持体に挿入可能に取り付け可能であり、前記数は、前記電流変換器の動作範囲にしたがって選択されている、電流変換器。
（４）  一次導体の電流を測定するための電流変換器において、
ハウジング（４）と、
前記一次導体が内部を延びる中央開口部（９）を囲む磁気コア（６）と、
接続端子（１８）を含む磁場感知装置（８）と、
を含み、
前記ハウジングは、前記磁気コアが収容される磁気コア受容キャビティ（２２）、および前記磁場感知装置が収容される接続インターフェース部分（２５）を含み、
前記変換器は、Ｕ字型の導体コイル部分（３）が収容される絶縁支持体（１２）を含む導体モジュール（５）をさらに含み、
前記絶縁支持体は、前記導体モジュールを前記電流変換器の枝部の周りに固定するために前記ハウジング上に設けられた相補的なラッチショルダー（２８ｂ）に係合するように構成された、ラッチ素子（２８ａ）をさらに含み、
導体取り付けチャネルは、前記Ｕ字型の導体コイル部分を前記導体取り付けチャネル内に留めるように構成された、クラスプ突出部（２７）を含み、可変の数の導体コイル部分が、前記絶縁支持体に挿入可能に取り付け可能であり、前記数は、前記電流変換器の動作範囲にしたがって選択されている、電流変換器。
（５）  実施態様４に記載の電流変換器において、
前記接続インターフェースは、前記磁気コア受容キャビティから外側に突出しており、ラッチ素子を含み、前記ラッチ素子は、前記接続インターフェース部分に選択的に取り付け可能な別個のコネクタインターフェース素子（１１）のラッチ素子に相補的であり、
前記コネクタインターフェース素子は、コネクタシュラウド（１４）を含み、前記コネクタシュラウド（１４）は、外部のプラグ着脱可能なコネクタにプラグ着脱可能に接続される、プラグ着脱可能なコネクタインターフェースを、前記接続端子と共に形成し、
前記電流変換器は、コネクタシュラウドなしで外部回路基板に取り付けられるように構成可能である、電流変換器。
【００６１】
（６）  実施態様１、２、３、または５に記載の電流変換器において、
前記コネクタシュラウドは、前記接続端子を囲んで保護するシュラウド壁部分（４９）を提供し、
前記コネクタシュラウドは、前記接続端子を受容しガイドするように構成された孔（４６）を備えた内側支持壁部分（４５）をさらに含む、電流変換器。
（７）  実施態様２〜６のいずれかに記載の電流変換器において、
前記導体モジュールの前記ラッチ素子は、前記導体モジュールの向かい合った平行な枝部上に設けられていて、前記ハウジングの向かい合った側面上に設けられた相補的なラッチ素子に係合し、
前記導体モジュールは、前記中央開口部を通って前記磁気コアの枝部の周りに回転可能に挿入されるように構成されている、電流変換器。
（８）  実施態様１〜７のいずれかに記載の電流変換器において、
前記磁気コアは、前記中央開口部を囲む概ね矩形の形状を有し、前記磁気コアの枝部（６ａ、６ｂ）を接合する角領域に位置付けられた磁場回路ギャップ（１６）を含む、電流変換器。
（９）  実施態様１、２、３、５、または６のいずれかと関連した、実施態様８に記載の電流変換器において、
前記コネクタシュラウドは、前記枝部のうちの１つに対して２０〜４５°の角度（β）で前記角領域から外側に突出している、電流変換器。
（１０）  実施態様１〜９のいずれかに記載の電流変換器において、
前記磁気回路ギャップは、前記枝部のうちの１つに対して２０〜４５°の角度（β）で前記磁場装置の磁場検出器（１０）を中に受容するように構成されている、電流変換器。
【００６２】
（１１）  実施態様１０に記載の電流変換器において、
前記接続端子は、回路基板の回路トレースに接続されるように構成された、屈曲端部分（３４）を有する、電流変換器。
（１２）  実施態様１〜１１のいずれかに記載の電流変換器において、
前記ハウジングの接続インターフェース部分は、前記別個のコネクタインターフェース素子上の相補的な分極素子（４４）と協働可能な分極素子を含む、電流変換器。
（１３）  実施態様１〜１２のいずれかに記載の電流変換器において、
前記ハウジングとは別個の支持素子（７）をさらに含み、
前記支持素子は、ベースプレート（３８）を含み、前記電流変換器のハウジングの向かい合った側面間の高さ（Ｈ２）に本質的に対応する距離（Ｈ１）だけ離間した一対の位置付け壁（４０）が、前記ベースプレートから横方向に延びており、前記位置付け壁（４０）は、前記電流変換器のハウジングが前記支持体の前記位置付け壁間に挿入されるのを可能にするように構成され、
前記位置付け壁は、前記ハウジングの前記側面上に設けられた相補的なラッチ素子（４２ｂ）に係合するように構成されたラッチ素子（４２ａ）を含み、
前記ハウジングは、前記変換器の枝部に沿った複数の位置に複数の前記ラッチ素子（４２ｂ）を含み、前記支持素子は、種々の位置で前記ハウジング上に固定され得る、電流変換器。
（１４）  一次導体の電流を測定するための電流変換器において、
ハウジング（４）と、
前記一次導体が内部を延びる中央開口部（９）を囲む磁気コア（６）と、
接続端子（１８）を含む磁場感知装置（８）と、
を含み、
前記ハウジングは、前記磁気コアが収容される磁気コア受容キャビティ（２２）、および前記磁場感知装置が収容される接続インターフェース部分（２５）を含み、
前記変換器は、前記ハウジングとは別個である支持素子（７）をさらに含み、
前記支持素子は、ベースプレート（３８）を含み、前記電流変換器のハウジングの向かい合った側面間の高さ（Ｈ２）に本質的に対応する距離（Ｈ１）だけ離間した一対の位置付け壁（４０）が、前記ベースプレートから横方向に延びており、前記位置付け壁（４０）は、前記電流変換器のハウジングが前記支持体の前記位置付け壁間に挿入されるのを可能にするように構成され、
前記位置付け壁は、前記ハウジングの前記側面上に設けられた相補的なラッチ素子（４２ｂ）に係合するように構成されたラッチ素子（４２ａ）を含み、
前記ハウジングは、前記変換器の枝部に沿った複数の位置に複数の前記ラッチ素子（４２ｂ）を含み、前記支持素子は、種々の位置で前記ハウジング上に固定され得る、電流変換器。
（１５）  実施態様１３または１４に記載の電流変換器において、
前記支持素子は、前記支持体が磁気回路開口部に挿入されるのを可能にするように構成された幅（Ｗ）を有し、前記ベースプレートは、前記磁気回路開口部の内面に載る、電流変換器。
【００６３】
（１６）  実施態様１〜１５のいずれかに記載の電流変換器において、
前記中央開口部を通って延びる一体化した導体バー（１）をさらに含む、電流変換器。
（１７）  実施態様１３〜１５のいずれかと関連した、実施態様１６に記載の電流変換器において、
前記支持素子は、前記一次導体バーを前記中央開口部内に固定するために用いられている、電流変換器。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１ａ】本発明の実施形態による電流変換器の斜視図である。
【図１ｂ】本発明の別の実施形態による電流変換器の斜視図である。
【図１ｃ】本発明の別の実施形態による電流変換器の斜視図である。
【図１ｄ】本発明の別の実施形態による電流変換器の斜視図である。
【図１ｅ】本発明の別の実施形態による電流変換器の斜視図である。
【図２ａ】本発明のある実施形態による電流変換器の分解組立斜視図である。
【図２ｂ】本発明の別の実施形態による電流変換器の分解組立斜視図である。
【図３】本発明のある実施形態による電流変換器のハウジング部分の図である。
【図４ａ】図３に示したハウジング部分の一部、およびハウジング部分に取り付けられた磁気回路の一部の図である。
【図４ｂ】図４ａと同様であるが、磁場感知装置がハウジング部分に取り付けられている図である。
【図５ａ】本発明のある実施形態による磁場感知装置の斜視図である。
【図５ｂ】本発明のある実施形態による磁場感知装置の斜視図である。
【図６ａ】本発明のある実施形態による電流変換器の中央開口部に取り付け可能な導体モジュール、特に一次導体モジュールの斜視図である。
【図６ｂ】本発明のある実施形態による電流変換器の中央開口部に取り付け可能な導体モジュール、特に一次導体モジュールの斜視図である。
【図７ａ】中央開口部に取り付けられている導体モジュールの断面図である。
【図７ｂ】中央開口部に取り付けられている導体モジュールの断面図である。
【図８】本発明のある実施形態による電流変換器の支持素子の斜視図である。
【図９】異なる可能な組み立て位置における支持素子を示す、本発明のある実施形態による電流変換器の斜視図である。
【図１０ａ】本発明のある実施形態による電流変換器の接続インターフェース部分の斜視図である。
【図１０ｂ】本発明のある実施形態による電流変換器の接続インターフェース部分シュラウドの斜視図である。
【図１０ｃ】本発明のある実施形態による電流変換器の接続インターフェース部分の断面図である。
【図１ａ】
2019207251.tif 000003
【図１ｂ】
2019207251.tif 000004
【図１ｃ】
2019207251.tif 000005
【図１ｄ】
2019207251.tif 000006
【図１ｅ】
2019207251.tif 000007
【図２ａ】
2019207251.tif 000008
【図２ｂ】
2019207251.tif 000009
【図３】
2019207251.tif 000010
【図４ａ】
2019207251.tif 000011
【図４ｂ】
2019207251.tif 000012
【図５ａ】
2019207251.tif 000013
【図５ｂ】
2019207251.tif 000014
【図６ａ】
2019207251.tif 000015
【図６ｂ】
2019207251.tif 000016
【図７ａ】
2019207251.tif 000017
【図７ｂ】
2019207251.tif 000018
【図８】
2019207251.tif 000019
【図９】
2019207251.tif 000020
【図１０ａ】
2019207251.tif 000021
【図１０ｂ】
2019207251.tif 000022
【図１０ｃ】
2019207251.tif 000023