(57)【要約】 【課題】  被測定電流に対して十分な検出精度を有し、安価な磁気平衡式の電流検出器を提供すること。【解決手段】  磁気ギャップを含むコア１０２と、コア１０２の一部を収納するボビン１０１と、被測定電流が流れる１次コイル１０５ａ，１０５ｂと、この１次コイル１０５ａ，１０５ｂによる磁束を打ち消すための２次コイル１０６と、前記磁気ギャップ内の磁束を検出する磁電変換素子と、磁気平衡処理用の回路基板２０１とを備える電流検出器であり、コア１０２は前記磁気ギャップを形成するようにコ字形のコア片をハトメ５０２によって接続してなり、ボビン１０１には１次コイル１０５ａ，１０５ｂおよび２次コイル１０６を形成する巻線の端部を固定する手段と回路基板２０１を保持する手段とが設けられ、１次コイル１０５ａ，１０５ｂおよび２次コイル１０６の巻回の中心軸と平行に回路基板２０１は配設され、１次コイル１０５ａと１次コイル１０５ｂとは逆向きに巻回されている。【選択図】  図１
2007285964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟磁性体からなり磁気ギャップを含むコアと、前記コアの一部を収納するボビンと、前記ボビンに巻回され被測定電流が流れる１次コイルと、前記ボビンに巻回され前記１次コイルによる磁束を打ち消すための２次コイルと、前記磁気ギャップ内の磁束を検出する磁電変換素子と、磁気平衡処理用の回路基板とを備える電流検出器であって、
前記コアは前記磁気ギャップを形成するようにコ字形のコア片を接続してなり、
前記ボビンには前記１次コイルおよび２次コイルを形成する巻線の端部を固定する手段と前記回路基板を保持する手段とが設けられ、
前記１次コイルおよび２次コイルの巻回の中心軸は同一であり、前記中心軸に平行に前記回路基板は配設され、
前記１次コイルは前記コアを互いに逆向きに励磁する２本の巻線からなることを特徴とする電流検出器。
【請求項２】
前記１次コイルの２本の巻線は互いに逆向きに前記ボビンに巻回されたことを特徴とする請求項１記載の電流検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種産業機器、動力機器、電化製品、電子機器などに使用される直流、交流およびパルス電流を検出する磁気平衡式の電流検出器に関し、特に、エアコン等の動力装置における電流検知などの用途に適した電流検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な磁気平衡式電流検出器を図面に基づいて説明する。図７は従来の磁気平衡式電流検出器を示し、図７（ａ）はその正面図、図７（ｂ）は右側面図、図７（ｃ）は下面図である。図７において、１０２は磁気ギャップを有する軟磁性体のコアであり、コア片が組み合わされてなる。その磁気ギャップはボビン１０１の内側に配置され、ボビン１０１はコア１０２を保持すると共に、２次コイル１０６が巻回され、その上に絶縁テープ１０７が巻かれ、さらに１次コイル１０５が巻回されている。また、磁気ギャップに挿入された磁電変換素子の出力はハイブリッドＩＣ１０３に入力され、端子１０４からは検出電流値が出力される。
【０００３】
同様の磁気平衡式電流検出器は、たとえば特許文献１に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２０１９９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
磁気平衡式の電流検出器において磁気ギャップ内の磁界を打ち消すための２次コイルは、必要な検出精度を確保するためにコアに均一に巻回される必要がある。たとえば産業機器装置の電流検知などの目的では、１次コイルに流れる被測定電流が３０Ａ前後であって、この場合に２次コイルには１０００〜２０００ターンの巻回しが必要なため、工程費が高コストとなっている。さらに、磁気ギャップに生じた磁界を相殺するためには２次コイルに流す電流も大きくせざるを得ず、使用する電子部品も定格電力の大きな物を使用する必要があるので、高コストとなっている。
【０００６】
そこで、本発明は、被測定電流に対して十分な検出精度を有し、安価な磁気平衡式の電流検出器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために本発明の電流検出器は以下のように構成される。磁気ギャップを含む閉磁路を形成した軟磁性体からなるコアと、このコアを収納するボビンと、このボビンに巻回され被測定電流が流れる１次コイルと、前記１次コイルによる磁束を打ち消すために前記ボビンに巻回された２次コイルと、前記磁気ギャップ内の磁束を検出する磁電変換素子と、磁気平衡処理用の回路基板とを備えた電流検出器であって、前記ボビンには、前記１次コイルおよび２次コイルを構成する巻線の端部を保持する手段と、前記回路基板を保持する手段が設けられており、前記コアは２つの略コ字形のコア片を組み合わせてなる。さらに、前記ボビンに同軸に巻回された１次コイルおよび２次コイルの中心軸に対し、前記回路基板は平行に配設されている。かつ、前記コア片は平板を加工してなり貫通孔が設けられ、前記貫通孔を互いに重ねて、ピン構造、リベット構造もしくはハトメ構造によって前記２つのコア片は接続されると共に、前記磁気ギャップが形成されている。さらに、前記１次コイルは前記コアを逆向きに励磁する２本の巻線からなる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、互いに逆向きにコアを励磁する２本の巻線からなる１次コイルを用いた磁気平衡式の電流検出器とすることで、被測定電流に対して十分な検出精度を有し、安価な電流検出器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態による電流検出器を示し、図１（ａ）はその正面図、図１（ｂ）は右側面図、図１（ｃ）は下面図である。
【００１０】
図２は本発明の一実施の形態でのボビンを示し、図２（ａ）はその正面図、図２（ｂ）は右側面図、図２（ｃ）は下面図である。
【００１１】
図３は本発明の一実施の形態でのボビンに巻線した状態を示し、図３（ａ）はその正面図、図３（ｂ）は右側面図、図３（ｃ）は下面図である。
【００１２】
図４は本発明の一実施の形態での巻線されたボビンにコアを挿入した状態を示し、図４（ａ）はその正面図、図４（ｂ）は左側面図、図４（ｃ）は右側面図である。
【００１３】
図５は本発明の一実施の形態でのコア片の形状を示し、図５（ａ）は第１コア片の平面図、図５（ｂ）はその正面図、図５（ｃ）はその右側面図であり、図５（ｄ）は第２コア片の平面図、図５（ｅ）はその正面図、図５（ｆ）はその右側面図である。また、図６は２つのコア片を組み合わせた状態を示し、図６（ａ）はその平面図、図６（ｂ）はその正面図であり、６０１は第１コア片、６０２は第２コア片、６０３は止め穴である。
【００１４】
図２に示すようにボビン１０１は２次コイル接続用端子３０１ａ，３０１ｂを有する中空の樹脂成形品からなる。図２のボビン１０１に図３のごとく２次コイル１０６を巻回し、その上から絶縁テープ１０７を巻き付け、さらにその上に２本の１次コイル１０５ａ，１０５ｂを巻き方向が逆になるようを巻き付ける。また、２次コイルの両端は、ボビン１０１上に配設された２次コイル接続用端子３０１ａ，３０１ｂに半田接続する。また、図１のように、１次コイル１０５ａ，１０５ｂのそれぞれの両端部１０８は、熱カシメあるいは接着などの手段により、ボビン１０１に固定される。
【００１５】
できあがったコイル体に図４に示すようにコア片１０２ａ，１０２ｂを配設し、ハトメ５０２で固定する。なお、ピンまたはリベットで固定してもよい。このとき、コアは図６に示すごとく組み合わせて、適正な磁気ギャップ６０４が形成される構造を有している。ただし、図６の状態は図４および図１での状態とは左右前後が逆になっている。
【００１６】
コアを固定したものに対して、図１のごとく、ボビン１０１の背面の固定用面に磁電変換素子と磁気平衡処理回路を有する回路基板２０１を配設し、回路基板２０１のあらかじめ形成されているパターンに２次コイル接続端子３０１ａ，３０１ｂ（図２参照）および出力用の端子１０４を半田接続する。
【００１７】
このように作製した本発明の電流検出器を従来技術による磁気平衡式電流検出器と比較する。従来技術における磁気平衡式電流検出器は、被測定電流をＡ、１次コイル巻回数をＴ１、２次コイル巻回数をＴ２とすると、磁気ギャップに生じる磁界を０にするため、２次コイルにはＡ×Ｔ１／Ｔ２の電流を流す必要が生じる。一方、本発明の磁気平衡式の電流検出器は、１次コイルが２本で巻回され、それぞれの巻き方向と巻回数が異なるので、１次コイルの２本の巻線によるコアの励磁方向が互いに逆向きになるように接続すれば、被測定電流をＡ、１次コイル巻回数をＴ１およびＴ３（ただしＴ１＞Ｔ３）、２次コイル巻回数をＴ２とすると、２次コイルに流す電流は、Ａ×（Ｔ１−Ｔ３）／Ｔ２となる。すなわち、従来技術と比較してＡ×Ｔ３／Ｔ２分だけ減少でき、２次コイル巻回数の低減や、使用する電子部品の定格電力の小さいものが使用可能となり、ブースター回路の発熱も抑えることが可能となる。なお、１次コイルの２本の巻線はコアに対して同一方向に巻回されていても、コアを逆向きに励磁するように接続して用いることもできる。  
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明の電流検出器は、直流、交流、パルス電流を検出でき、電源電圧および周囲温度の変動による出力変動の小さい電流検出器として、種々の産業分野で利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態による電流検出器を示し、図１（ａ）はその正面図、図１（ｂ）は右側面図、図１（ｃ）は下面図。
【図２】本発明の一実施の形態でのボビンを示し、図２（ａ）はその正面図、図２（ｂ）は右側面図、図２（ｃ）は下面図。
【図３】本発明の一実施の形態でのボビンに巻線した状態を示し、図３（ａ）はその正面図、図３（ｂ）は右側面図、図３（ｃ）は下面図。
【図４】本発明の一実施の形態での巻線されたボビンにコアを挿入した状態を示し、図４（ａ）はその正面図、図４（ｂ）は左側面図、図４（ｃ）は右側面図。
【図５】本発明の一実施の形態でのコア片の形状を示し、図５（ａ）は第１コア片の平面図、図５（ｂ）はその正面図、図５（ｃ）はその右側面図であり、図５（ｄ）は第２コア片の平面図、図５（ｅ）はその正面図、図５（ｆ）はその右側面図。
【図６】本発明の一実施の形態での２つのコア片を組み合わせた状態を示し、図６（ａ）はその平面図、図６（ｂ）はその正面図。
【図７】従来の磁気平衡式電流検出器を示し、図７（ａ）はその正面図、図７（ｂ）は右側面図、図７（ｃ）は下面図。
【符号の説明】
【００２０】
１０１    ボビン
１０２    コア
１０２ａ、１０２ｂ    コア片
１０３    ハイブリッドＩＣ
１０４    端子
１０５、１０５ａ、１０５ｂ    １次コイル
１０６    ２次コイル
１０７    絶縁テープ
１０８    両端部
２０１    回路基板
３０１ａ，３０１ｂ    ２次コイル接続用端子
５０２    ハトメ
６０１    第１コア片
６０２    第２コア片
６０３    止め穴
６０４    磁気ギャップ
【図１】
2007285964.tif 000003
【図２】
2007285964.tif 000004
【図３】
2007285964.tif 000005
【図４】
2007285964.tif 000006
【図５】
2007285964.tif 000007
【図６】
2007285964.tif 000008
【図７】
2007285964.tif 000009