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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf einen Stromsensor mit Befestigung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
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14 ist
eine Perspektivdarstellung, die einen allgemein bekannten Stromsensor 1 zeigt.
Der Stromsensor 1 hat einen Kern 4 mit einem Spalt 3, der
um eine Leiterschiene 2 als ein Messkörper herumgelegt ist, und ein
magnetoelektrisches Wandlerelement 5, das in dem Spalt 3 liegt.
Der Kern 4 und das magnetoelektrische Wandlerelement 5 sind
integriert aus Kunststoff geformt, außer einem Fenster 6 des Kerns 4.
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In dem Stromsensor 1 ist
der Kern 4 derart angeordnet, dass die Leiterschiene 2 in
dem Fenster 6 des Kerns 4 positioniert ist. Der
um die Leiterschiene 2 durch den durch die Leiterschiene 2 fließenden Strom
erzeugte Magnetfluss wird durch den Kern 4 gebündelt. Der
gebündelte
Magnetfluss wird durch das magnetoelektrische Wandlerelement 5 erkannt, welches
in dem Spalt 3 angeordnet ist, und in eine elektrische
Größe gewandelt.
Der durch die Leiterschiene 2 fließende Strom wird durch die
gewandelte elektrische Größe gemessen.
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15 ist
eine Perspektivdarstellung, die einen Stromsensor
7 eines
anderen allgemeinen Beispiels zeigt, das in
JP-A-6-174753 offengelegt
ist. Der Stromsensor
7 ist ausgerüstet mit: einem Magnetflusssensor
9,
der um eine Leiterschiene
8 als gemessenen Körper herum
gewunden ist; einem Spalt
10, der zwischen beiden Enden
des Magnetflusssensors
9 ausgebildet ist; und einem magnetoelektrischen
Wandlerelement
11, das in dem Spalt
10 angeordnet
ist. Eine Anzeigeeinrichtung
12 für die Anzeige des durch die
gemessene Leiterschiene
8 fließenden Stroms ist vorgesehen.
Der Magnetflusssensor
9 ist durch Füllen eines flexiblen Schlauchkörpers mit leitendem
Pulver gebildet.
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In dem Stromsensor 7 ist
der Magnetflusssensor 9 um die Leiterschiene 8 herum
gewunden, und der von dem durch die Leiterschiene 8 fließenden Strom
um die Leiterschiene 8 herum erzeugte Magnetfluss wird
durch den Magnetflusssensor 9 gebündelt. Der gebündelte Magnetfluss
wird durch das in dem Spalt 10 vorgesehene magnetoelektrische Wandlerelement 11 erkannt
und in eine elektrische Größe gewandelt.
Die Anzeigeeinrichtung 12 zeigt den durch die Leiterschiene 8 fließenden Strom
entsprechend der gewandelten elektrischen Größe an.
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Der Stromsensor 7 kann mit
der Form der Leiterschiene 8 zurechtkommen, weil die Form
des Magnetflusssensors 9 frei verändert werden kann.
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Wenn jedoch bei dem in 14 gezeigten Stromsensor 1 der
zu messende Stromwert geändert wird,
ist es notwendig, die Form und Abmessungen des Kerns 4 entsprechend
dem geänderten
Strom zu ändern,
und es ist notwendig, auch das magnetoelektrische Wandlerelement 5 entsprechend
der Änderung
des Kerns 4 zu ändern.
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Weil der Kern 4 und das
magnetoelektrische Wandlerelement 5 getrennt strukturiert
werden, tritt ferner ein Problem dadurch auf, dass die Erkennungsgenauigkeit
stark beeinflusst wird durch die Positionierung des Kerns 4 und
des magnetoelektrischen Wandlerelements 5 oder der Abmessungen des
Spalts 3.
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Wenn angenommen wird, dass die Leiterschiene 2 existiert
und der Strom durch die Leiterschiene 2 zu messen ist,
dann ist es z.B. ferner erforderlich, dass die existierende Leiterschiene 2 auseinandergebaut
wird und die Leiterschiene 2 durch das Fenster 6 des
Kerns 4 hindurchgeführt
wird und die Leiterschiene 2 wieder zusammengebaut wird,
und deshalb ist der Zusammenbau mühevoll.
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Weil bei diesem Stromsensor 1 im
Umfeld von vielen Vibrationen wie beispielsweise in einem Auto der
Kern 4 und das magnetoelektrische Wandlerelement 5 nicht
am zu messenden Körper 2 befestigt
sind, neigt das magnetoelektrische Wandlerelement 5 zu
Verlagerungen durch die Kontaktbelastungen aufgrund der Vibrationen
oder durch Aufschlagbelastung aufgrund eines Fahrzeugunfalls, und
dadurch entsteht ein Problem, indem sich die Erkennungsgenauigkeit
verschlechtert.
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In dem in 15 gezeigten Stromsensor 7 kann
ferner der Magnetflusssensor 9 mit den Abmessungen des
zu messenden Körpers 8 selbst
bei beliebigen Abmessungen zurechtkommen, weil der Magnetflusssensor 9 flexibel
ist, wie oben beschrieben. Weil jedoch der Magnetflusssensor 9 und
das magnetoelektrische Wandlerelement 11 getrennt strukturiert
werden, tritt ein Problem auf, indem die Erkennungsgenauigkeit aufgrund
der Abmessungen des Spalts 10 stark beeinflusst wird, welcher
zwischen den beiden Enden des Magnetflusssensors 9 gebildet
ist, oder aufgrund der Positionierung des magnetoelektrischen Wandlerelements 11.
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Weil in dem Stromsensor 7 in
gleicher Weise wie im Stromsensor 1 im Umfeld von vielen
Vibrationen wie in einem Auto der Magnetflusssensor 9 und das
magnetoelektrische Wandlerelement 11 nicht am zu messenden
Körper
befestigt sind, neigt das magnetoelektrische Wandlerelement 11 zu
Verlagerungen durch die Kontaktbelastungen aufgrund der Vibrationen
oder durch Aufschlagbelastung aufgrund eines Fahrzeugunfalls, und
dadurch entsteht ein Problem, indem sich die Erkennungsgenauigkeit
verschlechtert.
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Ein dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 entsprechender, aus der
DE
31 30 277 A1 bekannter Stromsensor mit Befestigung umfasst
einen U-förmigen
Magnetkern aus einem weichmagnetischen Material, in dem ein elektrischer
Leiter angeordnet ist. Der Magnetkern ist mittels eines Deckels,
der ebenfalls aus einem weichmagnetischen Material besteht, verschlossen.
Der Deckel ist mittels Schrauben mit dem Magnetkern befestigt. Eine
in den Deckel eingeschraubte Anschlagschraube dient zur Befestigung des
Leiters mit dem Magnetkern. In einem der Schenkel des Magnetkerns
sitzt ein magnetelektrisches Wandlerelement zur Erfassung des Magnetflusses,
der den durch den Leiter fließenden
Strom repräsentiert.
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Die
GB 2 141 242 A offenbart einen Stromsensor
in Ringform mit einem offenen Ende zum Einsetzen eines langgestreckten
Leiters. Die Enden des Rings überlappen
sich. Durch Elastizität
des Rings können
Leiter mit verschiedenen Drahtdurchmessern gemessen werden. Der
Ring wird über
den Draht geklemmt und hält
durch Eigenelastizität.
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Aus der
DE 351 4 059 A1 ist eine
Befestigungsvorrichtung für
eine Hallplatte bekannt, wobei zwei Polplatten über Vorsprünge eine Bündelung des Magnetflusses vornehmen.
Die Magnetflusserkennungsoberfläche
verläuft
senkrecht zur Richtung des gebündelten
Magnetflusses.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
einen Stromsensor mit Befestigung zu schaffen, der bei einfachem
Aufbau eine präzise
Messung des Magnetflusses in langgestreckten elektrischen Leitern unterschiedlicher
Durchmesser ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale
gelöst.
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Erfindungsgemäß umfasst der Stromsensor mit
Befestigung einen Bandabschnitt zum Umwinden des Umfangs des Leiters
und einen Verrastungsabschnitt, der an einem ersten Ende des Bandabschnitts
vorgesehen ist. An einem zweiten Ende des Bandabschnitts sind eine
Gruppe von Rastelementen vorgesehen, und am Verrastungsabschnitt
ist ein zweites Rastelement, mit dem eines der ersten Rastelemente
in Eingriff gelangt, zum Befestigen des Bandabschnitts vorgesehen.
Dadurch besteht die Möglichkeit,
langgestreckte Leiter, auch mit unterschiedlichen Durchmessern,
auf einfache Weise zu umwinden. Ein Teil hoher Permeabilität ist in Längsrichtung
des Bandabschnitts integriert eingeformt und ist in der Lage, den
Magnetfluss zu bündeln.
Das magnetoelektrische Wandlerelement ist mit dem Bandabschnitt
oder dem Verrastungsabschnitt integriert ausgebildet. Dadurch besteht
die Möglichkeit,
den Magnetfluss des langgestreckten Leiters präzise messen zu können.
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Weiterbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen
angegeben.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin
zeigen:
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1A eine
Perspektivdarstellung eines Stromsensors mit Befestigung der ersten
Ausführungsform,
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1B eine
Schnittdarstellung, die den Zustand der Anbringung des Stromsensors
mit Befestigung der ersten Ausführungsform
um einen Leiter herum zeigt,
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2 eine
vergrößerte Schnittdarstellung des
Verriegelungsabschnitts des in 1 gezeigten Stromsensors
mit Befestigung,
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3 eine
Schnittdarstellung, die einen Bandabschnitt des in 1 gezeigten Stromsensors mit Befestigung
zeigt,
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4 eine
Schnittdarstellung, die ein Beispiel der Modifikation des Bandabschnitts
des in 1 gezeigten Stromsensors
mit Befestigung zeigt,
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5 eine
Schnittdarstellung, die einen Zustand zeigt, in dem der in 1 gezeigte Stromsensor mit
Befestigung an einem Leiter mit einer unterschiedlichen Querschnittsform
angebracht ist,
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6A eine
Schnittdarstellung, die ein Beispiel der Modifikation der ersten
Ausführungsform zeigt,
in der eine Vielzahl von Stromsensoren mit Befestigung um eine Vielzahl
von elektrischen Leitungen herum angeordnet ist,
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6B eine
Schnittdarstellung, die ein Beispiel der Modifikation der ersten
Ausführungsform zeigt,
in der eine Vielzahl von Stromsensoren mit Befestigung um den Leiter
mit einer unterschiedlichen Querschnittsform herum angeordnet ist,
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7A eine
Perspektivdarstellung des Stromsensors mit Befestigung, in dem ein
Anbringungsabschnitt für
das magnetoelektrische Wandlerelement auf dem Bandabschnitt vorgesehen
ist,
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7B eine
Seitendarstellung des Stromsensors mit Befestigung, in dem ein Anbringungsabschnitt
für das
magnetoelektrische Wandlerelement auf dem Bandabschnitt vorgesehen
ist,
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8 eine
Schnittdarstellung, die den Anbringungsabschnitt für das magnetoelektrische Wandlerelement
des in 7 gezeigten Stromsensors
mit Befestigung zeigt,
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9 ein
Beispiel der Modifikation des in 7 gezeigten
Stromsensors mit Befestigung und eine Seitendarstellung, in welcher
der Eingriffsabschnitt für
das magnetoelektrische Wandlerelement entlang dem Bandabschnitt
vorgesehen ist,
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10 eine
Seitendarstellung, die den Stromsensor mit Befestigung der zweiten
Ausführungsform
zeigt,
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11 ein
Beispiel der Modifikation des in 10 gezeigten
Stromsensors mit Befestigung, und ist eine Perspektivdarstellung,
die den Zustand zeigt, in dem das magnetoelektrische Wandlerelement
am Umfassungsabschnitt vorgesehen ist,
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12 eine
Perspektivdarstellung, die den Stromsensor mit Befestigung der dritten
Ausführungsform
zeigt,
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13 ein
Beispiel der Modifikation des in 12 gezeigten
Stromsensors mit Befestigung, und ist eine Perspektivdarstellung,
die ein Beispiel zeigt, in dem das magnetoelektrische Wandlerelement
am Umfassungsabschnitt vorgesehen ist,
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14 eine
Perspektivdarstellung, die den allgemeinen Stromsensor mit Befestigung
zeigt,
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15 eine
Perspektivdarstellung, die einen anderen allgemeinen Stromsensor
mit Befestigung zeigt, Der Stromsensor mit Befestigung nach der
vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beschrieben.
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Die erste Ausführungsform
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Mit Bezug auf 1A, 1B bis 9 wird die erste Ausführungsform
beschrieben. 1A ist
eine Perspektivdarstellung des Stromsensors mit Befestigung der
ersten Ausführungsform. 1B ist eine Schnittdarstellung,
die den Zustand zeigt, in dem der Stromsensor mit Befestigung um
den Leiter 21 herum befestigt ist.
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Wie in 1A und 1B gezeigt ist, ist ein Stromsensor 20 mit
Befestigung der vorliegenden Erfindung entlang der Umfangsrichtung
des Leiters 21, wie etwa eines elektrischen Kabels, befestigt
und hat ein befestigtes Magnetflussbündelungsteil 22, um den
zur Zeit eines Stromflusses durch den Leiter 21 um den
Leiter 21 herum erzeugten Magnetfluss zu bündeln, und
ein magnetoelektrisches Wandlerelement 23, das mit dem
befestigten Magnetflussbündelungsteil 22 integriert
vorgesehen ist, und erkennt den Magnetfluss mittels des befestigten
Magnetflussbündelungsteils 22.
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Das befestigte Magnetflussbündelungsteil 22 besteht
aus einem aus Kunststoff gefertigten und flexiblen Bandabschnitt 24;
einem Verrastungsabschnitt 25, der an einem Ende des Bandabschnitts 24 vorgesehen
ist; und einem Teil 26 hoher Permeabilität, das in
Längsrichtung
des Bandabschnitts 24 integriert gebildet ist. Weil der
Bandabschnitt 24 Flexibilität aufweist, kann er um den äußeren Umfang
des Leiters 21 mit einer willkürlichen Form herumgewunden
werden, ohne von der Form des Leiters 21 abhängig zu
sein.
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Wie in 1B und 2 gezeigt, wird der Verrastungsabschnitt 25 gebildet
aus: einem Verrastungsabschnittshauptkörper 27, der an einem
Ende des Bandabschnitts 24 integriert gebildet ist; einem Bandabschnittseinfügeloch 28,
das im Verrastungsabschnittshauptkörper 27 ausgebildet
ist und in welches das andere Ende des Bandabschnitts 24 eingeführt wird;
und eine Sperrklinke 29, die in der Innenwand des Bandabschnittseinfügelochs 28 vorgesehen
und mit der das andere Ende des eingeführten Bandabschnitts 24 zum
Eingriff kommt und an ihr festmacht. Wie in 1A und 1B gezeigt,
sind andererseits eine Vielzahl von Rastnasen 30 quer zur Längsrichtung
des Bandabschnitts 24 am anderen Ende des Bandabschnitts 24 in
vorbestimmten Abständen
vorgesehen.
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Wie in 1B und 3 gezeigt, ist ferner in dem
Bandabschnitt 24 das Teil 26 hoher Permeabilität integriert
in der Längsrichtung
des Bandabschnitts 24 eingelegt. Wenn dieser Bandabschnitt 24 um
den äußeren Umfang
des Leiters 21, etwa eines elektrischen Kabels, herumgewunden
und das andere Ende in das Bandabschnittseinfügeloch 28 eingefügt wird
und eine Rastnase 30 mit der in dem Verrastungsabschnitt 25 vorgesehenen
Sperrklinke 29 zum Eingriff kommt, wird der Bandabschnitt 24 an
dem Leiter 21 befestigt.
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Der Bandabschnitt 24, der
um den äußeren Umfang
des Leiters 21 herumgewunden und an ihm befestigt wird,
bündelt
den Magnetfluss, der durch den durch den Leiter 21 fließenden Strom
erzeugt wird, zu den Zeiten, in denen ein Strom durch den Leiter 21 fließt, durch
das Teil 26 hoher Permeabilität, das in Längsrichtung des Bandabschnitts 24 integriert
eingelegt ist.
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Wie in 2 gezeigt,
ist ein magnetoelektrischer Wandlerelementeinsatzabschnitt 31,
in dem das magnetoelektrische Wandlerelement 23 eingefügt ist,
im Wesentlichen parallel zum Bandabschnittseinfügeloch 28 im Verrastungsabschnittshauptkörper 27 ausgebildet.
Ein Verriegelungsabschnitt 32 für die Befestigung des eingesetzten
magnetoelektrischen Wandlerelements 23 ist in diesem magnetoelektrischen
Wandlerelementeinsatzabschnitt 31 für das magnetoelektrische Wandlerelement 23 vorgesehen.
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Das magnetoelektrische Wandlerelement 23 ist
z.B. als Hall-Element
ausgebildet. Ein Befestigungsabschnitt 33 für das magnetoelektrische
Wandlerelement ist am magnetoelektrischen Wandlerelement 23 vorgesehen.
Ein Verriegelungsabschnitt 34 für die Verriegelung mit dem
Verriegelungsabschnitt 32, der am magnetoelektrischen Wandlerelementeinsatzabschnitt 31 vorgesehen
ist, ist am Befestigungsabschnitt 33 für das magnetoelektrische Wandlerelement 23 vorgesehen.
Wenn das magnetoelektrische Wandlerelement 23 in dem Verriegelungsabschnitt 25 eingesetzt
ist, und wenn der Verriegelungsabschnitt 34 des Befestigungsabschnitts 33 für das magnetoelektrische
Wandlerelement 23 in den Verriegelungsabschnitt 32 eingreift,
der am magnetoelektrischen Wandlerelementeinsatzabschnitt 31 vorgesehen
ist, ist das magnetoelektrische Wandlerelement 23 im Verrastungsabschnitt 25 integriert
befestigt.
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In dem magnetoelektrischen Wandlerelement 23 ist
eine Erkennungsoberfläche 23a für den Magnetfluss
des magnetoelektrischen Wandlerelements 23 senkrecht zur
Richtung des Magnetflusses angeordnet, welcher durch das Teil 26 hoher
Permeabilität
des Bandabschnitts 24 gebündelt wird. Übrigens
ist das magnetoelektrische Wandlerelement 23 über den
Verbindungsabschnitt des magnetoelektrischen Wandlerelements 23 und
der Befestigungsabschnitt 33 für das magnetoelektrische Wandlerelement 23 an
einen Überstromschutzapparat
(nicht gezeigt) angeschlossen.
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Der oben beschriebene Stromsensor 20 mit Befestigung
ist am äußeren Umfang
des Leiters 21 durch den Bandabschnitt 24 befestigt,
der um den äußeren Umfang
des langen Leiters 21 herumgewunden ist und deren anderes
Ende in das Bandabschnittseinfügeloch 28 des
Verrastungsabschnitts 25 eingeschoben ist, und die Rastnase 30 ist mit
der Sperrklinke 29 im Eingriff, die an dem Verrastungsabschnitt 25 vorgesehen
ist.
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Wenn in diesem Zustand Strom durch
den Leiter 21 fließt,
wird der Magnetfluss, der durch den durch den Leiter 21 fließenden Strom
um den Leiter 21 herum erzeugt wird, durch das Teil 26 hoher
Permeabilität
gebündelt,
welches in dem Bandabschnitt 24 integriert gebildet ist.
Der gebündelte
Magnetfluss wird durch das magnetoelektrische Wandlerelement 23 erkannt,
welches im Verrastungsabschnitt 25 eingesetzt ist, und
wird in eine elektrische Größe gewandelt.
Dann wird die gewandelte elektrische Größe dem Überstromschutzapparat (nicht
gezeigt) zugeführt.
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Weil in der vorliegenden Ausführungsform der
flexible Bandabschnitt 24, der mit dem Teil 26 hoher
Permeabilität
in der Längsrichtung
integriert ausgebildet ist, und der Verrastungsabschnitt 25,
der am anderen Ende des Bandabschnitts 24 vorgesehen ist,
und der mit der anderen Seite des Bandabschnitts 24, der
um den äußeren Umfang
des Leiters 21 herumgewunden ist, ineinander greift und
festmacht, integriert ausgebildet sind, kann der Stromsensor 20 mit
Befestigung mit jeder Art von Leiter 21 zurechtkommen,
ohne vom Typ (Gestalt, Abmessungen) abzuhängen, und kann leicht angebracht
und befestigt werden. Selbst wenn, wie in 5 gezeigt, der Leiter 21b einen
rechteckigen Querschnitt hat, kann der Stromsensor 20 mit
Befestigung durch Umwinden des Bandabschnitts 24 um den
Leiter 21b herum befestigt werden.
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Weil ferner das magnetoelektrische
Wandlerelement 23 in dem Verrastungsabschnitt 25 verriegelt
und mit dem Bandabschnitt 24 integriert am Leiter 21 angebracht
und befestigt ist, ist das magnetoelektrische Wandlerelement 23 in
geringstem Abstand zum Leiter 21 angeordnet. Folglich ist
die magnetoelektrische Wandlerempfindlichkeit des magnetoelektrischen
Wandlerelements 23 vergrößert, und die Erkennungsgenauigkeit
ist vergrößert.
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Weil ferner das magnetoelektrische
Wandlerelement 23 mit dem Bandabschnitt 24 integriert
am Leiter 21 befestigt ist, wenn das magnetoelektrische Wandlerelement 23 am
Leiter 21 angebracht ist, kann die Position des magnetoelektrischen
Wandlerelements 23 bezüglich
des Leiters 21 nicht verrutschen.
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Weil ferner ein Verrutschen der Position
des magnetoelektrischen Wandlerelements 23 aufgrund von
Vibrationsbelastungen oder von einer Aufschlagsbelastung verhindert
wird, ist die Erkennungsgenauigkeit stabilisiert.
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4 zeigt
eine Modifikation der Anordnung des Teils 26 hoher Permeabilität eines
anderen Bandabschnitts 35.
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Dieser Bandabschnitt 35 ist
derart gebildet, dass zwei Teile 26a und 26b hoher
Permeabilität
in zwei Schichten entlang der Längsrichtung
des Bandabschnitts 35 angeordnet und integriert in den Bandabschnitt 35 eingelegt
sind.
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In diesem Bandabschnitt 35 ist
der Bandabschnitt 35 um den äußeren Umfang des Leiters 21 herumgewunden,
und wenn ein Strom durch den Leiter 21 fließt, wird
der Magnetfluss, der durch den durch den Leiter 21 fließenden Strom
erzeugt wird, durch das Teil 26a hoher Permeabilität der ersten
Schicht (zur Seite des Leiters 21 hin) gebündelt, und
der Magnetfluss aufgrund von Wirbeln wird durch das Teil 26b hoher
Permeabilität
der zweiten Schicht (nach außen
hin) gebündelt.
Folglich kann der Einfluss von Wirbeln reduziert werden und die
Erkennungsgenauigkeit kann vergrößert werden.
Dazu wird in diesem Beispiel ein Beispiel von zwei Schichten gezeigt,
jedoch können
mehr als zwei Schichten von Teilen hoher Permeabilität vorgesehen
werden. In diesem Fall kann der Einfluss von Wirbeln weiter verringert
werden, und die Erkennungsgenauigkeit kann weiter vergrößert werden.
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Ein in 6 gezeigtes
Beispiel einer Modifikation ist ein Beispiel, in dem eine Vielzahl
von Stromsensoren mit Befestigung 20, 20,... um
eine Vielzahl von Leitern 21 herum angebracht und befestigt sind.
In diesem Fall werden die Erkennungsergebnisse der jeweiligen Stromsensoren 20, 20,... elektrisch
weiterverarbeitet z.B. zur Durchschnittsbildung der Ergebnisse,
und dadurch können
die Stromwerte, die durch die Vielzahl von Leitern 21, 21,..,
fließen,
genau erkannt werden.
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Wenn, wie in 6B gezeigt, eine Vielzahl von Stromsensoren 20, 20,...
mit Befestigung um den Leiter 21a mit einem dreieckigen
Querschnitt herum angebracht und befestigt werden, kann der Stromwert
durch den Leiter 21a in derselben Weise wie oben beschrieben
genau erkannt werden.
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Die in 7A und 7B gezeigten Beispiele von
Modifikationen sind Beispiele, in denen das magnetoelektrische Wandlerelement 37 in
der Mitte des Bandabschnitts 38 abseits vom Verrastungsabschnitt 25 vorgesehen
ist.
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Wie in 7A und 7B gezeigt, ragt ein Anbringungsabschnitt 39 für das magnetoelektrische Wandlerelement 37 in
dem mittleren Abschnitt in Längsrichtung
des Bandabschnitts 38 hervor. Ein Aufnahmeabschnitt 40 für das magnetoelektrische Wandlerelement 37 ist
in dem Anbringungsabschnitt 39 für das magnetoelektrische Wandlerelement 37 in senkrechter
Richtung zum Bandabschnitt 38 vorgesehen. Wie in 8 gezeigt, ist das magnetoelektrische
Wandlerelement 37 in diesem Aufnahmeabschnitt 40 für das magnetoelektrische
Wandlerelement 37 eingefügt und befestigt. Endabschnitte
der Teile 26 hoher Permeabilität sind jeweils an den gegenüberliegenden
Innenwänden
des Aufnahmeabschnitts 40 für das magnetoelektrische Wandlerelement 37 angeordnet.
Dadurch ist das magnetoelektrische Wandlerelement 37 derart
angeordnet, dass das magnetoelektrische Wandlerelement 37 zwischen
die beiden Endabschnitte der Teile 26 hoher Permeabilität zwischengelegt
ist, und der einfallende Magnetfluss im Wesentlichen senkrecht zur
Magnetflusserkennungsoberfläche 37a des
magnetoelektrischen Wandlerelements 37 liegt.
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Weil in diesem Beispiel das magnetoelektrische
Wandlerelement 37 in den Anbringungsabschnitt 39 für das magnetoelektrische
Wandlerelement eingefügt
ist, das am Bandabschnitt 38 vorgesehen ist, und integriert
mit dem Bandabschnitt 38 am Leiter 21 angebracht
und befestigt ist, ist das magnetoelektrische Wandlerelement 37 mit
geringstem Abstand zum Leiter 21 angeordnet. Folglich ist
die Erkennungsgenauigkeit vergrößert.
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In 9 ist
die Gestalt des Anbringungsabschnitts 39 für das magnetoelektrische
Wandlerelement unterschiedlich zu der des in 7A und 7B gezeigten
Beispiels. Wie in 9 gezeigt,
ist der Aufnahmeabschnitt 40 für das magnetoelektrische Wandlerelement 37 in
dem Anbringungsabschnitt 39 für das magnetoelektrische Wandlerelement
auch in der Längsrichtung
des Bandabschnitts 38 vorgesehen, und das magnetoelektrische
Wandlerelement 37 ist fast parallel zum Bandabschnitt 38 angeordnet.
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Zweite Ausführungsform
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Die zweite Ausführungsform wird mit Bezug auf 10 und 11 beschrieben. 10 ist eine Schnittdarstellung, die den
Stromsensor 50 mit Befestigung der zweiten Ausführungsform
zeigt, und 11 ist ein
Beispiel einer Modifikation des in 10 gezeigten
Stromsensors 50 mit Befestigung.
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Die zweite Ausführungsform wird verwendet für einen
Leiter 51, wie etwa eine elektrische Leitung, der im Querschnitt
im Wesentlichen kreisförmig
ist, oder für
einen Kabelbaum mit einer Vielzahl von elektrischen Leitungen.
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Wie in 10 gezeigt,
wird der Stromsensor 50 mit Befestigung an dem Umfang des
Leiters 51, wie etwa einer elektrischen Leitung, befestigt,
und der Stromsensor 50 mit Befestigung enthält: ein
befestigtes Magnetflussbündelungsteil 52,
das den Magnetfluss bündelt,
der um den Leiter 51 herum erzeugt wird, wenn ein Strom
durch den Leiter 51 fließt, und ein magnetoelektrisches
Wandlerelement 53, das integriert mit dem befestigten Magnetflussbündelungsteil 52 vorgesehen
ist, und das den Magnetfluss des befestigten Magnetflussbündelungsteils 52 erkennt.
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Das befestigte Magnetflussbündelungsteil 52 besteht
aus: einem Basisabschnitt 54, der aus Kunststoff gebildet
ist; einem Umfassungsabschnitt 55, der mit dem Basisabschnitt 54 integriert
vorgesehen ist und um den äußeren Umfang
des Leiters 51 gewunden ist; einem Verriegelungsabschnitt 56,
um eine freie Endseite des Umfassungsabschnitts 55 zu befestigen;
und einem Teil 57 hoher Permeabilität, das am Umfassungsabschnitt 55 vorgesehen
ist, und das den Magnetfluss bündeln
kann, der um den Leiter 51 herum erzeugt wird.
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Der Umfassungsabschnitt 55 ist
flexibel, und eine Rastnase 58 ist an seiner freien Endseite
ausgebildet. Das Teil 57 hoher Permeabilität ist entlang
der Umfassungsrichtung in dem Umfassungsabschnitt 55 eingelegt.
Der Verriegelungsabschnitt 56 ist an einer Seite des Basisabschnitts 54 integriert
ausgebildet.
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Dann wird der Umfassungsabschnitt 55 um den äußeren Umfang
des Leiters 51, wie etwa eines elektrischen Kabels, herumgewunden.
Wenn die an der freien Seite ausgebildete Rastnase 58 mit
dem am Basisabschnitt 54 ausgebildeten Verriegelungsabschnitt 56 zum
Eingriff kommt, wird der Umfassungsabschnitt 55 am Leiter 51 befestigt.
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Auf diese Weise bündelt der Umfassungsabschnitt 55,
der um den äußeren Umfang
des Leiters 51 herumgewunden ist, den Magnetfluss, der
durch den durch den Leiter 51 fließenden Strom um den Leiter 51 herum
erzeugt wird, zu dem Zeitpunkt, an dem Strom durch den Leiter 51 fließt, durch
das Teil 57 hoher Permeabilität, das entlang seiner Umfassungsrichtung
integriert eingelegt ist.
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Ferner ist ein magnetoelektrischer
Wandlerelementeinsatzabschnitt 59 für den Einsatz des magnetoelektrischen
Wandlerelements 53 an dem Basisabschnitt 54 ausgebildet.
Das magnetoelektrische Wandlerelement 53, das in dem magnetoelektrischen Wandlerelementeinsatzabschnitt 59 eingesetzt
ist, ist in der Richtung angeordnet, in der die Magnetflusserkennungsoberfläche des
magnetoelektrischen Wandlerelements 53 senkrecht zu dem
durch das Teil 57 hoher Permeabilität des Umfassungsabschnitts 55 gebündelten
Magnetfluss ist. Das magnetoelektrische Wandlerelement 53 ist
an einen Überstromschutzapparat
(nicht gezeigt) angeschlossen.
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Der Stromsensor 50 mit Befestigung
ist am äußeren Umfang
des Leiters 51 dadurch befestigt, dass der Umfassungsabschnitt 55 um
den äußeren Umfang
des Leiters 51 herumgewunden wird und die an der freien
Seite ausgebildete Rastnase 58 mit dem an dem Basisabschnitt 54 ausgebildeten
Verriegelungsabschnitt 56 zum Eingriff kommt.
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Wenn in diesem Zustand ein Strom
durch den Leiter 51 fließt, wird der durch den durch
den Leiter 51 fließenden
Strom um den Leiter 51 herum erzeugte Magnetfluss durch
das Teil 57 hoher Permeabilität gebündelt, das mit dem Umfassungsabschnitt 55 integriert
gebildet ist. Der gebündelte
Magnetfluss wird durch das magnetoelektrische Wandlerelement 53 erkannt,
das in den Basisabschnitt 54 eingebracht ist, und wird
in eine elektrische Größe gewandelt. Dann
wird die gewandelte elektrische Größe einem Überstromschutzapparat (nicht
gezeigt) zugeführt.
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Weil in der vorliegenden Ausführungsform der
Basisabschnitt 54 und der Umfassungsabschnitt 55 integriert
gebildet sind, und das magnetoelektrische Wandlerelement 53 in
dem Basisabschnitt 54 eingeführt ist, und es integriert
mit dem Umfassungsabschnitt 55 am Leiter 51 angebracht
und befestigt ist, dadurch kann zum Zeitpunkt des Anbringens am Leiter 51 die
Position des magnetoelektrischen Wandlerelements 53 bezüglich des
Leiters 51 nicht verrutschen, und der Stromsensor 50 mit
Befestigung kann leicht angebracht und befestigt werden.
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Weil ferner das magnetoelektrische
Wandlerelement 53 mit geringstem Abstand zum Leiter 51 angeordnet
ist, wird die magnetoelektrische Wandlerempfindlichkeit des magnetoelektrischen
Wandlerelements 53 vergrößert, und die Erkennungsgenauigkeit
wird vergrößert.
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Ein Verrutschen des magnetoelektrischen Wandlerelements 53 aufgrund
von Vibrationsbelastungen oder von einer Aufschlagsbelastung wird
verhindert, und die Erkennungsgenauigkeit wird stabilisiert.
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In einem in 11 gezeigten Beispiel einer Modifikation
ist die Anordnung des magnetoelektrischen Wandlerelements 53 unterschiedlich
zu der in dem in 10 gezeigten
Beispiel. D.h. in dem in 11 gezeigten
Beispiel ist das magnetoelektrische Wandlerelement 53 in
der Mitte des Umfassungsabschnitts 55 angeordnet. Auch
ist in diesem Fall dieses Beispiel derart strukturiert, dass der
durch das Teil 57 hoher Permeabilität gebündelte Magnetfluss fast senkrecht
auf die Magnetflusserkennungsoberfläche des magnetoelektrischen
Wandlerelements 53 einfällt.
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Dritte Ausführungsform
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Die dritte Ausführungsform wird mit Bezug auf 12 und 13 beschrieben. 12 ist eine Perspektivdarstellung, die
den Stromsensor 60 mit Befestigung der dritten Ausführungsform
zeigt, und 13 ist ein
Beispiel der Modifikation des in 12 gezeigten
Stromsensors mit Befestigung.
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Die vorliegende Ausführungsform
wird verwendet für
ein Flachkabel oder eine plattenähnliche Leitungsschiene
als Leiter 61.
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Wie in 12 gezeigt,
ist der Stromsensor 60 mit Befestigung entlang der Umfangsrichtung
des Leiters 61, wie etwa einer Leitungsschiene, befestigt. Der
Stromsensor 60 mit Befestigung enthält: ein flexibles, befestigtes
Magnetflussbündelungsteil 62, das
den um den Leiter 61 herum erzeugten Magnetfluss bündelt, wenn
Strom durch den Leiter 61 fließt; und ein magnetoelektrisches
Wandlerteil 63, das mit dem flexiblen, befestigten Magnetflussbündelungsteil 62 integriert
vorgesehen ist, und den Magnetfluss durch das flexible, befestigte
Magnetflussbündelungsteil 62 erkennt.
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Das befestigte Magnetflussbündelungsteil 62 ist
gebildet aus: einem Basisabschnitt 64, der aus Kunststoff
gebildet ist; einen Umfassungsabschnitt 65, der mit dem
Basisabschnitt integriert vorgesehen ist, und der um den äußeren Umfang
des Leiters 61 herumgewunden wird; und einem Teil 67 hoher
Permeabilität,
das im Umfassungsabschnitt 65 vorgesehen ist und den um
den Leiter 61 herum erzeugten Magnetfluss bündeln kann.
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Wenn der Umfassungsabschnitt 65 um
den äußeren Umfang
des Leiters 61, wie etwa einer Leitungsschiene, herumgewunden
ist, klemmt der Umfangsabschnitt 65 den Leiter 61 durch
seine eigene Federkraft und wird am Leiter 61 befestigt.
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Auf diese Weise wird der Umfassungsabschnitt 65 herumgewunden
und an dem äußeren Umfang
des Leiters 61 befestigt. Das Teil 67 hoher Permeabilität, das entlang
der Umfassungsrichtung eingelegt ist, bündelt den Magnetfluss, der
durch den durch den Leiter fließenden
Strom um den Leiter 61 herum erzeugt wird.
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Ein magnetoelektrischer Wandlerelementeinsatzabschnitt 69 für den Einsatz
des magnetoelektrischen Wandlerelements 63 ist ferner an
dem Basisabschnitt 64 ausgebildet. Das magnetoelektrische
Wandlerelement 63, das in den magnetoelektrischen Wandlerelementeinsatzabschnitt 69 eingesetzt
ist, ist in der Richtung angeordnet, in der die Magnetflusserkennungsoberfläche des
magnetoelektrischen Wandlerelements 63 senkrecht zum Magnetfluss
steht, der durch das Teil 67 hoher Permeabilität des Umfassungsabschnitts 65 gebündelt wird. Ferner
ist das magnetoelektrische Wandlerelement 63 an einen Überstromschutzapparat
(nicht gezeigt) angeschlossen.
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Dieser Stromsensor 60 mit
Befestigung kann leicht am äußeren Umfang
des Leiters 61 durch seine eigene Federkraft durch Winden
des Umfassungsabschnitts 65 um den äußeren Umfang des Leiters 61 angebracht
werden. Wenn in diesem Zustand dem Leiter 61 Strom zugeführt wird,
wird der Magnetfluss, der durch den durch den Leiter 61 fließenden Strom um
den Leiter 61 herum erzeugt wird, durch das Teil 67 hoher
Permeabilität
gebündelt,
das in dem Umfassungsabschnitt 65 ausgebildet ist. Der
gebündelte Magnetfluss
wird durch das magnetoelektrische Wandlerelement 63 erkannt,
das in dem Basisabschnitt 64 eingebracht ist, und wird
in eine elektrische Größe gewandelt.
Dann wird die gewandelte elektrische Größe einem Überstromschutzapparat (nicht gezeigt)
zugeführt.
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Weil in der vorliegenden Ausführungsform der
Basisabschnitt 64 und der Umfassungsabschnitt 65 integriert
ausgebildet sind, und das magnetoelektrische Wandlerelement 63 in
dem Basisabschnitt 64 eingebracht ist, und integriert mit
dem Umfassungsabschnitt am Leiter 61 angebracht und befestigt
ist, wird dadurch zum Zeitpunkt des Anbringens am Leiter 61 die
Position des magnetoelektrischen Wandlerelements 63 bezüglich des
Leiters 61 nicht verrutschen, und der Stromsensor 60 mit
Befestigung kann leicht angebracht und befestigt werden.
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Weil ferner das magnetoelektrische
Wandlerelement 63 mit geringstem Abstand zum Leiter 61 angeordnet
ist, wird die magnetoelektrische Wandlerempfindlichkeit des magnetoelektrischen
Wandlerelements 63 vergrößert, und die Erkennungsgenauigkeit
wird vergrößert.
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Ferner wird ein Verrutschen des magnetoelektrischen
Wandlerelements 63 aufgrund von Vibrationsbelastungen oder
von einer Aufschlagsbelastung verhindert, und die Erkennungsgenauigkeit
wird stabilisiert.
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In einem Beispiel der in 13 gezeigten Modifikation
ist die Anordnung des magnetoelektrischen Wandlerelements 63 unterschiedlich
zu der des in 12 gezeigten
Stromsensors 60 mit Befestigung. Wie in 13 gezeigt, ist in diesem Beispiel das
magnetoelektrische Wandlerelement 63 im Mittelabschnitt
und Umkehrabschnitt des Umfassungsabschnitts 65 angeordnet.
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Übrigens
wird in jeder Ausführungsform
und jedem Beispiel der Modifikation ein Beispiel gezeigt, in dem
die Teile hoher Permeabilität 26, 57 bzw. 67 in den
Bandabschnitt 24 bzw. In die Umfassungsabschnitte 55 und 65 eingelegt
sind, jedoch können
als die Teile hoher Permeabilität 26, 57 bzw. 65 ein Überzug hoher
Permeabilität
auf den Bandabschnitt 24 bzw. Auf die Umfassungsabschnitte 55 bzw. 65 aufgezogen
werden, oder ein Film hoher Permeabilität kann an den Bandabschnitt 24 bzw,
an die Umfassungsabschnitte 55 bzw. 65 angeheftet
werden.
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Wie oben beschrieben, sind ein befestigtes Magnetflussbündelungsteil
für die
Bündelung
des um den Leiter herum erzeugten Magnetflusses und das magnetoelektrische
Wandlerelement für
die Erkennung des Magnetflusses des befestigten Magnetflussbündelungsteils
integriert ausgebildet, und wenn das befestigte Magnetflussbündelungsteil
um den äußeren Umfang
des Leiters herumgewunden wird, ist das Anbringen und Befestigen
am Leiter leicht, und ein Verrutschen der Position des magnetoelektrischen
Wandlerelements zum Zeitpunkt des Anbringens und Befestigens tritt
nicht auf. Ferner kann ein Verrutschen der Position des magnetoelektrischen Wandlerelements
aufgrund von Vibrationsbelastungen verhindert werden. Folglich ist
die Erkennungsgenauigkeit vergrößert und
stabilisiert.
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Ein Bandabschnitt, mit dem das Teil
hoher Permeabilität
integriert gebildet ist, ein Verriegelungsabschnitt für das Einführen und
Festmachen des Bandabschnitts, und ein magnetoelektrisches Wandlerelement,
das in einem von dem Bandabschnitt und dem Verriegelungsabschnitt
vorgesehen ist, sind integriert ausgebildet, und wenn der Bandabschnitt
um den äußeren Umfang
des Leiters herumgewunden und durch den Verriegelungsabschnitt festgemacht
wird, ist das Anbringen und Festmachen am Leiter leicht, und ein
Verrutschen der Position des magnetoelektrischen Wandlerelements zum
Zeitpunkt des Anbringens und Befestigens tritt nicht auf. Ferner
kann ein Verrutschen der Position des magnetoelektrischen Wandlerelements
aufgrund von Vibrationsbelastungen verhindert werden. Folglich ist
die Erkennungsgenauigkeit vergrößert und stabilisiert.
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Weil ferner der Bandabschnitt flexibel
ist, kann der Bandabschnitt mit jedem Typ von Leiter zurechtkommen,
ohne vom Typ des Leiters abhängig zu
sein, und kann leicht angebracht und festgemacht werden.
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Der Umfassungsabschnitt, mit dem
das Teil hoher Permeabilität
integriert gebildet ist, ein Basisabschnitt und ein magnetoelektrisches
Wandlerelement, das in dem Basisabschnitt vorgesehen ist, sind integriert
gebildet. Wenn dann der Umfassungsabschnitt um den äußeren Umfang
des Leiters herumgewunden wird, wird der Stromsensor mit Befestigung
am Leiter angebracht und festgemacht.
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Dementsprechend ist das Anbringen
und Festmachen am Leiter leicht, und ein Verrutschen der Position
des magnetoelektrischen Wandlerelements zum Zeitpunkt des Anbringens
und Befestigens tritt nicht auf. Ferner kann ein Verrutschen der
Position des magnetoelektrischen Wandlerelements aufgrund von Vibrationsbelastungen
verhindert werden. Folglich ist die Erkennungsgenauigkeit vergrößert und stabilisiert.
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Das Teil hoher Permeabilität, das an
dem Bandabschnitt integriert gebildet ist, ist in zwei Schichten
ausgebildet. Das Teil hoher Permeabilität der ersten Schicht, das auf
der Seite des Leiters angeordnet ist, bündelt den um den Leiter herum
erzeugten Magnetfluss, und das Teil hoher Permeabilität der zweiten
Schicht, das nach außen
angeordnet ist, bündelt
den Magnetfluss aufgrund von Wirbeln. Folglich ist die Erkennungsgenauigkeit
weiter vergrößert.
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Weil ein Vielzahl von Stromsensoren
mit Befestigung um eine Vielzahl von elektrischen Kabeln herumgewunden
sind, kann eine hohe Erkennungsgenauigkeit erreicht werden. Ferner
kann der Anbringungs- und Befestigungsraum des Stromsensors mit Befestigung
reduziert werden.