JP2000258464A

JP2000258464A - 電流センサ

Info

Publication number: JP2000258464A
Application number: JP11062415A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yamamoto; 修山本
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2000-09-22
Also published as: EP1037056A1

Abstract

(57)【要約】【課題】微小な電流でも簡易な構成で安定して検出す
ることができる電流センサを提供することを目的として
いる。【解決手段】電流センサ１は、通電された被検出電線
Ｄの周囲に生じる磁界Ｈｉの強さに応じて電圧を発生す
る磁気インピーダンス素子２と、この磁気インピーダン
ス素子２を駆動するための駆動回路を備えた回路部５
と、磁気インピーダンス素子２に発生する電圧に基づい
て被検出電線Ｄに通電された電流値を求める演算部９と
を具備している。磁気インピーダンス素子２は、非磁性
体からなる匡体部１１に保持されており、匡体部１１の
外周には外乱磁界を遮断するための磁気シールド１３が
設けられている。磁界Ｈｉは、高感度な磁気インピーダ
ンス素子２によって検出されるため、被検出電流Ｄに通
電される電流は安定して検出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通電された被検出
電線の電流を検出するための電流センサに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、通電された電線の電流を検出
するには、電流計を用いる方法がある。これは、被検出
電線を備えた回路の一部に電流計を組み込んで検出を行
うものである（従来例１）。

【０００３】また、他の電流検出方法としては、通電さ
れた被検出電線の周囲に発生する磁界を観測し、この磁
界の強さから電流値を検出する方法がある。これは、被
検出電線の近傍に、例えばトランスやコイル、あるいは
検出ヘッドとしてＭＲ素子やホール素子などを用いた磁
気センサを配置し、通電された被検出電線の周囲に発生
する磁界を観測し、この観測値から被検出電線の電流値
を検出するものである（従来例２）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通電さ
れた被検出電線の電流値を検出するにあたり従来例１に
おいては、電流計を組み込むために被検出電線を備えた
回路を変更する必要があり、作業性が低下するという問
題があった。

【０００５】また、従来例２において例えばトランスや
コイルを用いる方法は、磁界の変化を電磁誘導作用を利
用して観測するものであるため、直流電流を検出するこ
とができなかった。また、検出ヘッドとしてＭＲ素子や
ホール素子を用いた磁気センサによる検出方法において
は、直流電流の検出は可能であるが、前記検出ヘッドの
感度が低いため、この検出ヘッド周囲に磁気回路を構成
する必要があり、磁気回路の持つヒステリシスによって
微小電流を検出することができないといった問題があっ
た。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、微小な直流電流でも簡易な構成で安定して検
出することができる電流センサを提供することを目的と
している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、通電された被検出電線の
外周に近接配置されるとともに、前記被検出電線の周囲
に生じる磁界の強さに応じて電圧を発生する磁気インピ
ーダンス素子と、前記磁気インピーダンス素子に電流を
供給してこの磁気インピーダンス素子を駆動させる駆動
部と、前記磁気インピーダンス素子に発生する電圧に基
づいて、前記被検出電線に通電された電流値を求める演
算部とを備えていることを特徴とする。

【０００８】本発明によれば、通電されることによって
周囲に磁界を生じさせる被検出電線の外周に磁気インピ
ーダンス素子を配置させることにより、この磁気インピ
ーダンス素子は、被検出電線の電流値に応じた磁界を検
出するとともにこの磁界の強さに応じた電圧を発生させ
る。磁気インピーダンス素子から発生した出力電圧は演
算部に送られるようになっており、この演算部にはあら
かじめ、磁気インピーダンス素子から発生する出力電圧
と被検出電線の電流値との関係が与えられているため、
被検出電線の電流値はこの演算部から出力される。この
ように、被検出電線に通電された電流は、磁気インピー
ダンス素子によって非接触で容易に検出することができ
る。また、磁気インピーダンス素子は磁電変換作用のあ
る素子であるため直流電流を検出することができるとと
もに、磁気高感度素子であるため、例えば磁気インピー
ダンス素子周囲に磁気回路を構築することなく、微小電
流を検出することができる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、通電された被検
出電線の外周に各々近接配置されるとともに、前記被検
出電線の周囲に生じる磁界の強さに応じて電圧を発生す
る複数の磁気インピーダンス素子と、前記複数の磁気イ
ンピーダンス素子に電流を供給してこれらの磁気インピ
ーダンス素子を駆動させる駆動部と、前記複数の磁気イ
ンピーダンス素子に発生する電圧に基づいて、前記被検
出電線に通電された電流値を求める演算部とを備えてい
ることを特徴とする電流センサである。

【００１０】本発明によれば、磁気インピーダンス素子
を複数設けたため、それぞれの磁気インピーダンス素子
からの出力を加算することによってさらなる微小電流の
検出が可能となり、高感度な電流センサを構築すること
ができる。

【００１１】請求項３に記載の発明は、通電された被検
出電線の外周を囲むように円環状に形成されるととも
に、前記被検出電線の周囲に生じる磁界の強さに応じて
電圧を発生する磁気インピーダンス素子と、前記磁気イ
ンピーダンス素子に電流を供給してこの磁気インピーダ
ンス素子を駆動させる駆動部と、前記磁気インピーダン
ス素子に発生する電圧に基づいて、前記被検出電線に通
電された電流値を求める演算部とを備えていることを特
徴とする電流センサである。

【００１２】本発明によれば、磁気インピーダンス素子
を、被検出電線の外周を囲むように円環状に形成させた
ことにより、磁気インピーダンス素子の感度方向と被検
出電線の周囲に生じる磁界の方向とを一致させることが
でき、安定した電流検出を行うことができる。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
の電流センサであって、前記複数の磁気インピーダンス
素子は、前記被検出電線を基準に対向配置されているこ
とを特徴とする電流センサである。

【００１４】本発明によれば、磁気インピーダンス素子
を被検出電線を基準として対向させたことにより、磁気
インピーダンス素子と被検出電線との間の距離が変化し
た場合でも、それぞれの磁気インピーダンス素子からの
出力を演算部で処理することにより、距離の変化による
検出誤差の補正をすることができる。

【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の電流センサであって、対向されたそれぞれの磁気イン
ピーダンス素子は、感度方向を平行にして配置されてい
ることを特徴とする電流センサである。

【００１６】本発明によれば、例えば一様な外乱磁界が
作用された場合でも、それぞれの磁気インピーダンス素
子には同様な外乱磁界が作用されるため、それぞれの磁
気インピーダンス素子からの出力を演算部によって処理
することにより外乱磁界成分を相殺することができる。
そのため、被検出電線の電流を正確に検出することがで
きる。

【００１７】請求項６に記載の発明は、通電された被検
出電線の外周に近接配置されるとともに、前記被検出電
線の周囲に生じる磁界の強さに応じて電圧を発生する磁
気インピーダンス素子と、前記磁気インピーダンス素子
に電流を供給してこの磁気インピーダンス素子を駆動さ
せる駆動部と、前記磁気インピーダンス素子に発生する
電圧に基づいて、前記被検出電線に通電された電流値を
求める演算部とを備え、前記磁気インピーダンス素子を
内部に固定するための、非磁性体からなる匡体部と、前
記匡体部の一部に設けられ、前記被検出電線を保持する
ための被検出電線保持部と、前記匡体部の外周に設けら
れ、前記磁気インピーダンス素子に作用する前記被検出
電線による磁界以外の磁気を遮断するための磁気シール
ドとを具備することを特徴とする電流センサである。

【００１８】本発明によれば、非磁性体からなる匡体部
内部に磁気インピーダンス素子を配置させるとともに、
この匡体部の一部に被検出電線を保持するための被検出
電線保持部を設けたため、被検出電線から生じる磁界
は、匡体部を伝わって磁気インピーダンス素子に検出さ
れる。また、この匡体部の外周に外乱磁界を遮断するた
めの磁気シールドを設けたため、被検出電線から生じる
磁界の検出は正確に行われ、被検出電線の電流値の検出
を安定して実現することができる。さらに、磁気インピ
ーダンス素子は匡体部内部に固定されたため、取扱いが
容易となり、作業性は向上される。

【００１９】請求項７に記載の発明は、通電された被検
出電線の外周に各々近接配置されるとともに、前記被検
出電線の周囲に生じる磁界の強さに応じて電圧を発生す
る複数の磁気インピーダンス素子と、前記複数の磁気イ
ンピーダンス素子に電流を供給してこれらの磁気インピ
ーダンス素子を駆動させる駆動部と、前記複数の磁気イ
ンピーダンス素子に発生する電圧に基づいて、前記被検
出電線に通電された電流値を求める演算部とを備え、前
記複数の磁気インピーダンス素子を内部に固定するため
の、非磁性体からなる匡体部と、前記匡体部の一部に設
けられ、前記被検出電線を保持するための被検出電線保
持部と、前記匡体部の外周に設けられ、前記複数の磁気
インピーダンス素子に作用する前記被検出電線による磁
界以外の磁気を遮断するための磁気シールドとを具備す
ることを特徴とする電流センサである。

【００２０】本発明によれば、非磁性体からなる匡体部
内部に複数の磁気インピーダンス素子を配置させるとと
もに、この匡体部の一部に設けられた被検出電線保持部
に被検出電線を保持させるようにしたため、被検出電線
から生じる磁界は匡体部を伝わって複数の磁気インピー
ダンス素子に検出される。そのため、被検出電線に通電
される電流が微小なものであっても、演算部によってそ
れぞれの磁気インピーダンス素子からの出力の和を求め
ることにより、微小電流を確実に検出することができ、
したがって高感度な電流センサを構築することができ
る。また、この匡体部の外周に外乱磁界を遮断するため
の磁気シールドを設けたため、被検出電線から生じる磁
界の検出を正確に行うことができ、安定した電流値の観
測を行うことができる。さらに、匡体部内部に磁気イン
ピーダンス素子を固定させたため、取扱いが容易とな
り、作業性を向上させることができる。

【００２１】請求項８に記載の発明は、通電された被検
出電線の外周を囲むように円環状に形成されるととも
に、前記被検出電線の周囲に生じる磁界の強さに応じて
電圧を発生する磁気インピーダンス素子と、前記磁気イ
ンピーダンス素子に電流を供給してこの磁気インピーダ
ンス素子を駆動させる駆動部と、前記磁気インピーダン
ス素子に発生する電圧に基づいて、前記被検出電線に通
電された電流値を求める演算部とを備え、前記磁気イン
ピーダンス素子を内部に固定するための、非磁性体から
なる匡体部と、前記磁気インピーダンス素子の円環内部
に設けられ、前記被検出電線を保持するための被検出電
線保持部と、前記匡体部の外周に設けられ、前記磁気イ
ンピーダンス素子に作用する前記被検出電線による磁界
以外の磁気を遮断するための磁気シールドとを具備する
ことを特徴とする電流センサである。

【００２２】本発明によれば、非磁性体からなる匡体部
内部に円環状の磁気インピーダンス素子を配置させると
ともに、この磁気インピーダンス素子の円環内部に被検
出電線を保持するための被検出電線保持部を設けたた
め、磁気インピーダンス素子の感度方向と被検出電線の
周囲に生じる磁界の方向とを一致させることができ、安
定した電流検出を行うことができる。また、この匡体部
の外周に外乱磁界を遮断するための磁気シールドを設け
たため、被検出電線から生じる磁界の検出は正確に行わ
れ、被検出電線の電流値の検出を安定して実現すること
ができる。さらに、磁気インピーダンス素子は匡体部内
部に固定されたため、取扱いが容易となり作業性は向上
される。

【００２３】請求項９に記載の発明は、通電された被検
出電線を基準に対向配置されるとともに、前記被検出電
線の周囲に生じる磁界の強さに応じて電圧を発生する複
数の磁気インピーダンス素子と、前記複数の磁気インピ
ーダンス素子に電流を供給してこれらの磁気インピーダ
ンス素子を駆動させる駆動部と、前記複数の磁気インピ
ーダンス素子に発生する電圧に基づいて、前記被検出電
線に通電された電流値を求める演算部と、前記被検出電
線を案内するためのガイド部とを備え、前記被検出電線
は前記ガイド部によって、前記対向配置された磁気イン
ピーダンス素子の中間部に案内されることを特徴とする
電流センサである。

【００２４】本発明によれば、ガイド部に被検出電線を
支持させることによって、被検出電線は対向配置された
磁気インピーダンス素子の中間部に安定して配設され
る。このため、被検出電線の電流検出は安定して行われ
るとともに、作業性は向上される。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態によ
る電流センサ１を図１を参照して説明する。図１におい
て、電流センサ１は、検出部としての磁気インピーダン
ス素子２と、この磁気インピーダンス素子２を駆動させ
るための駆動回路（駆動部）３及び増幅回路４を具備し
た回路部５と、回路部５からの出力を受け取る演算部９
とを備えている。このうち磁気インピーダンス素子２
は、通電状態の被検出電線Ｄの外周面と、一定距離をお
いた位置に近接配置されている。

【００２６】被検出電線Ｄには、図１（ａ）中、左方向
に電流Ｉが通電されている。そして、被検出電線Ｄの周
囲には、この電流Ｉの値に応じた強さを有する磁界Ｈｉ
が、図１（ｂ）中、反時計方向に発生している。

【００２７】磁気インピーダンス素子２は、ＣｏＳｉＢ
系、ＦｅＣｏＳｉＢ系、その他の組成のアモルファス合
金が線状に形成されたものである。この磁気インピーダ
ンス素子２は、高周波電流ｉが通電されている状態にお
いて、図２４に示すような外部磁界Ｈo −電圧ｅ特性を
有している。

【００２８】すなわち、磁気インピーダンス素子２は、
素子の長手方向の外部磁界Ｈo が正方向に増加するに従
ってその両端に生ずる電圧ｅが増加した後、減少し、逆
に外部磁界Ｈo が負方向に増加するに従って上記電圧ｅ
が増加した後、減少するという正負対称型の外部磁界Ｈ
o −電圧ｅ特性を有したものであり、外部磁界Ｈo の値
に応じて、電圧ｅを生じさせるものである。また、磁気
インピーダンス素子２は、素子中の矢印方向の外部磁界
を正方向の外部磁界と感じるように特性づけておく。以
下、その方向を感度方向と定義する。

【００２９】磁気インピーダンス素子２は、上述したよ
うな感度特性を有するものであり、この感度方向と被検
出電線Ｄの電流Ｉの方向とを垂直にさせて配置されてい
る。すなわち、磁気インピーダンス素子２の感度方向
が、図１中、矢印方向になるように、円環状に発生する
磁界Ｈｉの接線方向に沿うように配置されている。この
ため、電流Ｉの値に応じて発生する磁界Ｈｉの強さを検
出することができるとともに、被検出電線Ｄに通電され
る電流Ｉの向きが変わっても、この正逆両方の電流Ｉを
検出することができるようになっている。

【００３０】図２０に示すように、回路部５は、方形波
発振回路６及びこの方形波発振回路６からの電流を受け
取る微分回路７を備えた駆動回路３と、磁気インピーダ
ンス素子２からの出力を検波するための検波回路８と、
この検波回路８に接続された増幅回路４とを備えてお
り、増幅回路４からの出力は演算部９に入力される。磁
気インピーダンス素子２は、微分回路７を介した方形波
発振回路６からの電流によって駆動される。

【００３１】磁界Ｈｉが印加された磁気インピーダンス
素子２に発生する電圧ｅは、検波回路８及び増幅回路４
を介して演算部９に入力される。演算部９には、図２４
に示したような被検出電線Ｄに通電されている電流Ｉに
応じて発生する外部磁界Ｈo（この場合、磁界Ｈｉ）
と、磁気インピーダンス素子２に発生する電圧ｅとの関
係を示すテーブル或いは演算関数があらかじめ記録され
ており、磁気インピーダンス素子２に発生する電圧ｅに
基づいて、被検出電線Ｄに通電された電流Ｉの値を出力
するようになっている。

【００３２】なお、磁気インピーダンス素子２に、この
磁気インピーダンス素子２の動作点を決定するための磁
気バイアスＨB を印加することも可能である。すなわ
ち、図１９（ａ）に示すように、磁気インピーダンス素
子２に磁気バイアスＨB を印加させない形態と、図１９
（ｂ）、（ｃ）に示すように、磁気インピーダンス素子
２の近傍にバイアス磁界コイル１０を配置させ、磁気バ
イアスＨB を印加させる形態とが可能である。

【００３３】このとき、例えば図１９（ｂ）に示すよう
に、磁気インピーダンス素子２の下流側をバイアス磁界
コイル１０として磁気インピーダンス素子２の側方に配
置させ、磁気インピーダンス素子２に対して磁気バイア
スＨB をかける自己バイアス型と、図１９（ｃ）に示す
ように別の回路から構成されるバイアス磁界コイル１０
を磁気インピーダンス素子２の側方に配置させ、磁気バ
イアスＨB を印加させる直流バイアス型とがあり、いず
れかを選択することによって、磁気インピーダンス素子
２の動作点Ａを決定することが可能である（図２４参
照）。

【００３４】このように構成された電流センサ１の動作
について説明する。図１（ａ）中、電流Ｉを左方向に通
電させた被検出電線Ｄに対して、磁気インピーダンス素
子２が一定距離をおいて接近される。このとき、被検出
電線Ｄの周囲には電流Ｉの値に応じた強さの磁界Ｈｉが
生じている。そして磁気インピーダンス素子２は、被検
出電線Ｄの周囲に生じる磁界Ｈｉの向きと磁気インピー
ダンス素子２の感度方向の向きとを一致させるように配
置させる。

【００３５】磁気インピーダンス素子２は、駆動回路３
から供給された電流によって駆動され、磁界Ｈｉの強さ
に応じた電圧ｅを発生する。電圧ｅは、検波回路８を介
して増幅回路４に入力されたあと演算部９に送られる。
演算部９は増幅回路４から入力された値に基づいて、前
記テーブル或いは演算関数を用いて被検出電線Ｄに通電
された電流Ｉの値を出力する。

【００３６】このように、高感度、高速応答という特徴
を有する磁気インピーダンス素子２を用いたため、従来
のような磁気センサ（ＭＲ素子やホール素子など）のよ
うに周囲に磁気回路を構築することなく、微小電流まで
も安定かつ高速に検出することができる。また、この磁
気インピーダンス素子２は磁電変換作用のある素子であ
るため、被検出電線Ｄに通電される電流Ｉが直流電流で
あっても高感度に検出することができる。

【００３７】また、磁気インピーダンス素子２の磁気に
対する周波数応答特性は、直流からＭＨｚ単位の周波数
領域まで応答可能となっており、高周波の交流電流も高
感度に検出することができる。そして、被検出電線Ｄに
通電される電流Ｉを非接触で検出することができるた
め、電流Ｉの検出作業は容易となり作業性を向上させる
ことができる。

【００３８】以上説明した第１実施形態は、図８、図９
に示したような形態で実施することができる。図８にお
いて、電流センサ１は、非磁性体からなる匡体部１１
と、この匡体部１１内部に設けられた磁気インピーダン
ス素子２と、同じく匡体部１１内部に固定された回路部
５とを備えている。

【００３９】匡体部１１は上下に２つ分割された部材１
１ａ、１１ｂから構成されており、これらを突き合わせ
ることにより一体的になるように設けられている。ま
た、これらの部材１１ａ、１１ｂを突き合わせることに
より突き合わせ面に貫通孔である被検出電線保持部１２
が形成されるように、それぞれの部材１１ａ、１１ｂに
は円弧部１２ａ、１２ｂが形成されている。被検出電線
保持部１２は、保持されるべき被検出電線Ｄとほぼ同じ
径を有しており、被検出電線Ｄは匡体部１１に安定して
保持されるようになっている。

【００４０】匡体部１１の外周部分には、被検出電線Ｄ
及び磁気インピーダンス素子２と演算部９に接続された
回路部５とを内包するように磁気シールド１３が設けら
れており、匡体部１１の上下の部材１１ａ、１１ｂを突
き合わせることにより、磁気インピーダンス素子２と回
路部５とに作用する外部からの外乱磁界を遮断するよう
になっている。

【００４１】このように構成された電流センサ１におい
て、被検出電線Ｄに通電された電流Ｉの検出を行う場合
は、まず、分割された匡体部１１のうち、どちらか片方
の部材１１ａ（１１ｂ）の円弧部１２ａ（１２ｂ）に被
検出電線Ｄを係合させる。そして、この部材にもう一方
の部材を当接させることにより、被検出電線Ｄは匡体部
１１に保持されて、電流Ｉの検出が可能な状態とされ
る。

【００４２】被検出電線Ｄの周囲に生じた磁界Ｈｉは、
匡体部１１内部を通って磁気インピーダンス素子２に検
出される。このとき匡体部１１は非磁性体によって形成
されているため、磁界Ｈｉは磁気インピーダンス素子２
に検出されるようになっている。また、被検出電線Ｄに
通電されている電流Ｉの方向に対して磁気インピーダン
ス素子２を垂直に配置したため、被検出電線Ｄの周囲に
発生する磁界Ｈｉの向きと磁気インピーダンス素子２の
感度方向とは一致し、磁界Ｈｉは安定して検出される。

【００４３】このように、匡体部１１内部に磁気インピ
ーダンス素子２及び回路部５を配置させたため、取扱い
は容易となり作業性は向上される。さらに、非検出電線
Ｄは、被検出電線保持部１２によって固定された状態と
なるため、磁気インピーダンス素子２と被検出電線Ｄと
の距離は一定となり、電流Ｉの検出を安定して行うこと
ができる。

【００４４】また、匡体部１１の外周には、外乱磁界を
遮断するための磁気シールド１３が設けられたため、被
検出電線Ｄから生じる磁界Ｈｉの検出を正確に行うこと
ができ、安定した電流Ｉの検出を行うことができる。

【００４５】なお、上述した形態は、図１１に示すよう
なクリップ１４の先端部分に適用可能である。すなわ
ち、図１１においてクリップ１４は、ヒンジ部１４ａの
作用によって開閉自在な先端部１５を備えたものであ
り、磁気インピーダンス素子２及び回路部５はこの先端
部１５に装填されることができる。このとき、被検出電
線Ｄに通電される電流Ｉの検出は、被検出電線Ｄを図１
１に示す被検出電線保持部１２に保持させることによっ
て可能となっており、電流Ｉの検出は容易に行われる。

【００４６】次に、本発明の第２実施形態について図２
を参照しながら説明する。図２において、電流センサ２
０は、複数の磁気インピーダンス素子２と、これら磁気
インピーダンス素子２を駆動させるための駆動回路（駆
動部）２３を有した回路部２５と、この回路部２５から
の出力を受け取る演算部２９とを備えている。そして、
それぞれの磁気インピーダンス素子２は、通電状態の被
検出電線Ｄの外周面と一定距離をおいた位置で、感度方
向と被検出電線Ｄに通電された電流Ｉの方向とを垂直に
させて配置されている。また、それぞれの磁気インピー
ダンス素子２は、感度方向をお互いに平行且つ同方向に
向くように配置されている。

【００４７】また、被検出電線Ｄには、図２中、左方向
に電流Ｉが通電されており、その周囲には、この電流Ｉ
の値に応じた強さを有する磁界Ｈｉが発生している。

【００４８】図２１に示すように、回路部２５は、方形
波発振回路２６及び微分回路２７を備えた駆動回路２３
を備えており、方形波発振回路２６からの電流は、微分
回路２７を介してそれぞれの磁気インピーダンス素子２
に並列に送られる。そして、これら複数の磁気インピー
ダンス素子２はこの駆動回路２３によってそれぞれ駆動
されるようになっている。

【００４９】それぞれの磁気インピーダンス素子２に発
生する電圧ｅは、それぞれの磁気インピーダンス素子２
に接続された検波回路２８を介して信号和回路２４に入
力される。信号和回路２４は演算部２９に接続されてお
り、信号和回路２４で加算された出力信号は、演算部２
９に送られるようになっている。演算部２９は、磁気イ
ンピーダンス素子２の数や、被検出電線Ｄに通電されて
いる電流Ｉに応じて発生する外部磁界Ｈo（この場合、
磁界Ｈｉ）とそれぞれの磁気インピーダンス素子２に発
生する電圧ｅとの関係を示すテーブル或いは演算関数が
あらかじめ記録されており、それぞれの磁気インピーダ
ンス素子２から発生する電圧ｅに基づいて、被検出電線
Ｄに通電された電流Ｉの値を出力するようになってい
る。

【００５０】このように構成された電流センサ２０の動
作について説明する。複数設けられた磁気インピーダン
ス素子２は、図２中、左方向に通電され周囲に磁界Ｈｉ
を発生している被検出電線Ｄの近傍に一定距離をおいて
配置される。このとき磁気インピーダンス素子２は、被
検出電線Ｄの周囲に生じる磁界Ｈｉの向きと、それぞれ
の磁気インピーダンス素子２の感度方向の向きとを一致
させるように配置される。

【００５１】それぞれの磁気インピーダンス素子２は、
磁界Ｈｉの強さに応じた電圧ｅを発生させ、この電圧ｅ
は検波回路２８を介したあと信号和回路２４に入力され
る。演算部２９は信号和回路２４からの出力に基づい
て、前記テーブル或いは演算関数を用いて被検出電線Ｄ
に通電された電流Ｉの値を出力する。

【００５２】このように、複数の磁気インピーダンス素
子２は、それぞれの感度方向を平行にして設けられたた
め、それぞれの磁気インピーダンス素子２からの電圧ｅ
の和を検出し演算することによって、演算部２９は被検
出電線Ｄに通電された電流Ｉを検出することができる。
このとき、磁気インピーダンス素子２は複数設けられて
いるため、電流Ｉが微小電流であっても安定した検出を
行うことができ、高感度な電流センサ２０を構築するこ
とができる。

【００５３】なお、以上説明した第２実施形態は、図１
０に示したような形態で実施することができる。すなわ
ち、図１０において、電流センサ２０は、第１実施形態
同様、非磁性体からなる２つに分割された匡体部２１
と、この匡体部２１内部に設けられた磁気インピーダン
ス素子２と、同じく匡体部２１内部に固定された回路部
２５と、回路部２５からの出力を受け取る演算部２９と
を備えている。また、２つの部材を突き合わせることに
よって、貫通孔である被検出電線保持部１２が形成され
るようになっている。

【００５４】匡体部２１の外周部分には、被検出電線Ｄ
及び磁気インピーダンス素子２と回路部２５とを内包す
るように磁気シールド２２が設けられており、磁気イン
ピーダンス素子２と回路部２５とに作用する外部からの
外乱磁界を遮断するようになっている。

【００５５】このように、匡体部２１内部に複数の磁気
インピーダンス素子２及び回路部２５を配置させたた
め、被検出電線Ｄに通電される電流Ｉは微小電流であっ
てもそれぞれの出力の和を求めることにより検出可能と
なる。また、電流Ｉの検出時における電流センサ２０の
取扱いは容易となり、作業性は向上される。そして非検
出電線Ｄは磁気シールド２２によって外乱磁界が遮断さ
れつつ被検出電線保持部１２によって固定されることに
より、磁気インピーダンス素子２と被検出電線Ｄとの距
離は検出時において常に一定となり、電流Ｉの検出を安
定して行うことができる。

【００５６】なお、第２実施形態においても、図１１の
ようなクリップ１４の先端部１５に適用することがで
き、被検出電線Ｄを図１１に示す被検出電線保持部１２
に挟ませることによって、容易な動作で電流Ｉの検出が
可能となる。

【００５７】次に、本発明の第３実施形態について図３
を参照しながら説明する。図３において、電流センサ３
０は、円環状に形成された磁気インピーダンス素子３１
と、この磁気インピーダンス素子３１を駆動させるため
の駆動回路（駆動部）を有した回路部３５と、回路部３
５からの出力を受け取る演算部３９とを備えている。

【００５８】円環状に形成された磁気インピーダンス素
子３１は、被検出電線Ｄの外周を囲むように配置され
る。そのため、被検出電線Ｄの周囲に生じる磁界Ｈｉの
方向に沿うように磁気インピーダンス素子３１の感度方
向が配置される。

【００５９】この回路部３５には、図２０に示したよう
な回路を用いることができる。すなわち、回路部３５
は、方形波発振回路６と微分回路７とを備えた駆動回路
３と、検波回路８と、増幅回路４とを備えており、磁気
インピーダンス素子２は微分回路７を介した方形波発振
回路６からの電流によって駆動されるようになってい
る。

【００６０】磁気インピーダンス素子３１に発生する電
圧ｅは、検波回路８を介して増幅回路４に入力されたあ
と演算部３９に送られる。演算部３９には、被検出電線
Ｄに通電されている電流Ｉに応じて発生する外部磁界Ｈ
o（この場合、磁界Ｈｉ）と、磁気インピーダンス素子
３１に発生する電圧ｅとの関係を示すテーブル或いは演
算関数があらかじめ記録されており、演算部３９は、磁
気インピーダンス素子３１に発生する電圧ｅに基づい
て、被検出電線Ｄに通電された電流Ｉの値を出力するよ
うになっている。

【００６１】このような電流センサ３０において、被検
出電線Ｄに通電された電流Ｉの値を検出する場合、磁気
インピーダンス素子３１は円環内部に被検出電線Ｄを挿
通させる。このとき、発生する磁界Ｈｉの接線方向と磁
気インピーダンス素子３１の感度方向とは常に一致した
ものである。

【００６２】磁界Ｈｉが印加された磁気インピーダンス
素子３１には電圧ｅが発生する。電圧ｅは検波回路８、
増幅回路４を介して演算部３９に入力され、演算部３９
は前記テーブル或いは演算関数に基づいて被検出電線Ｄ
に通電された電流Ｉの値を出力する。

【００６３】このように、磁気インピーダンス素子３１
を円環状に形成し、被検出電線Ｄの周囲に巻回ように配
置させたことにより、磁界Ｈｉの方向と磁気インピーダ
ンス素子３１の感度方向とは常に一致され、高感度な電
流センサ３０を構築することができる。

【００６４】また、磁気インピーダンス素子３１の円環
内部に被検出電線Ｄを配置した構成のため、例えば電流
Ｉの検出中に被検出電線Ｄが揺動したりして、磁気イン
ピーダンス素子３１と被検出電線Ｄとの距離が変動した
場合でも、演算部３９は回路部３５からの信号を積分処
理することにより、距離の変動を補償した検出結果を出
力することができる。

【００６５】上述した第３実施形態は、図１２、図１３
のような形態とすることが可能である。すなわち、図１
２において、電流センサ３０は、非磁性体からなる匡体
部３２と、この匡体部３２内部に設けられた一巻き円環
状の磁気インピーダンス素子３１と、同じく匡体部３２
内部に固定され演算部３９に接続した回路部３５と、磁
気インピーダンス素子３１の円環内部に設けられた貫通
孔である被検出電線保持部３４とを備えており、被検出
電線Ｄは被検出電線保持部３４に挿通されるようになっ
ている。また、匡体部３２の外周部分に設けられた磁気
シールド３６によって、磁気インピーダンス素子３１と
回路部３５とは外乱磁界を受けないようになっている。

【００６６】あるいは、図１３に示すように、電流セン
サ３０は、２つの部材３２ａ、３２ｂに分割された匡体
部３２と、それぞれの部材３２ａ、３２ｂに配置された
円弧状の磁気インピーダンス素子３１ａ、３１ｂとを備
えた構成とされてもよい。この場合、それぞれの部材３
２ａ、３２ｂは、外周に断面コ字状の磁気シールド３６
ａ、３６ｂを配置させており、このうち片方の部材３２
ａは磁気インピーダンス素子３１ａに接続するとともに
演算部３９に接続された回路部３５を備えている。ま
た、それぞれの部材３２ａ、３２ｂの突き合わせ面に
は、各々の磁気インピーダンス素子３１ａ、３１ｂに接
続した電極部３７ａ、３７ｂが表面上に現れるように設
置されており、これらの部材３２ａ、３２ｂを合わせた
とき、電極部３７ａと電極部３７ｂとが接続し導通され
るようになっている。また、各部材３２ａ、３２ｂを突
き合わせることによって被検出電線保持部３４が形成さ
れる。被検出電線保持部３４に保持された被検出電線Ｄ
に通電される電流Ｉの検出は、円環状の磁気インピーダ
ンス素子３１によって高感度に行われるようになる。

【００６７】次に、本発明の第４実施形態について図
４、図５を参照しながら説明する。図４において、電流
センサ４０は、被検出電線Ｄを基準として対向配置され
た２つの磁気インピーダンス素子４１、４１と、これら
の磁気インピーダンス素子４１を駆動させる駆動回路
（駆動部）を有した回路部４２と、これらの磁気インピ
ーダンス素子４１に発生する電圧ｅに基づいて被検出電
線Ｄに通電されている電流Ｉの値を求める演算部４３と
を備えたものであり、被検出電線Ｄとそれぞれの磁気イ
ンピーダンス素子４１、４１との距離は等しくなるよう
に配置されている。

【００６８】一方、図５に示す電流センサ５０は、２つ
の磁気インピーダンス素子４１、４１を被検出電線Ｄを
基準として対向配置させたものであるが、被検出電線Ｄ
とそれぞれの磁気インピーダンス素子４１との距離が異
なるように配置されたものである。

【００６９】このような電流センサ４０、５０は図１
４、図１５に示すような形態で実施される。すなわち、
図１４において、電流センサ４０は非磁性体からなる匡
体部４４と演算部４３とを備えており、この匡体部４４
は第１部材４４ａと第２部材４４ｂとから構成されてい
る。このうち第１部材４４ａは断面下向き凸状に形成さ
れたものであり、外周には断面コ字状の磁気シールド４
５ａが設けられている。また凸状先端には円弧部４６ａ
が切り欠かれている。一方、第２部材４４ｂは断面凹状
に形成されたものであり、凹部内部には円弧部４６ｂが
切り欠かれているとともに、外周には磁気シールド４５
ｂが設けられている。この第２部材４４ｂは、凹部下方
中央部に配された回路部４２と、この回路部４２に接続
され円弧部４６ｂを基準として対向するように等間隔に
配置された２つの磁気インピーダンス素子４１とを固定
させている。

【００７０】第１部材４４ａの凸部と第２部材４４ｂの
凹部とは係合されるようになっており、これらを組み合
わせることによってそれぞれに形成された円弧部４６
ａ、４６ｂが合わせられ、被検出電線保持部４６が形成
されるようになっている。この被検出電線保持部４６
は、保持されるべき被検出電線Ｄの径とほぼ同径に形成
されており、匡体部４４内部において、被検出電線Ｄは
それぞれの磁気インピーダンス素子４１と等間隔になる
ように保持される。

【００７１】このため被検出電線Ｄに通電される電流Ｉ
は、被検出電線Ｄとそれぞれの磁気インピーダンス素子
４１との距離を変化することなく、安定して検出され
る。

【００７２】一方、図１５に示す電流センサ５０は、非
磁性体からなる匡体部４７を備えており、この匡体部４
７は、第１部材４７ａと第２部材４７ｂとに分割される
構成となっている。このうち第１部材４７ａは断面下向
き凸状に形成されており、この凸部には大径の円弧部４
８ａが切り込まれている。一方、第２部材４７ｂは断面
凹状に形成されており、凹部内部には大径の円弧部４８
ｂが切り込まれている。

【００７３】第２部材４７ｂの中央部には演算部４３と
接続した回路部４２が配置されているとともに、この回
路部４２接続した複数の磁気インピーダンス素子４１が
左右対称に配置されている。また、それぞれ第１、第２
部材４７ａ、４７ｂの外周には、磁気シールド４９ａ、
４９ｂが設けられている。そして、第１部材４７ａの凸
部と第２部材４７ｂの凹部とを係合させることにより、
それぞれの円弧部４８ａ、４８ｂが合わせられて被検出
電線保持部４８が形成される。形成された被検出電線保
持部４８は大径であるため、大径の被検出電線Ｄを保持
することができる。

【００７４】４つの設けられた磁気インピーダンス素子
４１は、被検出電線保持部４８を基準にして対向するよ
うに配置されている。

【００７５】演算部４３は、被検出電線Ｄとそれぞれの
磁気インピーダンス素子４１との距離の変動による検出
誤差を補正する機能を備えている。そのため被検出電線
保持部４８内部において被検出電線Ｄが揺動し、磁気イ
ンピーダンス素子４１との距離を変動させた場合でも、
演算部４３は誤差の少ない検出結果を出力するようにな
っている。

【００７６】このように、磁気インピーダンス素子４１
を複数配置させたことにより、被検出電線Ｄに通電され
る電流Ｉが微小なものであっても、電流Ｉの検出は安定
して行われる。また、磁気インピーダンス素子４１は被
検出電線Ｄを基準として対向されているため、磁気イン
ピーダンス素子４１と被検出電線Ｄとの間の距離が変動
した場合でも、演算部４３はそれぞれの磁気インピーダ
ンス素子４１からの出力を演算処理することにより距離
変動による検出誤差の補正を行うようになっているた
め、安定した検出結果を導き出すことができる。

【００７７】また、被検出電線Ｄと磁気インピーダンス
素子４１との距離の変動による誤差は補正されるため、
大径な被検出電線保持部４８を備えた電流センサ５０
は、小径な被検出電線Ｄに通電される電流Ｉを安定して
検出することができる。すなわち、小径な被検出電線Ｄ
は、大径な被検出電線保持部４８内部で揺動状態となる
が、演算部４３によって磁気インピーダンス素子４１と
の距離の変動を補正することにより、電流Ｉは安定して
検出される。このように、被検出電線Ｄの径が多岐にわ
たっても、一つの電流センサ５０で対応することができ
る。

【００７８】ところで、磁気インピーダンス素子を、被
検出電線Ｄを基準として対向させるとともにそれぞれの
感度方向を平行に配置させることにより、被検出電線Ｄ
及びこれら磁気インピーダンス素子に作用される一様な
外乱磁界Ｈｅｘを相殺させた検出結果が得られる。この
ことを図６、図７を用いて説明する。

【００７９】図６に示すように、被検出電線Ｄを基準と
して対向するように配置させた磁気インピーダンス素子
５１ａ、５１ｂは、それぞれの感度方向を平行且つ逆方
向にさせて配置されている。

【００８０】一方、通電状態の被検出電線Ｄの周囲には
磁界Ｈｉが、図６中、反時計方向に発生しているととも
に、それぞれの磁気インピーダンス素子５１ａ、５１ｂ
には磁界Ｈｉが印加されている。このとき、それぞれの
磁気インピーダンス素子５１ａ、５１ｂは、磁界Ｈｉの
接線方向に沿って配置されているため、磁界Ｈｉが検出
される。

【００８１】磁気インピーダンス素子５１ａ、５１ｂに
は一様な外乱磁界Ｈｅｘが、図６中、左側から作用して
いる。このとき、磁気インピーダンス素子５１ａの感度
方向は左側、磁気インピーダンス素子５１ｂの感度方向
は右側に向けて配されているので、外乱磁界Ｈｅｘは、
磁気インピーダンス素子５１ａに対しては負方向に、磁
気インピーダンス素子５１ｂに対しては正方向に作用す
る。すなわち、磁気インピーダンス素子５１ａに作用す
る磁界Ｈａは、Ｈａ＝Ｈｉ−Ｈｅｘ（１）であり、磁気インピーダンス素子５１ｂに作用する磁界
Ｈｂは、Ｈｂ＝Ｈｉ＋Ｈｅｘ（２）である。したがって、これら磁気インピーダンス素子５
１ａ、５１ｂの出力を加算した磁界Ｈａｂは、Ｈａｂ＝Ｈａ＋Ｈｂ＝２Ｈｉ（３）となり、外乱磁界Ｈｅｘを相殺させた磁界Ｈａｂに基づ
く電圧ｅが、回路部４２を介して演算部４３に入力され
る。

【００８２】一方、図７に示すように、磁気インピーダ
ンス素子５２ａ、５２ｂのそれぞれの感度方向を平行且
つ同方向に配置させた場合においては、磁気インピーダ
ンス素子５２ａに作用する磁界Ｈａは、被検出電線Ｄか
ら発生し正方向に作用する磁界Ｈｉと、負方向に作用す
る一様な外乱磁界Ｈｅｘとの和であって、Ｈａ＝Ｈｉ−Ｈｅｘ（４）である。また、磁気インピーダンス素子５２ｂに作用す
る磁界は、被検出電線Ｄから発生し負方向に作用する磁
界Ｈｉと、負方向に作用する一様な外乱磁界Ｈｅｘとの
和であって、Ｈｂ＝−Ｈｉ−Ｈｅｘ（５）である。したがって、これら磁気インピーダンス素子５
２ａ、５２ｂの出力を減算した磁界Ｈａｂは、Ｈａｂ＝Ｈａ−Ｈｂ＝２Ｈｉ（６）となり、外乱磁界Ｈｅｘを相殺させた磁界Ｈａｂに基づ
く電圧ｅが、回路部４２を介して演算部４３に入力され
る。

【００８３】このような構成を持つ電流センサ４０、５
０としては、図１４に示したような形態が可能であると
ともに、図１６、図１７、図１８に示す形態とすること
が可能である。すなわち、図１６において、ガイド部
６０に支持された被検出電線Ｄの両側には磁気インピー
ダンス素子５２ａ、５２ｂが対向して配置されていると
ともに、それぞれの感度方向を平行且つ同方向にして基
盤６１上面に設置されている。

【００８４】ガイド部６０は、図１８に示すようにＶ字
溝を有したものであり、被検出電線Ｄは、このＶ字溝に
保持されるようになっている。このとき、ガイド部６０
の設置位置やＶ字溝の深さなどを調節することによっ
て、被検出電線Ｄは、図１７に示すように、高さａを有
したそれぞれの磁気インピーダンス素子５２ａ、５２ｂ
の中間において最適な位置に配設される。そして被検出
電線Ｄには一様な外乱磁界Ｈｅｘが作用している。

【００８５】また、基盤６１上には、磁気インピーダン
ス素子５２ａ、５２ｂを駆動させるための駆動回路（駆
動部）６２及び磁気インピーダンス素子５２ａ、５２ｂ
からの電圧ｅを入力させる増幅回路６３を備えた回路部
６４が設けられているとともに、回路部６４の信号は演
算部６９に出力されるようになっている。

【００８６】回路部６４は、図２２に示すように、発振
回路６５を備え磁気インピーダンス素子５２ａ、５２ｂ
に駆動電流を通電させるための駆動回路６２と、それぞ
れの磁気インピーダンス素子５２ａ、５２ｂからの出力
を受ける整流回路６７と、この整流回路６７に接続され
た増幅回路６３とを備えており、増幅回路６３の出力は
演算部６９に入力される。

【００８７】それぞれの磁気インピーダンス素子５２
ａ、５２ｂの側方にはバイアス磁界コイル７０ａ、７０
ｂが配置されており、自身に磁気バイアスＨB が印加さ
れる構成となっている。磁気インピーダンス素子５２
ａ、５２ｂは、磁気バイアスＨBによって動作点を決ら
れて駆動されるようになっている。そして、増幅回路６
３は、それぞれの磁気インピーダンス素子５２ａ、５２
ｂからの出力を受けるとともに、この差を求めて外乱磁
界Ｈｅｘに基づく成分を相殺させる。外乱磁界Ｈｅｘ成
分が除かれた増幅回路６３からの信号は演算部６９に送
られ、演算部６９からは被検出電線Ｄの電流Ｉの値が出
力される。

【００８８】一方、磁気インピーダンス素子５１ａ、５
１ｂのそれぞれの感度方向を逆方向に配置させた場合
は、それぞれの磁気インピーダンス素子５１ａ、５１ｂ
からの出力の和を求めることにより、外乱磁界Ｈｅｘ成
分は相殺される。すなわち、図２３に示すように、バイ
アス磁界コイル７０ａ、７０ｂによって動作点が決定さ
れる磁気インピーダンス素子５１ａ、５１ｂは、発振回
路６５を有する駆動回路６２から出力された電流によっ
て駆動され、磁界Ｈｉに応じた電圧ｅを発生させる。そ
れぞれの電圧ｅを整流回路６７を介して信号和回路７１
に入力することにより外乱磁界Ｈｅｘ成分は相殺され
る。そして信号和回路７１からの出力を演算部６９に送
ることにより、演算部６９は被検出電線Ｄの電流Ｉの値
を出力する。

【００８９】このように、磁気インピーダンス素子５１
ａ、５１ｂ（５２ａ、５２ｂ）は、感度方向を互いに正
あるいは逆方向にして平行に配置させたことにより、例
えば一様な外乱磁界Ｈｅｘが作用された場合でも、それ
ぞれの磁気インピーダンス素子５１ａ、５１ｂ（５２
ａ、５２ｂ）には同様な外乱磁界Ｈｅｘが作用するた
め、それぞれの出力の和（あるいは差）を求めることに
より、演算部６９は外乱磁界Ｈｅｘ成分を除いた検出結
果を導き出すことができる。

【００９０】そのため、例えば磁気シールドなどの磁気
遮断手段を設ける必要性は最小限に抑えられ、簡単な構
成で、高感度且つ正確な検出を行うことができる電流セ
ンサが構築される。

【００９１】以上のように、通電された被検出電線Ｄの
周囲に発生する磁界Ｈｉの検出部として、高感度で高速
応答性を有する磁気インピーダンス素子を採用したこと
により、簡易な構成で高感度な電流センサを構築するこ
とができる。

【００９２】

【発明の効果】本発明の電流センサは、以下のような効
果を有するものである。

【００９３】請求項１に記載の発明によれば、通電され
ることによって周囲に磁界を生じさせる被検出電線の外
周に磁気インピーダンス素子を配置させることにより、
この磁気インピーダンス素子は、被検出電線の電流値に
応じた磁界を検出するとともにこの磁界の強さに応じた
電圧を発生させる。磁気インピーダンス素子から発生し
た出力電圧は演算部に送られるようになっており、この
演算部にはあらかじめ、磁気インピーダンス素子から発
生する出力電圧と被検出電線の電流値との関係が与えら
れているため、被検出電線の電流値はこの演算部から出
力される。このように、被検出電線に通電された電流
は、磁気インピーダンス素子によって非接触で容易に検
出することができる。また、磁気インピーダンス素子は
磁電変換作用のある素子であるため直流電流を検出する
ことができるとともに、磁気高感度素子であるため、例
えば磁気インピーダンス素子周囲に磁気回路を構築する
ことなく、微小電流を検出することができる。

【００９４】請求項２に記載の発明によれば、磁気イン
ピーダンス素子を複数設けたため、それぞれの磁気イン
ピーダンス素子からの出力を加算することによってさら
なる微小電流の検出が可能となり、高感度な電流センサ
を構築することができる。

【００９５】請求項３に記載の発明によれば、磁気イン
ピーダンス素子を、被検出電線の外周を囲むように円環
状に形成させたことにより、磁気インピーダンス素子の
感度方向と被検出電線の周囲に生じる磁界の方向とを一
致させることができ、安定した電流検出を行うことがで
きる。

【００９６】請求項４に記載の発明によれば、磁気イン
ピーダンス素子を被検出電線を基準として対向させたこ
とにより、磁気インピーダンス素子と被検出電線との間
の距離が変化した場合でも、それぞれの磁気インピーダ
ンス素子からの出力を演算部で処理することにより、距
離の変化による検出誤差の補正をすることができる。

【００９７】請求項５に記載の発明によれば、例えば一
様な外乱磁界が作用された場合でも、それぞれの磁気イ
ンピーダンス素子には同様な外乱磁界が作用されるた
め、それぞれの磁気インピーダンス素子からの出力を演
算部によって処理することにより外乱磁界成分を相殺す
ることができる。そのため、被検出電線の電流を正確に
検出することができる。

【００９８】請求項６に記載の発明によれば、非磁性体
からなる匡体部内部に磁気インピーダンス素子を配置さ
せるとともに、この匡体部の一部に被検出電線を保持す
るための被検出電線保持部を設けたため、被検出電線か
ら生じる磁界は、匡体部を伝わって磁気インピーダンス
素子に検出される。また、この匡体部の外周に外乱磁界
を遮断するための磁気シールドを設けたため、被検出電
線から生じる磁界の検出は正確に行われ、被検出電線の
電流値の検出を安定して実現することができる。さら
に、磁気インピーダンス素子は匡体部内部に固定された
ため、取扱いが容易となり、作業性は向上される。

【００９９】請求項７に記載の発明によれば、非磁性体
からなる匡体部内部に複数の磁気インピーダンス素子を
配置させるとともに、この匡体部の一部に設けられた被
検出電線保持部に被検出電線を保持させるようにしたた
め、被検出電線から生じる磁界は匡体部を伝わって複数
の磁気インピーダンス素子に検出される。そのため、被
検出電線に通電される電流が微小なものであっても、演
算部によってそれぞれの磁気インピーダンス素子からの
出力の和を求めることにより、微小電流を確実に検出す
ることができ、したがって高感度な電流センサを構築す
ることができる。また、この匡体部の外周に外乱磁界を
遮断するための磁気シールドを設けたため、被検出電線
から生じる磁界の検出を正確に行うことができ、安定し
た電流値の観測を行うことができる。さらに、匡体部内
部に磁気インピーダンス素子を固定させたため、取扱い
が容易となり、作業性を向上させることができる。

【０１００】請求項８に記載の発明によれば、非磁性体
からなる匡体部内部に円環状の磁気インピーダンス素子
を配置させるとともに、この磁気インピーダンス素子の
円環内部に被検出電線を保持するための被検出電線保持
部を設けたため、磁気インピーダンス素子の感度方向と
被検出電線の周囲に生じる磁界の方向とを一致させるこ
とができ、安定した電流検出を行うことができる。ま
た、この匡体部の外周に外乱磁界を遮断するための磁気
シールドを設けたため、被検出電線から生じる磁界の検
出は正確に行われ、被検出電線の電流値の検出を安定し
て実現することができる。さらに、磁気インピーダンス
素子は匡体部内部に固定されたため、取扱いが容易とな
り作業性は向上される。

【０１０１】請求項９に記載の発明によれば、ガイド部
に被検出電線を支持させることによって、被検出電線は
対向配置された磁気インピーダンス素子の中間部に安定
して配設される。このため、被検出電線の電流検出は安
定して行われるとともに、作業性は向上される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電流センサにおける実施形態の一例を
示す模式図である。

【図２】本発明の電流センサにおける実施形態の一例を
示す模式図である。

【図３】本発明の電流センサにおける実施形態の一例を
示す模式図である。

【図４】本発明の電流センサにおける実施形態の一例を
示す模式図である。

【図５】被検出電線と磁気インピーダンス素子との距離
が変化した場合を説明する図である。

【図６】外乱磁界が作用された状態を説明する図であ
る。

【図７】外乱磁界が作用された状態を説明する図であ
る。

【図８】本発明の電流センサにおける実施形態の一例を
説明するための断面図である。

【図９】図８の斜視図である。

【図１０】本発明の電流センサにおける実施形態の一例
を説明するための斜視図である。

【図１１】電流センサがクリップに装着された状態を説
明する図である。

【図１２】本発明の電流センサにおける実施形態の一例
を説明するための断面図である。

【図１３】本発明の電流センサにおける実施形態の一例
を説明するための断面図である。

【図１４】本発明の電流センサにおける実施形態の一例
を説明するための断面図である。

【図１５】本発明の電流センサにおける実施形態の一例
を説明するための断面図である。

【図１６】本発明の電流センサにおける実施形態の一例
を説明するための平面図である。

【図１７】図１６の側面図である。

【図１８】ガイド部を説明する図である。

【図１９】磁気インピーダンス素子に磁気バイアスが印
加される状態を説明する図である。

【図２０】回路構成の一例を説明する図である。

【図２１】回路構成の一例を説明する図である。

【図２２】回路構成の一例を説明する図である。

【図２３】回路構成の一例を説明する図である。

【図２４】磁気インピーダンス素子の特性を説明する図
である。

【符号の説明】

１、２０、３０、４０、５０電流センサ３、２３、６２駆動回路（駆動部）９、２９、３９、４３、６９演算部１１、２１、３２、４４、４７匡体部１２、３４、４６、４８被検出電線保持部１３、２２、３６ａ、３６ｂ磁気シールド４５ａ、４５ｂ、４９ａ、４９ｂ磁気シールド６０ガイド部Ｈｉ磁界Ｈｅｘ外乱磁界Ｄ被検出電線Ｉ電流

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】通電された被検出電線の外周に近接配置
されるとともに、前記被検出電線の周囲に生じる磁界の
強さに応じて電圧を発生する磁気インピーダンス素子
と、前記磁気インピーダンス素子に電流を供給してこの磁気
インピーダンス素子を駆動させる駆動部と、前記磁気インピーダンス素子に発生する電圧に基づい
て、前記被検出電線に通電された電流値を求める演算部
とを備えていることを特徴とする電流センサ。
【請求項２】通電された被検出電線の外周に各々近接
配置されるとともに、前記被検出電線の周囲に生じる磁
界の強さに応じて電圧を発生する複数の磁気インピーダ
ンス素子と、前記複数の磁気インピーダンス素子に電流を供給してこ
れらの磁気インピーダンス素子を駆動させる駆動部と、前記複数の磁気インピーダンス素子に発生する電圧に基
づいて、前記被検出電線に通電された電流値を求める演
算部とを備えていることを特徴とする電流センサ。
【請求項３】通電された被検出電線の外周を囲むよう
に円環状に形成されるとともに、前記被検出電線の周囲
に生じる磁界の強さに応じて電圧を発生する磁気インピ
ーダンス素子と、前記磁気インピーダンス素子に電流を供給してこの磁気
インピーダンス素子を駆動させる駆動部と、前記磁気インピーダンス素子に発生する電圧に基づい
て、前記被検出電線に通電された電流値を求める演算部
とを備えていることを特徴とする電流センサ。
【請求項４】請求項２に記載の電流センサであって、前記複数の磁気インピーダンス素子は、前記被検出電線
を基準に対向配置されていることを特徴とする電流セン
サ。
【請求項５】請求項４に記載の電流センサであって、対向されたそれぞれの磁気インピーダンス素子は、感度
方向を平行にして配置されていることを特徴とする電流
センサ。
【請求項６】通電された被検出電線の外周に近接配置
されるとともに、前記被検出電線の周囲に生じる磁界の
強さに応じて電圧を発生する磁気インピーダンス素子
と、前記磁気インピーダンス素子に電流を供給してこの磁気
インピーダンス素子を駆動させる駆動部と、前記磁気インピーダンス素子に発生する電圧に基づい
て、前記被検出電線に通電された電流値を求める演算部
とを備え、前記磁気インピーダンス素子を内部に固定するための、
非磁性体からなる匡体部と、前記匡体部の一部に設けられ、前記被検出電線を保持す
るための被検出電線保持部と、前記匡体部の外周に設けられ、前記磁気インピーダンス
素子に作用する、前記被検出電線による磁界以外の磁気
を遮断するための磁気シールドとを具備することを特徴
とする電流センサ。
【請求項７】通電された被検出電線の外周に各々近接
配置されるとともに、前記被検出電線の周囲に生じる磁
界の強さに応じて電圧を発生する複数の磁気インピーダ
ンス素子と、前記複数の磁気インピーダンス素子に電流を供給してこ
れらの磁気インピーダンス素子を駆動させる駆動部と、前記複数の磁気インピーダンス素子に発生する電圧に基
づいて、前記被検出電線に通電された電流値を求める演
算部とを備え、前記複数の磁気インピーダンス素子を内部に固定するた
めの、非磁性体からなる匡体部と、前記匡体部の一部に設けられ、前記被検出電線を保持す
るための被検出電線保持部と、前記匡体部の外周に設けられ、前記複数の磁気インピー
ダンス素子に作用する、前記被検出電線による磁界以外
の磁気を遮断するための磁気シールドとを具備すること
を特徴とする電流センサ。
【請求項８】通電された被検出電線の外周を囲むよう
に円環状に形成されるとともに、前記被検出電線の周囲
に生じる磁界の強さに応じて電圧を発生する磁気インピ
ーダンス素子と、前記磁気インピーダンス素子に電流を供給してこの磁気
インピーダンス素子を駆動させる駆動部と、前記磁気インピーダンス素子に発生する電圧に基づい
て、前記被検出電線に通電された電流値を求める演算部
とを備え、前記磁気インピーダンス素子を内部に固定するための、
非磁性体からなる匡体部と、前記磁気インピーダンス素子の円環内部に設けられ、前
記被検出電線を保持するための被検出電線保持部と、前記匡体部の外周に設けられ、前記磁気インピーダンス
素子に作用する前記被検出電線による磁界以外の磁気を
遮断するための磁気シールドとを具備することを特徴と
する電流センサ。
【請求項９】通電された被検出電線を基準に対向配置
されるとともに、前記被検出電線の周囲に生じる磁界の
強さに応じて電圧を発生する複数の磁気インピーダンス
素子と、前記複数の磁気インピーダンス素子に電流を供給してこ
れらの磁気インピーダンス素子を駆動させる駆動部と、前記複数の磁気インピーダンス素子に発生する電圧に基
づいて、前記被検出電線に通電された電流値を求める演
算部と、前記被検出電線を案内するためのガイド部とを備え、前記被検出電線は前記ガイド部によって、前記対向配置
された磁気インピーダンス素子の中間部に案内されるこ
とを特徴とする電流センサ。