技术领域本发明涉及固定使用了高导磁率磁性材料的带状可饱和磁芯的固定器和可饱和磁芯的固定方法、以及备有固定于上述固定器上的可饱和磁芯的磁通量闸门电流传感器。
背景技术：
以往，作为磁通量闸门电流传感器，往往包括由树脂材料组成的环状支撑体、卷绕在该支撑体上的带状可饱和磁芯、以及卷绕在上述支撑体和可饱和磁芯上并对上述可饱和磁芯进行励磁的励磁线圈。上述可饱和磁芯为了维持卷绕在上述支撑体上的状态，要用绝缘带进行固定，该绝缘带为了进行上述可饱和磁芯和上述励磁线圈的电绝缘，要覆盖卷绕在上述支撑体上的可饱和磁芯的整个表面(例如，参照专利文献1)。另外，还介绍了以出于对带状可饱和磁芯进行励磁的目的而设置的励磁线圈作为环形卷绕线所设置的磁通量闸门电流传感器(例如，参照专利文献2)。再有，作为在环形磁路上制造线圈的方法，介绍了具备下述工序的方法：借助于将涂覆了热粘结性清漆的导线卷绕在筒状心轴的周围以制造直线状线圈的工序；将具备空气隙的磁路在140～160℃之间加热的工序；通过在与环形磁路的平面垂直的方向上分离空气隙的唇状部而使磁路开路的工序；从筒状心轴拉拔直线状线圈的工序；加热直线状线圈以赋予其挠性的工序；使直线状线圈在开路的环形磁路上滑动的工序；使环形磁路再闭合的工序；以及冷却组合体的工序(例如，参照专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2012/025859号专利文献2：欧洲专利第0356171说明书专利文献3：日本特开平8-37123号公报然而，专利文献1中所公开的磁通量闸门电流传感器，如上所述，以被卷绕在环状支撑体上的可饱和磁芯的形状保持和与励磁线圈的电绝缘为目的，具有用绝缘带固定上述可饱和磁芯的整个表面的构成。为此，由于将上述可饱和磁芯卷绕在支撑体上时的卷绕强度、及在用上述绝缘带固定时施加于可饱和磁芯上的应力，有可能在该可饱和磁芯的磁特性方面出现故障，使磁通量闸门电流传感器的测定精度变差。另外，上述支撑体及绝缘带等固定上述带状可饱和磁芯的构件也有因周围温度引起形状变化的可能性，也有可能在上述可饱和磁芯的磁特性方面出现故障，使磁通量闸门电流传感器的测定精度变差。再有，专利文献1中所公开的励磁线圈由于卷绕在无开放部的环状的支撑体上，所以与专利文献2同样地，必须将励磁线圈做成环形卷绕线，制造成本增加。进而，专利文献3中所公开的线圈的制造方法当使直线状线圈在开路的环形磁路上滑动的工序时，上述直线状线圈和/或磁芯因焦耳效应或被所有热源中的某一热源加热，使清漆软化而形成适当的挠性，使上述直线状线圈4在上述磁芯上滑动，其后，由于上述磁芯的空气隙的唇状部返回到相互面对面的位置，所以有可能有不需要的应力施加到上述磁芯上，在磁芯的磁特性方面出现故障。另外，磁芯和直线状线圈由于将热粘结性绝缘清漆覆盖在构成该直线状线圈的导线上进行绝缘，故也有得不到充分绝缘的可能性。
技术实现要素：
本发明的目的在于，鉴于这些情况，提供一种可抑制组装时的应力及周围温度等对可饱和磁芯的磁特性的恶劣影响并且能以低成本进行制造并可使可饱和磁芯稳定固定的固定器、该可饱和磁芯的固定方法、以及包括固定在上述固定器上的可饱和磁芯并能够在优良的精度下测定的磁通量闸门电流传感器。为了达到该目的，本发明是一种固定带状可饱和磁芯的固定器，提供了这样的固定器：包括呈大致C字状的第1支撑体和收容上述第1支撑体的第2支撑体，在上述第1支撑体的内部，具有收容并支撑上述带状可饱和磁芯的收容支撑部，上述收容支撑部沿着上述第1支撑体的大致C字状而形成，并且贯通该第1支撑体的两端面，使所收容的可饱和磁芯的各个端部从该第1支撑体的各个端面延伸出来，上述第2支撑体收容在外周面配置了励磁线圈的上述第1支撑体。备有该构成的固定器由于通过在上述收容支撑部内收容上述可饱和磁芯，可支撑该可饱和磁芯并保持其形状，所以可防止组装时的应力施加于上述可饱和磁芯上。另外，由于可将预先形成的励磁线圈配置在第1支撑体上，故可简化组装工序。另外，上述第2支撑体具有：多条支柱，该多条支柱在收容上述第1支撑体时，将从该第1支撑体的各个端面延伸出来的可饱和磁芯的两端部以重叠的状态夹入，并且将该可饱和磁芯的两端部固定成能在周向上相互移动。通过该构成，例如，即使由于周围温度等的影响，上述第1支撑体的形状发生了变化，由于上述可饱和磁芯可追踪上述第1支撑体的形状变化，故也可大幅度缓和因周围温度等的影响造成的施加于上述可饱和磁芯上的应力的影响。进而，由于无需用绝缘带等固定上述可饱和磁芯，故不会有该绝缘带的使用所造成的不需要的应力施加于可饱和磁芯上的情况。更有，上述第1支撑体在其外周面具有第1卡合部，上述第2支撑体具有与上述第1卡合部卡合的第2卡合部，上述第1卡合部和第2卡合部在两者卡合时，能在上述励磁线圈与上述第2支撑体之间可形成间隙。通过如此构成，可简单地防止上述励磁线圈与上述第2支撑体的直接接触。另外，上述支柱也可做成用于支撑连接端子的支柱。即，由于可利用用于支撑连接端子的支柱，将上述可饱和磁芯的两端部在重叠的状态下夹入，故无需另行设置用于挡住该可饱和磁芯的两端部的部件，可简化结构。再有，上述收容支撑部可以是沟槽。在该情况下，上述沟槽可具有与上述第1支撑体的轴心方向垂直的一方的面和该面的相反侧的面交替开口的开口部。这样，通过具有交替开口的开口部，可进一步防止收容于上述沟槽内的可饱和磁芯在第1支撑体的轴心方向上脱落。再有，本发明是一种由上述本发明的固定器固定带状可饱和磁芯的方法，提供具有下述工序的可饱和磁芯的固定方法：在上述第1支撑体的外周面配置上述励磁线圈的工序；以及从配置了上述励磁线圈的第1支撑体的一方的端面向上述收容支撑部插入上述可饱和磁芯，使该可饱和磁芯的各个端部从该第1支撑体的各个端面延伸出来的工序。按照该种固定方法，可在第1支撑体上配置预先形成的励磁线圈，并且可在上述收容支撑部内简单地收容上述可饱和磁芯。因此，可简化组装工序，并且可防止组装时的应力施加于上述可饱和磁芯上。另外，本发明的可饱和磁芯的固定方法还可具有使从上述第1支撑体的各个端面延伸出来的可饱和磁芯的两端部重叠并夹入到上述支柱内的工序。由于具有该工序，无需用绝缘带等固定上述可饱和磁芯，故不会有该绝缘带的使用所造成的不需要的应力施加于可饱和磁芯上的情况。另外，例如，即使因周围温度等的影响，上述第1支撑体的形状发生了变化，由于上述可饱和磁芯可追踪上述第1支撑体的形状变化，故也可大幅度缓和因周围温度等的影响造成的施加于上述可饱和磁芯上的应力的影响。更有，本发明提供一种备有由上述本发明的固定器所支撑的可饱和磁芯的磁通量闸门电流传感器。备有该构成的磁通量闸门电流传感器可抑制组装时的应力及周围温度等对可饱和磁芯的磁特性的恶劣影响并且能以低成本制造，可使上述可饱和磁芯稳定固定。因此，能够以低价格提供可在优良的精度下测定的磁通量闸门电流传感器。按照本发明，能够提供一种可抑制组装时的应力及周围温度等对可饱和磁芯的磁特性的恶劣影响并且能以低成本制造并可使可饱和磁芯稳定固定的固定器、该可饱和磁芯的固定方法、以及包括固定于上述固定器上的可饱和磁芯并可在优良的精度下测定的磁通量闸门电流传感器。附图说明图1为示出本发明的实施方式1的磁通量闸门电流传感器的局部剖面立体图。图2为示出图1中所示的磁通量闸门电流传感器的分解立体图。图3为图2中所示的磁通量闸门电流传感器的构成要素即磁通量闸门电流探测单元的分解立体图。图4为示出图3中所示的磁通量闸门电流探测单元的构成要素即可饱和磁芯及固定该可饱和磁芯的固定器的分解立体图。图5为图3中所示的固定器的构成要素即第1支撑体的平面图。图6为沿图5中所示的Ⅵ―Ⅵ线的剖面图。图7为示出本发明的实施方式2的磁通量闸门电流传感器的分解立体图。图8为图7中所示的磁通量闸门电流传感器的构成要素即磁通量闸门电流探测单元的分解立体图。具体实施方式接着，参照附图，说明本发明实施方式的磁通量闸门电流传感器。再有，以下所述的实施方式只是用于说明本发明的示例，并非将本发明仅仅限定于这些实施方式。因此，本发明只要不脱离其要旨，就能够以各种方式付诸实施。(实施方式1)图1为示出本发明的实施方式1的磁通量闸门电流传感器的局部剖面立体图，图2为示出图1中所示的磁通量闸门电流传感器的分解立体图，图3为图2中所示的磁通量闸门电流传感器的构成要素即磁通量闸门电流探测单元的分解立体图，图4为示出图3中所示的磁通量闸门电流探测单元的构成要素即可饱和磁芯及固定该可饱和磁芯的固定器的分解立体图，图5为图3中所示的固定器的构成要素即第1支撑体的平面图，图6为沿图5中所示的Ⅵ―Ⅵ线的剖面图。再有，在上述各图中，为了易于了解说明，在记述时，并不要求各构件的厚度及大小、放大/缩小率等与实物一致。如图1和图2所示，实施方式1的磁通量闸门电流传感器1包括：大致环状的磁通量闸门电流探测单元10(以下，记作“探测单元10”)；与探测单元10的端子连接的电路基板20；在探测单元10的外侧配置、包围探测单元10的筒状的外侧磁罩30；在探测单元10的内侧空间内配置的筒状的内侧磁罩40；收容这些部件的外壳主体50a和外壳盖50b。再有，在实施方式1中，由外壳主体50a和外壳盖50b构成外壳50。电路基板20具有从外壳50延伸出来、用作与电源供给和测定信号输出用的外部电路连接的多个电端子21和多个电端子22。另外，在电路基板20上，开设后面将要详述的分别使连接端子134a～134d贯通的贯通孔23a～23d。外侧磁罩30和内侧磁罩40起着降低由位于磁通量闸门电流传感器1的周围或附近的导电体、电动机和其它磁场发生装置引起的外部干扰等外部磁场的影响的作用，例如，可由硅钢、坡莫合金、苏珀马洛依超高导磁合金、无定形或单晶合金等具有高导磁率的材料构成。为了减少后面将要详述的贯通外壳主体50a的中央空间51的一次导体(未图示)的偏斜的影响，内侧磁罩40起着形成对该一次导体的磁场进行再分配的磁路的作用，可由与外侧磁罩30同样的材料构成。外壳主体50a具有在中央部形成了呈圆筒状竖立的圆筒壁52的大致长方体的形状。该圆筒壁52在内侧划定空间，该划定了的空间成为上述的中央空间51。再有，内侧磁罩40沿圆筒壁52的外周配置。另外，在外壳主体50a上，在将外壳盖50b覆盖于外壳主体53a上时，设置形成电路基板20的电端子21和22延伸至外部所用的间隙的凹部53a和54a，在外壳盖50b上，在将外壳盖50b覆盖于外壳主体53a上时，分别设置与凹部53a和54a相向并形成上述间隙的凹部53b和54b。再有，外壳盖50b例如可用夹子等固定构件及粘结剂或焊接等固定在外壳主体50a上。磁通量闸门电流探测单元10如图3所示，包括：带状可饱和磁芯11；支撑可饱和磁芯11的第1支撑体12；收容并支撑第1支撑体12的第2支撑体13；在第2支撑体13的外侧配置的磁芯14a和14b；以及包围这些构件的磁芯外壳15a和15b。再有，本发明的固定器由第1支撑体12和第2支撑体13构成。第1支撑体12如图3～图6所示，具有两端为自由端的大致C字状，具有沿该呈大致C字状所形成的沟槽121。该沟槽121备有可插入可饱和磁芯11的大小，贯通第1支撑体12的两端面(自由端的端面)，该贯通了的一侧成为用于插入可饱和磁芯11的插入口128。进而，沟槽121具有与上述第1支撑体12的轴心方向垂直的一方的面126，与该面成为相反一侧的面127交替开口的开口部122和129。这样，由于具有交替开口的开口部122和129，可进一步防止被收容于沟槽121内的可饱和磁芯11在第1支撑体12的轴心方向上脱落。再有，在实施方式1中，该沟槽121相当于本发明的收容支撑部。另外，在与第1支撑体12的插入口128相反一侧的端部，配置后面将要详述的用于固定励磁线圈125的一端的卷线挡块123。另外，在第1支撑体12的插入口128附近，形成后面将要详述的插入第2支撑体13的固定突起136的固定沟槽124。另外，励磁线圈125的另一端在将第1支撑体12插入第2支撑体13时，与固定突起136抵接固定。再有，在实施方式1中，该固定沟槽124相当于本发明的第1卡合部。如上所述，在第1支撑体12的外周面配置励磁线圈125，而此时，由于第1支撑体12具有大致C字状，在两端面之间形成空间(开放部)，故可利用该空间(开放部)，在励磁线圈125的内侧空间内简单地插入第1支撑体12。即，由于可将预先卷绕成螺线管的励磁线圈125简单地配置于第1支撑体12的外周面，故无需如以往那样进行将励磁线圈卷绕在支撑体上的工序，可削减制造成本。可饱和磁芯11在将励磁线圈125配置于第1支撑体12上之后，从插入口128插入到沟槽121内，在一端从卷线挡块123侧的贯通口延伸出来，另一端从插入口128延伸出来的状态下，配置于第1支撑体12。通过如此构成，无需将可饱和磁芯卷绕到支撑体上，并且无需用绝缘带固定。因此，没有不需要的应力施加于可饱和磁芯11上，可将可饱和磁芯11形成并维持为环状(圆环状)。再有，第1支撑体12是树脂制品，可由第1支撑体12取得被配置于沟槽121内的可饱和磁芯11与励磁线圈125的电绝缘。另外，在励磁线圈125的外表面进行覆盖绝缘膜等绝缘处理。第2支撑体13如图3和图4所示，具有中央部开了口的环状(圈状)。在该第2支撑体13上，形成与轴心平行的剖面呈大致U字状的第1支撑体收容部131。该第1支撑体收容部131具有收容配置了励磁线圈125的第1支撑体12的平面视图大致C字状的收容部主体132和形成分别支撑多条(在实施方式1中为4条)连接端子134a～134d的支柱135a～135d的支柱形成部133。另外，第2支撑体13在收容部主体132与支柱形成部133的边界部分的一方，在配置了励磁线圈125的第1支撑体12被收容于收容部主体132时，形成被插入并被固定于第1支撑体12的固定沟槽124内的固定突起136，而在另一方，形成卷线挡块123被插入并被固定的固定部137。而且，因固定突起136被固定于固定沟槽124内，卷线挡块123被固定于固定部137内，第1支撑体12在稳定于第2支撑体13内的状态下得以保持。再有，固定沟槽124、固定突起136、卷线挡块123、固定部137在配置了励磁线圈125的第1支撑体12被收容于收容部主体132内时，按照在励磁线圈125与第2支撑体13之间形成所希望的间隙的高度进行设计。另外，固定沟槽124和固定突起136的配置数及配置位置可任意决定。此时，也可配置固定沟槽124和固定突起136，以替代卷线挡块123和固定部137。在该情况下，由卷线挡块123固定的励磁线圈125的端部也可固定于第2支撑体上。更有，也可将卷线挡块123配置于第1支撑体12的两端部，将固定部137配置于第2支撑体13的对应位置。在该情况下，也可一并使用固定沟槽124和固定突起136。再有，在实施方式1中，该固定突起136相当于本发明的第2卡合部。支柱135a～135d沿第2支撑体13的圆周方向相互设置间隔并依次配置。支柱135a和135d相比支柱135b和135c被配置于稍稍靠近内侧(轴心侧)。这样，通过错开多条支柱135a～135d的配置位置，在重叠了从第1支撑体12的两端延伸出来的可饱和磁芯11的两端部的状态下，夹入支柱135a～135d内，并且能够在周向上可相互移动地固定可饱和磁芯11的两端部。这样，在重叠了从第1支撑体12的两端延伸出来的可饱和磁芯11的两端部的状态下，夹入支柱135a～135d内，并且能够在周向上可相互移动地固定该两端部，由于有了如此的构成，因此例如，即使因周围温度等的影响使第1支撑体12的形状发生了变化，可饱和磁芯11由于可追踪第1支撑体12的形状变化，所以也可大幅度缓和应力的影响。具体而言，在因周围温度等的影响第1支撑体12收缩了的情况下，可饱和磁芯11由于离开沟槽121的轴心侧移动，因此可大幅度缓和应力的影响。另一方面，在第1支撑体12膨胀了的情况下，可饱和磁芯11的两端部的与支柱135a～135d重叠而夹入了的部分在周向上滑动，可大幅度缓和应力的影响。因此，可确实防止因周围温度等的影响而造成可饱和磁芯11的磁特性下降。磁芯14a和14b具有在中央部开了口的环状(圈状)，与轴心平行的剖面呈大致U字状，在划定该大致U字状的内部空间内，收容第2支撑体13，第2支撑体13又收容了配置有可饱和磁芯11和励磁线圈125的第1支撑体12。磁芯14a和14b具有相互同样的形状，用具有高导磁率的磁性材料形成。在磁芯14a和14b上，形成支柱135a～135d分别贯通的开口部141a～141d(磁芯14a的开口部未图示)。另外，磁芯14a和14b在组合时，径向外侧的缘部142a与缘部142b接触，但在径向内侧的缘部143a与缘部143b之间形成狭窄的间隙。因为该间隙，防止了磁通量闸门电流传感器1周边的短路环路。磁芯外壳15a和15b是树脂制品，具有中央部开了口的环状(圈状)，与轴心平行的剖面呈大致U字状，在划定该大致U字状的内部空间内，收容经过了组合的磁芯14a和14b。磁芯外壳15a和15b具有相互同样的形状，在磁芯外壳15a的外侧底面上，多片(在实施方式1中为2片)凸片151a和152a在相互离开的状态下形成放射状。另外，在磁芯外壳15b的外侧上表面，同样形成2片凸片151b和152b。更有，在磁芯外壳15a和15b内，共同形成支柱135a～135d分别贯通的开口部153a～153d(磁芯外壳15a的开口部153c和153d、磁芯外壳15b的开口部153a和153b未图示)。经过相互组合，在收容了磁芯14a和14b的磁芯外壳15a和15b的外周面，卷绕未图示的二次线圈(例如，由备有绝缘覆膜的细导线组成)，被收容于外壳50内。此时，在磁芯外壳15a和15b内所形成的凸片151a、152a、151b和152b起到以使上述二次线圈不接触外壳50的方式，在该二次线圈与磁芯外壳15a和15b之间形成规定的空间的作用。再有，在实施方式1中，说明了作为收容支撑部，形成了用于将可饱和磁芯11插入第1支撑体12内的沟槽121的情形，但不限于此，收容支撑部也可以取代将第1支撑体12的内部做成中空、以该中空部分作为沟槽121，而采用使可饱和磁芯11的两端部分别从该中空部分的两端延伸出来的构成。另外，沟槽121不限于与第1支撑体12的轴心方向垂直的一方的面和与该面相反一侧的面交替开口的构成，也可以是与第1支撑体12的轴心方向垂直的一方的面或另一方的面开口的构成。更有，开口部122和129的周向上的长度可根据所希望的尺寸任意地决定。另外，在实施方式1中，说明了由于在将可饱和磁芯11的两端部重叠了的状态下夹入，所以像上述那样错开了支柱135a～135d的配置位置的情形，但不限于此，支柱135a～135d的配置位置也可以使支柱135a和135d配置于支柱135b和135c的稍稍外侧(外周侧)。另外，支柱135a～135d的配置位置也可以是沿周向依次为内侧、外侧、内侧、外侧(即，互不相同)。进而，在实施方式1中，已经说明了配置4条支柱135a～135d的情形，但不限于此，只要在重叠了可饱和磁芯11的两端部的状态下可夹入，就可任意设定支柱的配置数。(实施方式2)接着，参照附图说明本发明的实施方式2。图7为示出实施方式2的磁通量闸门电流传感器的分解立体图。图8为图7中所示的磁通量闸门电流传感器的构成要素即磁通量闸门电流探测单元的分解立体图。再有，在实施方式2中，关于与实施方式1同样的构成和同样的处理，其详细的说明予以省略。实施方式2的磁通量闸门电流传感器2与实施方式1的磁通量闸门电流传感器1的不同的主要之点为磁通量闸门电流探测单元210、电路基板220、外壳250的构成。磁通量闸门电流探测单元210如图7和图8所示，包括：带状可饱和磁芯11；支撑可饱和磁芯11的第1支撑体12；收容并支撑第1支撑体12的第2支撑体13；在第2支撑体13的外侧配置的磁芯214a和214b；以及包围这些构件的磁芯外壳215a和215b。磁芯214a和214b与实施方式1同样地，由具有高导磁率的磁性材料形成，被配置于第2支撑体13的外侧。磁芯214a如图7和图8所示，具有中央部开了口的环状(圈状)，与轴心平行的剖面呈大致U字状，在划定该大致U字状的内部空间内，收容第2支撑体13，第2支撑体13又收容了配置有可饱和磁芯11和励磁线圈125的第1支撑体12。该磁芯214a与实施方式1的磁芯14a相比，轴心方向的高度增高而被形成。在上述内部空间内，完全收容第2支撑体13，第2支撑体13又收容了配置有可饱和磁芯11和励磁线圈125的第1支撑体12。再有，在磁芯214a上，形成支柱135a～135d分别贯通的开口部(未图示)。磁芯214b如图7和图8所示，具有中央部开了口的圆盘状，形成支柱135a～135d分别贯通的开口部141a～141d。磁芯214a和214b在将磁芯214b覆盖于磁芯214a上(组合)时，径向外侧的缘部242a与缘部242b接触，但在径向内侧的缘部243a与缘部243b之间形成狭窄的间隙。通过该间隙，防止了磁通量闸门电流传感器2周边的短路环路。磁芯外壳215a和215b如图7和图8所示，形成比实施方式1的磁芯外壳15a和15b更为简单的结构。磁芯外壳215a和215b是树脂制品，具有中央部开了口的环状(圈状)，与轴心平行的剖面呈大致U字状，在划定该大致U字状的内部空间内，收容经过了组合的磁芯214a和214b。磁芯外壳215a和215b具有相互同样的形状，在磁芯外壳215a的外侧底面上，形成凸片151a和152a，在磁芯外壳215b的外侧上表面，同样形成2片凸片151b和152b。另外，在磁芯外壳215a和215b内，形成支柱135a～135d分别贯通的开口部153a～153d(磁芯外壳215a的开口部未图示)。经过相互组合，在收容了磁芯214a和214b的磁芯外壳215a和215b的外周面，与实施方式1同样地，卷绕未图示的二次线圈，被收容于外壳250内。电路基板220在其一方的端部具有多个电端子21，与该端部相反一侧的端面具有大致半圆形的缺口形状。另外，与实施方式1同样地，在电路基板220上，开口出使连接端子134a～134d分别贯通的贯通孔23a～23d。外壳250由外壳主体250a和外壳盖250b构成。再有，外壳主体250a和外壳盖250b除了未形成凹部54a和54b以外，还包括与外壳主体50a和外壳盖50b同样的构成。附图标记说明1、2…磁通量闸门电流传感器，10、210…磁通量闸门电流探测单元，11…可饱和磁芯，12…第1支撑体，13…第2支撑体，14a、14b、214a、214b…磁芯，15a、15b、215a、215b…磁芯外壳，30…外侧磁罩，40…内侧磁罩，121…沟槽，128…插入口，125…励磁线圈，135a～135d…支柱，151a、151b、152a、152b…凸片。