(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースの貫通部に測定対象の電線を挿通させることで、該電線を流れる電流を測定可能な電流センサにおいて、
前記ケースを、電流測定機能を発揮するのに必須の部品を収容するケース本体と、該ケース本体の開口を塞ぐように後付け固定されるカバーとで構成し、該カバーに、測定対象の電線に対応した前記貫通部を構成する筒状ガイドを一体に形成したことを特徴とする電流センサ。
【請求項２】
請求項１記載の電流センサであって、
前記カバーに、前記貫通部に挿通させた電線に対し締め付け可能な電線係止バンドを一体に形成したことを特徴とする電流センサ。
【請求項３】
請求項１記載の電流センサであって、
前記カバーに、前記貫通部に挿通させた電線に対し嵌着可能な電線固定具を可撓性を有するヒンジ片を介して一体に形成したことを特徴とする電流センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケースの貫通部に測定対象の電線を挿通させることで、該電線を流れる電流を測定可能な電流センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電流センサは、特開平６−２８９０５９号公報や実開平７−３６０７１号公報等において広く知られている。図７，図８は、それらの公報に記載のものに類似する従来の電流センサの例を示している。
【０００３】
図７は電流センサ１の使用時の状態を示す斜視図、図８は電流センサ１の構成図である。この電流センサ１のケース２は、ケース本体３と、該ケース本体３に振動溶着あるいは超音波溶着されたカバー４とからなる。ケース２は、測定対象である電線（この例ではブスバー）Ｗｂを挿通させるための貫通部５を有している。
【０００４】
ケース２の内部には、図８（ｃ）に示すように、電線Ｗｂを通すための貫通部５を囲むように環状の空間６が形成されており、その空間６にコア７が収容されている。コア７は、貫通部５を取り囲むような環状のもので、一箇所に磁気ギャップを有しており、その磁気ギャップにホール素子（磁気感応素子）８が配されている。ホール素子８は、ケース２内に収容固定された回路基板９に実装されており、回路基板９には、ホール素子８と共に、該ホール素子８に所定電流を流す電源回路や、ホール素子８の出力信号を処理して電線Ｗｂを流れる電流を検出する処理回路等が実装されている。１０は回路基板９と外部回路との接続用コネクタ、１１は端子であり、ケース本体３に予め埋め込まれている。
【０００５】
この電流センサ１を得るには、ケース本体３の内部に、コア７を収容すると共に、ホール素子８等を実装した回路基板９を収容し、回路基板９と端子１１を接続した後、カバー４を被せて、振動溶着や超音波溶着によりケース本体３とカバー４を気密に一体化する。これにより電流センサ１を得ることができる。なお、符号１２で示す部分が、ケース本体３とカバー４の溶着箇所である。
【０００６】
この電流センサ１を使用する場合は、電線Ｗｂをケース２の貫通部５に挿通させてセットし、ホール素子８に所定の電流を流す。そうすると、電線Ｗｂを流れる電流に基づいて発生する磁束がコア７の磁気ギャップを通過することになるので、その磁束に応じてホール素子８に信号電圧が生じ、その信号電圧に基づいて処理回路によって電線Ｗｂを流れる電流値が検出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この電流センサ１には電線を通すための貫通部５がケース２に設けられているが、電線の種類や径の違いによっては、貫通部５と電線との間に大きな遊びができてしまい、振動やがたつきの原因となったり、場合によってはそれが原因でセンサの破損やセンサのズレによる検出精度の悪化を招いたりするおそれがあった。また、それを防止するために、貫通部の形状や大きさを違えた多数のバリエーションの電流センサを用意することも考えられるが、そうするとコストアップになるという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記事情を考慮し、測定対象の電線の種類や径の違い等に柔軟に対応することができ、電線と貫通部との間に余計なあそびができないようにして、バリエーションの減少によるコストダウンを図れるようにした電流センサを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ケースの貫通部に測定対象の電線を挿通させることで、該電線を流れる電流を測定可能な電流センサにおいて、前記ケースを、電流測定機能を発揮するのに必須の部品を収容するケース本体と、該ケース本体の開口を塞ぐように後付け固定されるカバーとで構成し、該カバーに、測定対象の電線に対応した前記貫通部を構成する筒状ガイドを一体に形成したことを特徴とする。
【００１０】
この発明では、ケース本体の開口を塞ぐためにケース本体に後付けするカバーに筒状ガイドを設け、その筒状ガイドに、測定対象の電線を挿通させるための貫通部を形成しているので、電線の形状や径の大きさの違いに応じた貫通部を有するカバーをケース本体に取り付けるだけで、電線と貫通部との間に生じる余計な遊びを確実に無くすことができる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１記載の電流センサであって、前記カバーに、前記貫通部に挿通させた電線に対し締め付け可能な電線係止バンドを一体に形成したことを特徴とする。
【００１２】
この発明では、カバーに電線係止バンドを一体に設けたので、電線係止バンドで電線を締め付けることにより、電流センサを電線に固定することができる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１記載の電流センサであって、前記カバーに、前記貫通部に挿通させた電線に対し嵌着可能な電線固定具を可撓性を有するヒンジ片を介して一体に形成したことを特徴とする。
【００１４】
この発明では、カバーに電線固定具を一体に設けたので、電線固定具を電線に嵌着させることにより、電流センサを電線に固定することができる。また、電線固定具は可撓性を有するヒンジ片を介して取り付けているので、電線をセンサに挿通させる際に電線固定具が邪魔にならないようにすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態の電流センサ２０の使用状態を示す斜視図、図２は同電流センサ２０の構成図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）図のＩＩｃ−ＩＩｃ矢視断面図である。
【００１７】
この電流センサ２０のハウジングを構成する樹脂製のケース２２は、略円環容器形のケース本体２３と、該ケース本体２３の上面開口を塞ぐ略円環板状のカバー２４とからなる。カバー２４は、図２（ｃ）に示すように、ケース本体２３の内周壁２３ａと外周壁２３ｂの上端縁に、振動溶着あるいは超音波溶着等の手段で固着されている。図中符号３５で示す部分が溶着箇所である。
【００１８】
ケース２２は、測定対象であるケーブル（電線）Ｗａを挿通させるための貫通部２５を有している。カバー２４の内周部には、測定対象のケーブルＷａに対応した内径を有する筒状ガイド２４ａが一体に形成されており、前記の貫通部２５は、この筒状ガイド２４ａによって構成されている。そのため、ケース本体２３の内周壁２３ａの内径は、想定されるケーブルＷａの外径よりもかなり大きめに設定され、筒状ガイド２４ａは、ケース本体２３の中心孔内に同心状に余裕スペースをもって挿入されている。
【００１９】
ケース本体２３の内部には、内周壁２３ａと外周壁２３ｂと底壁２３ｃとによって、ケーブルＷａを通すための貫通部２５を囲む環状の収容空間２６が形成されており、その収容空間２６にコア２７が収容されている。コア２７は、貫通部２５を取り囲むような環状をなし、一箇所に磁気ギャップを有しており、その磁気ギャップにホール素子（磁気感応素子）２８が配されている。
【００２０】
ホール素子２８は、ケース本体２３内に収容固定された回路基板２９に実装されており、回路基板２９には、ホール素子２８と共に、ホール素子２８に所定電流を流す電源回路やホール素子２８の出力信号を処理してケーブルＷａを流れる電流を検出する処理回路等が実装されている。
【００２１】
ケース本体２３のカバー２４を取り付けた側と反対側の面には、外部回路からのリード線を接続するためのコネクタ３０が設けられており、このコネクタ３０のハウジング内に、回路基板２９に接続されたコネクタ端子３１が設けられている。
【００２２】
ここで、本実施形態におけるケース２２のカバー２４の筒状ガイド２４ａは、測定対象のケーブルＷａの外径に対応した大きさの円筒形に形成されているが、挿通させる電線の断面形状や大きさに応じて形状や大きさを変更することができる。例えば、挿通させる電線がブスバーの場合、ブスバーの断面形状に対応した矩形筒状とするのが望ましい。
【００２３】
この電流センサ２０を得るには、ケース本体２３の内部に、コア２７を収容すると共に、ホール素子２８等を実装した回路基板２９を収容し、回路基板２９と予めケース本体２３に埋設してある端子３１を接続する。これにより、電流測定機能を発揮する上での必須部品を組み込んだセンサの本体部分２０Ａが完成することになる。
【００２４】
あとは、このセンサの本体部分２０Ａに対し、対象となるケーブルＷａに対応した筒状ガイド２４ａを有したカバー２４を被せる。そして、振動溶着や超音波溶着によりケース本体２３とカバー２４を気密に一体化することにより、完成品の電流センサ２０が出来上がる。
【００２５】
この電流センサ２０を使用する場合は、図１に示すように、測定対象のケーブル（電線）Ｗａをカバー２４の筒状ガイド２４ａで構成した貫通部２５に挿通させてセットし、ホール素子２８に所定の電流を流す。そうすると、ケーブルＷａを流れる電流に基づいて発生する磁束がコア２７の磁気ギャップを通過することになるので、その磁束に応じてホール素子２８に信号電圧が生じ、その信号電圧に基づいて処理回路によってケーブルＷａを流れる電流値が検出される。
【００２６】
このように、本実施形態の電流センサ２０によれば、ケース２２のカバー２４に筒状ガイド２４ａを設け、この筒状ガイド２４ａによって電線（ケーブルＷａ）を通すための貫通部２５を構成しているので、電線の形状や径の大きさの違いに応じて筒状ガイド２４ａの形状や大きさの異なるカバー２４を予め組み上げたセンサの本体部分２０Ａに固定することによって、電線と貫通部２５との間に生じる余計な遊びを確実に無くすことができ、センサの取り付け状態における振動やがたつきを防止することができる。従って、電線の種類や大きさに影響されることなく、センサの位置ズレを無くすことができ、安定した精度の出力を得ることができる。
【００２７】
また、必要に応じてカバー２４を変更するだけで多種類の電線に柔軟に対応することができることから、電流センサ２０の本体部分２０Ａのバリエーションを減少させることができて、コストダウンを図ることができる。
【００２８】
＜第２実施形態＞
図３は本発明の第２実施形態の電流センサ５０の使用状態を示す斜視図、図４は同電流センサ５０の構成図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。
【００２９】
この電流センサ５０は、前記ケース２２のカバーとして、貫通部２５に挿通させたケーブルＷａに対し締め付け可能な電線係止バンド４０を一体に有するカバー２４Ｂを用いたものである。電線係止バンド４０を取り付けた点以外は、第１実施形態と同じである。
【００３０】
電線係止バンド４０は、「束線バンド」とも呼ばれる可撓樹脂バンドであり、バンド部４２と、バンド部４２の先端を通して係止する係止部４３とを有し、つなぎ片４１を介して筒状ガイド２４ａの先端に一体に設けられている。
【００３１】
この電流センサ５０は、図３に示すように、貫通部２５にケーブルＷａを通した状態で電線係止バンド４０でケーブルＷａを締め付けることにより、ケーブルＷａに確実に固定することができる。従って、がたつきや振動を確実に防止することができる。
【００３２】
＜第３実施形態＞
図５は本発明の第３実施形態の電流センサ６０の使用状態を示す斜視図、図６は同電流センサ６０の構成図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図である。
【００３３】
この電流センサ６０は、前記ケース２２のカバーとして、貫通部２５に挿通させたケーブルＷａに対し嵌着可能な電線固定具４５を一体に有するカバー２４Ｃを用いたものである。電線固定具４５を取り付けた点以外は、第１実施形態と同じである。
【００３４】
電線固定具４５は、Ｃ形断面の半筒状のもので、可撓性を有するヒンジ片４６を介して筒状ガイド２４ａの先端に一体に設けられており、ケーブルＷａを貫通部２５に通す際には邪魔にならない位置にある。
【００３５】
この電流センサ６０は、図５に示すように、貫通部２５にケーブルＷａを通した状態で電線固定具４５をケーブルＷａに嵌着させることにより、ケーブルＷａに確実に固定することができる。従って、がたつきや振動を確実に防止することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、電線を通すための貫通部をケース本体に後付けするカバーに設けた筒状ガイドで構成したので、電線に対応した筒状ガイドを有するカバーをセンサの本体部分（ケース本体側の部分）に取り付けるだけで、電線と貫通部との間に生じる遊びを無くすことができ、取り付け状態における振動やがたつきを防止することができる。従って、測定対象電線がケーブルの場合であってもブスバーの場合であっても、位置ズレすることなく、安定した精度の出力を得ることができる。また、カバーを変更するだけで多種類の電線に柔軟に対応することができるので、センサの本体部分のバリエーションを減少させることができ、コストダウンが図れる。
【００３７】
請求項２の発明によれば、カバーに電線係止バンドを一体に設けたので、請求項１の発明の効果に加えて、電線係止バンドで電線を締め付けることにより、電流センサを電線に固定することができるという効果が得られる。
【００３８】
請求項３の発明によれば、カバーに電線固定具を一体に設けたので、請求項１の発明の効果に加えて、電線固定具を電線に嵌着させることにより、電流センサを電線に固定することができるという効果が得られる。また、電線固定具はヒンジ片を介して取り付けているので、電線をセンサに挿通させる際に電線固定具が邪魔にならないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の電流センサの使用状態を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態の電流センサの構成図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）図のＩＩｃ−ＩＩｃ矢視断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態の電流センサの使用状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態の電流センサの構成図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。
【図５】本発明の第３実施形態の電流センサの使用状態を示す斜視図である。
【図６】本発明の第３実施形態の電流センサの構成図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は上面図である。
【図７】従来の電流センサの使用状態を示す斜視図である。
【図８】図７の電流センサの構成図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）図のＶＩＩＩｃ−ＶＩＩＩｃ矢視断面図である。
【符号の説明】
２０，５０，６０  電流センサ
２０Ａ  本体部分
２２  ケース
２３  ケース本体
２４  カバー
２４ａ  筒状ガイド
２５  貫通部
４０  電線係止バンド
４５  電線固定具
４６  ヒンジ片
【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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【図７】
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【図８】
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