(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定電流導体パターンを有するプリント配線基板と、前記被測定電流導体パターンに電気的に接続している第１の接合部と、該第１の接合部と脱着かつ電気的接続可能な第２の接合部と、前記第１の接合部と前記第２の接合部とで接合部を構成し、該接合部の周囲を取り囲むように少なくとも１つの空隙部を有する磁性体コアと、前記空隙部に配置された磁気センサとを備え、前記第２の接合部は、被測定電流導体線に接続されていることを特徴とする電流検出機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流検出機構に関し、より詳細には、機器内に配線された被測定電流導体に流れる電流を検出するために、既存の配線及びその接合部を利用することで各構成要素をできるだけ少なくして電流検出機構部の小型化を図るとともに、容易に組立を可能にした電流検出機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、産機インバータ等で用いられてきたインバータのベクトル制御技術が、１９９９年の省エネ法改正以降、エアコン等の家電においても広く用いられるようになってきた。ベクトル制御においては磁極の位置を推定するためにＵＶＷ各相の電流検出が必須となる。電流検出には発熱ロスの少ないホールＣＴ型電流センサが広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載の電流センサは、電流からの磁束を集磁するコアを貫通する被測定電流導体であるバスバーが準備されている。このバスバーは、機器内の被測定電流導体端部に直列に接続されている。
【０００４】
また、例えば、特許文献２に記載の電流センサは、コアに巻いたコイル状の被測定電流導体が装備されており、このコイル状の被測定電流導体の両端がそれぞれ機器内部の被測定電流導体端部に直列に接続されている。
【０００５】
機器内の被測定電流導体のレイアウトは、これら電流センサや、電流センサに装着されるバスバーやコイル状の被測定電流導体の寸法をもとに設計される。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２４３７６８号公報
【特許文献２】特開平９−２４３６６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のような電流センサによる被測定電流値の検出では、これら電流センサや電流センサに装着される被測定電流導体の寸法により機器内の被測定電流導体パターンや配置に制約を受け、更に電流センサに内蔵されるコアを貫通する被測定電流導体を準備して取り付ける必要があるため、電流センサの装着に手間がかかり、また、機器内のプリント配線基板の小型化が難しく、さらに配線の引き回しが長くなるために被測定電流導体パターンでの電圧降下が発生してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、機器内に配線される既存の被測定電流導体の接合部を利用し、その周辺部に磁気センサと磁性体コア及びこれらの部品の取り付けを容易にする支持部材又はコネクタ部材からなる電流検出機構を構成することで、電流検出部の小型化、小占有面積化を図ると共に、従来一般的に使われていたようないわゆる「電流センサ」とよばれる部品を用いることなく、少ない構成要素により電流検出機構の組立をユーザが容易にできることを可能にした電流検出機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、被測定電流導体パターンを有するプリント配線基板と、前記被測定電流導体パターンに電気的に接続している第１の接合部と、該第１の接合部と脱着かつ電気的接続可能な第２の接合部と、前記第１の接合部と前記第２の接合部とで接合部を構成し、該接合部の周囲を取り囲むように少なくとも１つの空隙部を有する磁性体コアと、前記空隙部に配置された磁気センサとを備え、前記第２の接合部は、被測定電流導体線に接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、機器内に配線される既存の被測定電流導体の接合部を利用し、その周辺部に磁気センサと磁性体コア及びこれらの部品の取り付けを容易にする支持部材又はコネクタ部材からなる電流検出機構を構成することで電流検出部の小型化、小占有面積化を図るとともに、少ない構成要素で電流検出機構の組立をユーザが容易にできることを可能にした。また、既存の被測定電流導体の接合部を利用して電流検出機構を構成しているため、機器内部の被測定電流導体のレイアウトに自由度が増し、配線の引き回しを最短にすることが可能になるため、配線の引き回しによる電圧降下を抑えることができる。
【００２４】
特に、被測定電流をプリント配線基板内に実装された電子部品に接続する場合では、導体パターンの抵抗とそこを流れる被測定電流により発生する発熱が大きな問題となり、流すことができる電流値に限界があったが、本方式を用いることにより、被測定電流導体パターン長をゼロまたは最短にすることが可能となり、装置の小型化・省電力化に大きく寄与する。また、プリント配線基板上の他の信号線パターンの配置に自由度が出来、信号線パターンを最短化することにより、ノイズ等の影響が低減でき信頼性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。  
【実施例１】
【００２６】
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の電流検出機構の実施例１を説明するための構成図で、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は、組立斜視図である。  
プリント配線基板１６は、被測定電流導体パターンを有する機器内に設けられている。また、被測定電流導体ピン１０ａと１０ｂは、相互に接合されるように構成されている。また、この被測定電流導体ピン１０ａは、プリント配線基板１６上の被測定電流導体パターン上に実装され、被測定電流導体ピン１０ｂは被測定電流導体線１５に取り付けられている。また、磁気センサ１４は、プリント配線基板１６に実装されている。磁性体コア１３は、空隙部１３ａと中央貫通穴１３ｂを備えている。
【００２７】
また、コネクタ部材１１は、被測定電流導体ピン１０ｂを収納している。支持部材１２は、磁性体コア１３を支持するものである。この支持部材１２の中央部には、被測定電流導体ピン１０ａを貫通する貫通穴１２ｃが設けられている。また、この支持部材１２の貫通穴１２ｃに隣接して立設された突起状の嵌合部１２ａが設けられている。
【００２８】
また、磁性体コア１３は、中央貫通穴１３ｂを介して支持部材の嵌合部１２ａにより支持固定される。また、係止部１２ｂは、プリント配線基板１６と支持部材１２を係止するためのものである。
【００２９】
上述の磁気センサ１４は、ホール効果を利用したホール素子であることが望ましい。また、磁性体コア１３の形状は、図示では四角形状をしているが、これに限定されることなくリング状であってもよく、多角形状であってもよい。さらに、飽和磁束密度を増加させるために、角部を円弧形で面取りした形状であることが望ましい。また、磁性体コア１３の材質としては、パーマロイ、フェライト、珪素鋼板、電磁軟鉄などが用いられる。
【００３０】
コネクタや支持部材の材質としては、ＰＢＴ、ＡＢＳ、ジュラコン、ポリエステル、ＰＰＯ、ポリアミド、ＰＰＳ、ナイロン６６などが考えられる。
【００３１】
図３は、実施例１に基づく電流検出機構の組立方法について説明するためのフローチャートを示す図である。  
まず、磁気センサ１４及び被測定電流導体ピン１０ａをプリント配線基板１６に半田実装する（ステップ１）。次に、支持部材１２を係止部１２ｂによりプリント配線基板に取り付ける。被測定電流導体ピン１０ａは支持部材１２の貫通穴１２ｃに貫通される（ステップ２）。
【００３２】
次に、磁性体コア１３を支持部材１２に取り付ける。磁性体コア１３は嵌合部１２ａにより支持固定される。磁気センサ１４は、磁性体コア１３の空隙部１３ａに位置するように配置される（ステップ３）。
【００３３】
次に、コネクタ部材１１を磁性体コア１３の中央貫通穴１３ｂに差込み、被測定電流導体ピン１０ａと１０ｂを接合させる（ステップ４）。
【００３４】
支持部材１２が、磁性体コア１３を支持する嵌合部１２ａを有し、被測定電流導体１０ａを既に収納しているコネクタ部材であってもよく、その場合、支持部材１２をプリント配線基板１６に取り付けるステップ２を省略することができる。
【実施例２】
【００３５】
図２は、本発明の電流検出機構の実施例２を説明するための組立斜視図で、２つの被測定電流導体の接合を、圧着端子を端子台にねじ止めすることで行なう場合の電流検出機構の組立斜視図である。
【００３６】
プリント配線基板２６は、機器内に設けられており、その上には被測定電流導体パターンを有している。端子台２０は４脚を備えており、プリント配線基板２６上の被測定電流導体パターン上に半田実装されるものである。磁気センサ２４は、端子台２０と同様にプリント配線基板２６上の被測定電流導体パターン上に半田実装されるものである。
【００３７】
支持部材２２は、側部に設けられた係止部２２ｂによりプリント配線基板２６に取り付けられる。その際、端子台２０は支持部材２２の中央に設けられた貫通穴２２ｃに貫通される。また、支持部材２２は、貫通穴２２ｃに隣接して立設された突起状の嵌合部２２ａを備えている。磁性体コア２３は、図１に示した磁性体コアと同様に空隙部２３ａと中央貫通穴２３ｂを備えている。圧着端子２５ａは、端子台２０にネジ２５ｂによりネジ止めするもので、両方の被測定電流導体を接合するように構成されている。
【００３８】
図４は、実施例２に基づく電流検出機構の組立方法について説明するためのフローチャートを示す図である。
【００３９】
まず、磁気センサ２４及び端子台２０をプリント配線基板２６上の配線パターン上に半田実装する（ステップ１）。次に、支持部材２２を係止部２２ｂによりプリント配線基板２６にとりつける。端子台２０は支持部材２２の貫通穴２２ｃに貫通される（ステップ２）。
【００４０】
次に、磁性体コア２３を支持部材２２に取り付ける。磁性体コア２３は、突起状の嵌合部２２ａにより支持固定される。磁気センサ２４は、磁性体コアの空隙部２３ａに位置するように配置される（ステップ３）。
【００４１】
次に、圧着端子２５ａを端子台２０にねじ２５ｂによりねじ止めし、２つの被測定電流導体を接合する（ステップ４）。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の電流検出機構の実施例１を説明するための構成図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は、組立斜視図である。
【図２】本発明の電流検出機構の実施例２を説明するための組立斜視図である。
【図３】実施例１に基づく電流検出機構の組立方法について説明するためのフローチャートを示す図である。
【図４】実施例２に基づく電流検出機構の組立方法について説明するためのフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０ａ，１０ｂ  被測定電流導体ピン
１１  コネクタ部材
１２，２２  支持部材
１２ａ，２２ａ  嵌合部
１２ｂ，２２ｂ  係止部
１２ｃ，２２ｃ  貫通穴
１３，２３  磁性体コア
１３ａ，２３ａ  空隙部
１３ｂ，２３ｂ  中央貫通穴
１４，２４  磁気センサ
１５  被測定電流導体線
１６，２６  プリント配線基板
２０  端子台
２５ａ  圧着端子
２５ｂ  ネジ
【図１】
0004685623.tif 000002
【図２】
0004685623.tif 000003
【図３】
0004685623.tif 000004
【図４】
0004685623.tif 000005