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JP2521561B2 - 電流感知装置及び電流感知モジュ―ル - Google Patents

電流感知装置及び電流感知モジュ―ル

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JP2521561B2
JP2521561B2 JP2141205A JP14120590A JP2521561B2 JP 2521561 B2 JP2521561 B2 JP 2521561B2 JP 2141205 A JP2141205 A JP 2141205A JP 14120590 A JP14120590 A JP 14120590A JP 2521561 B2 JP2521561 B2 JP 2521561B2
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RIEZON EREKUTORONIKU MEKANIKU ERU U EMU SA
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は少なくとも一つの一次導体を流れる電流を測
定する電流感知装置及び電流感知モジュールに関し、こ
れらの装置等は前記一次導体と組み合わされた少なくと
も一つの磁気回路，および，前記回路の磁束の感知用ま
たは測定用の装置を有する。本発明は、特に、前記磁気
回路に組合わされた少なくとも一つの二次巻線を有する
と共に、前記磁気回路が磁場を感知するホール素子のよ
うな装置を備えた少なくとも一つのエアギャップを有す
る型の感知装置に対して適用される。そのような感知装
置等において、二次側の測定巻線には、一次導体を流れ
る測定すべき電流によって発生される磁場とは反対方向
の磁場を発生する測定電流が供給され、ホール電池はこ
れらの二つの磁場の差に対応する信号を発生する。好ま
しくは、測定電流はこの差をゼロにするように信号によ
って制御され、この電流の対応する値が一次導体中を流
れる電流の測定値を与える。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、製造を簡素化することができ、とく
に一次巻線の実現に関する限り製造を自動化することの
可能な上述のごとき装置及びモジュールを提供すること
である。本発明の他の目的は、外部のユーザーの印刷回
路に取り付けることにより、測定すべき様々に異なった
電流範囲に対して簡単に適合しうる電流感知装置及びモ
ジュールを提供することにある。
［課題を解決するための手段］ これらの目的を達成するため、本発明に係る電流感知
装置の特徴は、一次導体に組み合わされた少なくとも一
つの磁気回路、および、この磁気回路の磁束の感知用ま
たは測定用の装置を有し、前記一次導体はいくつかのほ
ぼＵ字型の導体部分を有し、前記導体部分はそれぞれ前
記磁気回路の一区画を部分的に囲むように配置されると
ともに外部の印刷回路と接続するように配置され、前記
磁気回路、前記感知用または測定用の装置、及び、前記
導体部分は前記印刷回路に取り付けうるように配置され
た感知モジュールの一部を構成し、前記印刷回路は、選
択された巻数を各々有する少なくとも一つの一次巻線を
前記導体部分とともに形成すべく、前記導体部分のいく
つかを一緒に接続するように配置された導体要素を各々
有する幾種類かの印刷回路の中から選択可能であること
である。
望ましくは、前記Ｕ字型の導体部分はその端部が前記
印刷回路に対する接続用のピンとなるように形成しても
よい。また、前記導体部分の少なくとも一つの群が前記
磁気回路上に嵌合しうる部品に支持されるようにしても
よい。また、前記磁気回路に組合わされた少なくとも一
つの二次巻線を有し、前記導体部分の少なくとも一つの
群はモールドして埋設され、かつ前記二次巻線上に嵌合
しうる部品の一部をなすように構成できる。さらに、前
記導体要素が少なくとも二つの導体部分を互いに並列に
接続するように配置されたブリッジ要素を有するように
構成してもよい。
本発明の実施例によれば、前記印刷回路は外部の供給
部および外部の処理用回路を構成するかまたはその一部
をなし、該印刷回路は、一次電流のための接続端子、前
記感知用または測定用の装置に供給するための接続端
子、および、感知モジュールによって発生された信号を
処理する回路のための接続端子をそれぞれ有する。
一方、本発明に係る電流感知モジュールの特徴は、一
次導体に組み合わされた少なくとも一つの磁気回路、お
よび、この磁気回路の磁束の感知用または測定用の装置
を有し、前記一次導体はいくつかのほぼＵ字型の導体部
分を有し、前記導体部分は、それぞれ前記磁気回路の一
区画を部分的に囲むとともに、その導体部分の各端部が
外部の印刷回路に対する接続用のピンとして形成されて
おり、選択された巻数を各々有する少なくとも一つの一
次巻線を前記導体部分とともに形成するように、前記各
ピンは前記印刷回路と接続可能であることにある。
電流感知モジュールの他の特徴は、前記感知用またば
測定用の装置を有する内部の印刷回路と、この内部の印
刷回路を前記外部の印刷回路に接続するための外部に対
する他の接続用ピンとを更に備え、前記各ピンがこのモ
ジュールの一側面から突出していることにある。
本発明の他の特徴、利点および目的は、本発明による
感知装置の異なった実施例に関する下記の記載から明ら
かになるであろうが、図面に示されたこれらの実施例は
例示に過ぎないことを理解すべきである。
［実施例］ 第１図の感知ユニットは全体的に長方形の磁気回路１
を有し、その分岐の一つの中間にエアギャップを備えて
いる。主としてコイル体の機能を有する部片２は前記エ
アギャップを有する前記分岐に取付けられ、（図示しな
い）二次側の測定巻線は該部片２上に配置されている。
部片２上に取付けられる測定巻線はプラスチツクモール
ドによって埋設することができる。部片の開口３からは
磁気回路のエアギャップにホール素子を挿入することが
できる。測定巻線を内部の印刷回路６に接続するピン
４、5,および，該印刷回路を外部の供給部（すなわち、
電源部）および処理回路に接続するピン７、８、９は部
片２と一体的に作られている。これらの種々のピンの印
刷回路への鑞接（すなわち、はんだ付）は、対応する孔
４′、５′、７′、８′、９′において実施される。ホ
ール素子は符号10で示された点において内部の印刷回路
に接続される。印刷回路６に取付けられる電子部品は、
例示として、符号11で示されている。印刷回路の導体部
分は、下記に記載する部分を除いて詳細には記載しな
い。これら二次側測定巻線、ホール素子及び電子部品等
は、磁気回路１の磁束の感知用または測定用の装置の一
部を構成する。
本発明の感知ユニットの一次巻線は符号12で示すよう
なＵ字型部分を有し、磁気回路１の部分を部分的にすな
わち三方を囲んでいる。これらの導体部分の端部は、符
号13′、14′のような対応する点において印刷回路に鑞
接されるように配置された符号13、14のようなピンより
なっている。第１図は、騎手のように磁気回路上に配置
される部片15を構成するように、互いに並列に配置され
かつモールディングにより埋設された、５個のＵ字型導
体部分の群を示している。これらの部片の端部は、さら
に、Ｕ字型金属板の堆積よりなる磁気回路１を一緒に保
持するように構成されている。この堆積には、符号16、
16′のような二枚の板が各平面に設けられ、それらの両
端は一方において磁気回路のエアギャップを、また磁気
回路の他方において、符号17、17′で示された交互の端
部接続部の間の各面の上に重ねられた金属板を構成して
いる。
本発明の感知ユニットの一次巻線の巻回部は、種々の
ピンの選択された接続点の間に設けられた導体要素によ
って印刷回路上で閉鎖されている。これらの導体要素
は、たとえば第１図の部分19、20のような、所望の接続
点に接続するように配置された印刷回路の金属化部分よ
りなっている。これらの部分は、巻線の所望の形状に従
って、部分20のように離されている。しかして、第１図
の実施例においては元のままの導体要素は、符号21′、
22′において印刷回路に鑞接された外部に対する接続用
ピン21、22間に一次巻線の５巻きを形成するように、符
号12のような別個のＵ字型導体部分に接続している。第
３、４および５図はＵ字型導体部分の他の接続例を示
す。２個または３個の導体部分がそれぞれ互いに並列に
接続される第３図に従って形成された巻線は２巻きであ
り、一方、第４図の例は同じ外部に対する接続用ピン2
1、22の間に３巻きを形成する方法を示している。第５
図は３巻きを実現する別の例を示し、この例によれば巻
線は符号21′,14′に接続されるであろうピン21と中間1
4との間に形成されている。この場合中間ピン14は外部
接続ピンとして作用してはいないが、印刷回路上に設け
られた導体要素を通して、ピン22に同様にうまく接続さ
せることができる。言うまでもなく、一次巻線を１、
２、３または４巻きにする別の変型も可能である。１巻
きだけの一次巻線を形成するには、磁気回路の反対側に
それぞれ整列する５個のピンを一緒に接続し、ピン21お
よび22をたとえば外部に対する接続用とするのが好まし
い。
生産自動化にとくに有用な実施例によれば、印刷回路
上の別個のＵ字型導体部分間を確実に接続する導体要素
は、ブリッジ要素、とくに、SMD（表面取付装置）技術
における抵抗ゼロオームのブリッジ要素よりなり、これ
らの抵抗は巻線の別個のピンに接続される選択された金
属化部分の間の取付けられる。
第１図に示すように、とくに外部に対する接続ピン2
1、22は、符号４、５、13、14等のような内部印刷回路
６に接続するだけに役立つピンや、たとえば鐶接に適し
た高さに切断されるピンよりも長い。図１に示すよう
に、符号21、22を特に除く長いピン７、８、９は、たと
えば英国特許GB2 19 8543に開示されるような組み立
てを実施するため、感知ユニットを外部の供給部（すな
わち、電源部）および処理回路に接続可能である。
そのような組み立ての構造や作業の説明はここに繰返
さない。しかしながら、本明細書の意味する外部回路
は、一般的にそれぞれ一次電流のための接続端子用、ピ
ン７、８を通る感知ユニットの感知用および測定用の回
路に電力を供給（すなわち、給電）するための接続端
子、およびピン９において感知回路によって発生される
測定信号をさらに処理する回路のための接続端子をそれ
ぞれ有する印刷回路である。さらに別の実施例によれ
ば、一次および二次巻線間の良好な結合を確保するため
に、部片15を二次巻線上へ騎手のごとく嵌合されるよう
に構成してもよい。
第２図は第１図の実施例と類似する実施例を示し、そ
れによれば、磁気回路23、部片24に設けられた（図示し
ない）二次測定巻線、溝25を通して磁気回路のエアギャ
ップに挿入されるホール素子、内部の印刷回路26、およ
び、騎手状部片27（磁気回路上に嵌合されると共にピン
28として形成された端部を備えるＵ字型導体部分を有し
ている。）は、共に組立てられ、感知モジュールが形成
される。この場合、第１図のごときユニットの場合とは
異なり、一次巻線の巻回部が未だ閉鎖されていない感知
モジュールが形成される。巻回部の閉鎖は、第１図に関
連して記載したのと同様の形状に従って実施されるであ
ろうが、外部印刷回路の一部において実現される。10個
のピン28は、たとえばこの場合、すべてのものが所要の
１次巻線を実現しうるように外部の印刷回路に対する接
続用ピンとして作用する。図示の実施例において、外部
に対する接続用ピンは、モジュールの内部印刷回路26か
ら離れた側に配置されている。しかして、ピン29は、印
刷回路26に対する内的接続のためにこの印刷回路に配向
されたピン30の延長部に配置されている。図面には示さ
れない外部に対する接続用ピンは、同様に、それぞれ内
部接続用ピン31および32の延長部に配置されている。す
なわち、これら外部の印刷回路に対する接続用ピン28、
29およびピン31、32の延長部に位置するピンは、外部印
刷回路との接続を容易にするために、感知モジュールの
一側面から突出している。ピン33および34は測定巻線を
印刷回路26に接続するためにだけ役立っている。そのよ
うなモジュールの作用は、一旦外部の供給部および処理
回路に対して取付けられ、ユーザーがその上に一次巻線
の選択された形状を実現すると、第１図のユニットの作
用と同様である。
Ｕ字型の一次導体部分に対する接続装置は、第１図の
実施例に示し、特に、第３図ないし第５図にその一部を
示した印刷回路６により構成される。この接続装置は、
それぞれ選択された巻数を有する少なくとも一つの一次
巻線を形成することを可能とする他の適切な手段によっ
て構成することもできる。特に、導体要素は分割台、例
えば、絶縁板上に、あるいは、回路の台から独立した接
続部分を形成するための絶縁材料に埋め込まれる。
第１図および第２図に示された装置において、一次巻
線の巻数は１と５の間から選択することができ、その感
知装置のアンペアターンを与えられた数、たとえば25ア
ンペアターン（r.m.s.）に選択し、この場合に25と５の
間のアンペアr.m.s.から各範囲の電流を測定する。もち
ろん、一次巻線の最大巻数は５とせず、さらにたとえば
一次電流の異なった測定を達成するため１以上の一次巻
線を磁気回路上に設けることもできる。
一次巻線の本構造は、そのような巻線の自動化を、と
くに上記のような感知ユニットの製造において簡略化す
る。感知モジュールの場合、一次巻回部を閉鎖する回路
は外部のユーザー回路の一部を構成し、一定の最大電流
に対して設計された各々の型のモジュールは、本モジュ
ールのユーザーにそのユーザー自身が望む測定範囲を選
択する可能性を提供する。もちろんこの概念は、一つま
たは他の製品の製造および分布のいちじるしい簡素化を
招く一方、もっとも低い電流範囲（たとえば５アンペア
の範囲）において、もっとも高い電流範囲（たとえば25
アンペアの範囲）と同様の測定精度（たとえば精度１％
の範囲）で、利用しうる感知装置を作ることができる。
同様に、磁気回路の製造は、たゞ一つの閉鎖された磁気
巻線（二次巻線）しかこの回路に設置しなくてもよいこ
とによって容易化されることが分かる。
本発明は、このように上記型の電流感知装置を連続的
に生産するに際してかなりの利点を提供し、これらの感
知装置の製造ならびに使用の双方においてきわだった融
通性を有する。
［発明の効果］ 本発明の上記特徴によれば、電流感知モジュールを外
部の印刷回路に取り付けることにより、選択された巻数
を各々有する少なくとも一つの一次巻線を前記導体部分
とともに形成することで、電流感知装置及びモジュール
を測定すべき様々な異なった電流範囲に対して簡単に適
合させ得るようになった。また、Ｕ字型の導体部分を設
けることで、その製造を簡素化することができ、とくに
一次巻線の実現に関する限り構造を自動化することが可
能となった。
【図面の簡単な説明】
第１図は電流感知ユニットの部分的概略斜視図であり、
第２図は第１図と類似し、感知モジュールが外部のユー
ザーの印刷回路に関連して第１図とは反転された図であ
り、第３、４、５図は本発明装置の一次導体部分を接続
する異なった方法を示す図である。 １……磁気回路、２……部片、３……開口、４、５……
ピン、６……印刷回路、７、８、９……外部に対する接
続用ピン、11……電子部品、12……Ｕ字型部分、19、20
……部分、21、22……外部に対する接続用ピン、26……
印刷回路。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−43942（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−81064（ＪＰ，Ｕ) ＩＢＭ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｓ ｃｌｏｓｕｒｅ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ，26 ［３Ｂ］（1983）（米）Ｐ．1441−1445

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも一つの一次導体を流れる電流を
    測定する電流感知装置において、前記一次導体に組み合
    わされた少なくとも一つの磁気回路、および、この磁気
    回路の磁束の感知用または測定用の装置を有し、前記一
    次導体はいくつかのほぼＵ字型の導体部分を有し、前記
    導体部分はそれぞれ前記磁気回路の一区画を部分的に囲
    むように配置されるとともに外部の印刷回路と接続する
    ように配置され、前記磁気回路、前記感知用または測定
    用の装置、及び、前記導体部分は前記印刷回路に取り付
    けうるように配置された感知モジュールの一部を構成
    し、前記印刷回路は、選択された巻数を各々有する少な
    くとも一つの一次巻線を前記導体部分とともに形成すべ
    く、前記導体部分のいくつかを一緒に接続するように配
    置された導体要素を各々有する幾種類かの印刷回路の中
    から選択可能である電流感知装置。
  2. 【請求項２】前記Ｕ字型の導体部分はその端部が前記印
    刷回路に対する接続用のピンとして形成されている請求
    項１に記載の感知装置。
  3. 【請求項３】前記導体部分の少なくとも一つの群は前記
    磁気回路上に嵌合しうる部品に支持されている請求項１
    または２に記載の感知装置。
  4. 【請求項４】前記磁気回路に組合わされた少なくとも一
    つの二次巻線を有し、前記導体部分の少なくとも一つの
    群はモールドして埋設され、かつ前記二次巻線上に嵌合
    しうる部品の一部をなす請求項１または２に記載の感知
    装置。
  5. 【請求項５】前記導体要素は少なくとも二つの導体部分
    を互いに並列に接続するように配置されたブリッジ要素
    を有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の感知
    装置。
  6. 【請求項６】前記印刷回路は外部の供給部および外部の
    処理用回路を構成するかまたはその一部をなし、該印刷
    回路は、一次電流のための接続端子、前記感知用または
    測定用の装置に供給するための接続端子、および、感知
    モジュールによって発生された信号を処理する回路のた
    めの接続端子をそれぞれ有する請求項１ないし５のいず
    れかに記載の感知装置。
  7. 【請求項７】少なくとも一つの一次導体を流れる電流を
    測定する電流感知モジュールにおいて、前記一次導体に
    組み合わされた少なくとも一つの磁気回路、および、こ
    の磁気回路の磁束の感知用または測定用の装置を有し、
    前記一次導体はいくつかのほぼＵ字型の導体部分を有
    し、前記導体部分は、それぞれ前記磁気回路の一区画を
    部分的に囲むとともに、その導体部分の各端部が外部の
    印刷回路に対する接続用のピンとして形成されており、
    選択された巻数を各々有する少なくとも一つの一次巻線
    を前記導体部分とともに形成するように前記各ピンは前
    記印刷回路と接続可能である電流感知モジュール。
  8. 【請求項８】前記感知用または測定用の装置を有する内
    部の印刷回路と、この内部の印刷回路を前記外部の印刷
    回路に接続するための外部に対する他の接続用ピンとを
    更に備え、前記各ピンがこのモジュールの一側面から突
    出している請求項７に記載の感知モジュール。
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