(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上辺コア部と、該上辺コア部をその一側端部にて下支えする縦辺コア部と、前記上辺コア部の他側端部と前記縦辺コア部とを各別に下支えして閉磁路を形成すべく配設される他側コア部とからなる磁気コアと、他側コア部における前記縦辺コア部の当接面との対向面上に設けられた少なくともホール素子と該ホール素子から各別に引き出された複数本の電極とを有してなる磁電変換部とで、前記上辺コア部を摺動操作して導入された活線状態にある被測定導線の電流の検出を自在に形成されたクランプ式電流センサにおいて、前記磁電変換部は、前記縦辺コア部の当接面との対向面上に形成された絶縁層と、該絶縁層上に少なくとも２以上の突出部を有して配設されたホール素子と、それぞれの突出部から各別に引き出された複数本の電極と、該電極の開放端部を除く部位と前記ホール素子とを覆う保護膜とで構成するとともに、前記ホール素子は、それぞれの突出部に対する各電極の接続部におけるそれぞれの内側境界縁を含む中央部位が縦辺コア部の前記当接面の面内に位置するようにして配設したことを特徴とするクランプ式電流センサ。
【請求項２】
前記他側コア部は、上辺コア部をその他側端部にて下支えするＬ形縦辺コア部と、該Ｌ形縦辺コア部と前記縦辺コア部とを下支えする下辺コア部とで形成したことを特徴とする請求項１記載のクランプ式電流センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、組立時における衝撃ストレスや温度耐久試験時に晒される過度な温度ストレスを受けた際にホール素子を効果的に保護して特性劣化を来さないようにした耐久性に富むクランプ式電流センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
クランプ式電流センサは、活線状態にある電線等の被測定導線を外包して測定するクランプ式電流計の重要な構成部材であり、このうち、交直両用のクランプ式電流センサに関しては、巻線が施されて開閉自在に組み合わされる磁気コアと、該磁気コアにより形成される閉磁路中に介在配置されるホール素子とを少なくとも備えて形成されている。
【０００３】
図３は、上記した交直両用のクランプ式電流センサ（巻線部を除く）の一般的な要部構成例についての正面図を、図４は、図３の右側面図をそれぞれ示す。
【０００４】
これらの図によれば、クランプ式電流センサ１を構成する磁気コア１２は、活線状態にある被測定導線の出入が可能に矢印方向での開閉が自在に配設される略コ字形を呈する上辺コア部１３と、該上辺コア部１３を右端側にて略Ｉ字形を呈し、かつ、当接面１５の磁束密度を大きくするために下側部を次第に縮径させた切削面１４ａを有して下支えする縦辺コア部１４と、上辺コア部１３を左端側にて下支えするＬ形縦辺コア部１５と、縦辺コア部１４とＬ形縦辺コア部１７とを下支えして閉磁路を形成する水平状の下辺コア部１８とで形成されている。
【０００５】
また、上記磁気コア１２により形成される閉磁路中に介在配置される従来例としての磁電変換部２は、図３におけるＡ−Ａ線矢視方向での断面を拡大して示す図５と、図５における下辺コア部１８の側を平面方向からみた図６とに詳しく示されているように、下辺コア部１８における縦辺コア部１４の当接面１５との対向面上に形成された絶縁層３と、該絶縁層３上に四方に突出させた突出部５を有して配設された略十字形を呈するホール素子４と、該ホール素子４のそれぞれの突出部５から各別に引き出された計４本の電極６と、該電極６の開放端部６ａを除く部位とホール素子４とを覆う保護膜８とで形成されている。
【０００６】
このため、上記構成からなるクランプ式電流センサ１によれば、磁気コア１２の上辺コア部１３を開方向に摺動させて活線状態にある被測定導線を導入してから閉方向に再度摺動させた後に、該被測定導線の電流を検出することができることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記構成からなるクランプ式電流センサ１における縦辺コア部１４の当接面１５は、磁電変換部２の側に図６中に斜線で示す方形範囲（当接面１５における外周縁１５ａの囲繞領域）に当接している。
【０００８】
つまり、縦辺コア部１４の当接面１５は、その外周縁１５ａがホール素子４のそれぞれの突出部５に各別に接続されている電極６の接続部７における内側境界縁７ａとほぼ同じ位置もしくは内側境界縁６ａよりもやや内側に位置した状態のもとで磁電変換部２における保護膜８と当接することになる。
【０００９】
このため、例えば温度耐久試験を行って膨張と収縮を繰り返すうち、当接面１５の四隅に位置する角部１６が電極６の接続部７における内側境界縁７ａ上に位置する部位の保護膜８に微動しながら摺接して損傷を与える結果、ホール素子４に対する保護が不十分となってその特性を劣化させてしまうといった不都合があった。また、磁電変換部２自体の強度が縦辺コア部１４の強度よりも相対的に低いため、直接に縦辺コア部１４の角部１６の応力が加わるとホール素子４側にダメージを受けやすいといった不具合もあった。さらに、磁気コア１２を組み立てる際においても、同様に縦辺コア部１４の当接面１５の四隅に位置する角部１６が衝接するなどして保護膜８を傷付けたりする問題があった。
【００１０】
本発明は従来技術にみられた上記課題に鑑み、組立時における衝撃ストレスや温度耐久試験時にさらされる過度な温度ストレスからホール素子を効果的に保護して、特性劣化を来さない耐久性に富むクランプ式電流センサを提供することにその目的がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成すべくなされたものであり、その構成上の特徴は、上辺コア部と、該上辺コア部をその一側端部にて下支えする縦辺コア部と、前記上辺コア部の他側端部と前記縦辺コア部とを各別に下支えして閉磁路を形成すべく配設される他側コア部とからなる磁気コアと、他側コア部における前記縦辺コア部の当接面との対向面上に設けられた少なくともホール素子と該ホール素子から各別に引き出された複数本の電極とを有してなる磁電変換部とで、前記上辺コア部を摺動操作して導入された活線状態にある被測定導線の電流の検出を自在に形成されたクランプ式電流センサにおいて、前記磁電変換部は、前記縦辺コア部の当接面との対向面上に形成された絶縁層と、該絶縁層上に少なくとも２以上の突出部を有して配設されたホール素子と、それぞれの突出部から各別に引き出された複数本の電極と、該電極の開放端部を除く部位と前記ホール素子とを覆う保護膜とで構成するとともに、前記ホール素子は、それぞれの突出部に対する各電極の接続部におけるそれぞれの内側境界縁を含む中央部位が縦辺コア部の前記当接面の面内に位置するようにして配設したことにある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係るクランプ式電流センサ１１は、図２と図３とに示されているように、活線状態にある被測定導線の出入が可能に矢印方向での開閉が自在に配設される例えば略コ字形を呈する上辺コア部１３と、該上辺コア部１３を右端側にて略Ｉ字形を呈して下支えする縦辺コア部１４と、上辺コア部１３を左端側にて下支えするＬ形縦辺コア部１７と、これら縦辺コア部１４とＬ形縦辺コア部１７とを下支えして閉磁路を形成する水平状の下辺コア部１８とからなる磁気コア１２と、下辺コア部１８における縦辺コア部１４の当接面１５との対向面上に設けられた磁電変換部２２とで、上辺コア部１３を摺動操作して導入された活線状態にある被測定導線の電流の検出を自在にして形成されている。なお、磁気コア１２自体の構成は、図示例に限られるものではなく、例えば、上辺コア部（図示例の上辺コア部１３に相当）と、該上辺コア部をその一側端部にて下支えする縦辺コア部（図示例の略Ｉ字形を呈する縦辺コア部１４に相当）と、前記上辺コア部の他側端部と前記縦辺コア部とを各別に下支えする他側コア部（図示例のＬ形縦辺コア部１７と下辺コア部１８とを一体化したものに相当）とで構成するなど、磁気回路が閉磁路を形成するものであればよい。
【００１３】
一方、磁気コア１２により形成される閉磁路中に介在配置される磁電変換部２２は、図３におけるＡ−Ａ線矢視方向での断面を拡大して示す図１と、図１における下辺コア部１８の側を平面方向からみた図２とに詳しく示されているように、下辺コア部１７における縦辺コア部１４の当接面１５との対向面上に形成された例えばＳｉＯ2 などで製膜された絶縁層２３と、該絶縁層２３上に例えば四方へと突出させた突出部２５を有して配設された略十字形を呈するなどして形成されたホール素子２４と、該ホール素子２４のそれぞれの突出部２５から各別に引き出された例えば計４本のアルミニウムなどの導電材からなる電極２６と、該電極２６の開放端部２６ａを除く部位とホール素子２４とを図２に斜線でその範囲を示したようにして覆う例えばＳｉＯ2 などで製膜された保護膜２８とで形成されている。なお、ホール素子２４と電極２６との配設関係は、図示例に限られるものではなく、ホール素子２４の適宜の突出部２５との関係で定まる適宜本数の電極２６を接続するものであればよい。
【００１４】
しかも、ホール素子２４は、それぞれの突出部２５に対する各電極２６の接続部２７におけるそれぞれの内側境界縁２７ａを含む中央部位が縦辺コア部１４の当接面１５の面内に位置するようにして配設されている。
【００１５】
これを図２に即してより詳しく説明すれば、縦辺コア部１４の当接面１５は、その外周縁１５ａが同図中に一点鎖線で示すように、ホール素子２４のそれぞれの突出部２５に各別に接続されている電極２６の接続部２７における内側境界縁２７ａの外側に位置した状態のもとで磁電変換部２２における保護膜２８に当接している。
【００１６】
つまり、縦辺コア部１４の当接面１５は、ホール素子２４のそれぞれの突出部２５に接続されている電極２６の接続部２７における内側境界縁２７ａよりも外側にその外周縁１５ａが位置するようにして、ホール素子２４を含む磁電変換部２２の中央部位と当接する位置関係のもとで配置されている。
【００１７】
本発明はこのようにして構成されているので、これを組み立てる際の縦辺コア部１４の当接面１５は、磁電変換部２２の中央部位に位置する保護膜２８に対し図２中に一点鎖線で示す範囲で直接に当接することになる。
【００１８】
したがって、組立時に縦辺コア部１４の当接面１５がその四隅に位置する角部１６にて下辺コア部１８の磁電変換部２２の側と衝接することがあっても、これらの角部１６は、そのいずれもがホール素子２４の各突出部２５に対する各電極２６の接続部２７におけるそれぞれの内側境界縁２７ａの外側に位置することになるので、磁電変換部２２の中央部位、つまりホール素子２４が損傷されてしまうような不測の事態の発生を効果的に回避させることができる。したがって、磁電変換部２２を構成しているホール素子２４は、組立時において特性の劣化を来すことなく配置することができる。
【００１９】
また、組立完成後に、例えば温度耐久試験を実施することによりその全体に対する膨張・収縮が繰り返されることあっても、縦辺コア部１４の当接面１５の四隅に位置する角部１６は、そのいずれもが各電極２６の接続部２７におけるそれぞれの内側境界縁２７ａの外側に位置する結果、ホール素子２４が損傷を受けることを確実に防止することができる。したがって、特性劣化を来さない耐久性に富む製品として安定的に提供することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、クランプ式電流センサの磁電変換部は、磁気コアの組立時に前記当接面の四隅に位置する角部と衝接することがあっても、これらの角部は、そのいずれもが各電極部の接続部におけるそれぞれの内側境界縁の外側に位置する結果、ホール素子の中央部位が損傷を受けることを確実に防止することができる。
【００２１】
また、組立完成後に、例えば温度耐久試験によりその全体に対する膨張・収縮を繰り返し行うことがあっても、縦辺コア部の当接面におけるそれぞれの角部は、そのいずれもが各電極部の接続部におけるそれぞれの内側境界縁の外側に位置する結果、これらの角部によりホール素子の中央部位が損傷を受けることを確実に防止して特性劣化を来さない耐久性に富む製品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の要部構造例を拡大して示す縦断面図。
【図２】図１における磁電変換部を平面側からみた場合の説明図。
【図３】クランプ式電流センサの外観構成例を一部を省略して示す正面図。
【図４】図３の右側面図。
【図５】磁電変換部の従来例を拡大して示す縦断面図。
【図６】図５における磁電変換部を平面側からみた場合の説明図。
【符号の説明】
１，１１  クランプ式電流センサ
１２  磁気コア
１３  上辺コア部
１４  縦辺コア部
１４ａ  切削面
１５  当接面
１５ａ  外周縁
１６  角部
１７  Ｌ形縦辺コア部
１８  下辺コア部
２，２２  磁電変換部
３，２３  絶縁層
４，２４  ホール素子
５，２５  突出部
６，２６  電極
７，２７  接続部
７ａ，２７ａ  内側境界縁
８，２８  保護膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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