JP5452190B2

JP5452190B2 - 電流センサ及びその組立方法

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Publication number: JP5452190B2
Application number: JP2009271585A
Authority: JP
Inventors: 健治鈴木; 尚也深澤
Original assignee: Asahi Kasei EMD Corp
Current assignee: Asahi Kasei Microdevices Corp
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2029-11-30
Also published as: JP2011112604A

Description

本発明は、電流センサ及びその組立方法に関し、より詳細には、電気機器を対象とする安全規格を考慮しつつ沿面距離の確保と、小型化や小占有面積化を図るように容易な組立を可能にした電流センサ及びその組立方法に関する。

従来の電流センサは、産業用の汎用インバータやモータ制御機器、またはそのような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、略コ字状のコアと、このコアのギャップ部に配置された磁気センサとを備え、これらのコアや磁気センサなどの全体を絶縁樹脂で被覆して一体化を図り、磁気センサによりコアに生じる磁束変化を電流として検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、これらのコアや磁気センサなどをケース部材や蓋部材によって挟持固定するためにコアや磁気センサなどを樹脂モールドして一体化したものも知られている（例えば、特許文献２参照）。

近年、電流センサの小型化や薄型化を図るために、電気機器を対象とする安全規格を考慮しつつ、空間距離や沿面距離に着目した製品開発が求められている。電気部品要素を絶縁物で隔離することなく電気的絶縁を達成するためには、空間距離及び沿面距離（ＣｌｅａｒａｎｃｅａｎｄＣｒｅｅｐａｇｅＤｉｓｔａｎｃｅ）の双方を確保する必要がある。空間距離（ｃｌｅａｒａｎｃｅ）とは、２つの導電性部分間の空間を通る最短距離であり、沿面距離（ｃｒｅｅｐａｇｅｄｉｓｔａｎｃｅ）とは、２つの導電性部分間の絶縁物の表面に沿った最短距離を意味している。絶縁を達成するために必要となるこれらの距離は、必要な絶縁の強度、動作電圧や想定される過電圧の程度、汚染度、絶縁物の耐トラッキング性などを含むいくつもの要因の影響を受けるため、電流センサの開発にも十分な配慮が必要になる。

例えば、特許文献３に記載のものは、三層電線を用いずとも１次回路−２次回路間の沿面距離を確保して組立性を良好にした電流センサに関するもので、ボビン内に形成された筒状のコア脚挿通部内にコアの一方の脚を挿通し、コア脚挿通部の外側のコイル装着部の外周上にコイルのコイル本体を設け、また、コアの連結部側はボビンの側面の外側に位置させ、ボビンによってコイルとコアとの沿面距離を確保できるようにしたものである。

また、特許文献４に記載のものは、電流検出機構及びその組立方法に関するもので、沿面距離の確保に着目したものではないが、脱着可能な２つの被測定電流導体の接合部に配置され、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、空隙部に配置された磁気センサを備えて、電流検出機構の小型化や小占有面積化を図るように組立可能にしたものである。

特開平０９−２５７８３６号公報特開２００９−２２２７２９号公報特開２００５−９０９８２号公報特開２００７−１７８２４１号公報

しかしながら、上述した特許文献１及び２に記載のものは、電流センサの構成要素全体を被覆したり、これらの構成要素を収納してパッケージ化を図り、そのパッケージ内を樹脂モールドしたりするため、一体化するための作業が煩雑であったりして、簡便化や小型化が図れないという問題があった。

また、上述した特許文献３のものは、沿面距離に着目して小型化を図っているものの、電流センサの部品点数の簡素化や組立の簡便化などについては更なる改善の余地が残されていた。

さらに、上述した特許文献４のものは、最小の部品点数で小型かつ容易な組立を実現した点でその意味は大きいものの、少ない構成要素により電流検出機構の組立をユーザが現場で容易にできることを可能にしたもので、電流センサとしての製品を、電気機器を対象とする安全規格を考慮しつつ沿面距離に着目した製品開発に資するものではなかった。したがって、電流センサ単体としての組立の簡便化や小型化を図るにはさらなる改善が求められていた。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、電気機器を対象とする安全規格を考慮しつつ沿面距離の確保を行い、高電圧環境でも動作可能な、かつ小型化や小占有面積化を図るように容易な組立を可能にした電流センサ及びその組立方法を提供することにある。

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、上面に嵌め込み可能な沿面距離を有する第１嵌合部を備え、該第１嵌合部の長手方向で前記上面と下面との間に第１空隙部が形成されている本体ケース部材と、該本体ケース部材の前記上面側に搭載される磁気センサと、被測定電流導体に接続され、前記磁気センサの対面位置で直交方向に配置される１次導体と、前記磁気センサと前記１次導体とを覆うように、下面に前記本体ケース部材の前記第１嵌合部に嵌め込み可能な沿面距離を有する第２嵌合部を備え、該第２嵌合部の長手方向で前記下面と上面との間に第２空隙部が形成されている蓋ケース部材と、前記１次導体を挟み込むように前記本体ケース部材と前記蓋ケース部材の前記第１及び第２空隙部に挿入固定される断面コ字状の磁性体コアとを備え、前記本体ケース部材と前記蓋ケース部材の前記第１及び第２嵌合部で前記沿面距離を確保するとともに、前記磁性体コアの前記断面コ字状にともなうギャップ部に配置された前記磁気センサにより前記磁性体コアに生じる磁束変化を電流として検出することを特徴とする。（実施例１，２）

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記１次導体が、前記本体ケース部材と前記蓋ケース部材とにより密接に挟持されるように、前記本体ケース部材が、複数の前記第１嵌合部を有し、前記１次導体が、前記本体ケース部材の前記第１嵌合部間に組み込まれていることを特徴とする。（実施例１）

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記磁気センサが、前記本体ケース部材と前記蓋ケース部材とにより密接に挟持され、前記１次導体が、前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部に接合配置されていることを特徴とする。（実施例２）

また、請求項４に記載の発明は、請求項１，２又は３に記載の発明において、前記第１の嵌合部及び前記第２の嵌合部のいずれかが凸又は凹を有する矩形又は波状の形状であることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記本体ケース部材と前記蓋ケース部材の前記磁気センサの取付位置に取付溝を有することを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、前記本体ケース部材と前記蓋ケース部材の前記コアの後端位置に係止部を設けたことを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記係止部が、突起又は突起と切欠部との組み合わせであることを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明において、前記本体ケース部材の前記磁気センサの搭載部分に、該磁気センサのリード線の区分け部を設けたことを特徴とする。

また、請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載の発明において、前記蓋ケース部材に嵌合爪を設け、前記本体ケース部材に前記嵌合爪を受け入れる嵌合止めを設けたことを特徴とする。

また、請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９のいずれかに記載の発明において、前記磁性体コアの前記断面コ字状の形状が、断面Ｕ字状又は先端が狭められた断面Ｃ字状の形状を含むことを特徴とする。

また、請求項１１に記載の発明は、請求項１乃至１０のいずれかに記載の発明において、前記磁気センサが、ホールＩＣであることを特徴とする。

また、請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の発明において、前記磁気センサが、磁気検出素子と、該磁気検出素子からの検出信号を処理する信号処理回路とを備え、該信号処理回路には、前記磁気検出素子の検出特性のバラツキを低減するための不揮発性メモリ又は抵抗トリミングの調整可能な機能を有していることを特徴とする。

また、請求項１３に記載の発明は、上面に嵌め込み可能な沿面距離を有する第１嵌合部を備え、該第１嵌合部の長手方向で前記上面と下面との間に第１空隙部が形成されている本体ケース部材を準備するステップと、前記磁気センサの対面位置で直交方向に、被測定電流導体に接続される１次導体を配置するステップと、前記本体ケース部材の前記上面側に磁気センサを搭載するステップと、前記磁気センサと前記１次導体とを覆うように、下面に前記本体ケース部材の前記第１嵌合部に嵌め込み可能な沿面距離を有する第２の嵌合部を備え、該第２嵌合部の長手方向で前記下面と上面との間に第２空隙部が形成されている蓋ケース部材を前記本体ケース部材に嵌め込むステップと、前記１次導体を挟み込むように前記本体ケース部材と前記蓋ケース部材の前記第１及び第２空隙部に断面コ字状のコアを挿入固定するステップとを有し、前記本体ケース部材と前記蓋ケース部材の前記第１及び第２嵌合部で前記沿面距離を確保するとともに、前記コアの前記断面コ字状にともなうギャップ部に配置された前記磁気センサにより前記コアに生じる磁束変化を電流として検出することを特徴とする電流センサの組立方法である。（実施例１，２）

また、請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の発明において、前記１次導体が、前記本体ケース部材と前記蓋ケース部材とにより密接に挟持されるように、前記本体ケース部材が、複数の前記第１嵌合部を有し、前記１次導体が、前記本体ケース部材の前記第１嵌合部間に組み込まれることを特徴とする。（実施例１）

また、請求項１５に記載の発明は、請求項１３に記載の発明において、前記磁気センサが、前記本体ケース部材と前記蓋ケース部材とにより密接に挟持され、前記１次導体が、前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部に接合配置されることを特徴とする。（実施例２）

本発明によれば、１次導体を樹脂ケースで完全に覆ったもので磁性体コアや磁気センサとの沿面距離の確保を行い、高電圧環境でも動作可能な、かつ小型化や小占有面積化を図るように容易な組立を可能にした電流センサ及びその組立方法を実現することができる。

また、磁気センサを樹脂ケースで完全に覆い、１次導体や磁性体コアから磁気センサの端子までの沿面距離を確保したので、実効電流の大きい大電流測定の場合でも動作可能な、かつ小型化や小占有面積化を図るように容易な組立を可能にした電流センサ及びその組立方法を実現することができる。

本発明に係る電流センサの実施形態１を説明するための斜視図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。本発明に係る電流センサの実施形態２を説明するための斜視図である。図３のＢ−Ｂ線断面図である。本発明の実施形態１又は２における磁性体コアと、蓋ケース部材及び本体ケース部材との係合手段の実施例１を説明するための断面図である。本発明の実施形態１又は２における磁性体コアと、蓋ケース部材及び本体ケース部材との係合手段の実施例２を説明するための断面図である。本発明に係る電流センサの組立方法を説明するための工程図である。本発明に係る電流センサの組立方法を説明するためのフローチャートを示す図である。

本発明の要旨に一つは、電気機器を対象とする安全規格を考慮しつつ沿面距離の確保することであるが、沿面距離が空間距離よりも大きいため、この発明では沿面距離のみ考慮すれば良いことになる。そこで、高電圧になる部分は被測定電流が流れる１次導体であり、これに対して、安全規格により保護すべき部位は、制御系ＧＮＤ端子で磁気センサの端子部がこれに相当する。

そのための工夫として、従来の磁気センサ全体をモールドする方式に比べ、樹脂ケースを活用した簡便な嵌合方式を見出したことにより、電流センサや磁性体コアに加わる応力を最小限に抑え、組立後のオフセット変動や温度ドリフトの少ない高精度電流センサを実現することができた。

また、樹脂ケースで各部品を固定する場合、嵌合部に沿って最短沿面距離を考慮する必要があるが、本発明では小型化を実現するため、実施形態１及び２で説明するように、嵌合部を矩形又は波状に形成し、沿面距離を長くすることで高電圧環境でも動作可能な小型電流センサを実現した。

以下、図面を参照して本発明の各実施形態について説明する。
［実施形態１］
図１は、本発明に係る電流センサの実施形態１を説明するための斜視図で、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。本発明の実施形態１は、１次導体を樹脂ケースで完全に覆ったもので磁性体コアや磁気センサとの沿面距離の確保を行った例であり、磁性体コアのギャップが狭く磁気センサと磁性体コアとの距離確保が困難な場合に有効である。

図中符号１０は本体ケース部材（樹脂ケース）、１０ａは第１嵌合部、１０ｂは磁気センサの取付溝、１０ｃはコアの後端位置に設けられた係止部、１０ｄは第１空隙部、２０は磁気センサ、２０ａは磁気センサのリード線、３０は被測定電流導体と接続される一次導体、４０は蓋ケース部材（樹脂ケース）、４０ａは第２嵌合部、４０ｂは磁気センサの位置決め溝、４０ｃはコアの後端位置に設けられた係止部、４０ｄは第２空隙部、５０は磁性体コアを示している。

本発明の実施形態１の電流センサは、本体ケース部材１０と磁気センサ２０と一次導体３０と蓋ケース部材４０と磁性体コア５０の５つの構成要素により簡便な組立可能に構成されている。この組立は、これらの構成要素を従来のような樹脂モールドや接着剤の使用を伴うことなく、嵌合又は接合のみによって実現されている。

本体ケース部材１０は、上面に嵌め込み可能な沿面距離を有する第１嵌合部１０ａを備え、この第１嵌合部１０ａの長手方向で上面と下面との間に第１空隙部１０ｄが形成され、第１嵌合部１０ａは凹凸部を有している。

また、蓋ケース部材４０は、下面に嵌め込み可能な沿面距離を有する第２嵌合部４０ａを備え、この第２嵌合部４０ａの長手方向で下面と上面との間に第２空隙部４０ｄが形成され、第２嵌合部４０ａは凹凸部を有している。

これにより、本体ケース部材１０の凹凸部と蓋ケース部材４０の凹凸部とが互いに嵌め込まれるようになっている。なお、この凹凸部は、矩形又は波状の形状であることが望ましい。

また、本体ケース部材１０の磁気センサ２０の搭載位置には取付溝１０ｂが設けられ、同様に蓋ケース部材４０の磁気センサ２０の取付位置には取付溝４０ｂが設けられ、これらの取付溝１０ｂ，４０ｂにより磁気センサ２０が、本体ケース部材１０と蓋ケース部材４０によって固定されるように構成されている。この磁気センサ２０はホールＩＣであることが望ましい。

また、磁気センサ２０は、磁気検出素子と、この磁気検出素子からの検出信号を処理する信号処理回路とを備え、この信号処理回路には、磁気検出素子の検出特性のバラツキを低減するための不揮発性メモリ又は抵抗トリミングの調整可能な機能を有している。

１次導体３０は、被測定電流導体に接続され、磁気センサ２０の対面位置で直交方向に配置されるように、本体ケース部材１０の２つの第１嵌合部１０ａ間の凹部に嵌め込まれている。つまり、本体ケース部材１０は、複数の第１嵌合部１０ａ，１０ａを有し、１次導体３０は、本体ケース部材１０の第１嵌合部１０ａ，１０ａ間に組み込まれ、蓋ケース部材４０によって押圧されるように構成されている。

断面コ字状の磁性体コア５０は、１次導体３０及び磁気センサ２０を挟み込むように本体ケース部材１０の第１空隙部１０ｄと蓋ケース部材４０の第２空隙部４０ｄとに挿入固定されるように構成されている。また、この磁性体コア５０の断面コ字状の形状は、断面Ｕ字状又は先端が狭められた断面Ｃ字状の形状を含んでいる。

また、磁性体コア５０の後端部、つまり、断面コ字状にともなうギャップ部の反対側の上下端部を止めるように、本体ケース部材１０と蓋ケース部材４０の磁性体コア５０の後端位置には突起からなる係止部１０ｃ，４０ｃが設けられている。

このようにして、本体ケース部材１０と蓋ケース部材４０の第１及び第２嵌合部１０ａ，４０ａで沿面距離を確保するとともに、磁性体コア５０のギャップ部に配置された磁気センサ２０により磁性体コア５０に生じる磁束変化を電流として検出することが可能である。

［実施形態２］
図３は、本発明に係る電流センサの実施形態２を説明するための斜視図で、図４は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。本発明の実施形態２は、磁気センサを樹脂ケースで完全に覆ったもので、１次導体や磁性体コアから磁気センサの端子までの沿面距離を確保した例であり、実効電流の大きい大電流測定の場合、１次導体を厚くしなければならず、そのため磁性体コアと１次導体間の距離確保が難しい場合に有効である。

上述した実施形態１との構成上の相違点は、実施形態２においては、磁気センサの全体が、本体ケース部材と蓋ケース部材とによって密接に挟持されている点の他に、本体ケース部材と蓋ケース部材との嵌合が１箇所のみであり、一次導体と磁性体コアとが空隙部を介して絶縁されている点である。

図中符号１１０は本体ケース部材（樹脂ケース）、１１０ａは第１嵌合部、１１０ｂは磁気センサの取付溝、１１０ｃは磁性体コアの後端位置に設けられた係止部、１１０ｄは第１空隙部、１２０は磁気センサ、１２０ａは磁気センサのリード線、１３０は被測定電流導体と接続される一次導体、１４０は蓋ケース部材（樹脂ケース）、１４０ａは第２嵌合部、１４０ｂは磁気センサの位置決め溝、１４０ｃは磁性体コアの後端位置に設けられた係止部、１４０ｄは第２空隙部、１５０は磁性体コアを示している。

本発明の実施形態２の電流センサは、本体ケース部材１１０と磁気センサ１２０と一次導体１３０と蓋ケース部材１４０と磁性体コア１５０の５つの構成要素により簡便な組立可能に構成されている。この組立は、これらの構成要素を従来のような樹脂モールドや接着剤の使用を伴うことなく、嵌合又は接合のみによって実現されている。

本体ケース部材１１０は、上面に嵌め込み可能な沿面距離を有する第１嵌合部１１０ａを備え、この第１嵌合部１１０ａの長手方向で上面と下面との間に第１空隙部１１０ｄが形成され、第１嵌合部１１０ａは凹凸部を有している。

また、蓋ケース部材１４０は、下面に嵌め込み可能な沿面距離を有する第２嵌合部１４０ａを備え、この第２嵌合部１４０ａの長手方向で下面と上面との間に第２空隙部１４０ｄが形成され、第２嵌合部１４０ａは凹凸部を有している。

これにより、本体ケース部材１１０の凹凸部と蓋ケース部材１４０の凹凸部とが互いに嵌め込まれるようになっている。なお、この凹凸部は、矩形又は波状の形状でもよいことは、上述した実施形態１と同様である。

上述した実施形態１では、第１嵌合部１０ａと第２嵌合部４０ａとが複数組あったが、つまり、磁気センサ２０と１次導体３０との間に１組の嵌合部が設けられ、１次導体３０と磁性体コアとの間にもう一組の嵌合部が設けられていたが、この実施形態２では磁気センサ１２０と１次導体１３０との間に１組の嵌合部が設けられているだけで、一次導体１３０と磁性体コア１５０との絶縁は空隙でなされている。

また、本体ケース部材１１０の磁気センサ１２０の搭載位置には取付溝１１０ｂが設けられ、同様に蓋ケース部材１４０の磁気センサ１２０の取付位置には取付溝１４０ｂが設けられ、これらの取付溝１１０ｂ，１４０ｂにより磁気センサ１２０が、本体ケース部材１１０と蓋ケース部材１４０によって密接に固定されるように構成されている。この磁気センサ１２０はホールＩＣであることが望ましい。なお、磁気センサ１２０の構成については、上述した実施形態１の場合と同様である。

１次導体１３０は、被測定電流導体に接続され、磁気センサ１２０の対面位置で直交方向に配置されるように、第１嵌合部１１０ａと第２嵌合部１４０ａに接合配置されている。

断面コ字状の磁性体コア１５０は、１次導体１３０及び磁気センサ１２０を挟み込むように本体ケース部材１１０の第１空隙部１１０ｄと蓋ケース部材１４０の第２空隙部１４０ｄとに挿入固定されるように構成されている。この磁性体コアの形状については、上述した実施形態１の場合と同様である。また、磁性体コア１５０の後端部、つまり、断面コ字状にともなうギャップ部の反対側の上下端部を止めるように、本体ケース部材１１０と蓋ケース部材１４０の磁性体コア１５０の後端位置には突起の係止部１１０ｃ，１４０ｃが設けられている。

このようにして、本体ケース部材１１０と蓋ケース部材１４０の第１及び第２嵌合部１１０ａ，１４０ａで沿面距離を確保するとともに、磁性体コア１５０のギャップ部に配置された磁気センサ１２０により磁性体コア１５０に生じる磁束変化を電流として検出することが可能である。

図５は、本発明の実施形態１又は２における磁性体コアと、蓋ケース部材及び本体ケース部材との係合手段の実施例１を説明するための断面図である。上述して本発明の実施形態１及び２における磁性体コアと、蓋ケース部材及び本体ケース部材との係合手段は、この実施例１の係合手段を用いている。

磁性体コア５０の後端部、つまり、断面コ字状のギャップ部２０１の反対側の上下端部を止めるように、本体ケース部材１０と蓋ケース部材４０の磁性体コア５０の後端位置には突起からなる係止部１０ｃ，４０ｃが設けられている。

このような構成により、本体ケース部材１０と蓋ケース部材４０の磁性体コア５０の後端部に少なくとも１箇所に突起を設けることで、磁性体コア５０のケース部材内への挿入後に接着することなく磁性体コアを固定することができる。また、この突起を前述の上下端部以外の左右方向に設けても良い。この係止部は、フェライト製の磁性体コアなどの強度的に脆く、外力によりコアにひびや欠けが発生し易い材料の場合に都合が良い。なお、図３に示した本発明の実施形態２においても同様である。

図６は、本発明の実施形態１又は２における磁性体コアと、蓋ケース部材及び本体ケース部材との係合手段の実施例２を説明するための断面図である。

磁性体コア５０の後端部に、断面コ字状のギャップ部２０１の反対側の上下端部を止めるように突起５０ａを設け、本体ケース部材１０と蓋ケース部材４０の磁性体コア５０の後端位置には、磁性体コア５０の突起５０ａを受け入れる切欠部４０ｅが設けられている。

このような構成により、磁性体コアに加わるストレスが最後の一押しのみであるため、磁性体コアへのダメージが少なく、挿入作業が容易になる。この係止部は、微細加工が容易でかつ高い強度を有するケイ素鋼などの金属コアの場合に適している。なお、図３に示した本発明の実施形態２においても同様である。

このように、上述した係止部の実施例１及び２において、接着工程を省くことで熱効果処置が不要になり、その結果、磁気センサへの熱ストレスを低減することができ、信頼性の向上が図れるとともに製造工程の短縮が図れる。

次に、本発明の電流センサの組立方法について以下に説明する。
図７（ａ）乃至（ｅ）は、本発明に係る電流センサの組立方法を説明するための工程図で、図８は、本発明に係る電流センサの組立方法を説明するためのフローチャートを示す図である。なお、図２においては組み立て後の断面図が示されているが、この図７（ａ）乃至（ｅ）においては、組立に必要な種々の構成要素を備えている。なお、以下の組立方法は、上述した実施形態１の場合について説明する。

まず、上面に嵌め込み可能な沿面距離を有する第１嵌合部１０ａを備え、この第１嵌合部１０ａの長手方向で上面と下面との間に第１空隙部１０ｄが形成されている本体ケース部材１０を準備する（図８ステップＳ１）。

この本体ケース部材１０は、磁性体コア５０側の隅に上部右嵌合止め１１と上部左嵌合止め１２とを備え、磁気センサ２０側の隅に下部左嵌合止め１３と下部右嵌合止め１４とを備えている。

また、本体ケース部材１０の上面の一次導体３０のカバー用溝１６が設けられ、その溝１６の表面に一次導体３０の位置決め用ピン１５が設けられており、この位置決め用ピン１５と一次導体３０に設けられた嵌着溝３１とが嵌るようになっている。

また、本体ケース部材１０の上面において、溝１６に隣接するようにして端部に蓋ケース部材４０との位置合わせピン１７が立設され、また、本体ケース部材１０の上面において、この位置合わせピン１７と磁気センサ２０の取り付け側との間に磁気センサの位置決め溝１８が設けられ、この磁気センサ２０の取り付け側には磁気センサ２０の複数のリード線２０ａに対応する複数の区分け溝１９を設けて区分け部が形成されている。この区分け部によりケース内への塵の進入や、リード線間の短絡を防ぐことができる。

次に、磁気センサ２０の対面位置で直交方向に、被測定電流導体に接続される１次導体３０を配置する（図７（ａ）及び図８ステップＳ２）。つまり、上述したように、本体ケース部材１０に設けられた位置決め用ピン１５と一次導体３０に設けられた嵌着溝３１とが嵌め合わされて嵌着される。

次に、本体ケース部材１０に設けられた位置決め溝１８に磁気センサ２０を搭載し（図７（ｂ）及び図８ステップＳ３）、磁気センサ２０のリード線２０ａは、区分け部を構成する複数の区分け溝１９によって複数のリード線２０ａの各々は区分けされる。

次に、磁気センサ２０と１次導体３０とを覆うように、下面に本体ケース部材１０の第１嵌合部１０ａに嵌め込み可能な沿面距離を有する第２嵌合部４０ａを備え、この第２嵌合部４０ａの長手方向で下面と上面との間に第２空隙部４０ｄが形成されている蓋ケース部材４０を準備する（図８ステップＳ４）。

この蓋ケース部材４０は、本体ケース部材１０に設けられた、上部右嵌合止め１１と上部左嵌合止め１２と、下部左嵌合止め１３と下部右嵌合止め１４に対応するように、上部右嵌合爪４１と上部左嵌合爪４２と、下部左嵌合爪４３と下部右嵌合爪４４とを備えている。

また、蓋ケース部材４０には、本体ケース部材１０の上面に嵌着された一次導体３０を覆うカバー用溝４６が設けられ、また、本体ケース部材１０の上面に設けられた位置合わせピン１７に対応するように、位置合わせ溝４７が設けられている。また、本体ケース部材１０に設けられた磁気センサの位置決め溝１８に対応した磁気センサの位置決め溝４８が設けられている。

次に、蓋ケース部材４０を本体ケース部材１０に被せる（図７（ｃ）及び図８ステップＳ５）。この場合、本体ケース部材１０に設けられた上部右嵌合止め１１が、蓋ケース部材４０に設けられた上部右嵌合爪４１と嵌合するように位置決めされ、上部左嵌合止め１２が上部左嵌合爪４２と、下部左嵌合止め１３が下部左嵌合爪４３と、下部右嵌合止め１４が下部右嵌合爪４４と、位置合わせピン１７が位置合わせ溝４７とそれぞれ嵌合するように位置決めされる。

次に、１次導体３０を挟み込むように本体ケース部材１０と蓋ケース部材４０の第１空隙部１０ｄと第２空隙部４０ｄに断面コ字状の磁性体コア５０を挿入固定する（図７（ｄ）及び図８ステップＳ６）。

なお、実施形態２における組立方法についても、上述した実施形態１の組立方法と同様に実施される。

１０，１１０本体ケース部材
１０ａ，１１０ａ第１嵌合部
１０ｂ，１１０ｂ磁気センサの取付溝
１０ｃ，１１０ｃコアの後端位置に設けられた係止部
１０ｄ，１１０ｄ第１空隙部
１１上部右嵌合止め
１２上部左嵌合止め
１３下部左嵌合止め
１４下部右嵌合止め
１５位置決め用ピン
１６本体ケース側のカバー用溝
１７位置合わせピン
１８本体ケース側の位置決め溝
１９区分け溝
２０，１２０磁気センサ
２０ａ，１２０ａ磁気センサのリード線
３０，１３０被測定電流導体と接続される一次導体
３１嵌着溝
４０，１４０蓋ケース部材
４０ａ，１４０ａ第２嵌合部
４０ｂ，１４０ｂ磁気センサの位置決め溝
４０ｃ，１４０ｃコアの後端位置に設けられた係止部
４０ｄ，１４０ｄ第２空隙部
４０ｅ，１４０ｅ切欠部
４１上部右嵌合爪
４２上部左嵌合爪
４３下部左嵌合爪
４４下部右嵌合爪
４６蓋ケース側のカバー用溝
４７本体ケース側の位置合わせ溝
４８蓋ケース側の位置決め溝
５０，１５０コア
５０ａ，１５０ａ突起
２０１ギャップ部

Claims

上面に嵌め込み可能な沿面距離を有する第１嵌合部を備え、該第１嵌合部の長手方向で前記上面と下面との間に第１空隙部が形成されている本体ケース部材と、
該本体ケース部材の前記上面側に搭載される磁気センサと、
被測定電流導体に接続され、前記磁気センサの対面位置で直交方向に配置される１次導体と、
前記磁気センサと前記１次導体とを覆うように、下面に前記本体ケース部材の前記第１嵌合部に嵌め込み可能な沿面距離を有する第２嵌合部を備え、該第２嵌合部の長手方向で前記下面と上面との間に第２空隙部が形成されている蓋ケース部材と、
前記１次導体を挟み込むように前記本体ケース部材と前記蓋ケース部材の前記第１及び第２空隙部に挿入固定される断面コ字状の磁性体コアとを備え、
前記本体ケース部材と前記蓋ケース部材の前記第１及び第２嵌合部で前記沿面距離を確保するとともに、前記磁性体コアの前記断面コ字状にともなうギャップ部に配置された前記磁気センサにより前記磁性体コアに生じる磁束変化を電流として検出することを特徴とする電流センサ。
前記１次導体が、前記本体ケース部材と前記蓋ケース部材とにより密接に挟持されるように、前記本体ケース部材が、複数の前記第１嵌合部を有し、前記１次導体が、前記本体ケース部材の前記第１嵌合部間に組み込まれていることを特徴とする請求項１記載の電流センサ。
前記磁気センサが、前記本体ケース部材と前記蓋ケース部材とにより密接に挟持され、前記１次導体が、前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部に接合配置されていることを特徴とする請求項１記載の電流センサ。
前記第１の嵌合部及び前記第２の嵌合部のいずれかが凸又は凹を有する矩形又は波状の形状であることを特徴とする請求項１，２又は３記載の電流センサ。
前記本体ケース部材と前記蓋ケース部材の前記磁気センサの取付位置に取付溝を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電流センサ。
前記本体ケース部材と前記蓋ケース部材の前記コアの後端位置に係止部を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電流センサ。
前記係止部が、突起又は突起と切欠部との組み合わせであることを特徴とする請求項６に記載の電流センサ。
前記本体ケース部材の前記磁気センサの搭載部分に、該磁気センサのリード線の区分け部を設けたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の電流センサ。
前記蓋ケース部材に嵌合爪を設け、前記本体ケース部材に前記嵌合爪を受け入れる嵌合止めを設けたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の電流センサ。
前記磁性体コアの前記断面コ字状の形状が、断面Ｕ字状又は先端が狭められた断面Ｃ字状の形状を含むことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の電流センサ。
前記磁気センサが、ホールＩＣであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の電流センサ。
前記磁気センサが、磁気検出素子と、該磁気検出素子からの検出信号を処理する信号処理回路とを備え、該信号処理回路には、前記磁気検出素子の検出特性のバラツキを低減するための不揮発性メモリ又は抵抗トリミングの調整可能な機能を有していることを特徴とする請求項１１に記載の電流センサ。
上面に嵌め込み可能な沿面距離を有する第１嵌合部を備え、該第１嵌合部の長手方向で前記上面と下面との間に第１空隙部が形成されている本体ケース部材を準備するステップと、
前記磁気センサの対面位置で直交方向に、被測定電流導体に接続される１次導体を配置するステップと、
前記本体ケース部材の前記上面側に磁気センサを搭載するステップと、
前記磁気センサと前記１次導体とを覆うように、下面に前記本体ケース部材の前記第１嵌合部に嵌め込み可能な沿面距離を有する第２の嵌合部を備え、該第２嵌合部の長手方向で前記下面と上面との間に第２空隙部が形成されている蓋ケース部材を前記本体ケース部材に嵌め込むステップと、
前記１次導体を挟み込むように前記本体ケース部材と前記蓋ケース部材の前記第１及び第２空隙部に断面コ字状のコアを挿入固定するステップとを有し、
前記本体ケース部材と前記蓋ケース部材の前記第１及び第２嵌合部で前記沿面距離を確保するとともに、前記コアの前記断面コ字状にともなうギャップ部に配置された前記磁気センサにより前記コアに生じる磁束変化を電流として検出することを特徴とする電流センサの組立方法。
前記１次導体が、前記本体ケース部材と前記蓋ケース部材とにより密接に挟持されるように、前記本体ケース部材が、複数の前記第１嵌合部を有し、前記１次導体が、前記本体ケース部材の前記第１嵌合部間に組み込まれることを特徴とする請求項１３に記載の電流センサの組立方法。
前記磁気センサが、前記本体ケース部材と前記蓋ケース部材とにより密接に挟持され、前記１次導体が、前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部に接合配置されることを特徴とする請求項１３に記載の電流センサの組立方法。