JP2007147514A - Current sensor, and core of current sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被測定電流が流れる導電部材の周囲に発生する磁界に基づいて、被測定電流の電流値の測定を行う電流センサ、及び、電流センサのコアに関する。 The present invention relates to a current sensor that measures a current value of a current to be measured based on a magnetic field generated around a conductive member through which the current to be measured flows, and a core of the current sensor.
特開平10−73619号公報(特許文献1)に開示された電流センサ50は、図4に示すように、一部にギャップ53が形成された環状のコア51が導電部材54の周囲を取り囲むように配置され、ギャップ53内には、磁電変換素子52が配置されている。
In the
このように構成された電流センサ50は、導電部材54を被測定電流Iが流れることによって、導電部材54の周囲に発生する磁界がコア51に集束し、磁電変換素子52がギャップ53を通過する磁界の変化に応じた電気信号を出力する。そして、この電気信号に基づいて被測定電流Iの電流値の測定を行うものである。
ところで、特許文献1に開示された電流センサ50は、導電部材54の周囲に発生する磁界に加えて、地磁気や電流センサ50の付近に配置された電子機器や磁性体等から発生する外部磁界がコア51に集束することがある。
By the way, in the
コア51に集束した磁界が一定値を超えると、コア51が磁気飽和してしまうため、コア51は被測定電流Iに応じた磁界を集束することができなくなる。すると、電流センサ50は、被測定電流Iの電流値を正確に測定することが困難になるという問題があった。
When the magnetic field focused on the
また、導電部材54が予め収納ケースや筐体等に配置されている場合、コア51を導電部材54の周囲を取り囲むように後付け配置する作業は、作業効率の点で芳しくないという問題があった。
Further, when the
そこで、本発明は以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、コアが複数の磁気経路を備えることでコアの磁気飽和を防ぐとともに、後付け配置を容易に、且つ効率的に行える電流センサ、及び、電流センサのコアを提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the problems as described above, and the purpose of the present invention is to prevent magnetic saturation of the core by providing the core with a plurality of magnetic paths, and to facilitate the retrofit arrangement. It is another object of the present invention to provide a current sensor that can perform efficiently and a core of the current sensor.
上記課題を解決するために、請求項1〜6に記載の発明は、被測定電流が流れる導電部材の周囲に発生する磁界に基づいて、被測定電流の電流値を測定する電流センサに関するものである。 In order to solve the above problems, the inventions described in claims 1 to 6 relate to a current sensor that measures a current value of a current to be measured based on a magnetic field generated around a conductive member through which the current to be measured flows. is there.
請求項1に係る電流センサは、被測定電流が流れる導電部材を取り囲むように配置され、導電部材を被測定電流が流れることにより発生する磁界を集磁するコアと、コアに集磁された磁界に応じた電気信号を出力する磁電変換素子とを備え、コアは、導電部材の長手方向に対して略垂直方向から、導電部材を取り囲む位置に配置できるように、導電部材を通過させることが可能な第1の隙間を有するとともに、コアの一部において、磁気経路が第1の磁気経路と第2の磁気経路とに分岐され、磁電変換素子は、分岐された第1及び第2の磁気経路のどちらか一方に設けられることを特徴とする。 The current sensor according to claim 1 is disposed so as to surround a conductive member through which a current to be measured flows, a core for collecting a magnetic field generated by the current to be measured flowing through the conductive member, and a magnetic field collected by the core The core can pass the conductive member so that the core can be disposed at a position surrounding the conductive member from a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the conductive member. The magnetic path is branched into a first magnetic path and a second magnetic path in a part of the core, and the magnetoelectric conversion element includes the branched first and second magnetic paths. It is provided in either one of these.
これにより、コアに集磁した磁界を第1、第2の磁気経路に分岐させることができるので、コアの磁気飽和を防ぐことができる。また、コアには導電部材を取り囲むように配置できるように、導電部材を通過させることができる第1の隙間が形成されているので、コアの後付けの配置を容易に行うことができる。 As a result, the magnetic field collected in the core can be branched into the first and second magnetic paths, so that magnetic saturation of the core can be prevented. Moreover, since the 1st clearance gap which can let a conductive member pass is formed in the core so that it can arrange | position so that a conductive member may be surrounded, the arrangement | positioning of a core retrofit can be performed easily.
請求項2に係る電流センサは、第1の磁気経路は、第2の磁気経路よりも導電部材に近い側に位置し、磁電変換素子は、第1の磁気経路に設けられることを特徴とする。これにより、導電部材の周囲に発生する磁界の多くが第1の磁気経路を通過することとなる。したがって、第1の磁気経路に設けられた磁電変換素子は、磁界の変化を高精度に検知することができる。 The current sensor according to claim 2 is characterized in that the first magnetic path is located closer to the conductive member than the second magnetic path, and the magnetoelectric conversion element is provided in the first magnetic path. . Thereby, most of the magnetic field generated around the conductive member passes through the first magnetic path. Therefore, the magnetoelectric conversion element provided in the first magnetic path can detect the change in the magnetic field with high accuracy.
請求項3に係る電流センサは、第2の磁気経路は、第1の磁気経路を覆うように略同一平面状に設けられることを特徴とする。これにより、外部磁界の多くが第2の磁気経路を通過することとなる。したがって、導電部材の周囲に発生する磁界と外部磁界とを併せた磁界によるコアの磁気飽和を防ぐことができる。 The current sensor according to claim 3 is characterized in that the second magnetic path is provided in substantially the same plane so as to cover the first magnetic path. As a result, most of the external magnetic field passes through the second magnetic path. Therefore, the magnetic saturation of the core due to the magnetic field generated by combining the magnetic field generated around the conductive member and the external magnetic field can be prevented.
請求項4に係る電流センサは、第2の磁気経路は、その一部が当該第2の磁気経路よりも透磁率が低い低透磁率部であることを特徴とする。これにより、低透磁率部の透磁率を適宜調整することで、コアに集磁した磁界を第1、第2の磁気経路に所望の割合で分岐することができる。したがって、コアの磁気飽和を防ぎつつ、磁電変換素子は磁界の変化をより検知しやすくなる。 The current sensor according to claim 4 is characterized in that a part of the second magnetic path is a low magnetic permeability part having a lower magnetic permeability than that of the second magnetic path. Thus, by appropriately adjusting the magnetic permeability of the low magnetic permeability portion, the magnetic field collected in the core can be branched to the first and second magnetic paths at a desired ratio. Therefore, the magnetoelectric conversion element can more easily detect a change in the magnetic field while preventing magnetic saturation of the core.
請求項5に係る電流センサは、低透磁率部は、第2の隙間であることを特徴とする。これにより、低透磁率の磁性体材料を用意し、この磁性体材料をコアに組み込む作業が不要となる。したがって、低コスト、且つ、容易に低透磁率部を設けることができる。 The current sensor according to claim 5 is characterized in that the low magnetic permeability portion is the second gap. Thereby, it is not necessary to prepare a magnetic material having a low magnetic permeability and to incorporate this magnetic material into the core. Therefore, the low magnetic permeability portion can be easily provided at low cost.
請求項6に係る電流センサは、第1の隙間の幅は、導電部材の幅よりも大きいことを特徴とする。これにより、コアの後付け配置を容易に、且つ効率的に行うことができる。 The current sensor according to claim 6 is characterized in that the width of the first gap is larger than the width of the conductive member. Thereby, the retrofit arrangement | positioning of a core can be performed easily and efficiently.
請求項7〜12に記載の発明は、電流センサのコアに関するものである。この電流センサのコアを電流センサに用いることで、上述した請求項1〜6に記載の発明と同様の効果が得られるため、その説明を省略する。 The invention described in claims 7 to 12 relates to a core of the current sensor. By using the core of the current sensor for the current sensor, the same effects as those of the first to sixth aspects of the invention described above can be obtained, and thus the description thereof is omitted.
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、各図において同一、もしくは、均等である部分には同一の符号を付してその説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or is equivalent, and the description is abbreviate | omitted.
(第1の実施形態)
本発明を具体化した電流センサの第1の実施形態を概略断面図である図1を用いて説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of a current sensor embodying the present invention will be described with reference to FIG. 1 which is a schematic sectional view.
図1に示すように、本実施形態における電流センサ10は、コア11、磁電変換素子12を備えており、導電部材14の周囲に発生する磁界に基づいて、導電部材14を流れる被測定電流Iの電流値を測定するものである。なお、電流センサ10は、コア11、磁電変換素子12、導電部材14等が筐体や収納ケース等に収容配置されたものであるが、筐体や収納ケース等の図示は省略する。
As shown in FIG. 1, the
コア11は、例えば、パーマロイ、スーパーマロイ等の透磁率が比較的大きい磁性体材料をせん断加工して得られる板状の断片を1枚、若しくは複数枚を積層して構成されている。したがって、コア11は、この板状の断片の積層数に応じた磁気飽和量を備えている。また、コア11は、部分的に太さや厚さを変化させることで、透磁率(磁気抵抗)を部分的に変化させることができる。
The
以下、コア11の各部位に11a〜11gの参照番号を付して説明する。図1に示すように、コア11はその一部において、磁気経路が11a〜11dからなる第1の磁気経路と11e〜11gからなる第2の磁気経路とに分岐されている。
Hereinafter, each part of the
第1の磁気経路は、第2の磁気経路よりも導電部材14に近い側に位置している。また、第1の磁気経路と第2の磁気経路とは同一平面状に設けられ、第2の磁気経路は第1の磁気経路を覆うように設けられている。
The first magnetic path is located closer to the
コア11の外枠部(11c〜11g)は環状であって、ほぼコの字型に形成されており、イ−イ線を対象線としてほぼ左右対称の形状である。コア11のコの字を構成する三辺のうち対向する二辺(11c−11eからなる辺、11d−11fからなる辺)のそれぞれからは、コア11の内側に向けて突出部11a及び11bが形成されている。突出部11a及び11bの先端部同士は接触せず、その先端部の間にはコア11に集磁した磁界が通過するギャップ13が形成されている。ギャップ13の内側又は近傍には、磁電変換素子12が配置されている。
The outer frame portion (11c to 11g) of the
磁電変換素子12は、図示しない基板に実装されたものであり、この図示しない基板を介して図示しない外部装置と電気的に接続されている。磁電変換素子12は、ギャップ13を通過する磁界に応じた電気信号を、図示しない外部装置に向けて出力する。磁電変換素子12として、例えば、ホール素子や磁気抵抗素子を用いることができるが、ギャップ13を通過する磁界に応じた電気信号を出力できる素子であれば、これらに限定されない。
The
本実施形態における電流センサ10において、例えば、導電部材14の紙面の表面から裏面に向かって被測定電流Iが流れると、導電部材14の周囲には紙面に向かって時計回りの磁界が発生する。
In the
一般的に、磁界は近くの磁気経路、閉じた磁気経路、透磁率が大きい(磁気抵抗が小さい)磁気経路を通過する性質を有している。したがって、導電部材14の周囲に発生した磁界の一部(磁界B1a)は、導電部材14に近い側に配置された第1の磁気経路を通過する。
In general, a magnetic field has a property of passing through a nearby magnetic path, a closed magnetic path, and a magnetic path having a high magnetic permeability (low magnetic resistance). Accordingly, a part of the magnetic field generated around the conductive member 14 (magnetic field B1a) passes through the first magnetic path disposed on the side close to the
しかしながら、第1の磁気経路にはギャップ13が形成されているため、第1の磁気経路よりも第2の磁気経路の方が透磁率が大きい(磁気抵抗が小さい)。したがって、他の一部(磁界B1b)は第2の磁気経路を通過する。
However, since the
ところで、電流センサ10の設置場所や使用環境によっては、磁界B1とは異なる磁界B2(破線矢印)がコア11に集磁し、コア11を通過することがある。この磁界B2は、例えば、地磁気や電流センサ10の近傍に配置された電子機器や磁性体等から発せられる外部磁界に基づくものである。
By the way, depending on the installation location and use environment of the
本実施形態における電流センサ10は、コア11にこのような外部磁界が集磁したとしても、外部磁界は、上述した磁界の性質に基づいて、第1、第2の磁気経路に分かれて通過する。すなわち、外部磁界は、その一部(磁界B2a)が第2の磁気経路を通過し、他の一部(磁界B2b)が第1の磁気経路を通過する。
In the
したがって、本実施形態における電流センサ10は、コア11の一部において、磁気経路が第1の磁気経路と第2の磁気経路とに分岐されていることで、導電部材14の周囲に発生した磁界B1や外部磁界は第1、第2の磁気経路に分かれて通過することとなる。これにより、コア11の磁気飽和を防ぐことができる。
Therefore, in the
なお、磁界B1、B2が第1、第2の磁気経路と分かれる割合は、それぞれの磁気経路の透磁率の比率(磁気抵抗比)や導電部材14からの距離の比率によってほぼ定まる。したがって、予めこれらの比率を求めておけば、ギャップ13を通過する磁界B1aに基づいて被測定電流Iの電流値を測定できる。
The ratio at which the magnetic fields B1 and B2 are separated from the first and second magnetic paths is substantially determined by the permeability ratio (magnetoresistance ratio) of each magnetic path and the distance ratio from the
図1に示すように、コア11には、導電部材14の長手方向に対して略垂直方向から、導電部材14を取り囲む位置に配置できるように、導電部材14を通過させることが可能な第1の隙間15が形成されている。この第1の隙間15の幅(11cと11dとの間の幅)W’は、導電部材14の幅Wよりも広いものとする。
As shown in FIG. 1, the first
したがって、被測定電流Iが流れる導電部材14が図示しない筐体や収納ケース等に予め配置されている場合でも、導電部材14を取り囲む位置にコア11を配置することができる。すなわち、コア11を後付け配置する場合において、コア11の後付け配置を容易に、且つ効率的に行うことができる電流センサ10とすることができる。
Therefore, even when the
(第2の実施形態)
本発明を具体化した電流センサの第2の実施形態を、概略断面図である図2を用いて説明する。図2に示すように、本実施形態における電流センサ20は、コア21、磁電変換素子12を備えており、導電部材14を流れる被測定電流Iの電流値を導電部材14の周囲に発生する磁界に基づいて測定するものである。なお、電流センサ20は、コア21、磁電変換素子12、導電部材14等が筐体や収納ケース等に収容配置されたものであるが、筐体や収納ケース等の図示は省略する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the current sensor embodying the present invention will be described with reference to FIG. 2 which is a schematic sectional view. As shown in FIG. 2, the current sensor 20 in the present embodiment includes a
以下、コア21の各部位に21a〜21gの参照番号を付して説明する。図2に示すように、コア21はその一部において、磁気経路が21a〜21dからなる第1の磁気経路と21e〜21gからなる第2の磁気経路とに分岐されている。
Hereinafter, each part of the core 21 will be described with
第1の磁気経路は、第2の磁気経路よりも導電部材14に近い側に位置している。また、第1の磁気経路と第2の磁気経路とは同一平面状に設けられ、第2の磁気経路は第1の磁気経路を覆うように設けられている。
The first magnetic path is located closer to the
コア21の外枠部(21c〜21g)は、環状であって、ほぼコの字型に形成されており、ロ−ロ線を対象線として左右対称である。コア21のコの字を構成する三辺のうち対向する二辺(21c−21eからなる辺、21d−21fからなる辺)のそれぞれからは、コア21の内側に向けて突出部21a及び21bが形成されている。突出部21a及び21bの先端部同士は接触せず、その先端部の間にはコア11に集磁した磁界が通過するギャップ13が形成されている。ギャップ13の内側、又は近傍には磁電変換素子12が配置されている。
The outer frame portions (21c to 21g) of the core 21 are annular and are formed in a substantially U shape, and are symmetrical with respect to the roll line as a target line. Projecting
磁電変換素子12は、図示しない基板に実装されたものであり、この図示しない基板を介して図示しない外部装置と電気的に接続されている。磁電変換素子12は、ギャップ13を通過する磁界に応じた電気信号を、図示しない外部装置に向けて出力する。磁電変換素子12として、例えば、ホール素子や磁気抵抗素子を用いることができるが、ギャップ13を通過する磁界に応じた電気信号を出力できる素子であれば、これらに限定されない。
The
本実施形態における電流センサ20は、図2に示すように、第2の磁気経路の一部に、第2の磁気経路の他の部分よりも透磁率が低い低透磁率部26が形成されている。低透磁率部26は、第2の磁気経路を構成する材料の透磁率よりも低い透磁率を有する磁性体材料や空気層(第2のギャップ)を第2の磁気経路の途中に介在させて形成する。透磁率は低透磁率部26を構成する磁性体材料を入れ換えたり、その幅を変えたりすること調整が可能である。また、低透磁率部26を形成する位置は第2の磁気経路上であれば適宜変更が可能である。
As shown in FIG. 2, the current sensor 20 according to the present embodiment includes a low
本実施形態における電流センサ20において、例えば、被測定電流Iが導電部材14の紙面の表面から裏面に向かって流れると、導電部材14の周囲には紙面に向かって時計回りの磁界が発生する。
In the current sensor 20 according to the present embodiment, for example, when the current I to be measured flows from the front surface to the back surface of the
上述した通り、磁界は近くの磁気経路、閉じた磁気経路、透磁率が大きい(磁気抵抗が小さい)磁気経路を通過する性質を有している。そこで、本実施形態における電流センサ20はこの性質を利用して、第2の磁気経路に低透磁率部26を形成して、第2の磁気経路の透磁率を小さくすることで、第2の磁気経路を通過する磁界B2bを減少させ、第1の磁気経路を通過する磁界B1aを増加させている。
As described above, the magnetic field has a property of passing through a nearby magnetic path, a closed magnetic path, and a magnetic path having a high magnetic permeability (low magnetic resistance). Therefore, the current sensor 20 in the present embodiment uses this property to form the low
これにより、磁電変換素子12は、効率的にギャップ13を通過する磁界B1bの変化を検知しやすくなり、この変化に応じた電気信号を図示しない外部装置に向けて出力することができる。
Thereby, the
ところで、電流センサ20の設置場所や使用環境によっては、磁界B1とは異なる磁界B2(破線矢印)がコア21に集磁し、コア21を通過することがある。この磁界B2は、例えば、地磁気や電流センサ20の近傍に配置された電子機器や磁性体等から発せられる外部磁界に基づくものである。磁界は上述したような性質を有することから、外部磁界は、その一部(磁界B2a)が第2の磁気経路を通過に集束し、他の一部(磁界B2b)が第1の磁気経路を通過することとなる。
By the way, depending on the installation location and use environment of the current sensor 20, a magnetic field B <b> 2 (broken arrow) different from the magnetic field B <b> 1 may be collected in the
しかしながら、本実施形態における電流センサ20は、コア21にこのような外部磁界が集束したとしても、外部磁界は、上述した磁界の性質に基づいて、第1、第2の磁気経路に分かれて通過する。すなわち、外部磁界は、その一部(磁界B2a)が第2の磁気経路を通過し、他の一部(磁界B2b)が第1の磁気経路を通過する。
However, in the current sensor 20 according to the present embodiment, even if such an external magnetic field is focused on the
したがって、本実施形態における電流センサ20は、コア21の一部において、磁気経路が第1の磁気経路と第2の磁気経路とに分岐されていることで、導電部材14の周囲に発生した磁界B1や外部磁界は第1、第2の磁気経路に分かれて通過することとなる。これにより、コア21の磁気飽和を防ぐことができる。
Therefore, in the current sensor 20 according to the present embodiment, the magnetic path generated in the periphery of the
なお、磁界B1、B2が第1、第2の磁気経路と分かれる割合は、それぞれの磁気経路の透磁率の比率(磁気抵抗比)や導電部材14からの距離の比率によってほぼ定まる。したがって、予めこれらの比率を求めておけば、ギャップ13を通過する磁界B1aに基づいて被測定電流Iの電流値を測定できる。
The ratio at which the magnetic fields B1 and B2 are separated from the first and second magnetic paths is substantially determined by the permeability ratio (magnetoresistance ratio) of each magnetic path and the distance ratio from the
図2に示すように、コア21には、導電部材14の長手方向に対して略垂直方向から、導電部材14を取り囲む位置に配置できるように、導電部材14を通過させることが可能な第1の隙間15が形成されている。この第1の隙間15の幅(21cと21dとの間の幅)W’は、導電部材14の幅Wよりも広いものとする。
As shown in FIG. 2, the first
したがって、被測定電流Iが流れる導電部材14が図示しない筐体や収納ケース等に予め配置されている場合でも、導電部材14を取り囲む位置にコア21を配置することができる。すなわち、コア21を後付け配置する場合において、コア21の後付け配置を容易に、且つ効率的に行うことができる電流センサ20とすることができる。
Therefore, even when the
(第3の実施形態)
本発明を具体化した電流センサの第3の実施形態を概略断面図である図3を用いて説明する。図3に示すように、本実施形態における電流センサ30は、コア31、磁電変換素子12を備えており、導電部材14を流れる被測定電流Iの電流値を、導電部材14の周囲に発生する磁界に基づいて測定するものである。なお、電流センサ30は、コア31、磁電変換素子12、導電部材14等が筐体や収納ケース等に収容配置されたものであるが、筐体や収納ケース等の図示は省略する。
(Third embodiment)
A third embodiment of the current sensor embodying the present invention will be described with reference to FIG. 3 which is a schematic sectional view. As shown in FIG. 3, the
以下、コア11の各部位に31a〜31g、31m、31nの参照番号を付して説明する。図3に示すように、コア31はその一部において、磁気経路が31a〜31d、31m、31nからなる第1の磁気経路と31e〜31gからなる第2の磁気経路とに分岐されている。
Hereinafter, each part of the core 11 will be described with
第1の磁気経路は、第2の磁気経路よりも導電部材14に近い側に位置している。また、第1の磁気経路と第2の磁気経路とは同一平面状に設けられ、第2の磁気経路は第1の磁気経路を覆うように設けられている。
The first magnetic path is located closer to the
コア31の外枠部(31c〜31g、31m、31n)は、環状であって、ほぼコの字型に形成されており、ハ−ハ線を対象線として左右対称である。コア31のコの字を構成する三辺のうち対向する二辺(31c−31eからなる辺、31d−31fからなる辺)のそれぞれからは、コア31の内側に向けて突出部31a及び31bが形成されている。突出部31a及び31bの先端部同士は接触せず、その先端部の間にはコア11に集磁した磁界が通過できるギャップ13が形成されている。ギャップ13の内側、又は近傍には磁電変換素子12が配置されている。
The outer frame portions (31c to 31g, 31m, 31n) of the core 31 are annular and are substantially U-shaped, and are bilaterally symmetric with respect to the ha line. Projecting
磁電変換素子12は、図示しない基板に実装されたものであり、この図示しない基板を介して図示しない外部装置と電気的に接続されている。磁電変換素子12は、ギャップ13を通過する磁界に応じた電気信号を、図示しない外部装置に向けて出力する。磁電変換素子12として、例えば、ホール素子や磁気抵抗素子を用いることができるが、ギャップ13を通過する磁界に応じた電気信号を出力できる素子であれば、これらに限定されない。
The
本実施形態における電流センサ30は、図3に示すように、コア31の裾部(31c−31m、31d−31n)をそれぞれ鉤状に形成したものである。これにより、コア31のコの字を構成する三辺のうち対向する二辺(31c−31eからなる辺、31d−31fからなる辺)の距離が狭まり、第1の磁気経路は閉じた磁気経路に近くなる。
As shown in FIG. 3, the
本実施形態における電流センサ30において、例えば、被測定電流Iが導電部材14の紙面の表面から裏面に向かって流れると、導電部材14の周囲には紙面に向かって時計回りの磁界が発生する。
In the
上述した通り、磁界は近くの磁気経路、閉じた磁気経路、透磁率が大きい(磁気抵抗が小さい)磁気経路を通過しやすい性質を有している。そこで、本実施形態における電流センサ30はこの性質を利用して、第1の磁気経路を閉じた磁気経路に近づけることで、第2の磁気経路を通過する磁界B2bを減少させ、第1の磁気経路を通過する磁界B1aを増加させている。
As described above, the magnetic field has the property of easily passing through a nearby magnetic path, a closed magnetic path, and a magnetic path having a high magnetic permeability (low magnetic resistance). Therefore, the
これにより、磁電変換素子12は、効率的にギャップ13を通過する磁界B1bの変化を検知しやすくなり、この変化に応じた電気信号を図示しない外部装置に向けて出力することができる。
Thereby, the
ところで、電流センサ30の設置場所や使用環境によっては、磁界B1とは異なる磁界B2(破線矢印)がコア31に集束して通過することがある。この磁界B2は、例えば、地磁気や電流センサ30の近傍に配置された電子機器や磁性体等から発せられる外部磁界に基づくものである。磁界は上述したような性質を有することから、外部磁界は、その一部(磁界B2a)が第2の磁気経路を通過し、他の一部(磁界B2b)が第1の磁気経路を通過することとなる。
By the way, depending on the installation location and usage environment of the
しかしながら、本実施形態における電流センサ30は、コア31にこのような外部磁界が集束したとしても、外部磁界は、上述した磁界の性質に基づいて、第1、第2の磁気経路に分かれて通過する。すなわち、外部磁界は、その一部(磁界B2a)が第2の磁気経路を通過し、他の一部(磁界B2b)が第1の磁気経路を通過する。
However, in the
したがって、本実施形態における電流センサ30は、コア31の一部において、磁気経路が第1の磁気経路と第2の磁気経路とに分岐されていることで、導電部材14の周囲に発生した磁界B1や外部磁界は第1、第2の磁気経路に分かれて通過することとなる。これにより、コア31の磁気飽和を防ぐことができる。
Therefore, in the
なお、磁界B1、B2が第1、第2の磁気経路と分かれる割合は、それぞれの磁気経路の透磁率の比率(磁気抵抗比)や導電部材14からの距離の比率によってほぼ定まる。したがって、予めこれらの比率を求めておけば、ギャップ13を通過する磁界B1aに基づいて被測定電流Iの電流値を測定できる。
The ratio at which the magnetic fields B1 and B2 are separated from the first and second magnetic paths is substantially determined by the permeability ratio (magnetoresistance ratio) of each magnetic path and the distance ratio from the
図3に示すように、コア31には、導電部材14の長手方向に対して略垂直方向から、導電部材14を取り囲む位置に配置できるように、導電部材14を通過させることが可能な第1の隙間15が形成されている。
As shown in FIG. 3, the first
この第1の隙間15の幅(31mと31nとの間の幅)W’は、導電部材14の幅Wよりも広いものとする。したがって、被測定電流Iが流れる導電部材14が図示しない筐体や収納ケース等に予め配置されている場合でも、導電部材14を取り囲む位置にコア31を配置することができる。すなわち、コア11を後付け配置する場合において、コア31の後付け配置を容易に、且つ効率的に行うことができる電流センサ30とすることができる。
The width of the first gap 15 (the width between 31 m and 31 n) W ′ is assumed to be wider than the width W of the
以上、本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、数々の変形実施が可能である。例えば、コアの外形はコの字型に限らずC字型やU字型でもよい。また、本発明のうち従属請求項に係る発明においては、従属先の請求項の構成要件の一部を省略する構成とすることもできる。 Although the best mode for carrying out the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. is there. For example, the outer shape of the core is not limited to the U shape, and may be a C shape or a U shape. In the invention according to the dependent claims of the present invention, a part of the constituent features of the dependent claims can be omitted.
10,20,30,50・・・電流センサ、11,21,31,51・・・コア、12,52・・・磁電変換素子、13,53・・・ギャップ、14,54・・・導電部材、15・・・第1の隙間、26・・・低透磁率部(第2のギャップ) 10, 20, 30, 50 ... current sensor, 11, 21, 31, 51 ... core, 12, 52 ... magnetoelectric transducer, 13, 53 ... gap, 14, 54 ... conductive Member, 15... First gap, 26... Low permeability portion (second gap)
Claims (12)
前記コアに集磁された磁界に応じた電気信号を出力する磁電変換素子とを備え、
前記コアは、前記導電部材の長手方向に対して略垂直方向から、前記導電部材を取り囲む位置に配置できるように、前記導電部材を通過させることが可能な第1の隙間を有するとともに、前記コアの一部において、磁気経路が第1の磁気経路と第2の磁気経路とに分岐され、前記磁電変換素子は、分岐された第1及び第2の磁気経路のどちらか一方に設けられることを特徴とする電流センサ。 A core that is disposed so as to surround a conductive member through which a current to be measured flows, and that collects a magnetic field generated when the current to be measured flows through the conductive member;
A magnetoelectric conversion element that outputs an electrical signal corresponding to the magnetic field collected by the core;
The core has a first gap through which the conductive member can pass so that the core can be disposed at a position surrounding the conductive member from a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the conductive member. A magnetic path is branched into a first magnetic path and a second magnetic path, and the magnetoelectric conversion element is provided in one of the branched first and second magnetic paths. Characteristic current sensor.
前記磁電変換素子は、前記第1の磁気経路に設けられることを特徴とする請求項1に記載の電流センサ。 The first magnetic path is located closer to the conductive member than the second magnetic path;
The current sensor according to claim 1, wherein the magnetoelectric conversion element is provided in the first magnetic path.
前記導電部材の長手方向に対して略垂直方向から、前記導電部材を取り囲む位置に配置できるように、前記導電部材を通過させることが可能な第1の隙間を有するとともに、前記コアの一部において、磁気経路が第1の磁気経路と第2の磁気経路とに分岐されることを特徴とする電流センサのコア。 A core of a current sensor that is arranged so as to surround a conductive member through which a current to be measured flows and collects a magnetic field generated by the current to be measured flowing through the conductive member;
In a part of the core, there is a first gap through which the conductive member can be passed so that the conductive member can be disposed at a position surrounding the conductive member from a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the conductive member. The core of the current sensor, wherein the magnetic path is branched into a first magnetic path and a second magnetic path.
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