JP2000230968A

JP2000230968A - 光磁界センサ及びそれを用いた光電流センサ

Info

Publication number: JP2000230968A
Application number: JP11033449A
Authority: JP
Inventors: Nobuki Ito; 伸器伊藤; Takashi Minemoto; 尚峯本; Onori Ishikawa; 大典石河
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-02-10
Filing date: 1999-02-10
Publication date: 2000-08-22

Abstract

(57)【要約】【課題】被測定電流や被測定磁界を計測するときにお
ける、近接する外部導電体等からの磁界の影響による測
定誤差を低減して、被測定物の電流値や磁界強度を高精
度に計測することのできるファラデー効果を用いた光磁
界センサ及びそれを用いた光電流センサを提供すること
を目的とする。【解決手段】本発明に係る光電流センサは、被計測導
電体により貫通される鉄心コアがリング状の一部に空隙
部分を有しており、その空隙部分に光磁界センサ素子が
配置され、その光磁界センサ素子や光電流センサケース
の外面に軟磁性材料により形成された磁気シールド体を
張り付けたり、鉄心コアと光磁界センサ素子を取り囲む
ように磁気シールド体を配設しており、光磁界センサは
光磁界センサ素子を取り囲むように軟磁性材料により形
成された磁気シールド体を配設して構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ファラデー効果を
有する磁気光学素子を用いて磁界を検出し、その磁界強
度を測定する光磁界センサ、及びその光磁界センサを用
いて被測定物に流れる電流を測定する光電流センサに関
するものである。本発明はその中でも特に周辺磁界の影
響を除去する磁気シールド構造を有する光磁界センサ及
び光電流センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ファイバ内の光の透過能力や透
過の割合の変化等により計測する光ファイバセンサが各
種分野において用いられてきている。特に電力分野にお
いては小型軽量で、高精度な高絶縁計測が可能であるた
め、光ファイバセンサの需要が高まってきている。光フ
ァイバセンサの中でも、特に、磁気光学素子のファラデ
ー効果を応用した光方式磁界センサや、その光方式磁界
センサを用いた光電流センサが実用化されつつある。以
下、上記の光方式磁界センサ及びその光方式磁界センサ
を用いた光電流センサを単に磁界センサ及び光電流セン
サと呼ぶ。

【０００３】以下、従来の光磁界センサと光電流センサ
について説明する。ファラデー効果を利用した従来の光
磁界センサや光電流センサとしては、電気評論、１９９
６年７月号の第６４頁から第６７頁に本願発明者が開示
したものがある。図１８は、従来の光電流センサ１００
の構成を示す斜視図である。図１８に示した従来の光電
流センサ１００は、一部に空隙部分１５０ａを有するリ
ング状の鉄心コア１５０と、磁界を検知することのでき
る光磁界センサ素子１１０と、光磁界センサ素子１１０
からの光信号を電気信号に変換する信号処理回路５１と
を具備している。鉄心コア１５０の貫通孔１５０ｂに
は、被測定物である導電体１６が設置されている。光磁
界センサ素子１１０と信号処理回路５１は、入力光ファ
イバ１２０と出力光ファイバ１３０とにより光伝送でき
るよう接続されている。鉄心コア１５０は、導電体１６
に流れる被測定電流により発生する導電体１６の回りの
磁界を効率よく集束させるために軟磁性材料を用いて形
成されている。

【０００４】光磁界センサ素子１１０は鉄心コア１５０
の空隙部分１５０ａに配置され、この空隙部分１５０ａ
に発生する磁界を検知する。信号処理回路５１は、レー
ザーダイオード等の光源５２と、フォトダイオード等の
光検出素子５３と、内蔵した信号増幅回路（図示なし）
を具備している。また、信号処理回路５１は、光磁界セ
ンサ素子１１０により検出された光信号を電気信号に変
換して、被測定電流値を表示するデジタル表示部５５
と、被測定電流値に比例した電圧信号を出力する出力端
子５４と、測定範囲を切り替える切り替えレンジ５６と
を有している。

【０００５】上記のように構成された従来の光電流セン
サ１００において、信号処理回路５１の光源５２から出
力された光は、入力光ファイバ１２０を通過して、光磁
界センサ素子１１０に入力される。光磁界センサ素子１
１０に入力された光は、磁界強度に比例して光の強度変
調を受ける。強度変調された光は、出力光ファイバ１３
０に導かれ、信号処理回路５１の光検出素子５３で受光
される。信号処理回路５１は、受光した信号を増幅し
て、被測定電流値を表示、或いは被測定電流に比例する
電圧信号を出力端子５４から出力する。

【０００６】次に、上記の光電流センサ１００の具体的
な設置例について説明する。図１９は従来の配電線モニ
タリング用の光電流センサユニット１０１の外観を示す
斜視図である。図１９に示した光電流センサユニット１
０１は、第１２回光ファイバセンサ国際会議（12th Int
ernational Conference on Optical Fiber Sensors,Wil
liamsburg, Virginia, USA, October 28-31, 1997）の
テクニカルダイジェストの第９２頁から第９５頁に開示
されたものである。図１９の光電流センサユニット１０
１における光電流センサ１００は、前述の図１８と同様
に一部に空隙部分を有するリング状の鉄心コア１５０と
光磁界センサ素子１１０から構成されており、光磁界セ
ンサ素子１１０は信号処理回路部（図示なし））と接続
するために光ファイバケーブル７３により光伝送可能に
接続されている。図１９における光電流センサ１００
は、分割された上ケース７１と下ケース７２の２つのケ
ースにより収納されており、上ケース７１に鉄心コア１
５０、下ケース７２に光磁界センサ素子１１０が内蔵さ
れている。光電流センサ１００を上下ケース７１、７２
に固定する場合、鉄心コア１５０の貫通孔に導電体１６
である配電線を通した後に、光電流センサ１００を上下
ケース７１、７２に挟み込むことにより、光磁界センサ
素子１１０を鉄心コア１５０の空隙部分の間に固定する
ことができる構成となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の光電流センサ１
００において、被測定物である導電体１６以外に電流が
流れる他の導電体が近接している場合、その導電体を流
れる電流により発生する外部磁界の影響を大きく受け、
電流の測定精度が低下するという問題点があった。例え
ば、電力分野の配電線モニタリングシステムにおいて、
特に柱上開閉器近傍等の多くの配線が近接、或いは密集
しているところでは、一つの配電線に光電流センサユニ
ット１０１を設置して電流計測をする際に、近接する他
相の配電線の発生する磁界の影響を受けて測定精度が悪
化するという問題があった。特に、光電流センサユニッ
ト１０１に内蔵された鉄心コアの空隙部に近い位置に外
部電線が設置された場合には、外部磁界の影響を受けて
測定精度が大きく低下するという問題があった。また、
従来の光電流センサ１００に対して、有効な磁気シール
ド構造を提供する具体的な従来技術はなかった。

【０００８】本発明は、上記の従来技術の問題点を解決
しようとするものである。本発明では、光電流センサ及
び光磁界センサが被測定電流や被測定磁界を計測すると
き、近接する外部導電体等の発生する磁界の影響による
測定誤差を低減し、被測定物の電流値や磁界強度を精度
よく計測することのできるファラデー効果を用いた光磁
界センサ及びそれを用いた光電流センサを提供すること
を目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る光電流センサは、リング状の一部に空
隙部分を有し、被計測導電体により貫通される鉄心コア
と、前記空隙部分に配置され、前記鉄心コアによる磁界
を検出するファラデー効果を用いた光磁界センサ素子
と、前記光磁界センサ素子の外面に張り付けられ、軟磁
性材料により形成された板状の磁気シールド体とを具備
する。上記のように構成された光電流センサは、外部磁
界の影響を除去して測定精度を高めることができる高性
能な磁気シールド構造を有する。

【００１０】他の観点による発明の光電流センサは、リ
ング状の一部に空隙部分を有し、被計測導電体により貫
通される鉄心コアと、前記空隙部分に配置され、前記鉄
心コアによる磁界を検出するファラデー効果を用いた光
磁界センサ素子と、前記鉄心コアを収納する環状部分と
前記光磁界センサ素子を収納する突出部分とを一体的に
形成した光電流センサケースと、前記光電流センサケー
スの外面に張り付けられ、軟磁性材料により形成された
板状の磁気シールド体とを具備する。上記のように構成
された光電流センサは、外部導電体が鉄心コアの空隙部
分に近接して設置された場合、その外部導電体の外部磁
界を確実にシールドすることができ、測定精度を高める
ことができる高性能な磁気シールド構造を有する。

【００１１】他の観点による発明の光電流センサは、リ
ング状の一部に空隙部分を有し、被計測導電体により貫
通される鉄心コアと、前記空隙部分に配置され、前記鉄
心コアによる磁界を検出するファラデー効果を用いた光
磁界センサ素子と、前記鉄心コアと前記光磁界センサ素
子とを内部に有し、軟磁性材料により筒状に形成された
磁気シールド体とを具備する。上記のように構成された
光電流センサは、外部磁界に対して高い磁気シールド効
果を奏し、測定精度の高いセンサを提供する。

【００１２】他の観点による発明の光磁界センサは、被
計測導電体の近傍に配置され、被計測導電体に流れる電
流による磁界を検出するファラデー効果を用いた光磁界
センサ素子と、前記光磁界センサ素子から導出する光フ
ァイバケーブルと、少なくとも前記光磁界センサ素子と
前記光ファイバケーブルの導出部分とを内部に有し、軟
磁性材料により筒状に形成された磁気シールド体とを具
備する。上記のように構成された光磁界センサは、近接
する平行な外部導電体から発生する磁界の影響を効果的
にシールドすることができ、被測定磁界を高精度に測定
することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るファラデー効
果を用いた光磁界センサ及び光電流センサの好ましい実
施例について添付の図面を参照しつつ説明する。

【００１４】《第１の実施例》以下、本発明の第１の実
施例における光磁界センサ及び光電流センサについて、
図１を用いて説明する。図１は、第１の実施例における
磁気シールド構造を有する光電流センサを示す斜視図で
ある。図１において、第１の実施例の光電流センサ２０
０は、リングの一部に空隙部分１５ａを有する形状の鉄
心コア１５と、磁界を検知することのできる光磁界セン
サ素子１１と、光磁界センサ素子１１からの光信号を電
気信号に変換する信号処理回路（図示なし）とを具備し
ている。第１の実施例における信号処理回路は前述の図
１９に示した信号処理回路５１を用いている。

【００１５】被測定物である導電体１６は、鉄心コア１
５の貫通孔１５ｂの中心を貫通するよう設置されてい
る。光磁界センサ素子１１と信号処理回路（図示なし）
は、入力光ファイバ１２と出力光ファイバ１３とにより
光伝送できるよう接続されている。鉄心コア１５は、導
電体１６に流れる被測定電流により発生する導電体１６
の回りの磁界を効率よく集束させるために軟磁性材料を
用いて形成されている。第１の実施例において用いた軟
磁性材料としては電磁鋼板であるケイ素鋼であるが、パ
ーマロイ、フェライト、アモルファス合金等の高透磁率
の強磁性材料でもよい。

【００１６】図２は、図１に示した第１の実施例の光磁
界センサ素子１１の内部構成を示す断面図である。光磁
界センサ素子１１は、磁気光学素子６１のファラデー効
果により、磁界の強度変化を光の強度変化に変換する。
光磁界センサ素子１１は、入力光ファイバ１２、フェル
ール６５、入力側レンズ６６、偏光子６２、磁気光学素
子６１、検光子６３、全反射ミラー６４、出力側レンズ
６７、フェルール６５、及び出力光ファイバ１３の各部
により構成されている。この光磁界センサ素子１１に入
力された光は、上記の各部の順に通過する。また、入力
側レンズ６６と出力側レンズ６７は、レンズホルダー６
８に収納されて固定されている。磁気光学素子６１に
は、希土類鉄ガーネット材料がファラデー素子の材料と
して用いている。その他に、磁気光学素子６１として
は、鉛ガラス、ＺｎＳｅ、Ｂｉ₁₂ＳｉＯ₂₀、Ｂｉ₁₂Ｇｅ
Ｏ₂₀、ＣｄＭｎＴｅ等のファラデー素子材料も用いるこ
とができる。図２に示した光磁界センサ素子１１におい
ては、偏光子６２に偏光ビームスプリッタ、検光子６３
にガラス製偏光板を用いている。

【００１７】次に、光電流センサ２００の動作につい
て、図１と図２を用いて説明する。信号処理回路５１の
光源５２から出力された光は、入力光ファイバ１２を通
過して、光磁界センサ素子１１に入力される。光磁界セ
ンサ素子１１に入力された光は、入力側レンズ６６にお
いて平行光或いは収束光となって偏光子６２に導かれ、
直線偏光となる。光磁界センサ素子１１には、導電体１
６を流れる被測定電流に比例して発生する被測定磁界が
印加される。直線偏光は、磁気光学素子１１を透過する
時に、ファラデー効果により、導電体１６の磁界強度に
比例して直線偏光の偏波面が回転する。即ち、ファラデ
ー回転を生じる。偏波面が回転した直線偏光は、偏光子
６２に対して、ある特定の相対角で設置された検光子６
３を通過することにより、磁界強度に比例して光の強度
変調を受ける。このような偏光子６２と検光子６３を用
いて光の強度変調を行う方法は、磁気光学分野では非作
動固定検光子法と呼ばれる。その方法では、一般的に偏
光子６２と検光子６３は相対角４５度で設置されてい
る。強度変調された光は、全反射ミラー６４で出力側レ
ンズ６７に導かれ、出力光ファイバ１３に収束される。
出力光ファイバ１３を通過した光は、信号処理回路の光
検出素子で受光されて、電気信号に変換される。信号処
理回路は、受光した信号を増幅して、被測定電流値を表
示、或いは被測定電流に比例する電圧信号を出力する。

【００１８】図１に示すように、第１の実施例の光電流
センサ２００における光磁界センサ素子１１には、板状
の磁気シールド体１４が張り付けられている。この磁気
シールド体１４は軟磁性材料で形成されており、光磁界
センサ素子１１の上下面（導電体１６の導出方向と実質
的に直交する面）を覆うように配置されている。第１の
実施例における光磁界センサ素子１１において、磁気シ
ールド体１４の軟磁性材料は板厚０.２３ｍｍの方向性
ケイ素鋼である。鉄心コア１５のサイズは、内径４５ｍ
ｍ、外径６５ｍｍ、高さ２０ｍｍ、空隙部分１５ａの空
隙間隔Ａが１６ｍｍである。光磁界センサ素子１１の外
被１１ａは、横幅１４ｍｍ、長さ２４ｍｍ、高さ１０ｍ
ｍの非磁性材料の樹脂のケースに収められている。なお
ケースとしては非磁性材料の樹脂の他に、セラミックス
等の非磁性材料で形成しても良い。第１の実施例の光電
流センサ２００において、磁気シールド体１４の横幅ａ
は１３ｍｍとしており、鉄心コア１５の空隙間隔Ａ（１
６ｍｍ）よりも短くなっている。第１の実施例における
板状の磁気シールド体１４は、鉄心コア１５の空隙部分
１５ａの間に配置され、かつ磁気シールド体１４が鉄心
コア１５に接触しない位置に配設されている。これは、
導電性を有する磁気シールド材によって、誘導電流の発
生を避けるためである。

【００１９】第１の実施例においては、磁気シールド体
１４を光磁界センサ素子１１のケースの上下面に設置し
た構成で示したが、上下面の内の何れかの面に磁気シー
ルド体１４を設けても光磁界センサ素子１１に対する磁
気シールド効果がある。また、第１の実施例において
は、磁気シールド体１４を光磁界センサ素子１１のケー
スの上下面に張り付けて構成したが、樹脂やセラミック
などの非磁性材料で成形された光磁界センサ素子１１の
ケースの上下面に磁気シールド体１４を直接埋め込む構
成であっても上記実施例と同様な効果が得られた。発明
者の実験によれば、第１の実施例における磁気シールド
体１４の厚み（０.２３ｍｍ）よりも厚い方向性ケイ素
鋼板（０.５ｍｍ）を磁気シールド体として使用した場
合や、０.２３ｍｍの方向性ケイ素鋼板に絶縁層を介し
て２枚重ねて磁気シールド体とした場合には、第１の実
施例の磁気シールド体１４よりさらにシールド効果が高
いことが確認できた。

【００２０】第１の実施例において、磁気シールド体１
４の方向性ケイ素鋼板としては、鉄にケイ素を３％添加
した方向性ケイ素鋼を用いた。なお、磁気シールド体１
４の材料としては、方向性ケイ素鋼板だけでなく、無方
向性ケイ素鋼、パーマロイ、フェライト、アモルファス
合金でもよい。これらの材料については、発明者が磁気
シールド体１４の材料として使用したが、好ましい磁気
シールド効果を確認することができた。ただし、透磁率
が高い材料ほど磁気シールド性能が良好であった。発明
者の実験によれば、板厚０.２３ｍｍの方向性ケイ素鋼
により形成された磁気シールド体１４を用いた第１の実
施例の光電流センサは、従来の光電流センサに比べて、
磁気シールド効果が高いことが証明された。その測定結
果については後述する。上記のように、本発明の光電流
センサ及び光磁界センサ素子１１に磁気シールド体１４
を設けた光磁界センサは、磁気シールド構造を有するた
め、外部磁界による影響を大幅に低減して、被測定物に
流れる電流を高精度に測定することが可能となる。

【００２１】《第２の実施例》次に、本発明に係る第２
の実施例の光電流センサについて図３を参照しつつ説明
する。図３は、本発明に係る第２の実施例の光電流セン
サ２０１を示す斜視図である。第２の実施例の光電流セ
ンサ２０１は、前述の第１の実施例の光電流センサ２０
０をケース２１により収納した構成である。従って、第
２の実施例の光電流センサ２０１は、第１の実施例の光
電流センサ２００と同じように鉄心コア１５と光磁界セ
ンサ素子１１とを有しており、そのサイズは第１の実施
例において用いた物と同じである。以下の各実施例にお
いて、同じ構成、機能を有する要素には同じ符号を付
し、前述の第１の実施例における説明を援用する。

【００２２】図３に示すように、一部に空隙部分を有す
る実質的なリング状の鉄心コア１５と、空隙部分に配置
された光磁界センサ素子１１がケース２１内に固定され
ている。また、被測定物である導電体１６は、光電流セ
ンサ２０１の貫通孔の中心を通るよう配設されている。
光磁界センサ素子１１から導出した入力光ファイバ１２
と出力光ファイバ１３は、ケース２１の突出端部２０１
ａから引き出されて信号処理回路（図示なし）に光伝送
可能に接続されている。第２の実施例における光電流セ
ンサ２０１のケース２１は、非磁性材料の樹脂により形
成されている。なお、ケース２１の形成材料としては、
セラミック等の非磁性材料であればよい。ケース２１の
サイズは、貫通孔内径３５ｍｍ、外径７５ｍｍ、高さ３
０ｍｍであり、光磁界センサ素子１１をする部分を含ん
だ全長は９５ｍｍである。

【００２３】図３に示すように、第２の実施例の光電流
センサ２０１のケース２１の突出部分２１ａ（光磁界セ
ンサ素子１１を収納する部分）の上下両面には軟磁性材
料で形成された板状の磁気シールド体２２が張り付けら
れている。第２の実施例における光電流センサ２０１の
磁気シールド体２２は、第１の実施例の磁気シールド１
４と同じように軟磁性材料で形成されている。第２の実
施例の磁気シールド体２２は、板厚が０.２３ｍｍの方
向性ケイ素鋼板で形成されている。第２の実施例の磁気
シールド体２２のサイズは、横幅が２０ｍｍ、長さが３
５ｍｍであり、このサイズは光磁界センサ素子１１の外
被サイズ、横幅１４ｍｍと長さ２４ｍｍにより決定され
る。

【００２４】第２の実施例の光電流センサ２０１は、磁
気シールド体２２が鉄心コア１５に直接接触しない構成
であるため、組立時に磁気シールド体２２が鉄心コア１
５に接触しないよう注意する必要がなく、組立が容易で
ある。第２の実施例においては、光電流センサ２０１の
ケース２１の上下両面に磁気シールド体２２を設置した
構成を示したが、発明者の実験によれば上下面の何れか
の面に磁気シールド体２２を設置しても、高い磁気シー
ルド効果があることが確認できた。また、第２の実施例
においては、磁気シールド体２２をケース２１の上下面
に張り付けて構成したが、樹脂やセラミックなどの非磁
性材料で成形されたケース２１の上下面に磁気シールド
体２２を直接埋め込む構成であっても上記第２の実施例
と同様な効果が得られた。発明者の実験によれば、第２
の実施例における磁気シールド体２２の厚み（０.２３
ｍｍ）よりも厚い方向性ケイ素鋼板（０.５ｍｍ）を磁
気シールド体として使用した場合や、０.２３ｍｍの方
向性ケイ素鋼板に絶縁層を介して２枚重ねて磁気シール
ド体とした場合には、上記第２の実施例における磁気シ
ールド体２２よりさらにシールド効果が高いことが確認
できた。

【００２５】第２の実施例において、磁気シールド体２
２の方向性ケイ素鋼板としては、鉄にケイ素を３％添加
した方向性ケイ素鋼を用いた。なお、磁気シールド体２
２の材料としては、方向性ケイ素鋼板だけでなく、無方
向性ケイ素鋼、パーマロイ、フェライト、アモルファス
合金でもよい。これらの材料については、発明者が磁気
シールド体の材料として使用したが、好ましい磁気シー
ルド効果を実験により確認することができた。ただし、
透磁率が高い材料ほど磁気シールド性能が良好であっ
た。発明者の実験によれば、板厚０.２３ｍｍの方向性
ケイ素鋼により形成された磁気シールド体２２を用いた
第２の実施例の光電流センサは、従来の光電流センサに
比べて、磁気シールド効果が高いことが証明された。そ
の測定結果については後述する。上記のように、本発明
に係る第２の実施例の光電流センサは、磁気シールド構
造を有するため、外部磁界による影響を大幅に低減し
て、被測定物に流れる電流を高精度に測定することが可
能となる。

【００２６】《第３の実施例》次に、本発明に係る第３
の実施例の光電流センサについて図４を参照しつつ説明
する。図４は、本発明に係る第３の実施例の光電流セン
サ２０２を示す斜視図である。第３の実施例の光電流セ
ンサ２０２は、前述の第１の実施例の光電流センサ２０
０をケース２１により収納した第２の実施例の光電流セ
ンサ２０１の他の構成例である。第３の実施例の光電流
センサ２０２は、第１の実施例の光電流センサ２００と
同じように鉄心コア１５と光磁界センサ素子１１とを有
しており、そのサイズは第１の実施例において用いた物
と同じである。図４に示すように、リングの一部に空隙
部分を有する形状の鉄心コア１５と、空隙部分に配置さ
れた光磁界センサ素子１１がケース２１内に固定されて
いる。また、被測定物である導電体１６は、光電流セン
サ２０２の貫通孔の中心を通るよう配設されている。光
磁界センサ素子１１から導出した入力光ファイバ１２と
出力光ファイバ１３は、ケース２１の突出端部２０２ａ
から引き出されて信号処理回路（図示なし）に光伝送可
能に接続されている。

【００２７】第３の実施例における光電流センサ２０２
のケース２１は、前述の第２の実施例と同様に非磁性材
料の樹脂により形成され、第２実施例のケース２１と同
じサイズである。図４に示すように、第３の実施例の光
電流センサ２０２のケース２１の突出部分部２１ａ（光
磁界センサ素子１１を収納する部分）の上下両面には軟
磁性材料で形成された磁気シールド体２２が張り付けら
れている。また、ケース２１の環状部分（鉄心コア１５
を収納する部分）の上下両面には軟磁性材料で形成され
た板状の磁気シールド体２３が張り付けられている。磁
気シールド体２３は鉄心コア１５に対応するようにリン
グの一部切り欠いた形状を有している。

【００２８】第３の実施例における光電流センサ２０２
の磁気シールド体２２、２３は、第１の実施例の磁気シ
ールド１４と同じように軟磁性材料で形成されている。
第３の実施例の磁気シールド体２２、２３は、板厚が
０.２３ｍｍの方向性ケイ素鋼板で形成されている。第
３の実施例の磁気シールド体２２のサイズは、横幅が２
０ｍｍ、長さが３５ｍｍであり、このサイズは光磁界セ
ンサ素子１１の外被サイズ、横幅１４ｍｍと長さ２４ｍ
ｍにより決定される。磁気シールド体２３のサイズは、
内径が３７ｍｍ、外径が７３ｍｍであり、切り欠け部分
の空隙距離は２４ｍｍである。

【００２９】第３の実施例の光電流センサ２０１におい
て、磁気シールド体２２の導電体側部はＣ字状の磁気シ
ールド体２３の空隙部分に挿入されるよう配置されてお
り、２つの磁気シールド体２２、２３が互いに直接接触
しないよう構成されている。これは、導電性を有する磁
気シールド材によって、誘導電流の発生を避けるためで
ある。従って、組立時に２つの磁気シールド体２２、２
３が互いに接触しないように注意する必要がある。第３
の実施例においては、光電流センサ２０２のケース２１
の上下両面に磁気シールド体２２、２３を設置した構成
を示したが、発明者の実験によれば上下面の何れかの面
に磁気シールド体２２、２３を設置することにより、高
い磁気シールド効果があることが確認できた。また、第
３の実施例においては、磁気シールド体２２、２３をケ
ース２１の上下両面に張り付けて構成したが、樹脂やセ
ラミックなどの非磁性材料で成形されたケース２１の上
下両面に磁気シールド体２２、２３を直接埋め込む構成
であっても上記実施例と同様な効果が得られた。発明者
の実験によれば、第３の実施例における磁気シールド体
２２、２３の厚み（０.２３ｍｍ）よりも厚い方向性ケ
イ素鋼板（０.５ｍｍ）を磁気シールド体として使用し
た場合や、０.２３ｍｍの方向性ケイ素鋼板に絶縁層を
介して２枚重ねて磁気シールド体とした場合には、上記
第３の実施例の磁気シールド体２２、２３よりさらにシ
ールド効果が高いことが確認できた。

【００３０】第３の実施例において、磁気シールド体２
２、２３の方向性ケイ素鋼板としては、鉄にケイ素を３
％添加した方向性ケイ素鋼を用いた。なお、磁気シール
ド体２２、２３の材料としては、方向性ケイ素鋼板だけ
でなく、無方向性ケイ素鋼、パーマロイ、フェライト、
アモルファス合金でもよい。これらの材料については、
発明者が磁気シールド体の材料として使用して実験した
結果、好ましい磁気シールド効果を確認することができ
た。ただし、透磁率が高い材料ほど磁気シールド性能が
良好であった。発明者の実験によれば、板厚０.２３ｍ
ｍの方向性ケイ素鋼により形成された磁気シールド体２
２、２３を用いた第３の実施例の光電流センサは、従来
の光電流センサに比べて、磁気シールド効果が高いこと
が証明された。その測定結果については後述する。上記
のように、本発明の第３の実施例係る光電流センサは、
磁気シールド構造を有するため、外部磁界による影響を
大幅に低減して、被測定物に流れる電流を高精度に測定
することが可能となる。

【００３１】《第４の実施例》次に、本発明に係る第４
の実施例の光電流センサ及び光磁界センサについて図５
から図７を参照しつつ説明する。図５は、本発明に係る
第４の実施例の光電流センサ２０３を示す斜視図であ
る。第４の実施例の光電流センサ２０３は、前述の第３
の実施例の光電流センサ２０２における磁気シールド体
をさらに設けた他の構成例である。第４の実施例の光電
流センサ２０３は、第３の実施例の光電流センサ２０２
の磁気シールド構造に加えて、光磁界センサ素子１１を
収納するケース２１の突出部分２１ａの左右両側面部分
に軟磁性材料で形成された板状の磁気シールド体２４を
設けたものである。

【００３２】第４の実施例の光電流センサ２０３におけ
る磁気シールド体２４は、板厚０.２３ｍｍの軟磁性材
料である方向性ケイ素鋼で形成されている。この磁気シ
ールド体２４は矩形状であり、そのサイズは、幅が１８
ｍｍであり、長さが２０ｍｍである。ケース２１の突出
部分２１ａの左右両側面部分に設けられている磁気シー
ルド体２４は、鉄心コア１５、及び他の磁気シールド体
２２、２３に直接に接触しないよう離して配置されてい
る。第４の実施例において、光電流センサ２０２のケー
ス２１の上下両面及び、突出部分２１ａの左右両側面に
磁気シールド体２２、２３、２４を設置しているため、
発明者の実験によれば高い磁気シールド効果があること
が確認できた。

【００３３】図６は、第４の実施例における他の光電流
センサ２０４の構成を示す斜視図である。図６に示した
光電流センサ２０４は、前記の光電流センサ２０３の磁
気シールド構造に加えて、鉄心コア１５を収納するケー
ス２１の環状部分２１ｂの側面部分に軟磁性材料で形成
された板状の磁気シールド体２５を設けたものである。
すなわち、光電流センサ２０４は、ケース２１の環状部
分２１ｂの円筒外径部分を覆うように帯状の磁気シール
ド体２５を張り付けている。図６に示した光電流センサ
２０４における軟磁性材料としては、方向性ケイ素鋼板
を使用した。ただし、この帯状の磁気シールド体２５
は、鉄心コア１５、及び他の磁気シールド体２２、２
３、２４に直接に接触しないよう配置されている。光電
流センサ２０４を被測定対象である電線等に取り付ける
ため、前述の図１９において示したように、導電体であ
る電線を挟み込んで設置できる搬送可能な上下分割型の
光電流センサユニットとなっている場合がある。その場
合にも、軟磁性材料で形成された磁気シールド体２２、
２３、２４、２５が上記第４の実施例のようにケース２
１の各面に設けられているため、光電流センサ２０４は
高い磁気シールド効果を確保することが可能となる。

【００３４】また、第４の実施例においては、磁気シー
ルド体２２、２３、２４、２５をケース２１の各面に張
り付けて構成したが、樹脂やセラミックなどの非磁性材
料で成形されたケース２１の各面に磁気シールド体２
２、２３、２４、２５を直接埋め込む構成であっても上
記第４の実施例と同様な効果が得られた。発明者の実験
によれば、第４の実施例における磁気シールド体２２、
２３、２４、２５の厚み（０.２３ｍｍ）よりも厚い方
向性ケイ素鋼板（０.５ｍｍ）を磁気シールド体として
使用した場合や、０.２３ｍｍの方向性ケイ素鋼板に絶
縁層を介して２枚重ねて磁気シールド体とした場合に
は、上記第４の実施例の磁気シールド体２２、２３、２
４、２５よりさらにシールド効果が高いことが確認でき
た。

【００３５】第４の実施例において、磁気シールド体２
２、２３、２４、２５の方向性ケイ素鋼板としては、鉄
にケイ素を３％添加した方向性ケイ素鋼を用いた。な
お、磁気シールド体２２、２３、２４、２５の材料とし
ては、方向性ケイ素鋼板だけでなく、無方向性ケイ素
鋼、パーマロイ、フェライト、アモルファス合金でもよ
い。これらの材料については、発明者が磁気シールド体
の材料として使用して実験した結果、好ましい磁気シー
ルド効果を確認することができた。ただし、透磁率が高
い材料ほど磁気シールド性能が良好であった。発明者の
実験によれば、板厚０.２３ｍｍの方向性ケイ素鋼によ
り形成された磁気シールド体２２、２３、２４、２５を
用いた図６に示した光電流センサ２０４は、従来の光電
流センサに比べて、磁気シールド効果が高いことが証明
された。その測定結果については後述する。また、発明
者は、光電流センサ２０４のケース２１のすべての側面
を覆うように、折り曲げることができる磁気シールドシ
ートを巻き付けることによっても高いシールド効果を確
認することができた。このとき用いた磁気シールドシー
トは、ナノスケールの軟磁性金属超微粒子をポリマーフ
ィルムに分散させて成形した薄帯状（シート厚みが０.
３ｍｍ）の磁気シールドシートであった。なお、このと
きの磁気シールドシートの両端部は完全に閉じないよう
にエアギャップを設け、うず電流が発生しないよう構成
されている。

【００３６】図７は図６に示した光電流センサ２０４の
磁気シールド構造に加えて、さらに入力光ファイバ１２
と出力光ファイバ１３を磁気シールドチューブ２６で覆
った光電流センサ２０５を示す斜視図である。図７に示
す光電流センサ２０５は、軟磁性材料で形成された中空
円筒状の磁気シールドチューブ２６により入力光ファイ
バ１２と出力光ファイバ１３を完全に覆うよう構成され
ている。従って、磁気シールドチューブ２６の長さは、
ケース２１の突出端部２０５ａから信号処理回路までの
長さである。磁気シールドチューブ２６の軟磁性材料と
しては、方向性ケイ素鋼薄膜をチューブ状に成形したも
のや、もしくは軟磁性材料を樹脂材の中に分散して成形
された樹脂チューブが用いられる。

【００３７】図７に示したように、磁気シールドチュー
ブ２６を設置することによって、入力光ファイバ１２と
出力光ファイバ１３に対する外部磁界の印加が磁気シー
ルドされる。この結果、光ファイバ材料自体のファラデ
ー効果が光電流センサ２０５の出力へ与える影響を除去
することができ、光電流センサ２０５の測定精度を高め
ることができる。このように磁気シールドチューブ２６
を設けることは、特に、極めて高感度な光磁界センサ素
子を有する光電流センサに対して有効であり、ノイズレ
ベルを大幅に低減することができ、測定データのＳＮ比
向上に有効である。図７に示した磁気シールドチュー
ブ２６は、光電流センサに限らず、光磁界センサ素子で
構成された光磁界センサや、磁界を検出することができ
る光ファイバコイル等の光ファイバセンサの信号伝送路
用入出力ファイバ部分に非常に有効である。このような
センサに磁気シールドチューブ２６を用いた場合の効果
は、後から述べるアイソレーション比として数ｄＢ程度
であり、磁界センサの感度が極めて高く、微弱磁界を精
度よく測定したい場合に有効な磁気シールド対策とな
る。上記のように、本発明に係る第４の実施例の光電流
センサは、磁気シールド構造を有するため、外部磁界に
よる影響を大幅に低減して、被測定物に流れる電流を高
精度に測定することが可能となる。

【００３８】《第５の実施例》次に、本発明に係る第５
の実施例の光電流センサについて図８から図１１を参照
しつつ説明する。図８は本発明に係る第５の実施例の光
電流センサ２０６を示す斜視図である。図８に示すよう
に、第５の実施例の光電流センサ２０６は、鉄心コア１
５と光磁界センサ素子１１が中空の円筒形状の磁気シー
ルド体３１内に収納される磁気シールド構造を有してい
る。即ち、光電流センサ２０６を構成する空隙部分を有
する一部を切り欠いたリング状の鉄心コア１５とその空
隙部分に配置された光磁界センサ素子１１は、円筒形状
の磁気シールド体３１により完全に包み込まれている。
光磁界センサ素子１１から導出している入力光ファイバ
１２と出力光ファイバ１３は、被測定物である導電体１
６の配設方向と同じ方向に導出されている。

【００３９】円筒形状の磁気シールド体３１における上
部及び下部の開口縁部を含むそれぞれの面は、導電体１
６の導出方向に直交するよう形成されている。磁気シー
ルド体３１は鉄心コア１５と所定距離（例えば、約２５
ｍｍ）を有して配置されており、磁気シールド体３１の
開口縁部を含むそれぞれの面は鉄心コア１５の外縁と実
質的に平行に配置されている。第５の実施例の光電流セ
ンサ２０６における磁気シールド体３１は、軟磁性材料
で形成されており、具体的には、板厚０.２３ｍｍの方
向性ケイ素鋼板を用いて形成した。第５の実施例におい
ては、光電流センサ２０６の全周を覆うように、直径が
約１２０ｍｍで、高さが１００ｍｍであった。発明者の
実験によれば、第５の実施例における磁気シールド体３
１における方向性ケイ素鋼の容易磁化方向は、円筒を巻
き込む方向、すなわち円周方向とすることが磁気シール
ドには効果的であった。

【００４０】第５の実施例における円筒形状の磁気シー
ルド体３１は、鉄心コア１５や光磁界センサ素子１１と
ともに樹脂などの非磁性材料で成形されたケース内に収
納して固定される。また、第５の実施例の光電流センサ
２０６は、鉄心コア１５や光磁界センサ素子１１と磁気
シールド体３１との間も樹脂などの非磁性材料で所定距
離を保持するよう固定されている。

【００４１】なお、図８に示した光電流センサ２０６に
おいて、円筒形状の磁気シールド体３１は、樹脂等の非
磁性材料により成形された固定手段により鉄心コア１５
と光磁界センサ素子１１とともに被測定物である導電体
１６に固定されている。また、発明者は、光電流センサ
２０６の磁気シールド体３１の代わりに、折り曲げるこ
とができる磁気シールドシートを巻き付けることによっ
ても高いシールド効果を確認することができた。このと
き用いた磁気シールドシートは、ナノスケールの微細結
晶組織を含有する軟磁性合金薄帯やＣｏ系アモルファス
合金薄帯をポリマーフィルムで挟んだサンドイッチ構造
を有している。本実施例の薄帯状の磁気シールドシート
の厚みは合計０.３ｍｍであり、そのうち金属薄膜の厚
みが０.１５ｍｍ、ポリマーフィルムの厚みが０.１５ｍ
ｍであった。磁気シールドチューブ２６った。なお、こ
のときの磁気シールドシートの両端部はエアギャップが
設けられ完全に閉じないようにして、うず電流が発生し
ないよう構成されている。このような薄帯状で柔らかい
磁気シールドシートは、加工が容易であり、取り外し可
能な光電流センサの磁気シールド構造において極めて有
効である。また、電磁干渉が高い環境においては、高周
波特性に優れた鉄酸化物材料であるフェライトの超微細
紛体を樹脂材料にバインドさせた磁気シールドシートが
有効であることが発明者により確認された。

【００４２】図９は、図８に示した第５の実施例の光電
流センサ２０６における磁気シールド体３１の断面図で
ある。図９に示すように、第５の実施例において、鉄心
コア１５の空隙部分１５ａには、光磁界センサ素子１１
が所定空間を介して配置されている。また、鉄心コア１
５の貫通孔１５ｂの中心には被測定電流が流れる導電体
１６が配置されている。図９に示すように、第５の実施
例の光電流センサ２０６における鉄心コア１５と光磁界
センサ素子１１は所定距離を有して完全に取り囲まれて
いる。第５の実施例においては、磁気シールド体３１は
完全な円筒形を有しているが、光電流センサ２０６を取
り囲むよう形状であれば、必ずしも円筒形である必要は
なく、鉄心コア１５や光磁界センサ素子１１の外形に沿
うように多角形状で形成しても磁気シールド効果があ
る。

【００４３】図９に示すように、光電流センサ２０６に
磁気シールド構造を形成することにより、被測定物であ
る導電体１６以外の導電体である電線が磁気シールド体
３１の外側に存在する場合、その電線が発生する外部磁
界の影響を著しく低減できる。従って、第５の実施例の
光電流センサ２０６は、従来の磁気シールド構造のない
光電流センサと比較して、外部磁界の影響を受けること
がなく、精度の高いセンサを実現することができる。図
１０は、外部磁界からの磁力線がどのように磁気シール
ド体３１で遮蔽されるかを示す説明図である。図１０に
示すように、外部の導電体が発生する磁界の磁力線３４
は、円筒状に形成された軟磁性材料の磁気シールド体３
１で遮蔽されて、磁界を検出する光磁界センサ素子１１
にその影響を及ばさない。この結果、光磁界センサ素子
１１は、被測定電流の発生する磁界のみを精度よく検出
することが可能となる。なお、図８から図１０に示した
円筒形状の磁気シールド体３１は、鉄心コア１５と光磁
界センサ素子１１を用いた光電流センサ２０６だけでな
く、光ファイバをコイル状に巻いてセンシングコイルと
して構成した光ファイバ電流センサについても有効な磁
気シールド構造となる。

【００４４】次に、前述の図８に示した光電流センサ２
０６における円筒形状の磁気シールド体３１の取付け性
を改良した実施例について図１１を用いて説明する。図
１１は、光電流センサ２０７における磁気シールド構造
を磁気シールドバンド３５により構成した例である。図
１１に示した磁気シールド構造は、光電流センサ２０７
の被測定物である導電体１６への後づけを考慮したもの
であり、バンド状の磁気シールドバンド３５の両端部の
近傍に着脱自在の樹脂製のテープ（以下、ファスナテー
プと略称する）３６等の取り外し可能な加工が施されて
いる。従って、図１１に示した光電流センサ２０７は、
導電体１６に装着した後、磁気シールドバンド３５のフ
ァスナーテープ３６を接着させることにより磁気シール
ド構造を構成している。この装着のとき、鉄心コア１５
や光磁界センサ素子１１は樹脂等の非磁性材料により成
形された固定手段（図示なし）により導電体１６に固定
されており、磁気シールドバンド３５はこの固定手段に
巻き付けてファスナーテープ３６を接着することにより
装着される。従って、図１１に示した光電流センサ２０
７は、取り付け容易性の非常に高い磁気シールド構造を
有している。

【００４５】図１１に示した磁気シールドバンド３５
は、携帯に便利なバンド構造にする為に幅（図１１にお
ける高さ）を短くし、６０ｍｍとした。このように高さ
の低い磁気シールド構造であっても、図８に示した円筒
状の磁気シールド体３１と同様に明らかに外部磁界の影
響を低減できるシールド効果を有しており、このシール
ド効果について発明者は実験により確認した。図１１に
示した磁気シールドバンド３５の軟磁性材料として、方
向性ケイ素鋼板を用いたが、ナノスケールの微細結晶組
織を含有する軟磁性合金薄帯、Ｃｏ系アモルファス合金
薄帯をポリマーフィルムで挟んだサンドイッチ構造の薄
帯、鉄酸化物材料であるフェライトの超微細紛体を樹脂
材料にバインドさせた磁気シールドシートであってもよ
い。

【００４６】図１１に示した磁気シールドバンド３５は
ファスナーテープ３６により固定する方法について説明
したが、取り外しが可能な手段であればフック金具やパ
ッチン錠のような構造でも磁気シールドバンド３５の固
定方法として用いることが可能である。なお、光電流セ
ンサを組み込む光電流センサユニットは、前述の図１９
に示したように、上下に分割された２つのケース（７
１、７２）が導電体を挟み込むように設置される場合が
多い。このような場合には、図１１で示した磁気シール
ドバンド３５が広がった状態において、この磁気シール
ドバンド３５をあらかじめ上ケース（７１）に固定して
おき、光電流センサの上下ケースを導電体１６を挟み込
んで設置した後、磁気シールドバンド３５を外側から光
電流センサを取り囲むよう装着することができる。

【００４７】発明者の実験によれば、第５の実施例にお
ける磁気シールド体３１や磁気シールドバンド３５の軟
磁性材料としては、厚みが０.２３ｍｍの方向性ケイ素
鋼板により形成したが、（０.２３ｍｍ）よりも厚い方
向性ケイ素鋼板（０.５ｍｍ）を磁気シールド体３１や
磁気シールドバンド３５として使用した場合や、０.２
３ｍｍの方向性ケイ素鋼板に絶縁層を介して２枚重ねて
磁気シールド構造とした場合には、上記第５の実施例の
磁気シールド構造よりさらにシールド効果が高いことが
確認できた。また、発明者は、磁気シールド構造におけ
る軟磁性材料として方向性ケイ素鋼板だけでなく、無方
向性ケイ素鋼、パーマロイ、フェライト、アモルファス
合金等についても実施したが、優れた磁気シールド効果
を確認することができた。特に、後述の第６の実施例に
おいて述べるが、図１１に示した磁気シールドバンド３
５を２重構造にすることによっても著しくシールド効果
を高めることができた。上記のように、本発明に係る第
５の実施例の光電流センサは、磁気シールド構造を有す
るため、外部磁界による影響を大幅に低減して、被測定
物に流れる電流を高精度に測定することが可能となる。

【００４８】《第６の実施例》次に、本発明に係る第６
の実施例の光電流センサについて図１２と図１３を参照
しつつ説明する。図１２は本発明の第６の実施例の光電
流センサ２０８におけるシールド構造を示す斜視図であ
る。図１２に示すように、第６の実施例における磁気シ
ールド構造は、前述の図８に示した中空円筒形状の磁気
シールド体３１に、さらにその外側に中空円筒形状の磁
気シールド体３２を設置した２重構造である。従って、
２重の磁気シールド体３１、３２が、光電流センサを構
成する鉄心コア１５と光磁界センサ素子１１を完全に包
み込むよう設けられている。第６の実施例における磁気
シールド体３１、３２の軟磁性材料は、板厚０.２３ｍ
ｍの方向性ケイ素鋼板である。また、第６の実施例にお
いて、円筒形状の磁気シールド体３１、３２の円筒の高
さは１００ｍｍであり、直径は鉄心コア１５と光磁界セ
ンサ素子１１を覆うことのできる約１２０ｍｍであっ
た。このように構成された光電流センサ２０８は、前述
の第５の実施例の光電流センサ２０６に比べてさらに磁
気シールド効果を高めることができる。

【００４９】図１３は第６の実施例における他の光電流
センサ２０９におけるシールド構造を示す斜視図であ
る。図１３に示す光電流センサ２０９におけるシールド
構造は、軟磁性材料の磁気シールドシートの多層構造で
あり、磁気シールドシートの間を絶縁体で絶縁した磁気
シールド積層体３３が鉄心コア１５と光磁界センサ素子
１１を取り囲むよう構成されている。図１３に示した光
電流センサ２０９は、シート状の磁気シールド積層体３
３をファスナーテープ等の接着手段（図示なし）円筒形
状に形成した例であるが、円筒形状の磁気シールド体を
積層体により形成することも可能である。なお、図１３
に示した光電流センサにおいて、円筒形状の磁気シール
ド積層体３３は、樹脂等の非磁性材料により成形された
固定手段により鉄心コア１５と光磁界センサ素子１１と
ともに被測定物である導電体１６に固定されている。

【００５０】図１３に示した光電流センサ２０９におけ
る磁気シールドシート積層体３３は、例えば、方向性ケ
イ素鋼の磁気シールドシートを絶縁体を介して４重構造
としたり、パーマロイ→方向性ケイ素鋼→方向性ケイ素
鋼→パーマロイの順に積層された他層構造としてもよ
い。また、上記のように構成された磁気シールドシート
積層体３３に、パーマロイ→アルミニウム→アルミニウ
ム→パーマロイの順で積層された電磁波シールド材料を
組み合わせ、外部磁界の強度や周波数を考慮して磁気シ
ールド多層構造を形成することにより、磁気と電磁波に
有効な磁気シールド構造を形成することができる。

【００５１】なお、図１３に示した磁気シールド構造
は、完全な環状で、同じ厚みを有して形成される必要は
なく、多層磁気シールドシートを巻き込むことによって
形成された磁気シールド体であっても有効なシールド効
果を発揮する。さらに、上記実施例においては円筒形状
の磁気シールド体３１、３２が直径１２０ｍｍであった
が、鉄心コア１５と光磁界センサ素子１１を完全に覆う
ことができれば、円筒直径は１２０ｍｍでなくともよ
く、例えば円筒の直径が約８０ｍｍでも同様な磁気シー
ルド効果を得ることが可能である。発明者の実験によれ
ば、図１３に示した光電流センサ２０９における軟磁性
材料としては、板厚０.２３ｍｍの方向性ケイ素鋼の４
重構造の磁気シールド積層体とした場合を示している
が、板厚が０.２３ｍｍよりも厚い方向性ケイ素鋼板
（０.５ｍｍ）を使用した場合や、０.２３ｍｍの方向性
ケイ素鋼板に絶縁層を介して２枚重ねてそれを４重の磁
気シールド構造とした場合には、さらにシールド効果が
高いことが確認できた。また、発明者は、磁気シールド
構造における軟磁性材料として方向性ケイ素鋼板だけで
なく、無方向性ケイ素鋼、パーマロイ、フェライト、ア
モルファス合金等についても実施したが、優れた磁気シ
ールド効果を確認することができた。

【００５２】図１４は第６の実施例における磁気シール
ド構造を変形した他の光電流センサ２１０を示す斜視図
である。図１４に示すように、この光電流センサ２１０
は図１３に示した円筒形状の磁気シールド積層体３３の
上下の開口部分を軟磁性材料で形成された円盤形状の磁
気シールド体３７で覆うよう構成されている。但し、円
盤形状の磁気シールド体３７は円筒形状の磁気シールド
体３３の開口端部と直接に接触しないよう絶縁体４０を
介して配置されている。図１４に示した光電流センサ２
１０においては、円筒形状の磁気シールド構造体により
実質的に全方向において鉄心コア１５と光磁界センサ素
子１１を覆う構成である。

【００５３】円盤形状の上下の磁気シールド体３７には
被測定物である導電体１６を貫通させるための開口孔３
７ａがその中央に形成されている。また、円盤形状の一
方の磁気シールド体３７には入力光ファイバ１２と出力
光ファイバ１３を導出するための孔が形成されている。
磁気シールド体３７の軟磁性材料として、板厚０.２３
ｍｍの方向性ケイ素鋼を用いた。上記のように鉄心コア
１５と光磁界センサ素子１１を円筒形状の磁気シールド
構造体により完全に覆い囲むことにより、あらゆる方向
からの外部磁界の影響を大幅に低減することができ。な
お、前述の各実施例において、光電流センサの磁気シー
ルド体としてはウレタンフォーム磁気シールドシート又
はゴムフォーム磁気シールドシートにより構成すること
ができる。上記のように、本発明に係る第６の実施例の
光電流センサは、磁気シールド構造を有するため、外部
磁界による影響を大幅に低減して、被測定物に流れる電
流を高精度に測定することが可能となる。

【００５４】《第７の実施例》次に、本発明に係る第７
の実施例の光磁界センサについて図１５と図１６を参照
しつつ説明する。図１５及び図１６は本発明の第７の実
施例の光磁界センサ３００における磁気シールド構造を
示す斜視図である。図１５に示すように、第７の実施例
の光磁界センサ３００は、前述の実施例において用いた
鉄心コア１５がなく、光磁界センサ素子１１を直接に被
測定物である導電体１６に設置して構成した光磁界セン
サである。このように、第７の実施例における光磁界セ
ンサ素子１１は、直接に導電体１６に取り付けられるこ
とにより、導電体１６を流れる電流の周りに発生する磁
界を検知して、その磁界を計測する。しかしながら、導
電体１６の近傍に電流が流れる外部導電体１７が配置さ
れている場合、外部導電体１７を流れる電流により発生
する外部磁界の影響を光磁界センサ素子１１が大きく受
ける。そこで、外部磁界の影響を取り除くため、図１５
に示すように、第７の実施例の光磁界センサ３００は、
軟磁性材料により形成された円筒形状の磁気シールド体
４１を光磁界センサ素子１１を取り囲むよう設置した。

【００５５】第７の実施例の光磁界センサ３００におけ
る磁気シールド体４１は、軟磁性材料により形成されて
おり、具体的には、板厚０.２３ｍｍの方向性ケイ素鋼
板を用いて形成した。磁気シールド体４１のサイズは円
筒の長さが１００ｍｍで直径が約４０ｍｍのものを使用
した。発明者の実験によれば、磁気シールド体４１にお
ける方向性ケイ素鋼の容易磁化方向は、導電体１６の導
出方向と直交する方向、すなわち円周方向とすることに
より、磁気シールドは効果的であった。第７の実施例の
光磁界センサ３００は、上記のような磁気シールド構造
を有しているため、被測定物以外の電線等が磁気シール
ド体４１の外側に存在する場合においても、その電線が
発生する磁界の影響を著しく低減することができる。従
来のシールド構造のない光磁界センサと比較して外部磁
界の影響を受けることのない測定精度の高い光磁界セン
サを実現することが可能である。

【００５６】図１６は第７の実施例における磁気シール
ド構造を変形した他の光電流センサ３０１の構成を示す
斜視図である。図１６に示した光電流センサ３０１は、
図１５に示した光電流センサ３００の磁気シールド体４
１に加えてその回りを所定距離（図１６の場合、５ｍｍ
であった）の空間を有して覆う磁気シールド体４２を設
けて、２重構造の磁気シールド構造体を設けたものであ
る。図１６に示すように、２つの磁気シールド体４１、
４２は中空の円筒形状であり、その内部に光磁界センサ
素子１１を完全に収納する構造である。磁気シールド体
４１、４２の軟磁性材料は、板厚０.２３ｍｍの方向性
ケイ素鋼板である。内側の磁気シールド体４２の円筒の
サイズは、高さ（母線の長さ）が１００ｍｍであり、直
径が光磁界センサ素子１１を覆うことのできる約４０ｍ
ｍと約５０ｍｍであった。

【００５７】発明者の実験によれば、図１６に示した光
磁界センサ３０１は、図１５の光磁界センサ３００に比
べてさらに高い磁気シールド効果を有することを確認で
きた。また、発明者は、図１６に示した磁気シールド体
４１、４２を切断して帯状に形成し、その磁気シールド
バンドを光磁界センサ素子１１に巻き付ける構成でも図
１６の光磁界センサと同様の磁気シールド効果を確認し
た。発明者の実験によれば、図１６に示した光磁界セン
サ３０１における軟磁性材料としては、板厚０.２３ｍ
ｍの方向性ケイ素鋼の２重構造の磁気シールド構造体と
した場合について説明したが、板厚が０.２３ｍｍより
も厚い方向性ケイ素鋼板（０.５ｍｍ）を使用した場合
や、０.２３ｍｍの方向性ケイ素鋼板に絶縁層を介して
２枚重ねてそれを２重の磁気シールド構造とした場合に
は、さらにシールド効果が高いことが確認できた。ま
た、発明者は、磁気シールド構造体における軟磁性材料
として方向性ケイ素鋼板だけでなく、無方向性ケイ素
鋼、パーマロイ、フェライト、アモルファス合金等につ
いても実施したが、優れた磁気シールド効果を確認する
ことができた。上記のように、本発明に係る第７の実施
例の光電流センサは、磁気シールド構造を有するため、
外部磁界による影響を大幅に低減して、被測定物に流れ
る電流を高精度に測定することが可能となる。

【００５８】また、前述の第６の実施例の光電流センサ
２０９（図１３）における磁気シールド構造体と同様に
光磁界センサ素子１１に円筒状の多重磁気シールド積層
体を設けた光磁界センサにおいては、さらに外部磁界の
影響を大幅に低減することができる。さらに、図１４に
示したように、多重磁気シールド積層体の開口部に蓋を
設けた磁気シールド体を光磁界センサ素子１１に設けた
場合には、あらゆる方向からの外部磁界に対して非常に
効果的な磁気シールド構造を提供することができる。

【００５９】なお、図１５や図１６に示した光磁界セン
サ３００、３０１において、円筒形状の磁気シールド体
４１、４２は、樹脂等の非磁性材料により成形された固
定手段により光磁界センサ素子１１とともに被測定物で
ある導電体１６に固定されている。なお、磁気シールド
体４１、４２は必ずしも完全な円筒形状に形成する必要
はなく、磁気シールド体４１、４２の両側の開口端部が
楕円形状や四角形状であっても磁気シールド効果を発揮
することができる。なお、前述の各実施例において、光
磁界センサ素子のための磁気シールド体としてはウレタ
ンフォーム磁気シールドシート又はゴムフォーム磁気シ
ールドシートにより構成することができる。

【００６０】［本発明の磁気シールド構造の原理］次
に、本発明の光電流センサにおける磁気シールド構造の
基本的な考えについて説明する。磁気シールドは、電磁
シールドの一種である。電磁シールドは、主に静電シー
ルド、電磁波シールド、磁気シールドの３つに分類する
ことができる。静電シールドは、静電誘導による電界の
影響を他に及ぼさないように、静電界をシールドする機
能を持たせるものである。このようなシールド材料に
は、主に金属導体を用いて、その導体の電位が０となる
ように接地する必要がある。また、静電気の放電が問題
となる場合には、接地抵抗を大きくして、時定数を大き
くし、急峻な過渡電流が流れないようにすることもあ
る。電磁波シールドは、数ＭＨｚ以上の高周波の電磁波
に対するシールドである。電磁波シールドを透過する電
磁波を小さくするために、電磁波シールドは電磁波を反
射させるか、或いは電磁波を吸収して熱に変換すること
によってシールドする。電磁波シールドの材料として
は、銅、アルミ等の金属板や、金網、導電性の粉体
（銅、アルミ、スチール、炭素等）を混入した導電性プ
ラスチックなどが考えられる。

【００６１】本発明で述べている磁気シールドは、静磁
界すなわち直流磁界から数ＭＨｚ以下の低周波数の磁界
の影響を排除するために行なう磁気シールドである。磁
気シールドは電磁波源が電流源とみなされる場合の波源
近傍における電磁界に対して設けられ、導電体を流れる
被測定電流を検出する光電流センサの近傍に配置され
る。磁気シールドは、電流が流れる他の導電体から発生
する磁界を除去するためのシールドである。従って、磁
力線をシールド材料内に閉じ込めるように高い透磁率を
有する材料を用いることが重要である。

【００６２】磁気シールドする方法、すなわち磁界の影
響を低減する方法としては、次の３種類に大別される。
すなわち、磁界の発生源から物理的に距離を離す方
法、逆向きの磁界を発生させて磁界を相殺する方法、
磁気シールド材料を用いる方法である。の発生源か
らの距離を離す方法は直接的ではあるが、設置する条件
の制約を受けるため、本発明のような光電流センサでは
有効な方法ではない。また、光電流センサが非常に高感
度のものが必要なときには、地磁気等のように発生源が
巨大な場合に有効な方法ではない。の逆向きの磁界を
発生させて相殺する方法は、磁気シールドしたい空間に
コイルを設置して、対象とする磁界の強さと向きを検知
して、それに応じた逆向きの磁界を発生させて打ち消す
方法である。この方法についても、検討を行ったが、コ
イルを駆動するシステムとメンテナンスの必要性があ
り、コスト的にも高価になるとい問題点があった。ま
た、時間的に不規則に変化する磁界に対しては、うまく
追随しない等の問題点があった。そこで、本願発明で述
べているの磁気シールド材料を用いる方法が、最も簡
便であり、低コストな方法であると考えた。磁気シール
ド材料としては、具体的には、純鉄系電磁軟鉄、方向性
ケイ素鋼板、アモルファス、４５％Ｎｉ系パーマロイ
（ＰＢパーマロイ）、７８％Ｎｉ系パーマロイ（ＰＣパ
ーマロイ）等の高透磁率の軟磁性材料がある。したがっ
て、これらの材料を組み合わせて、磁気シールド構造を
形成した。発明者は、超電導材料のマイスナー効果を利
用した磁気シールドも考えた。

【００６３】軟磁性材料による磁気シールドの考え方
は、外部からくる磁力線のバイパス効果を利用するもの
である。すなわち、遮蔽したい空間を強磁性体で囲んだ
場合、磁力線は磁気抵抗の小さい強磁性体に沿って流れ
るため、空間の内部あるいは外部への磁気の影響が低減
される。磁気抵抗Ｒ_mは、下記式（１）により表され
る。

【００６４】

【数１】

【００６５】式（１）において、μは磁気シールド材料
の透磁率、ｌは磁気シールド体の長さ、Ｓは磁気シール
ド体の断面積である。従って、磁気シールド効果を高め
るためには、透磁率μの高い磁気シールド材料を用いる
か、磁気シールド材料の断面積Ｓを大きくする。すなわ
ち磁気シールド材料の厚さを厚くすれば、磁気シールド
効果を高めることができる。しかしながら、磁気シール
ド体を厚くすると重量が重くなるので、できるだけ高透
磁率の薄い磁気材料を用いて、前述の実施例で説明した
ように、２重、３重の磁気シールド積層体にすることが
軽量化を可能とする。また、シールドするべき外部磁界
の大きさを考慮する必要がある。シールドしたい磁界の
強度によっても、有効な磁気シールド材料が異なってく
る。比較的に弱い磁界をシールドする場合には、電磁鋼
板やパーマロイ鋼板がよく、強い磁界に対しては、磁気
シールド体が磁気飽和を起こさないような、高透磁率で
飽和密度が大きい材料が好ましい。シールド材料の比透
磁率は、磁界の強さに対して、ある最大値を有する山な
りの曲線を描く。その比透磁率が最大となる磁界の強さ
をＨμｍすると、シールドしたい外部磁界の強さに近い
Ｈμｍを有するシールド材料が有効である。

【００６６】発明者の実験によれば、具体的には、磁界
の強さ０.１Ａ／ｍから５Ａ／ｍに対してはＰＣパーマ
ロイ、磁界の強さ１Ａ／ｍから１００Ａ／ｍに対しては
ＰＢパーマロイ、磁界の強さ１０Ａ／ｍ以上に対しては
電磁鋼板が有効なシールド材料であった。ただし、やは
りシールド体の磁気飽和によるシールド効果の低下を考
慮に入れる必要があり、シールド体が飽和し始める外部
磁界の強さをＨ_OS（Ａ／ｍ）とすると、その磁界の強さ
Ｈ_OSは下記式（２）により表される。

【００６７】

【数２】

【００６８】式（２）において、Ｈ_SはＮ＝０の環状試
験片で測定した時に材料が磁気飽和をし始める磁界の強
さ（Ａ／ｍ）、Ｎはシールド体の外部磁界方法の反磁界
係数、Ｂ_Sはシールド材料の飽和磁束密度（Ｔ）、μ₀は
真空の透磁率（４π×１０^-7Ｈ／ｍ）である。従って、
強い磁界をシールドする必要がある場合には、磁気シー
ルド材料の磁気飽和を避けるために、飽和磁束密度の高
い材料を選択して、その板厚をある程度厚くして反磁界
係数をい大きくすればよい。一般に、磁気シールド効果
Ｓは、外部磁界の強さをＨ_ext、シールド内の残留磁界
の強さをＨ_intとすると、下記式（３）により定義され
る。

【００６９】

【数３】

【００７０】また、下記式（４）により定義される遮蔽
減衰ａも適切な磁気シールドを選択するとき用いられ
る。

【００７１】

【数４】

【００７２】本発明の光電流センサや光磁界センサの磁
気シールド効果についての評価は、電流または磁界に対
するセンサ出力のアイソレーション比で表すことができ
る。即ち、図８に示した鉄心コア１５と光磁界センサ素
子１１が磁気シールド体３１内に収納された光電流セン
サ２０６に対して、ある電流値Ｉ_INの電流を流した被測
定物である導電体１６から得られるセンサ出力Ｉ
_OUTと、同じ電流値Ｉ_INの電流を流した他の導電体をケ
ース２１の外側近傍に配置した場合に誘起されるセンサ
出力Ｉ_EXT、とを用いて、磁気シールド効果を下記式
（５）に示す外部磁界に対するアイソレーション比ｂで
表すことができる。

【００７３】

【数５】

【００７４】従って、アイソレーション比の値が高いほ
ど、シールド効果が高いと理解することができる。すな
わち、ある電流を被測定導電体に流したときに光電流セ
ンサの出力が１００を示したとすると、その電流と同じ
電流値の電流を外部導電体に流した場合、例えば外部導
電体を鉄心コアに近接した位置に配置したときの光電流
センサが１の出力を誘起すると、その場合の誤差要因は
１％である。故に、その時のアイソレーション比は下記
式（６）で表され、−４０ｄＢが計測誤差１％に相当す
ることになる。

【００７５】

【数６】

【００７６】図１７はそれぞれの実施例の光電流センサ
おけるアイソレーション比を測定したときの外部導電体
の位置（点Ａ〜点Ｆ）を示す説明図である。図１７に示
すように、位置Ａは鉄心コア１５の空隙部分１５ａと反
対の位置、位置Ｂは鉄心コア１５を図１７のように配置
したときの左側の位置、位置Ｃは位置Ｂと鉄心コア１５
を挟んで反対側の位置、位置Ｄは鉄心コア１５の空隙部
分１５ａの近傍での図１７の左側の位置、位置Ｅは位置
Ｄと光磁界センサ素子１１を挟んで反対側の位置、位置
Ｆは光磁界センサ素子１１のセンシング中心１８と位置
Ａを結ぶ線の距離だけセンシング中心１８から離れた位
置Ａと反対側の位置をそれぞれ示している。

【００７７】図１７において、各位置に表示した数値
（ｄＢ）は従来の光電流センサにおけるアイソレーショ
ン比の測定値を示している。ここで用いた従来の光電流
センサは磁気シールドのない光磁界センサと鉄心コアに
より構成されたものである。図１７に示すように、外部
導電体が鉄心コアの空隙部分１５ａに近接して配置され
るほど、外部導電体からの磁界の影響を強く受け、アイ
ソレーション比が低くなる。すなわち、外部導電体が光
磁界センサ素子１１に近接して配置されるほど、鉄心コ
ア１５のシールド効果が低下する。それぞれの実施例に
おける光電流センサのアイソレーション比の測定結果
を、（表１）に示す。表１において、磁気シールド材料
として、板厚０.２３ｍｍの電磁鋼板である方向性ケイ
素鋼板を用いた。表１において、単位はｄＢである。表
１において、測定を行った各実施例の光電流センサは図
番にて示す。なお、第５の実施例から第７の実施例に示
した円筒形の磁気シールド構造を使用する場合には位置
Ｄと位置Ｅは当然測定していない。

【００７８】

【表１】

【００７９】表１に示すように、第１の実施例（図１）
の光電流センサ２００においては、磁気シールド板１４
を光磁界センサ１１に設けることにより、位置Ａにおい
て従来例と比べて５ｄＢ高い磁気シールド効果を有して
いた。第２の実施例（図３）の光電流センサ２０１にお
いては、磁気シールド板２２をケース２１に設置するこ
とにより、位置Ａにおいて従来例よりもさらに６ｄＢ高
い磁気シールド効果を有していた。第３の実施例（図
４）の光電流センサ２０２においては、磁気シールド板
２２、２３をケース２１に設置することにより、位置Ａ
において従来例と比べて１０ｄＢ高い磁気シールド効果
を有していた。図６に示した光電流センサ２０４におい
ては、磁気シールド体２２、２３、２４、２５を設置す
ることにより、位置Ａにおいて従来例と比べて１３ｄＢ
高い磁気シールド効果を有していた。

【００８０】図８に示した光電流センサ２０６において
は、円筒状の磁気シールド体３１を設置することによ
り、位置Ａにおいて従来例と比べて１５ｄＢ高い磁気シ
ールド効果を有していた。また、３つの位置Ａ、Ｂ、Ｃ
におけるアイソレーション比を比べると、導電体１６の
導出方向と直交する面において導電体１６を中心として
同じ磁気シールド効果を奏していた。図１３に示した光
電流センサ２０９においては、板厚０.２３ｍｍの方向
性ケイ素鋼を４重の磁気シールド積層体３３を形成し、
設置することにより、位置Ａにおいて従来例と比べて２
０ｄＢ高い磁気シールド効果を有していた。また、３つ
の位置Ａ、Ｂ、Ｃにおけるアイソレーション比を比べる
と、導電体１６の導出方向と直交する面において導電体
１６を中心として同じ磁気シールド効果を奏していた。

【００８１】図１６に示した光磁界センサ３０１におい
ては、板厚０.２３ｍｍの方向性ケイ素鋼を２重の磁気
シールド積層体４１、４２を形成し、光磁界センサ素子
１１を取り囲むように設置したものである。この光磁界
センサ３０１と、鉄心コアを使用している従来例とは単
純には比較できないが、２重の磁気シールド積層体４
１、４２を設置することにより、位置Ａにおいて従来例
と比べて２０ｄＢ高い磁気シールド効果を有していた。
また、３つの位置Ａ、Ｂ、Ｃにおけるアイソレーション
比を比べると、導電体１６の導出方向と直交する面にお
いて導電体１６を中心として同じ磁気シールド効果を奏
していた。

【００８２】表１の測定結果から分かるように、第１の
実施例から第７の実施例の順にシールド効果が高まって
いることが確認される。表１の測定結果は磁気シールド
の材料として方向性ケイ素鋼板を用いた場合であるが、
発明者はパーマロイを用いた場合についても実験を行っ
た。その結果、初透磁率の高いパーマロイについては、
さらに磁気シールド効果が高く、アイソレーション比を
少なくとも５ｄＢ以上さらに高めることができた。

【００８３】なお、前述の各実施例において、磁気シー
ルドの材料として主にケイ素鋼板、パーマロイについて
述べたが、前述の磁気シールド方法の考え方の項で説明
したように、ある程度透磁率が高い他の磁性材料、例え
ば磁気シールド繊維やウレタンフォーム磁気シールド
材、ゴムフォーム磁気シールド材等を用いて、本発明に
係る磁気シールド構造を形成することも可能である。特
に、磁気シールド繊維や容易に変形可能な素材に軟磁性
材料を混合、バインドした磁気シールドシートを用い
て、光電流センサや光磁界センサに磁気シールド体を設
けることは、小型軽量な磁気シールド構造を提供するも
のである。特に、ナノスケールの微細結晶組織を含有す
る軟磁性合金薄帯、Ｃｏ系アモルファス合金薄帯をポリ
マーフィルムで挟んだサンドイッチ構造の薄帯、鉄酸化
物材料であるフェライトの超微細紛体を樹脂材料にバイ
ンドさせた磁気シールドシートについては、光電流セン
サのケースの外形に沿わせて磁気シールド構造体を形成
することができる。このため、これらの材料は磁気シー
ルド材料として極めて有効であり、本発明の目的である
外部磁界の影響を除去して、測定精度の向上に格別な効
果を発揮する。

【００８４】以上、本発明の光電流センサの磁気シール
ド構造において、磁気シールド効果は、使用する磁気シ
ールド材料により大きく影響を受ける。従って、外部磁
界が小さく磁気シールド材料の磁気飽和が問題とならな
いような外部磁界強度の場合には、遮蔽したい外部磁界
強度に対して高い透磁率を有する軟磁性材料を用いて、
前述の実施例に示した磁気シールド構造を構成すること
が好ましい。また、磁気シールド効果は、使用する磁気
シールド材料の板厚にも大きく影響を受ける。このた
め、磁気シールド構造としては、複数の磁気シールドシ
ートが軽い絶縁物を挟む多層サンドイッチ構造に構成す
ることにより、板厚を大きくしても重量が重くならず、
高いシールド効果が得られる。さらに、シールド効果を
高めるためには、できるだけ大面積のシールド材を採用
することが望ましい。従って、例えば図８に示した円筒
状の磁気シールド体３１においては、円筒の高さが高い
方が良好なシールド効果を奏する。

【００８５】

【発明の効果】以上、実施例について詳細に説明したと
ころから明らかなように、本発明は次の効果を有する。
すなわち、本発明によれば、軟磁性材料により構成され
たシールド構造を有しているため、外部磁界を高性能で
磁気シールドすることが可能となり、計測誤差が低減さ
れ、広い測定範囲にわたって高精度に電流及び磁界を計
測することできる光電流センサ及び光磁界センサを得る
効果を奏する。また、本発明によれば、磁気シールド構
造が簡単な構成で構築できるため、汎用性の高い光電流
センサ及び光磁界センサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施例の光電流センサにお
ける磁気シールド構造を示す斜視図である。

【図２】第１の実施例の光電流センサにおける光磁界セ
ンサの構成を示す断面図である。

【図３】本発明に係る第２の実施例の光電流センサにお
ける磁気シールド構造を示す斜視図である。

【図４】本発明に係る第３の実施例の光電流センサにお
ける磁気シールド構造を示す斜視図である。

【図５】本発明に係る第４の実施例の光電流センサにお
ける磁気シールド構造を示す斜視図である。

【図６】本発明に係る第４の実施例における他の光電流
センサの磁気シールド構造を示す斜視図である。

【図７】本発明に係る第４の実施例における他の光電流
センサの磁気シールド構造を示す斜視図である。

【図８】本発明に係る第５の実施例における他の光電流
センサの磁気シールド構造を示す斜視図である。

【図９】第５の実施例における磁気シールド構造の断面
図である。

【図１０】第５の実施例における磁気シールド構造の磁
力線に関する説明図である。

【図１１】第５の実施例における他の光電流センサの磁
気シールド構造を示す斜視図である。

【図１２】本発明に係る第６の実施例における光電流セ
ンサの磁気シールド構造を示す斜視図である。

【図１３】第６の実施例における他の光電流センサの多
層磁気シールド積層体の構造を示す斜視図である。

【図１４】第６の実施例における他の光電流センサの磁
気シールド構造を示す斜視図である。

【図１５】本発明に係る第７の実施例における光磁気セ
ンサの磁気シールド構造を示す斜視図である。

【図１６】第７の実施例における他の光磁気センサの２
重磁気シールド構造を示す斜視図である。

【図１７】光電流センサにおけるアイソレーション比の
測定時の外部磁界位置を示す説明図である。

【図１８】従来の光電流センサの構成を示す斜視図であ
る。

【図１９】従来の光電流センサユニットの外観を示す斜
視図である。

【符号の説明】

１１光磁界センサ１２入力光ファイバ１３出力光ファイバ１４磁気シールド体１５鉄心コア１６導電体１７外部導電体２１ケース２２磁気シールド体２３磁気シールド体２４磁気シールド体２５磁気シールド体２６磁気シールドチューブ３１磁気シールド体３２磁気シールド体３３磁気シールド積層体３５磁気シールドバンド３６ファスナーテープ３７磁気シールド体４１磁気シールド体４２磁気シールド体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石河大典大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2G017 AA02 AB01 AC01 AD12 2G025 AA05 AA07 AA17 AB10 AC06 2G035 AB07 AC03 AC13 AD35

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リング状の一部に空隙部分を有し、被計
測導電体により貫通される鉄心コア、前記空隙部分に配置され、前記鉄心コアによる磁界を検
出するファラデー効果を用いた光磁界センサ素子、及び
前記光磁界センサ素子の外面に張り付けられ、軟磁性材
料により形成された板状の磁気シールド体、を具備する
ことを特徴とする光電流センサ。
【請求項２】前記磁気シールド体が、前記光磁界セン
サ素子における被計測導電体の導出方向と直交する面に
設けられたことを特徴とする請求項１記載の光電流セン
サ。
【請求項３】リング状の一部に空隙部分を有し、被計
測導電体により貫通される鉄心コア、前記空隙部分に配置され、前記鉄心コアによる磁界を検
出するファラデー効果を用いた光磁界センサ素子、前記鉄心コアを収納する環状部分と前記光磁界センサ素
子を収納する突出部分とを一体的に形成した光電流セン
サケース、及び前記光電流センサケースの外面に張り付
けられ、軟磁性材料により形成された板状の磁気シール
ド体、を具備することを特徴とする光電流センサ。
【請求項４】前記磁気シールド体が、前記光磁界セン
サ素子における被計測導電体の導出方向と直交する面に
設けられたことを特徴とする請求項３記載の光電流セン
サ。
【請求項５】前記磁気シールド体が、前記突出部分に
おける被計測導電体の導出方向と平行な面に設けられた
ことを特徴とする請求項３又は４記載の光電流センサ。
【請求項６】前記磁気シールド体が、前記環状部分に
おける外周面に設けられたことを特徴とする請求項３、
４、又は５記載の光電流センサ。
【請求項７】円筒状の磁気シールドチューブが、前記
光電流センサケースから導出する光ファイバケーブルを
収納するよう構成されたことを特徴とする請求項３、
４、５、又は６記載の光電流センサ。
【請求項８】リング状の一部に空隙部分を有し、被計
測導電体により貫通される鉄心コア、前記空隙部分に配置され、前記鉄心コアによる磁界を検
出するファラデー効果を用いた光磁界センサ素子、及び
前記鉄心コアと前記光磁界センサ素子とを内部に有し、
軟磁性材料により筒状に形成された磁気シールド体、を
具備することを特徴とする光電流センサ。
【請求項９】前記磁気シールド体が、帯状の磁気シー
ルドバンドの両端を接着して前記被計測導電体の導出方
向と平行な面を母線とする筒状に形成したことを特徴と
する請求項８記載の光電流センサ。
【請求項１０】前記磁気シールド体が、前記鉄心コア
と前記光磁界センサ素子とを収納する少なくとも２重構
造を有することを特徴とする請求項８記載の光電流セン
サ。
【請求項１１】前記磁気シールド体が、前記鉄心コア
と前記光磁界センサ素子とを収納して、磁気シールドシ
ートの他層構造を有することを特徴とする請求項８記載
の光電流センサ。
【請求項１２】前記磁気シールド体が、前記鉄心コア
と前記光磁界センサ素子とを実質的に密閉するよう蓋を
有することを特徴とする請求項１０、１１記載の光電流
センサ。
【請求項１３】前記軟磁性材料が高透磁率の強磁性材
料により構成されたことを特徴とする請求項１、３、又
は８記載の光電流センサ。
【請求項１４】前記軟磁性材料がケイ素鋼、パーマロ
イ、フェライト、アモルファス合金により選ばれた少な
くとも１つの材料により構成されたことを特徴とする請
求項１、３、又は８記載の光電流センサ。
【請求項１５】前記磁気シールド体がウレタンフォー
ム磁気シールドシートで構成されたことを特徴とする請
求項１、３、又は８記載の光電流センサ。
【請求項１６】前記磁気シールド体がゴムフォーム磁
気シールドシートで構成されたことを特徴とする請求項
１、３、又は８記載の光電流センサ。
【請求項１７】前記磁気シールド体が、軟磁性金属超
微粒子を分散した樹脂フィルムで構成されたことを特徴
とする請求項１、３、又は８記載の光電流センサ。
【請求項１８】被計測導電体の近傍に配置され、被計
測導電体に流れる電流による磁界を検出するファラデー
効果を用いた光磁界センサ素子、前記光磁界センサ素子から導出する光ファイバケーブ
ル、及び少なくとも前記光磁界センサ素子と前記光ファ
イバケーブルの導出部分とを内部に有し、軟磁性材料に
より筒状に形成された磁気シールド体、を具備すること
を特徴とする光磁界センサ。
【請求項１９】前記磁気シールド体が、前記鉄心コア
と前記光ファイバケーブルの導出部分とを収納する少な
くとも２重構造を有することを特徴とする請求項１８記
載の光磁界センサ。
【請求項２０】前記軟磁性材料が高透磁率の強磁性材
料により構成されたことを特徴とする請求項１８記載の
光磁界センサ。
【請求項２１】前記軟磁性材料がケイ素鋼、パーマロ
イ、フェライト、アモルファス合金により選ばれた少な
くとも１つの材料により構成されたことを特徴とする請
求項１８記載の光磁界センサ。
【請求項２２】前記磁気シールド体が、ウレタンフォ
ーム磁気シールドシートで構成されたことを特徴とする
請求項１８記載の光磁界センサ。
【請求項２３】前記磁気シールド体が、ゴムフォーム
磁気シールドシートで構成されたことを特徴とする請求
項１８記載の光磁界センサ。
【請求項２４】前記磁気シールド体が、軟磁性金属超
微粒子を分散した樹脂フィルムで構成されたことを特徴
とする請求項１８記載の光磁界センサ。