JP2012117839A - 磁気シールド装置およびそれを用いた電流センサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型の磁気シールド装置およびそれを用いた電流センサ装置を提供する。
【解決手段】 所定の空間３１を取り囲むように超常磁性体で形成された第１のシールド部材１１と、第１のシールド部材１１の外側を取り囲むように軟磁性体で形成された第２のシールド部材１２とを備える磁気シールド装置とする。第２のシールド部材１２によって、第２のシールド部材１２で囲まれた空間内への外部磁界の侵入を防止できるとともに、第１のシールド部材１１によって、第２のシールド部材１２の残留磁化による磁界の第１のシールド部材１１で囲まれた空間内への侵入を防止することができるので、第１のシールド部材１１で囲まれた空間内に殆ど磁界が存在しない磁気シールド装置を得ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、磁気シールド装置およびそれを用いた電流センサ装置に関するものである。

外部からの磁界を遮蔽する磁気シールド装置として、透磁率が大きい軟磁性体で形成されたシールド部材で空間を取り囲んだ磁気シールド装置が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。このような磁気シールド装置によれば、外部からの磁界が、透磁率が高いシールド部材内を選択的に通過するため、シールド部材に囲まれた空間内への外部磁界の侵入を防止することができる。

特開２００６−３２４３４号公報

しかしながら、このような従来の磁気センサ装置においては、軟磁性体が若干の残留磁化を有するため、軟磁性体で形成されたシールド部材の残留磁化によって生じる磁界が、僅かながらもシールド部材に囲まれた空間内に漏洩してしまうことがあるという問題があった。

本発明はこのような従来の技術における問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、遮蔽する空間内への磁界の漏洩を低減することが可能な磁気シールド装置およびそれを用いた電流センサ装置を提供することにある。

本発明の第１の磁気シールド装置は、所定の空間を取り囲むように超常磁性体で形成された第１のシールド部材と、該第１のシールド部材の外側を取り囲むように軟磁性体で形成された第２のシールド部材とを備えることを特徴とするものである。

本発明の第２の磁気シールド装置は、前記第１の磁気シールド装置において、前記第２のシールド部材が、前記第１のシールド部材と間隔をあけて配置されていることを特徴とするものである。

本発明の電流センサ装置は、前記第１の磁気シールド装置と、前記空間に収容された電流センサとを備えることを特徴とするものである。

本発明の磁気シールド装置によれば、遮蔽する空間内への磁界の漏洩を低減することが可能な磁気シールド装置を得ることができる。

本発明の実施の形態の第１の例の磁気シールド装置を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態の第２の例の磁気シールド装置を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態の第３の例の電流センサ装置を模式的に示す断面図である。

以下、本発明の磁気シールド装置ならびにそれを用いた電流センサ装置を添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。

（実施の形態の第１の例）
図１は、本発明の実施の形態の第１の例の磁気シールド装置を模式的に示す断面図である。

本例の磁気シールド装置は、図１に示すように、第１のシールド部材１１と、第２のシールド部材１２と、スペーサ部材２１とを備えている。

第１のシールド部材１１は、空間３１を取り囲む箱形の形状を有しており、固体状の超常磁性体で形成されている。

スペーサ部材２１は、箱形の形状を有しており、固体状の非磁性体で形成されている。そして、スペーサ部材２１は、第１のシールド部材１１の外側の表面に接して第１のシールド部材１１を取り囲むように形成されている。

第２のシールド部材１２は、箱形の形状を有しており、固体状の軟磁性体で形成されている。そして、第２のシールド部材１２は、スペーサ部材２１の外側の表面に接してスペーサ部材２１を取り囲むように形成されている。すなわち、第２のシールド部材１２は、第１のシールド部材１１と間隔を開けて、第１のシールド部材１１の外側を取り囲むように形成されている。

このような構成を備える本例の磁気シールド装置によれば、透磁率が大きい軟磁性体で形成された第２のシールド部材１２によって、第２のシールド部材１２で囲まれた空間内への外部磁界の侵入を殆ど防止することができる。また、第２のシールド部材１２が有する残留磁化によって、第２のシールド部材１２で囲まれた空間内に生じる微弱な磁界を、第１のシールド部材１１内を通過させることができる。これにより、第２のシールド部材１２の残留磁化によって発生する磁界が、第１のシールド部材１１で囲まれた空間内に侵入するのを防止することができる。しかも、第１のシールド部材１１は、超常磁性体で形成されているため、残留磁化を有さない。よって、第１のシールド部材１１で取り囲まれた空間内を磁界が殆ど存在しない空間にすることができる。

また、本例の磁気シールド装置によれば、第１のシールド部材１１と第２のシールド部材１２とが間隔を開けて配置されていることから、第１のシールド部材１１と第２のシールド部材１２とが接触している場合と比較して、外部磁界の第２のシールド部材１２で囲まれた空間内への漏洩をさらに低減することができる。

本例の磁気シールド装置において、第１のシールド部材１１を構成する超常磁性体としては、例えば、特開２００１−６９３０号公報に記載された、金微粒子表面にチオール配位型有機ラジカル分子が化学吸着して形成された有機ラジカル化学吸着型金微粒子からなる無機複合型磁性薄膜である、超常磁性を示す有機・無機複合型磁性薄膜のような、既知の超常磁性体を好適に用いることができる。また、第２のシールド部材１２を構成する軟磁性体としては、例えば、ＦｅとＮｉとの合金であるパーマロイや、ＭｏとＦｅとＮｉとの合金であるスーパーマロイや、純鉄のような、透磁率が大きい軟磁性体を好適に用いることができる。また、スペーサ部材２１を構成する非磁性体としては、透磁率が極力小さいものが望ましく、例えばプラスチック等を好適に用いることができる。また、第１のシ
ールド部材１１，第２のシールド部材１２およびスペーサ部材２１の厚さは、厚いほど磁気シールド性が高くなるので、得たい磁気シールド性に応じて適宜設定することができる。

（実施の形態の第２の例）
図２は、本発明の実施の形態の第２の例の磁気シールド装置を模式的に示す断面図である。なお、本例においては、前述した実施の形態の第１の例と異なる部分について説明し、同様の要素には同様の参照符号を付して重複する説明を省略する。

本例の磁気シールド装置は、図２に示すように、第１のシールド部材１１と、第２のシールド部材１２と、容器２２とを備えている。

本例の磁気シールド装置においては、第１のシールド部材１１として、流体状の超常磁性体である磁性流体が用いられている。そして、その磁性流体は、非磁性体で形成された箱状の容器２２の壁内に設けられた密閉空間内に収容されている。

また、本例の磁気シールド装置においては、スペーサ部材２１は設けられておらず、容器２２の外側の壁によって、第１のシールド部材１１と第２のシールド部材１２とが間隔を開けて配置されるようになっている。

このような構成を備える本例の磁気シールド装置も、前述した実施の形態の第１の例の磁気シールド装置と同様に、第１のシールド部材１１で取り囲まれた空間内を磁界が殆ど存在しない空間にすることができる。

なお、本例の磁気シールド装置において使用する磁性流体としては、磁性体粒子の表面を界面活性剤で覆ってベース液中に浮遊させた磁性コロイド溶液のような、既知の磁性流体を好適に用いることができる。

（実施の形態の第３の例）
図３は本発明の実施の形態の第３の例の電流センサ装置を模式的に示す断面図である。なお、本例においては、前述した実施の形態の第１の例と異なる部分について説明し、同様の要素には同様の参照符号を付して重複する説明を省略する。

本例の電流センサ装置は、図３に示すように、前述した実施の形態の第１の例の磁気シールド装置と、空間３１に収容された電流センサ２４と、該電流センサ２４を支持する支持部材２３ａ，２３ｂとを備えている。すなわち、第１のシールド部材１１と、第２のシールド部材１２と、スペーサ部材２１と、支持部材２３ａ，２３ｂと、電流センサ２４とを備えている。

支持部材２３ａ，２３ｂは、直方体状の形状を有しており、非磁性体で形成されている。そして、第１のシールド部材１１で囲まれた空間３１の中央に電流センサ２４を固定する機能を有している。電流センサ２４は、電流の周囲に発生する磁界によって電流の大きさを検知する既知の電流センサである。

このような構成を備える本例の電流センサ装置によれば、第１のシールド部材１１で取り囲まれた、磁界が殆ど存在しない空間３１内に電流センサ２４が収容されているため、検知する電流が発生させる磁界以外の磁界による影響を殆どなくすことができる。これにより、非常に高精度の電流センサ装置を得ることができる。

なお、本例の電流センサ装置において、支持部材２３ａ，２３ｂを構成する非磁性体と
しては、透磁率が極力小さいものが望ましく、例えばプラスチック等を好適に用いることができる。

（変形例）
本発明は前述した実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更，改良が可能である。

例えば、前述した実施の形態の第１〜第３の例においては、第１のシールド部材１１と第２のシールド部材１２とが間隔を開けて配置された例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、第１のシールド部材１１と第２のシールド部材１２とが接触しても第１のシールド部材１１で囲まれた空間内への外部磁界の漏洩を防止できる場合には、第１のシールド部材１１と第２のシールド部材１２とが接触して配置されるようにしても構わない。

また、前述した実施の形態の第１〜第３の例においては、箱形の形状を有する第１のシールド部材１１および第２のシールド部材１２を使用した例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、格子状の第１のシールド部材１１および第２のシールド部材１２を用いても良く、所定の間隙を有するような第１のシールド部材１１および第２のシールド部材１２であっても構わない。

１１：第１のシールド部材
１２：第２のシールド部材
２４：電流センサ
３１：空間

Claims (3)

1. 所定の空間を取り囲むように超常磁性体で形成された第１のシールド部材と、該第１のシールド部材の外側を取り囲むように軟磁性体で形成された第２のシールド部材とを備えることを特徴とする磁気シールド装置。
2. 前記第２のシールド部材が、前記第１のシールド部材と間隔をあけて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気シールド装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の磁気シールド装置と、前記空間に収容された電流センサとを備えることを特徴とする電流センサ装置。

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