電流檢測裝置以及電量計的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明具備：被測定電流流過的導(dǎo)體（11）；多個線圈（12、13），配置于導(dǎo)體的周圍；第1磁性體（14），與多個線圈的一端面相面對地設(shè)置，并將多個線圈磁短路；第2磁性體（15），與多個線圈的另一端面相面對地設(shè)置，將多個線圈磁短路，且供來自多個線圈的線圈配線通過的貫通孔（21、22）分別設(shè)于與多個線圈的另一端面相面對的位置。
【專利說明】電流檢測裝置以及電量計
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通過磁電轉(zhuǎn)換對流過導(dǎo)體的電流的大小進行檢測的電流檢測裝置以及使用該電流檢測裝置的電量計。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，對一般家庭或工廠、事務(wù)所等負載電流進行檢測的電流檢測裝置廣為人知。該電流檢測裝置例如具備:通過負載電流的流動來產(chǎn)生磁場的一次導(dǎo)體和對通過該一次導(dǎo)體所產(chǎn)生的磁場進行檢測的磁電轉(zhuǎn)換部(例如，參照專利文獻I)。
[0003]磁電轉(zhuǎn)換部是由在被稱為環(huán)形鐵芯的環(huán)狀磁性體芯上卷繞了漆包線這樣的導(dǎo)線的線圈形成的，將導(dǎo)線卷繞于磁性體芯的操作很耗費時間，因此，存在電流檢測裝置價格變高的問題點。
[0004]為了解決這樣的問題，專利文獻2公開了 一種電流檢測裝置，該電流檢測裝置在產(chǎn)生與測定電流成正比的磁場的一次導(dǎo)體的周圍設(shè)置多個線圈部和支持部，該多個線圈部對通過該一次導(dǎo)體11所產(chǎn)生的磁場進行檢測，該支持部支撐這些多個線圈部并由以形成磁性串聯(lián)的方式通過配線連接多個線圈部的磁性體構(gòu)成；介由配線，將基于通過一次導(dǎo)體所產(chǎn)生的磁場而由多個線圈部所產(chǎn)生的電信號從輸出端子輸出。
[0005]圖1為表示如專利文獻2中所公開的以往的一般電流檢測裝置的構(gòu)成的示意圖。該電流檢測裝置在產(chǎn)生與測定電流的大小相應(yīng)的磁場的一次導(dǎo)體11的周圍設(shè)置對通過該一次導(dǎo)體11所產(chǎn)生的磁場進行檢測的第I線圈12以及第2線圈13、和支撐這些第I線圈12以及第2線圈13并用于將這些線圈磁短路的第I磁性體14以及第2磁性體15，介由配線，將基于由一次導(dǎo)體11所產(chǎn)生的磁場而由第I線圈12所產(chǎn)生的電信號從輸出端子17輸出，并介由配線，將由第2線圈13所產(chǎn)生的電信號從輸出端子18輸出。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開2005 - 37297號公報
[0009]專利文獻2:日本特開2010 - 256141號公報
[0010]發(fā)明的概要
[0011]發(fā)明所要解決的課題
[0012]但是，上述以往的電流檢測裝置具有需要從第I線圈12至輸出端子17以及從第2線圈13至輸出端子18進行走線的構(gòu)造，因此，存在制造性因用于走線的操作而變差，并導(dǎo)致成本上升的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的課題是提供一種制造性優(yōu)越的廉價的電流檢測裝置以及電量計。
[0014]用于解決課題的手段
[0015]為了解決上述的課題，本發(fā)明的電流檢測裝置具備:被測定電流流過的導(dǎo)體；多個線圈，配置于導(dǎo)體的周圍；第I磁性體，與多個線圈的一端面相面對地設(shè)置，并將多個線圈磁短路;第2磁性體，與多個線圈的另一端面相面對地設(shè)置，將多個線圈磁短路，且供來自多個線圈的線圈配線通過的貫通孔分別設(shè)于與多個線圈的另一端面相面對的位置。
[0016]此外，本發(fā)明的電量計具備:上述電流檢測裝置；電壓檢測部，對導(dǎo)體中產(chǎn)生的電壓進行檢測；功率運算部，基于通過電流檢測裝置檢測出的電流和通過電壓檢測部檢測出的電壓，計算電量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為用于說明以往的電流檢測裝置的圖。
[0018]圖2為表示本發(fā)明的實施例1的電流檢測裝置的構(gòu)成的示意圖。
[0019]圖3為表示本發(fā)明的實施例2的電流檢測裝置的構(gòu)成的示意圖。
[0020]圖4為表示本發(fā)明的實施例3以及其變形例的電流檢測裝置的構(gòu)成的示意圖。
[0021]圖5為表示本發(fā)明的實施例4的電流檢測裝置的構(gòu)成的示意圖。
[0022]圖6為表示本發(fā)明的實施例5的電量計的構(gòu)成的框圖。
【具體實施方式】
[0023]以下，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。另外，以下，對于與【背景技術(shù)】欄中已說明的以往的電流檢測裝置的構(gòu)成要素相同或相當(dāng)?shù)牟糠?，賦予與在【背景技術(shù)】欄中所使用的符號相同的符號來加以說明。
[0024](實施例1)
[0025]圖2為表示本發(fā)明的實施例1的電流檢測裝置的構(gòu)成的示意圖。該電流檢測裝置具備:線狀的一次導(dǎo)體11、配置于該一次導(dǎo)體11周圍的第I線圈12、第2線圈13、第I磁性體14以及第2磁性體15。
[0026]一次導(dǎo)體11與本發(fā)明的“導(dǎo)體”對應(yīng)，由鐵、銅等導(dǎo)電性金屬構(gòu)成。該一次導(dǎo)體11通過作為被測定電流的負載電流的流動來產(chǎn)生磁場。
[0027]第I線圈12以及第2線圈13與本發(fā)明的“多個線圈”對應(yīng)，通過將如漆包線這樣的導(dǎo)線卷繞于苯酚或酚醛樹脂這樣的非導(dǎo)電性芯材上來構(gòu)成。在第I線圈12以及第2線圈13的各個線圈，與流過一次導(dǎo)體11的電流對應(yīng)的電動勢被誘發(fā)起來，并作為電信號被輸出。
[0028]另外，第I線圈12以及第2線圈13可以是具有中空構(gòu)造的芯材，也可以是具有材質(zhì)填充至內(nèi)部的芯材。此外，也可以采用鐵氧體或坡莫合金等磁性體來作為芯材。并且，第I線圈12以及第2線圈13也可以不具備芯材，而是通過融合材料或粘接劑等接合劑將線圈導(dǎo)線彼此接合來形成線圈。
[0029]第I磁性體14以及第2磁性體15由鐵氧體或坡莫合金等構(gòu)成，并配置于將第I線圈12以及第2線圈13夾在其中的位置。
[0030]通過這樣的配置，第I磁性體14被設(shè)置為與第I線圈12以及第2線圈13的一端面(圖1中的下側(cè)端面)相面對，并將第I線圈12和第2線圈13磁短路。
[0031]此外，第2磁性體15被設(shè)置為與第I線圈12以及第2線圈13的另一端面(圖1中的上側(cè)端面)相面對，并將第I線圈12以及第2線圈13磁短路。在該第2磁性體15的規(guī)定位置，具體而言在與第I線圈12的另一端面相面對的位置，設(shè)置用于將來自第I線圈12的線圈配線向輸出端子17引導(dǎo)的貫通孔21，并在與第2線圈13的另一端面相面對的位置設(shè)有用于將來自第2線圈13的線圈配線向輸出端子18引導(dǎo)的貫通孔22。
[0032]輸出端子17根據(jù)流過一次導(dǎo)體11的電流來輸出在第I線圈12所產(chǎn)生的電信號。輸出端子18根據(jù)流過一次導(dǎo)體11的電流來輸出在第2線圈13所產(chǎn)生的電信號。
[0033]接下來，對如上述構(gòu)成的電流檢測裝置的動作加以說明。第I線圈12以及第2線圈13受到由流過一次導(dǎo)體11的電流所產(chǎn)生的磁場，在線圈導(dǎo)線產(chǎn)生與該電流對應(yīng)的電信號。第I線圈12的線圈導(dǎo)線連接于輸出端子17，并向輸出端子17輸出與流過一次導(dǎo)體11的電流對應(yīng)的電信號。同樣地，第2線圈13的線圈導(dǎo)線連接于輸出端子18，并向輸出端子18輸出與流過一次導(dǎo)體11的電流對應(yīng)的電信號。向這些輸出端子17以及18輸出的電信號表不流過一次導(dǎo)體11的電流的大小。
[0034]另外，在上述實施例1的電流檢測裝置中，第I線圈12以及第2線圈13與第I磁性體14以及第2磁性體15的連接可以采用在第I磁性體14以及第2磁性體15形成凹部，供第I線圈12以及第2線圈13嵌入該凹部的構(gòu)造。此外，第I線圈12以及第2線圈13也可以采用通過粘接劑等固定于第I磁性體14以及第2磁性體15的構(gòu)造。并且，第I線圈12以及第2線圈13不必與第I磁性體14以及第2磁性體15接觸，也可以采用通過將這些部件裝填于樹脂制的殼體等來進行固定的構(gòu)造。
[0035]如以上所說明的，根據(jù)本發(fā)明的實施例1的電流檢測裝置，構(gòu)成為在第2磁性體15形成用于供線圈配線通過的貫通孔21以及22，供來自第I線圈12以及第2線圈13的線圈導(dǎo)線分別通過貫通孔21以及22并連接于輸出端子17以及18，因此，走線操作變得容易，并能夠減少制造所耗費的時間。結(jié)果，能夠提高制造性，并能降低成本。
[0036](實施例2)
[0037]圖3為表示本發(fā)明的實施例2的電流檢測裝置的構(gòu)成的示意圖。除了實施例1的電流檢測裝置的第2磁性體15的構(gòu)造被變更而采用第2磁性體15a這一點，該電流檢測裝置與實施例1的電流檢測裝置相同。以下，以與實施例1的電流檢測裝置不同的部分為中心加以說明。
[0038]第2磁性體15a被設(shè)置為與第I線圈12以及第2線圈13的另一端面(圖3中的上側(cè)端面)相面對，并將第I線圈12以及第2線圈13磁短路。在該第2磁性體15a的規(guī)定位置、具體而言在與第I線圈12的另一端面相面對的位置以外的位置，且與第2線圈13的另一端面相面對的位置以外的位置，設(shè)有用于將來自第I線圈12的線圈配線向輸出端子17引導(dǎo)，并將來自第2線圈13的線圈配線向輸出端子18引導(dǎo)的貫通孔23。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的實施例2的電流檢測裝置，構(gòu)成為在第2磁性體15a形成用于供線圈配線通過的一個貫通孔23，來自第I線圈12以及第2線圈13的線圈導(dǎo)線通過貫通孔23并連接于輸出端子17以及18，因此，走線操作變得容易，能夠減少制造所耗費的時間，結(jié)果，能夠提高制造性，并能減低成本。
[0040]此外，供來自第I線圈12以及第2線圈13的線圈配線通過的貫通孔23被設(shè)于與第I線圈12以及第2線圈13的另一端面相面對的位置以外的位置，因此，第I線圈12以及第2線圈13的另一端部被磁性體覆蓋，能夠提高耐干擾性能。
[0041]另外，在上述實施例2的電流檢測裝置中，形成于第2磁性體15a的貫通孔23僅有一個，但如果是在與第I線圈12的另一端面相面對的位置以外的位置，且與第2線圈13的另一端面相面對的位置以外的位置，則也能夠設(shè)置多個貫通孔。
[0042](實施例3)
[0043]圖4 (a)為表示本發(fā)明的實施例3的電流檢測裝置的構(gòu)成的示意圖。除了實施例1的電流檢測裝置的第I線圈12以及第2線圈13的線圈導(dǎo)線被變更為卷繞于線軸的構(gòu)造而采用第I線圈12a以及第2線圈13a這一點，該電流檢測裝置與實施例1的電流檢測裝置相同。以下，以與實施例1的電流檢測裝置不同的部分為中心加以說明。
[0044]第I線圈12a以及第2線圈13a與本發(fā)明的“多個線圈”對應(yīng)。第I線圈12a由在線軸31上卷繞了線圈導(dǎo)線的、線軸纏繞的線圈構(gòu)成，線圈導(dǎo)線的繞線頭和繞線尾通過銷端子24捆接。同樣地，第2線圈13a由在線軸32上卷繞了線圈導(dǎo)線的線軸纏繞的線圈構(gòu)成，線圈導(dǎo)線的繞線頭和繞線尾通過銷端子25捆接。線軸31以及32例如由PBlXpolybutyleneterephthalate:聚對苯二甲酸丁二醇酯)樹脂構(gòu)成。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的實施例3的電流檢測裝置，由于將第I線圈12a以及第2線圈13a設(shè)為線軸纏繞的線圈，因此不需要走線，能夠減少制造所耗費的時間。結(jié)果，能夠提高制造性，并能降低成本。
[0046]另外，實施例3的電流檢測裝置也能夠進行以下變形。圖4(b)為表示本發(fā)明的實施例3的變形例的電流檢測裝置的構(gòu)成的示意圖。除了實施例3的電流檢測裝置的第I線圈12a以及第2線圈13a中分別包含的線軸31以及32的凸緣形狀被變更而采用線軸31a以及32a，并將第I線圈12a以及第2線圈13a分別設(shè)為第I線圈12b以及第2線圈13b這一點，該電流檢測裝置與實施例3的電流檢測裝置相同。以下，以與實施例3的電流檢測裝置不同的部分為中心加以說明。
[0047]第I線圈12b以及第2線圈13b與本發(fā)明的“多個線圈”對應(yīng)。第I線圈12b的線軸31a的第2磁性體15a側(cè)的凸緣的一部分延伸至與第2磁性體15a的貫通孔23相面對的位置，第I線圈12b的線圈導(dǎo)線自凸緣的延伸部分33，介由貫通孔23，連接于輸出端子17。
[0048]此外，第2線圈13b的線軸32a的第2磁性體15a側(cè)的凸緣的一部分延伸至與第2磁性體15a的貫通孔23相面對的位置，第2線圈13b的線圈導(dǎo)線自凸緣的延伸部分34，介由貫通孔23，連接于輸出端子18。
[0049]根據(jù)該實施例3的變形例的電流檢測裝置，除了通過實施例3的電流檢測裝置所產(chǎn)生的效果以外，還能夠減少制造所耗費的時間。結(jié)果，能夠提高制造性，并能降低成本。
[0050](實施例4)
[0051]圖5為表示本發(fā)明的實施例4的電流檢測裝置的構(gòu)成的示意圖。該電流檢測裝置將實施例1?實施例3的電流檢測裝置的第I磁性體以及第2磁性體設(shè)為同一形狀。以下，以與實施例1?實施例3的電流檢測裝置的電流檢測裝置不同的部分為中心加以說明。
[0052]圖5 Ca)為將實施例1的電流檢測裝置的第I磁性體14變更為具有與第2磁性體15相同形狀的第I磁性體14a的圖。
[0053]圖5 (b)為將實施例2的電流檢測裝置的第I磁性體14變更為具有與第2磁性體15a相同形狀的第I磁性體14b的圖。
[0054]圖5 (C)為將實施例3的電流檢測裝置的第I磁性體14變更為具有與第2磁性體15相同形狀的第I磁性體14a的圖。
[0055] 圖5 (d)為將實施例3的變形例的電流檢測裝置的第I磁性體14變更為具有與第2磁性體15a相同形狀的第I磁性體14b的圖。
[0056]通過如以上的圖5 (a)~圖5 Cd)所示的構(gòu)成，能夠?qū)⒌贗磁性體和第2磁性體設(shè)為公用的零件，因此，能夠減少零件的種類，并能降低成本。
[0057](實施例5)
[0058]本發(fā)明的實施例4為利用了上述實施例1~實施例4的電流檢測裝置的電量計。圖6為表示實施例4的電量計的構(gòu)成的框圖。該電量計具備:電流檢測裝置51、電壓檢測部52、功率運算部53以及顯示部54。
[0059]作為電流檢測裝置51，使用上述實施例1~實施例4的電流檢測裝置的任一個。電流檢測裝置51對用戶的負載所使用的使用電流(Al)進行檢測，將其轉(zhuǎn)換為與該使用電流對應(yīng)的電信號并進行輸出。
[0060]電壓檢測部52為對被測定系統(tǒng)的電壓進行檢測的部分，并由變壓器、和衰減器等分壓電阻器、等構(gòu)成，對用戶的負載所使用的使用電壓(Vl)進行檢測，將其轉(zhuǎn)換為與該使用電壓成正比的低電平的電壓信號，并進行輸出。
[0061]功率運算部53基于通過電流檢測裝置51檢測出的流過導(dǎo)體11的電流和通過電壓檢測部52檢測出的電壓，對電量進行運算。具體而言，功率運算部53由數(shù)字乘法電路、DSP (數(shù)字信號處理器)等構(gòu)成，將關(guān)于從電流檢測裝置51輸出的使用電流(Al)的信號和關(guān)于從電壓檢測部52輸出的使用電壓(Vl)的信號相乘，并將其轉(zhuǎn)換為與用戶的使用功率成正比的數(shù)據(jù)(Al.VI)。
[0062]并且，功率運算部53將與使用功率成正比的數(shù)據(jù)(Al.VI)的運算結(jié)果編輯為使用量數(shù)據(jù)來加以輸出。另外，這里所謂的使用量數(shù)據(jù)是指用戶的負載所使用的總累計使用電量及按各時間段的時間段使用量等、關(guān)于用戶的使用功率的數(shù)據(jù)。
[0063]此外，除了線圈的芯材為磁性體的情況以外，關(guān)于從電流檢測裝置51輸出的使用電流(Al)的信號為與使用電流(Al)被微分后的信號成正比的信號，因此，在被轉(zhuǎn)換為與用戶的使用功率成正比的數(shù)據(jù)(Al.ν?)之前，通過功率運算部53進行積分。顯示部54由液晶顯示器等構(gòu)成，對使用量數(shù)據(jù)進行顯示。
[0064]如以上說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明的實施例5的電量計，能夠?qū)崿F(xiàn)具有制造上不耗費時間、制造性優(yōu)越且能降低成本的電流檢測裝置的電量計。
[0065]根據(jù)本發(fā)明，走線操作變得容易，能夠提高制造性，并能降低成本。
【權(quán)利要求】
1.一種電流檢測裝置，具備: 被測定電流流過的導(dǎo)體； 多個線圈，配置于上述導(dǎo)體的周圍； 第I磁性體，與上述多個線圈的一端面相面對地設(shè)置，并將上述多個線圈磁短路；以及第2磁性體，與上述多個線圈的另一端面相面對地設(shè)置，將上述多個線圈磁短路，且供來自上述多個線圈的線圈配線通過的貫通孔分別設(shè)于與上述多個線圈的上述另一端面相面對的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流檢測裝置， 取代與上述多個線圈的另一端面相面對的位置，將上述第2磁性體的上述貫通孔設(shè)于與上述多個線圈的上述另一端面相面對的位置以外的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流檢測裝置， 上述多個線圈由線軸纏繞的線圈構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流檢測裝置， 上述第I磁性體具有與上述第2磁性體相同的形狀。
5.—種電量計,具備: 權(quán)利要求1?權(quán)利要求4中的任一項所述的電流檢測裝置； 電壓檢測部，檢測上述導(dǎo)體中產(chǎn)生的電壓；以及 功率運算部，基于通過上述電流檢測裝置檢測出的電流和通過上述電壓檢測部檢測出的電壓，計算功率或電量。
【文檔編號】G01R15/18GK103620421SQ201180071779
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月1日
【發(fā)明者】良知慎一, 迫山光弘, 黑川冬樹, 木村達也 申請人:東光東芝測量儀器株式會社