JP2018163022A - Current converter - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact current converter capable of accurately measuring a minute current.SOLUTION: A current converter includes: an annular case body with hollow structure, having a through hole into which a current line to be measured is inserted and formed with a high permeability material; and a magnetic detector arranged inside the case body. The magnetic detector is an orthogonal flux gate type sensor having a detection coil wound around the magnetic detector, and provided with an annular path that allows a magnetic flux containing no magnetic material on a concentric circle of the through hole to path through inside the case body, and arranged on the magnetic detector on the path.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、直交フラックスゲート型磁気センサなどの高感度な磁気センサを用いた電流変換器に関する。   The present invention relates to a current converter using a highly sensitive magnetic sensor such as an orthogonal fluxgate type magnetic sensor.

被計測電流線が挿通される開口部を持つ電流変換器は、被計測電流線の位置に関わらず電流計測感度が一定であることが求められる。   A current transducer having an opening through which the current line to be measured is inserted is required to have a constant current measurement sensitivity regardless of the position of the current line to be measured.

貫通型の電流変換器には、フェライトなどで構成された集磁コアを持つホールセンサや、プローブ型の平行フラックスゲート型磁気センサと、環状の磁気コアを備える平行フラックスゲート型磁気センサが用いられることが多い。特許文献1には環状の磁気コアを備える平行フラックスゲート型磁気センサが開示されており、これらの磁気センサは、環状の磁気回路を備えるため電流センサの位置に関わらず、電流計測感度を一定にすることが可能である。   The through-type current converter uses a Hall sensor having a magnetic collecting core made of ferrite or the like, a probe-type parallel fluxgate magnetic sensor, and a parallel fluxgate magnetic sensor having an annular magnetic core. There are many cases. Patent Document 1 discloses a parallel fluxgate type magnetic sensor having an annular magnetic core. Since these magnetic sensors have an annular magnetic circuit, the current measurement sensitivity is constant regardless of the position of the current sensor. Is possible.

一対の電流線の差動で計測される漏洩電流などの微小な電流の計測は、ホールセンサでは磁気計測感度が不足しており計測ができないが、高感度な磁気計測が可能な平行フラックスゲート型センサは適している。   Measurement of minute currents such as leakage current measured by a differential of a pair of current lines is not possible with Hall sensors because the magnetic measurement sensitivity is insufficient, but it is a parallel flux gate type capable of high-sensitivity magnetic measurement The sensor is suitable.

特表2013-539538号公報Special table 2013-539538 gazette

しかし、集磁コアを備えるプローブ型の平行フラックスゲート型磁気センサは、磁気コアの磁気特性の影響を受けやすく、計測精度にばらつきが生じやすい。   However, a probe-type parallel fluxgate type magnetic sensor having a magnetic flux collecting core is easily affected by the magnetic characteristics of the magnetic core, and the measurement accuracy is likely to vary.

また、環状の磁気コアを用いた平行フラックスゲート型センサは、磁気コアの周囲に励磁コイルを巻きまわす必要がある。この励磁コイルは、閉鎖形状もしくは略閉鎖形状の磁気コアに巻回すために、工数が多くかかってしまうという問題がある。   Moreover, in the parallel fluxgate type sensor using the annular magnetic core, it is necessary to wind an exciting coil around the magnetic core. Since this exciting coil is wound around a magnetic core having a closed shape or a substantially closed shape, there is a problem that it takes a lot of man-hours.

上記を鑑み、本発明は、
被計測電流線を通す貫通穴を持ち、高透磁率材料で形成された環状で中空構造のケース体と、
該ケース体内部に配置された磁気検出器を備える電流変換器であって、
前記磁気検出器は、
磁性体と、該磁性体の周囲に巻回された検知コイルを備える直交フラックスゲート型センサであり、
前記ケース体内部において、前記貫通穴の同心円上に磁性体を含まない磁束を通過させる環状の経路が設けられ、前記経路上に前記磁気検出器を配置したことを特徴とする。
In view of the above, the present invention provides:
An annular and hollow case body made of a high magnetic permeability material with a through hole for passing the current line to be measured;
A current converter comprising a magnetic detector disposed inside the case body,
The magnetic detector is
An orthogonal fluxgate sensor comprising a magnetic body and a detection coil wound around the magnetic body,
In the case body, an annular path for allowing a magnetic flux not including a magnetic body to pass is provided on a concentric circle of the through hole, and the magnetic detector is disposed on the path.

本発明によれば、高感度な電流検知を行える電流変換器を小型に構成することができる。   According to the present invention, a current converter capable of highly sensitive current detection can be configured in a small size.

本発明の一実施形態に係る電流変換器ユニットの分解斜視図。The disassembled perspective view of the current converter unit which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電流変換器の要部の斜視図。The perspective view of the principal part of the current converter which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電流変換器の斜視断面図。The perspective sectional view of the current converter concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る電流変換器の他の斜視断面図。The other perspective sectional view of the current converter concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る電流変換器のケース体と磁気検出器の位置関係を示す断面図。Sectional drawing which shows the positional relationship of the case body and magnetic detector of the current converter which concern on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電流変換器の信号ピンとケース体との関係を示す斜視図および断面図。The perspective view and sectional drawing which show the relationship between the signal pin and case body of the current converter which concern on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る電流変換器ユニットの他の分解斜視図。The other exploded perspective view of the current converter unit concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る電流変換器の他の分解斜視図である。It is another exploded perspective view of the current converter concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る電流変換器の他の分解斜視図である。It is another exploded perspective view of the current converter concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る電流変換器の他の分解斜視図である。It is another exploded perspective view of the current converter concerning one embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態に係る電流変換器要部の斜視図である。It is a perspective view of the principal part of the current converter concerning other embodiments of the present invention.

(第1の実施形態)
本発明に係る電流変換器の第1の実施形態として、ケース体の中空内に磁気検出器を1つ備える構成について説明する。
(First embodiment)
As a first embodiment of the current converter according to the present invention, a configuration in which one magnetic detector is provided in the hollow of the case body will be described.

図1は第1の実施形態に係る電流変換器ユニットの分解斜視図である。電流変換器30の周囲には負帰還巻線32が巻かれていて、制御基板530に対して端子ピン33を介して実装されている。電流変換器30の外側には外周シールド4が配置される。   FIG. 1 is an exploded perspective view of a current converter unit according to the first embodiment. A negative feedback winding 32 is wound around the current converter 30 and is mounted on the control board 530 via terminal pins 33. The outer peripheral shield 4 is disposed outside the current converter 30.

図2は、電流変換器30の負帰還巻線32を外した状態の図である。環状で中空構造のケース体1の内部空間内に磁気検出器10を1つ配置した電流変換器を構成している。ケース体1は、被計測電流線が通される貫通穴を持ち、被計測電流線に流れる電流が発生させる磁束密度を磁気検出器10で磁電変換する。また、ケース体1は、貫通穴の軸と直交する平面で2分割され、図2における上方側の上ケース体1aと図2における下方側の下ケース体1bとに分けられる。磁気検出器10は、高周波電流が通電される磁性体10bと、磁性体10bの周りに配置された検知コイル10aを有している。この電流変換器は、複数の被計測電流線に流れる電流量の加算の計測に用いてもよく、また一対の被計測電流線に流れる電流量の差である漏電電流の計測に用いてもよい。なお図2からはその他の構成を除いて簡易に表示している。   FIG. 2 is a diagram showing a state where the negative feedback winding 32 of the current converter 30 is removed. A current transducer in which one magnetic detector 10 is arranged in the internal space of the case 1 having an annular and hollow structure is configured. The case body 1 has a through hole through which the current line to be measured is passed, and the magnetic detector 10 converts the magnetic flux density generated by the current flowing through the current line to be measured by the magnetic detector 10. Further, the case body 1 is divided into two by a plane orthogonal to the axis of the through hole, and is divided into an upper case body 1a on the upper side in FIG. 2 and a lower case body 1b on the lower side in FIG. The magnetic detector 10 includes a magnetic body 10b through which a high-frequency current is passed, and a detection coil 10a disposed around the magnetic body 10b. This current converter may be used to measure the addition of the amount of current flowing through a plurality of current lines to be measured, or may be used to measure a leakage current that is the difference in the amount of current flowing through a pair of current lines to be measured. . In FIG. 2, the display is simplified except for other configurations.

本実施形態に係る電流変換器30の電流検知の一例として、直交フラックスゲート型の磁気検出器を用いることができる。本実施形態において直交フラックスゲート型の磁気検出器10を用いた場合の検出原理は、磁性体10bに対して高周波の励磁電流を通電することによって磁性体10bに磁化回転を発生させて、被測定電流が発生する磁界の大きさに対応した出力を検知コイル10aで誘導出力として検出するものである。被測定電流が発生する磁界がないとき、すなわち被計測電流に電流が流れていないときは、磁性体10bに通電する励磁電流により生じる磁束は検知コイル10aと鎖交しないため誘導出力は検出されないが、被測定電流が流れることで発生する磁界により磁性体10b内部の磁化方向がバイアスされると、検知コイル10aを鎖交する磁束が発生するため、検知コイル10aで誘導出力を検出し、被測定電流の強度を検出することができる。   As an example of current detection of the current converter 30 according to the present embodiment, an orthogonal fluxgate type magnetic detector can be used. In the present embodiment, when the orthogonal flux gate type magnetic detector 10 is used, the detection principle is that the magnetic body 10b is energized with a high-frequency exciting current to cause magnetization rotation in the magnetic body 10b, and the measurement object is measured. The output corresponding to the magnitude of the magnetic field generated by the current is detected as an induction output by the detection coil 10a. When there is no magnetic field generated by the current to be measured, that is, when no current flows through the current to be measured, the magnetic flux generated by the exciting current energized to the magnetic body 10b does not interlink with the detection coil 10a, but no induction output is detected. When the magnetization direction inside the magnetic body 10b is biased by the magnetic field generated by the flow of the current to be measured, a magnetic flux that links the detection coil 10a is generated. Therefore, the detection output is detected by the detection coil 10a. The intensity of the current can be detected.

ケース体1の外表面には、図2には不図示の負帰還巻線32が巻回され、磁気検出器10の信号線はケース体1の外部にある制御基板530と接続されてもよい。ケース体1の外表面に、被測定電流が発生する磁界と同じ大きさで反対極性の磁界を発生させる負帰還巻線32を巻きまわすことで、負帰還制御を施して被測定電流の検出精度を向上することができる。図1に示した制御基板530は、電源部、磁気検出器10の磁性体に高周波電流を流す通電部、検知コイルの磁界検知信号を増幅する増幅部と積分器、負帰還巻線に負帰還信号を通電する負帰還ドライブ部、負帰還抵抗器の両端電圧を増幅する増幅器を備えてもよい。さらに、ケース体1の半径方向外側には、図1に示すように、パーマロイ、スーパーマロイ、ケイ素鋼板などの帯状の高透磁率材料で形成された外周シールド4を備えてもよい。   A negative feedback winding 32 (not shown in FIG. 2) is wound around the outer surface of the case body 1, and the signal line of the magnetic detector 10 may be connected to the control board 530 outside the case body 1. . The negative feedback control is performed by winding a negative feedback winding 32 that generates a magnetic field having the same magnitude and opposite polarity as the magnetic field generated by the current to be measured on the outer surface of the case body 1 to perform detection accuracy of the current to be measured. Can be improved. The control board 530 shown in FIG. 1 includes a power supply unit, an energization unit for supplying a high-frequency current to the magnetic body of the magnetic detector 10, an amplification unit and an integrator for amplifying the magnetic field detection signal of the detection coil, and negative feedback to the negative feedback winding. You may provide the negative feedback drive part which supplies a signal, and the amplifier which amplifies the both-ends voltage of a negative feedback resistor. Further, as shown in FIG. 1, an outer peripheral shield 4 made of a belt-like high magnetic permeability material such as permalloy, supermalloy, or silicon steel plate may be provided outside the case body 1 in the radial direction.

ケース体1は、パーマロイ、スーパーマロイ、ケイ素鋼板などの高透磁率材料で形成され、被計測電流線が通る計測用貫通穴の中心Aを軸とする同心円状の空間である中空部1cが形成される(図5参照)。ケース体1は、被計測電流が発生させる円周方向の磁束に対して、磁気検出器10より半径方向の内側が磁気的に滑らかであることが望ましい。一例としては、図2に示すように上ケース体1aと下ケース体1bとのそれぞれにおいて、内周が閉じた環状となっている。この構成にすると、ケース体1が被計測電流により発生される円周方向の磁束を捕らえることができ、ケース体1の中空部1cには、計測用貫通穴の中心Aに対する被計測電流線の位置に依らない均等な磁場を形成させることができる。この磁場調整効果により、被計測電流線の貫通穴内における片寄りによる電流検出感度のばらつきを低減することができる。また、ケース体1は、磁気シールドの役割を果たし外乱磁界に対する影響を低減する役割を果たす。   The case body 1 is formed of a high magnetic permeability material such as permalloy, supermalloy, silicon steel plate, etc., and a hollow portion 1c that is a concentric space with the center A of the through hole for measurement through which the current wire to be measured passes is formed. (See FIG. 5). The case body 1 desirably has a magnetically smooth inner side in the radial direction than the magnetic detector 10 with respect to the circumferential magnetic flux generated by the current to be measured. As an example, as shown in FIG. 2, each of the upper case body 1a and the lower case body 1b has an annular shape with the inner periphery closed. With this configuration, the case body 1 can capture the circumferential magnetic flux generated by the current to be measured, and the hollow portion 1c of the case body 1 has a current line to be measured with respect to the center A of the through hole for measurement. A uniform magnetic field independent of position can be formed. Due to this magnetic field adjustment effect, it is possible to reduce variations in current detection sensitivity due to a deviation in the through hole of the current line to be measured. Moreover, the case body 1 plays the role of a magnetic shield, and plays the role which reduces the influence with respect to a disturbance magnetic field.

本実施形態においてケース体1は円形で構成しているが、正多角形などの閉鎖環状であってもよい。   In the present embodiment, the case body 1 is formed in a circular shape, but may be a closed ring shape such as a regular polygon.

図3は、ケース体1の形状の一例を示している。上下一対であり、半径方向に内周側と外周側のそれぞれにフランジを備えている。上ケース体1a側の上フランジ2aと下ケース体1b側の下フランジ2bとを上下密着して閉鎖空間を形成することで、ケース体1内部の磁場調整効果を高めることができる。さらに、上下一対のケース体を概ね同一形状にすることで、ケース体1の製作コストを低減することもできる。   FIG. 3 shows an example of the shape of the case body 1. It is a pair of upper and lower sides, and is provided with flanges on the inner and outer peripheral sides in the radial direction. The magnetic field adjustment effect inside the case body 1 can be enhanced by forming the closed space by vertically contacting the upper flange 2a on the upper case body 1a side and the lower flange 2b on the lower case body 1b side. Furthermore, the manufacturing cost of the case body 1 can be reduced by making the pair of upper and lower case bodies substantially the same shape.

図4は、ケース体1の別形状の一例を示している。断面コの字状の小ケース3bの開口部側に大ケース3aで蓋をする構成であり、内周側と外周側においてそれぞれ大ケース3aと小ケース3bとが重なりあうことで、磁場調整効果を高めることができ、さらに外乱磁界に対する影響を低減する効果がある。   FIG. 4 shows an example of another shape of the case body 1. The configuration is such that the large case 3a is covered on the opening side of the small case 3b having a U-shaped cross section, and the large case 3a and the small case 3b overlap each other on the inner peripheral side and the outer peripheral side. And can further reduce the influence on the disturbance magnetic field.

図5は、ケース体1と磁気検出器10の位置関係を示す断面図である。図5に示すように、磁気検出器10は、ケース体1(下ケース体1b)に対し、磁性体10が環状のケース体1の同心円の接線となる向きに配置されている。磁気検出器10は、高周波電流を通電する磁性体10bと磁性体10bの周囲に巻回された検知コイル10aとで構成され、検知コイル10aは外部磁界に比例した振幅の誘導出力を取り出す直交フラックスゲート型の磁気検出器10を構成する。磁性体10bは、直線状であってもよく、つづら折れ状であってもよい。磁性体10bは、磁性ワイヤや非磁性基板上に形成された磁性薄膜でもよい。検知コイル10aは空芯コイルやボビンコイルでもよく、また、薄膜で形成された磁性体10b上に絶縁層を介すことで非磁性基板上に形成された薄膜で構成した薄膜コイルを用いると磁気検出器10を小型にでき、好適である。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing the positional relationship between the case body 1 and the magnetic detector 10. As shown in FIG. 5, the magnetic detector 10 is arranged in a direction in which the magnetic body 10 is tangent to the concentric circle of the annular case body 1 with respect to the case body 1 (lower case body 1 b). The magnetic detector 10 includes a magnetic body 10b for passing a high-frequency current and a detection coil 10a wound around the magnetic body 10b. The detection coil 10a is an orthogonal flux that extracts an induction output having an amplitude proportional to an external magnetic field. A gate type magnetic detector 10 is configured. The magnetic body 10b may be linear or may be folded. The magnetic body 10b may be a magnetic thin film formed on a magnetic wire or a nonmagnetic substrate. The detection coil 10a may be an air-core coil or a bobbin coil. When a thin-film coil formed of a thin film formed on a nonmagnetic substrate is interposed on a magnetic body 10b formed of a thin film, a magnetic detection is performed. The container 10 can be reduced in size and is suitable.

なお、図5では不図示となっているセンサ基板20と制御基板530とで入出力を行うためにセンサ基板20に設けられた端子ピン33は、磁性体10が接線となる仮想円の円周上に沿うように配置されている。すなわち、端子ピン33は円弧状にセンサ基板20に対して固定されており、その端子ピン33が挿通される貫通穴101も下ケース体1bにおいて円弧状に設けられている。   Note that the terminal pins 33 provided on the sensor board 20 for performing input / output between the sensor board 20 and the control board 530 (not shown in FIG. 5) are the circumference of a virtual circle in which the magnetic body 10 is tangent. It is arranged along the top. That is, the terminal pin 33 is fixed to the sensor substrate 20 in an arc shape, and the through hole 101 through which the terminal pin 33 is inserted is also provided in an arc shape in the lower case body 1b.

磁気検出器10の検知コイル10aは、コンデンサを接続して共振現象を利用することで、検出信号の取り出し効果を高めることができる。直交フラックスゲート型の磁気検出器10は、一般的にホール素子などに比べると高感度であり、高い分解能で電流検出が可能である。   The detection coil 10a of the magnetic detector 10 can enhance the detection signal extraction effect by using a resonance phenomenon by connecting a capacitor. The orthogonal flux gate type magnetic detector 10 is generally more sensitive than a Hall element or the like, and can detect current with high resolution.

ホール素子などの磁気検出器は磁界検出感度が低いため、漏電電流などの微小電流を検出する場合は、フェライトやケイ素鋼板などでできた集磁コアを用いることが多い。しかし、本発明の直交フラックスゲート型の磁気検出器は、高感度であるため集磁コアを用いることなく漏電電流などの微小電流を検出することができる。   Since magnetic detectors such as Hall elements have low magnetic field detection sensitivity, a magnetic flux collecting core made of ferrite, silicon steel plate, or the like is often used when detecting minute currents such as leakage current. However, since the orthogonal fluxgate type magnetic detector of the present invention is highly sensitive, it can detect a minute current such as a leakage current without using a magnetic collecting core.

また、環状の磁気コア(集磁コア)を備える平行フラックスゲート型の磁気センサは、被計測電流線が発生させる同一円周上の計測磁界を効率的に計測することが可能であるが、閉鎖環状の磁気コアの周囲に励磁用の巻き線を施すため組み立て工数が多くかかってしまう。本発明の構成では、励磁コイルまたは検知コイルは閉鎖環状に巻回すことはなく、磁気検出器10を簡単に構成することができる。   In addition, a parallel fluxgate type magnetic sensor having an annular magnetic core (magnet collection core) can efficiently measure the measurement magnetic field on the same circumference generated by the current line to be measured, but is closed. Since an exciting winding is applied around the annular magnetic core, a large number of assembly steps are required. In the configuration of the present invention, the excitation coil or the detection coil is not wound in a closed ring shape, and the magnetic detector 10 can be simply configured.

磁気検出器10は、ケース体1内部の中空部1cにおける、磁性体を含まない円周状の経路に配置されるのが好ましい。この経路上は、非磁性の材料で埋められてもよい。例えば、図5における中心Aを中心とする円周上の連続した空間である。   The magnetic detector 10 is preferably arranged in a circular path that does not include a magnetic body in the hollow portion 1c inside the case body 1. This path may be filled with a nonmagnetic material. For example, it is a continuous space on the circumference centering on the center A in FIG.

磁気検出器10の磁界検知方向は、磁性体10bの長手方向である。磁気検出器10の磁界検知方向は、被計測電流が発生させる同心円状の磁束のうち、磁気検出器10を通過する磁束の接線と平行になるように配置すると、最も感度よく電流計測ができる。一方、磁気検出器10の磁界検知方向と、被計測電流により発生する同心円状の磁束の接線方向が交わるように配置すると、被計測電流量が大きくなっても飽和することなく、計測が可能であるため、磁気検出器10の感度が良い場合などには、このように配置することで幅広い範囲の電流計測が可能となる。   The magnetic field detection direction of the magnetic detector 10 is the longitudinal direction of the magnetic body 10b. If the magnetic field detection direction of the magnetic detector 10 is arranged so as to be parallel to the tangent line of the magnetic flux passing through the magnetic detector 10 among the concentric magnetic fluxes generated by the current to be measured, the current can be measured with the highest sensitivity. On the other hand, if the magnetic field detection direction of the magnetic detector 10 and the tangential direction of the concentric magnetic flux generated by the current to be measured intersect, measurement is possible without saturation even if the amount of current to be measured increases. For this reason, when the sensitivity of the magnetic detector 10 is good, it is possible to measure a wide range of currents by arranging in this way.

図6に支持体31とケース体1の関係を示す。支持体31は、非磁性の樹脂材料などで形成されており、磁気検出器10とケース体1の相対位置を決める役割を果たす。磁気検出器10が実装されるセンサ基板20を固定する凹部31aと、磁気検出器10の信号をケース体1の外部に引き出すためのセンサ基板20の端子ピン33が通る貫通穴31bを備えている。図6においては、センサ基板20を省略して表示しているが、端子ピン33のみ抜粋して記載している。ケース体1は、支持体31の貫通穴31bなどの支持体31側から突出する部材に対応する貫通穴101、102を備えてもよい。   FIG. 6 shows the relationship between the support 31 and the case body 1. The support 31 is formed of a nonmagnetic resin material or the like, and plays a role of determining the relative position between the magnetic detector 10 and the case body 1. A recess 31a for fixing the sensor substrate 20 on which the magnetic detector 10 is mounted and a through hole 31b through which a terminal pin 33 of the sensor substrate 20 for extracting a signal from the magnetic detector 10 to the outside of the case body 1 pass. . In FIG. 6, the sensor substrate 20 is omitted, but only the terminal pins 33 are extracted and described. The case body 1 may include through holes 101 and 102 corresponding to members protruding from the support body 31 side, such as the through holes 31b of the support body 31.

例えば、図6(a)に示すように、ケース体1の貫通穴102は、本実施形態においては、貫通穴102に対応する支持体31の一方面側に設けられた位置決め凸部31c(図7参照)と係合することで、支持体31とケース体1の位置を固定する。   For example, as shown to Fig.6 (a), the through-hole 102 of the case body 1 is the positioning convex part 31c (FIG. 5) provided in the one surface side of the support body 31 corresponding to the through-hole 102 in this embodiment. 7), the positions of the support 31 and the case body 1 are fixed.

支持体31における位置決め凸部31cの他方面側に相当する位置付近には、当接部31fが設けられている。センサ基板20を固定した支持体31をケース体1に固定した状態では、ケース体1における端子ピン33が挿通される側では、貫通穴101と後述の突起部31d、および貫通穴102と位置決め凸部31cによって位置が決まり、支持体31の他方側においては、当接部31fがケース体1に当接するように設けられており、ケース体1に対する支持体31およびセンサ基板20の位置決めを行っている。   A contact portion 31f is provided in the vicinity of a position corresponding to the other surface side of the positioning convex portion 31c in the support 31. In a state in which the support body 31 to which the sensor substrate 20 is fixed is fixed to the case body 1, a through hole 101, a protrusion 31 d to be described later, and a through hole 102 and a positioning projection are provided on the side of the case body 1 where the terminal pin 33 is inserted. The position is determined by the portion 31c, and a contact portion 31f is provided on the other side of the support body 31 so as to contact the case body 1, and the support body 31 and the sensor substrate 20 are positioned with respect to the case body 1. Yes.

なお、支持体31に対するセンサ基板20の位置決めは、図7に示すセンサ基板20の位置決め孔20hに対し、支持体31に設けた突起31hが挿通されることによって行っているが、詳細は後述する。   The positioning of the sensor substrate 20 with respect to the support 31 is performed by inserting a protrusion 31h provided on the support 31 into the positioning hole 20h of the sensor substrate 20 shown in FIG. .

図6(b)に示すように、支持体31の突起部31dは、貫通穴31bのうち両端の貫通穴31bに対応する位置に設けられ、内部に端子ピン33が通ることで、ケース体1と支持体31との位置決めを行いつつ端子ピン33とケース体1との電気的な接続を防ぐ役割を果たす。支持体31の突起部31dによってケース体1と支持体31の位置を固定することで、支持体31の突起部がない両端のもの以外の貫通穴31bに対応する端子ピン33をケース体1と接続しないように固定することも可能である。なお、貫通穴31bのうちの複数に突起部31dを設けることによって、ケース体1に対する支持体31およびセンサ基板20の位置決めを行うことができ、この場合、上述した位置決め凸部31cを廃止することもできる。もしくは、1箇所のみ突起部31dを設けて、位置決め凸部31cとの2箇所でセンサ基板20の位置決めを行うようにしても良い。   As shown in FIG. 6 (b), the protrusion 31d of the support 31 is provided at a position corresponding to the through holes 31b at both ends of the through hole 31b. The terminal pin 33 and the case body 1 are prevented from being electrically connected while positioning with the support 31. By fixing the positions of the case body 1 and the support body 31 by the protrusion 31d of the support body 31, terminal pins 33 corresponding to the through holes 31b other than those at both ends where the protrusion section of the support body 31 is not provided are connected to the case body 1. It is also possible to fix so as not to connect. In addition, by providing the protrusions 31d in a plurality of the through holes 31b, the support 31 and the sensor substrate 20 can be positioned with respect to the case body 1, and in this case, the positioning protrusion 31c described above is eliminated. You can also. Alternatively, the protrusion 31d may be provided at only one location, and the sensor substrate 20 may be positioned at two locations with the positioning convex portion 31c.

支持体31の突起部31dとケース体1の貫通穴101は、嵌め合わせで固定されてもよく、接着などで固定されてもよい。   The protrusion 31d of the support 31 and the through hole 101 of the case body 1 may be fixed by fitting or may be fixed by adhesion or the like.

支持体31は、ケース体1の貫通穴101、102を通過して制御基板530と接触する接触部31eをさらに備えてもよい。接触部31eは、ケース体1と制御基板530との位置決めと固定の役割を果たしてもよい。本実施形態においては、突起部31dの先端部が接触部31eとなっている。   The support body 31 may further include a contact portion 31 e that passes through the through holes 101 and 102 of the case body 1 and contacts the control board 530. The contact portion 31e may serve to position and fix the case body 1 and the control board 530. In the present embodiment, the tip of the protrusion 31d is the contact portion 31e.

ここで、センサ基板20について詳述する。図7に示すように、センサ基板20は支持体31に設けられた凹部31aに対応するように固定端21を有している。一方、センサ基板20に設けられた位置決め孔20bに支持体31の突起31hが挿通することで支持体31に対するセンサ基板20の位置が固定される。このとき、センサ基板20の固定端21は凹部31aに収容される位置となっている。支持体31は、センサ基板20が固定された状態においては、センサ基板20と共にほぼドーナツ形状の構造体を形成し、その構造体がケース体1に当接することによってケース体1内に収容されている。このように、ケース体1内に収容された各部品とケース体1とで、電流変換器30を形成している。   Here, the sensor substrate 20 will be described in detail. As shown in FIG. 7, the sensor substrate 20 has a fixed end 21 so as to correspond to the recess 31 a provided in the support 31. On the other hand, the position of the sensor substrate 20 relative to the support 31 is fixed by inserting the protrusion 31 h of the support 31 into the positioning hole 20 b provided in the sensor substrate 20. At this time, the fixed end 21 of the sensor substrate 20 is positioned to be accommodated in the recess 31a. The support 31 forms a substantially donut-shaped structure together with the sensor substrate 20 in a state where the sensor substrate 20 is fixed, and the structure 31 is accommodated in the case body 1 by contacting the case body 1. Yes. As described above, the current converter 30 is formed by the parts accommodated in the case body 1 and the case body 1.

センサ基板20には、固定端21近傍に磁気検出器10が実装されており、検知コイル10bは、固定端21の先端から挿入されることによって、磁性体10aとオーバーラップする位置まで取り付け可能になっている。固定端21の先端からセンサ基板20に挿入された検知コイル10bは、センサ基板20に設けられた突き当て部20aに当接する位置まで挿入されるが、この位置まで挿入された検知コイル10bは、センサ基板20が支持体31に取り付けられたときに、検知コイル収容部31gに対して収容される。この構造により、固定端21側からセンサ基板20に挿入された検知コイル10bの、ケース体1内部における位置決めがなされている。   The magnetic detector 10 is mounted on the sensor substrate 20 in the vicinity of the fixed end 21, and the detection coil 10 b can be attached to a position overlapping the magnetic body 10 a by being inserted from the tip of the fixed end 21. It has become. The detection coil 10b inserted into the sensor substrate 20 from the tip of the fixed end 21 is inserted to a position where it abuts against the abutting portion 20a provided on the sensor substrate 20. The detection coil 10b inserted up to this position is When the sensor substrate 20 is attached to the support 31, it is accommodated in the detection coil accommodating portion 31g. With this structure, the detection coil 10 b inserted into the sensor substrate 20 from the fixed end 21 side is positioned inside the case body 1.

電流変換器30を制御基板530に対し端子ピン33を導通させて実装し、外周シールド4で電流変換器30を覆った上で、前カバー100aおよび後カバー100bで封止することで、電流変換器ユニットを構成している。   The current converter 30 is mounted on the control board 530 with the terminal pins 33 being conducted, and the current converter 30 is covered with the outer shield 4 and then sealed with the front cover 100a and the rear cover 100b. Unit.

本実施形態においては、磁気検出器10の一例として、直交フラックスゲート方式を用いたセンサを用いることができ、磁性体10aをセンサ基板20上に形成された磁性薄膜によって構成することによって小型化を可能にしている。それに伴い、検知コイル10bは比較的長さの短い直線状のものを用いることができる。そのため上述したように固定端21から検知コイル10bを挿入するだけで磁気検出器10を構成することができ、小型化に好適である。この場合、検知コイル10bとしては汎用品として一般に用いられているような固定長のものを使用することができ、従来のような環状のコアに巻回するものなどに比べて、生産性を大きく向上できる。   In the present embodiment, as an example of the magnetic detector 10, a sensor using an orthogonal fluxgate method can be used, and the magnetic body 10 a is configured by a magnetic thin film formed on the sensor substrate 20, thereby reducing the size. It is possible. Accordingly, a linear coil having a relatively short length can be used as the detection coil 10b. Therefore, as described above, the magnetic detector 10 can be configured simply by inserting the detection coil 10b from the fixed end 21, which is suitable for downsizing. In this case, as the detection coil 10b, a fixed-length coil that is generally used as a general-purpose product can be used, and productivity is increased compared to a conventional coil wound around an annular core. It can be improved.

磁性体10aや検知コイル10bと制御基板530の間で信号を送受信するための端子ピン33は、センサ基板20に設けられており、センサ基板20が支持体31に固定された状態においては、端子ピン33が支持体31の貫通穴31bおよびケース体1の貫通穴101を貫通することで制御基板530に固定され、制御基板530上の回路と導通される。   Terminal pins 33 for transmitting and receiving signals between the magnetic body 10a and the detection coil 10b and the control board 530 are provided on the sensor board 20, and in the state where the sensor board 20 is fixed to the support body 31, The pin 33 passes through the through hole 31 b of the support 31 and the through hole 101 of the case body 1, so that the pin 33 is fixed to the control board 530 and is electrically connected to the circuit on the control board 530.

磁気検出器10は、センサ基板20が支持体31の凹部31aに固定され、それらがケース体1に搭載された状態においては、複数設けられる端子ピン33の中央部分(図7左上に示す断面図のPの位置)と、各センサとのなす角がケース体1の計測用貫通穴の中心Aに対して略90度となる位置に設けられていることが好ましい。すなわち、磁気検出器10を実装できるように、センサ基板20の固体端21がその位置まで延在していることが好ましい。   In the magnetic detector 10, when the sensor substrate 20 is fixed to the recess 31a of the support 31 and they are mounted on the case body 1, a central portion of a plurality of terminal pins 33 (a cross-sectional view shown in the upper left of FIG. 7) is provided. It is preferable that the angle formed by each sensor and the angle of each sensor is provided at a position that is approximately 90 degrees with respect to the center A of the measurement through hole of the case body 1. That is, it is preferable that the solid end 21 of the sensor substrate 20 extends to that position so that the magnetic detector 10 can be mounted.

この構造によれば、後述するように、複数の磁気検出器10を設ける場合に、計測用貫通穴の中心Aに対して対照的な位置に他方の磁気検出器10を配置しやすく、差動検出しやすくすることができる。また、端子ピン33がケース体1を貫通する貫通穴101を、磁気検出器10の近傍(特に中心Aに対して15度以内となる位置)に設けると、ノイズとなる外部磁界に対する磁気検出器10の出力が変動しやすくなってしまうことが分かっている。本実施形態のように端子ピン33の中央部分Pに対して略90度をなす位置に磁気検出器10を配置すれば、外部磁界に対して貫通穴101が及ぼす影響を抑えて、安定した出力を得ることができるようになる。なお、2つの磁気検出器10を設ける場合でも、同様に配置することができ、好適である。   According to this structure, as will be described later, when a plurality of magnetic detectors 10 are provided, it is easy to place the other magnetic detector 10 at a position opposite to the center A of the through hole for measurement. It can be easily detected. Further, when the through hole 101 through which the terminal pin 33 penetrates the case body 1 is provided in the vicinity of the magnetic detector 10 (particularly at a position within 15 degrees with respect to the center A), the magnetic detector against an external magnetic field that causes noise. It has been found that the output of 10 tends to fluctuate. If the magnetic detector 10 is arranged at a position that forms approximately 90 degrees with respect to the central portion P of the terminal pin 33 as in the present embodiment, the influence of the through hole 101 on the external magnetic field can be suppressed and stable output can be achieved. You will be able to get Even when two magnetic detectors 10 are provided, they can be arranged in a similar manner, which is preferable.

なお、図8に示すように、ケース体1の内部には、ケース体1の透磁率以上の透磁率を持つ材料で形成された内部シールド5をさらに備えてもよい。内部シールド5は、パーマロイやスーパーマロイなどの高い透磁率材料で形成された閉じたリング状の板材であることが好ましい。なお、図9に示すように、ケース体1と内部シールド5との間に、非磁性材料でできたシート材7などを配置することで、ケース体1と内部シールド5とは磁気的に接続していない。内部シールド5やシート材7は端子ピン33に対応する位置に、ケース体1同様、図8に示す貫通穴5aや不図示の貫通穴7aを設けても良いし、端子ピン33を避けて配置されるようにしていても良い。この構成により、内部シールド5は、ケース体1の磁場調整効果により生じる計測磁場を乱すことなく、外乱磁界に対する影響を低減することができる。   As shown in FIG. 8, the case body 1 may further include an internal shield 5 formed of a material having a magnetic permeability equal to or higher than the magnetic permeability of the case body 1. The inner shield 5 is preferably a closed ring-shaped plate made of a high magnetic permeability material such as permalloy or supermalloy. In addition, as shown in FIG. 9, the case body 1 and the internal shield 5 are magnetically connected by disposing a sheet material 7 made of a nonmagnetic material between the case body 1 and the internal shield 5. Not done. Like the case body 1, the inner shield 5 and the sheet material 7 may be provided with a through hole 5 a shown in FIG. 8 or a through hole 7 a (not shown) at a position corresponding to the terminal pin 33, and are arranged avoiding the terminal pin 33. It may be done. With this configuration, the inner shield 5 can reduce the influence on the disturbance magnetic field without disturbing the measurement magnetic field generated by the magnetic field adjustment effect of the case body 1.

また、負帰還巻線32は、絶縁膜を備えるコイル線をケース体1の周囲に巻回されることによって構成される。   Further, the negative feedback winding 32 is configured by winding a coil wire including an insulating film around the case body 1.

また、ケース体1は、制御基板530のGNDと接続されてもよい。端子ピン33のうちのGNDピンをケース体1と半田付けで接続してもよく、機械的にケース体1と接続してもよい。この構成により、被計測電流センサに大電圧が印加されたときに、磁気検出器10と被計測電流線との容量結合を低減できる。   The case body 1 may be connected to the GND of the control board 530. The GND pin of the terminal pins 33 may be connected to the case body 1 by soldering, or may be mechanically connected to the case body 1. With this configuration, when a large voltage is applied to the measured current sensor, capacitive coupling between the magnetic detector 10 and the measured current line can be reduced.

(第2の実施形態)
本発明に係る電流変換器における第2の実施形態では、ケース体1の内部に複数の磁気検出器10を配置して、感度良く電流計測を行い、さらに外乱磁界に対する影響を低減する他の方法について説明する。なお、ケース体1の形状と磁気検出器10などの構成は、第1の実施形態と同様であるので、第1の実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
In the second embodiment of the current converter according to the present invention, another method of arranging a plurality of magnetic detectors 10 inside the case body 1 to perform current measurement with high sensitivity and further reduce the influence on the disturbance magnetic field. Will be described. Since the shape of the case body 1 and the configuration of the magnetic detector 10 and the like are the same as those in the first embodiment, only the parts different from the first embodiment will be described.

ケース体1の内部に磁気検出器10を複数配置した構成の例として、2個配置と4個配置した図を図9と図10にそれぞれ示す。複数の磁気検出器10は、中心点Aを中心とする同一円周上に、被計測電流が発生させる磁束に対して同じ極性の出力となるように配置する。それぞれの磁気検出器10の磁気検出信号を加算処理すると、電流検出の感度は磁気検出器10の配置個数の乗算になるため、配置個数が多いほど微小電流の計測を高精度に実現できる。   As an example of a configuration in which a plurality of magnetic detectors 10 are arranged inside the case body 1, two and four arrangements are shown in FIGS. 9 and 10, respectively. The plurality of magnetic detectors 10 are arranged on the same circumference with the center point A as the center so that outputs having the same polarity with respect to the magnetic flux generated by the current to be measured. When the magnetic detection signals of the respective magnetic detectors 10 are added and processed, the sensitivity of current detection is multiplied by the number of magnetic detectors 10 arranged, so that the smaller the number of the magnetic detectors, the more accurate measurement of a minute current can be realized.

図9、図10に示すように、複数の磁気検出器10を同一円周上に等間隔に配置すると被計測電流線の位置が中心からずれた場合の電流検出感度の変化をより低減できる。より好適には、6個以上の偶数個を配置する。   As shown in FIGS. 9 and 10, if a plurality of magnetic detectors 10 are arranged at equal intervals on the same circumference, the change in current detection sensitivity when the position of the current line to be measured deviates from the center can be further reduced. More preferably, an even number of 6 or more is arranged.

外乱磁界に対する影響を低減するためには、一対の磁気検出器10の一方を同一円周上の中心点Aを挟んで反対に位置するように配置をする(図9)。この配置によると、同相の外乱磁界に対しては、一対の磁気検出器の出力は逆極性になるため減算により打ち消すことができる。複数の対の磁気検出器10を同一円周上に等間隔に配置をすることで、外乱磁界の低減効果をより大きくすることができ、より好適には、図10のように2組以上の対を配置する。なお、図10には2組の対すなわち合計4つの磁気検出器を備えており、その両端に設けた固定端21にそれぞれ磁気検出器10を設けた第1センサ基板201と第2センサ基板202とを設けている。この第1センサ基板201と第2センサ基板202に対し、それらの間を埋めるようにして支持する複数の支持枠31を設けても良いし、環状に形成した支持枠31に設けたセンサ基板保持用の凹形状に対して載置するように第1センサ基板201および第2センサ基板を取り付けても良い。   In order to reduce the influence on the disturbance magnetic field, one of the pair of magnetic detectors 10 is arranged so as to be positioned opposite to the center point A on the same circumference (FIG. 9). According to this arrangement, the outputs of the pair of magnetic detectors have opposite polarities against the in-phase disturbance magnetic field and can be canceled by subtraction. By arranging a plurality of pairs of magnetic detectors 10 at equal intervals on the same circumference, the effect of reducing the disturbance magnetic field can be further increased, and more preferably, two or more sets as shown in FIG. Place a pair. 10 includes two pairs, that is, a total of four magnetic detectors. The first sensor substrate 201 and the second sensor substrate 202 each have the magnetic detectors 10 provided at the fixed ends 21 provided at both ends thereof. And are provided. A plurality of support frames 31 may be provided to support the first sensor substrate 201 and the second sensor substrate 202 so as to fill the space between them, or the sensor substrate holding provided on the annular support frame 31 may be provided. The first sensor substrate 201 and the second sensor substrate may be attached so as to be placed on the concave shape.

支持体31は、複数の磁気検出器10を配置する溝部を備えていても良く、その場合、支持体31を環状に形成することで、磁気検出器10を等間隔に配置することができ、さらに、支持体31の突起部31dとケース体1の貫通穴101とにより、ケース体1に対する支持体31の位置決めを行うことによって、中心点Aに対して同一円周上に磁気検出器10を配置することが可能である。   The support 31 may be provided with a groove portion in which the plurality of magnetic detectors 10 are arranged. In that case, the magnetic detectors 10 can be arranged at equal intervals by forming the support 31 in an annular shape, Further, by positioning the support 31 with respect to the case body 1 by the protrusion 31d of the support body 31 and the through hole 101 of the case body 1, the magnetic detector 10 is placed on the same circumference with respect to the center point A. It is possible to arrange.

(第3の実施形態)
この第3の実施形態は、第1の実施形態と第2の実施形態で説明をした、負帰還巻線を簡単に構成する方法について説明をする。なお、基本的な構成は第1の実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明をする。
(Third embodiment)
In the third embodiment, the method of simply configuring the negative feedback winding described in the first and second embodiments will be described. Since the basic configuration is the same as that of the first embodiment, only different parts will be described.

図11に、本発明に係る電流変換器における第3の実施形態の構成図を示す。ここで、ケース体1は、上ケース体1aと下ケース体1bとをそれぞれさらに中心点Aを通るような直線によって半径方向に分割をして、分割された第1上ケース体1a1と第1下ケース体1b1(合わせて第1ケース体1c)および第2上ケース体1a2と第2下ケース体1b2(合わせて第2ケース体1d)とに、負帰還巻線34aと負帰還巻線34bとをそれぞれ巻回されてもよい。   FIG. 11 shows a configuration diagram of a third embodiment of the current converter according to the present invention. Here, the case body 1 further divides the upper case body 1a and the lower case body 1b in the radial direction by straight lines passing through the center point A, and the divided first upper case body 1a1 and the first case body 1a. A negative feedback winding 34a and a negative feedback winding 34b are provided on the lower case body 1b1 (together with the first case body 1c), the second upper case body 1a2 and the second lower case body 1b2 (together with the second case body 1d). And may be wound respectively.

負帰還巻線をそれぞれ巻き回した第1ケース体1cと第2ケース体1dの開口部同士が当接するように、それぞれ開口部を塞いで円環形状となるように固定をし、負帰還巻線34a、34bは、電気的に接続をして1系統の負帰還回路として動作させてもよい。第1の実施形態と第2の実施形態の負帰還巻線は、閉じた環状のケース体に巻回す貫通巻線であるため巻き線の工数が多くかかるが、ケース体を分割することで負帰還巻線の工数を削減することができる。負帰還巻線34aと負帰還巻線34bは、ケース体1に直接巻回してもいいし、円弧状の空芯コイルやボビンコイルなどをケース体1に取り付けてもよい。   The first case body 1c and the second case body 1d each wound with the negative feedback winding are fixed so as to have an annular shape by closing the openings so that the openings are in contact with each other. The wires 34a and 34b may be electrically connected to operate as a one-system negative feedback circuit. Since the negative feedback windings of the first and second embodiments are through windings wound around a closed annular case body, it takes a lot of man-hours for winding, but it is negative by dividing the case body. The man-hour for the feedback winding can be reduced. The negative feedback winding 34 a and the negative feedback winding 34 b may be wound directly around the case body 1, or an arc-shaped air core coil or bobbin coil may be attached to the case body 1.

磁気検出器10は、分割された第1ケース体1cと第2ケース体1dのどちらか一方のみに配置してもいいし、第1ケース体1cと第2ケース体1dのそれぞれに配置してもよい。ケース体1を分割することで分割された面に磁極が生じて、計測磁場を乱す原因となるが、第1ケース体1cと第2ケース体1dのそれぞれの端部から等距離の位置に2つの磁気検出器10をそれぞれ収容して、それぞれの磁気検出器10の検出結果の加算処理をすることで分割面に発生する磁極による発生磁束は打ち消されて、磁極の発生による電流計測の精度低下の影響は低減できる。   The magnetic detector 10 may be disposed on only one of the divided first case body 1c and second case body 1d, or may be disposed on each of the first case body 1c and the second case body 1d. Also good. When the case body 1 is divided, magnetic poles are generated on the divided surfaces, and the measurement magnetic field is disturbed. However, the magnetic field 2 is located at an equal distance from each end of the first case body 1c and the second case body 1d. Each magnetic detector 10 is accommodated and the detection results of the respective magnetic detectors 10 are added, so that the magnetic flux generated by the magnetic poles generated on the divided surface is canceled, and the accuracy of current measurement is reduced due to the generation of the magnetic poles. The influence of can be reduced.

磁気検出器10は、分割された第1ケース体1cと第2ケース体1dとにそれぞれ複数配置されてもよい。複数の磁気検出器10は、第1ケース体1cと第2ケース体1dとを固定する時に中心点Aを軸にした同一円周上に配置され、より好適には等間隔に配置すればよい。   A plurality of magnetic detectors 10 may be arranged in each of the divided first case body 1c and second case body 1d. The plurality of magnetic detectors 10 are arranged on the same circumference with the center point A as an axis when the first case body 1c and the second case body 1d are fixed, and more preferably at equal intervals. .

第1ケース体1cと第2ケース体1dの端部をオーバーラップさせて接触させることで、ケース体の端部にできる磁極を小さくすることができる。例えば、第1ケース体1cの端部の外径を細くして、第2ケース体1dの端部内に挿通すればよく、第1上ケース体1a1と第1下ケース体1b1の端部が上下でズレるように形成し、その形状に合うように第2上ケース体1a2と第2下ケース体1b2を形成することで端部をオーバーラップさせても良い。   By making the end portions of the first case body 1c and the second case body 1d overlap and come into contact with each other, the magnetic poles formed at the end portions of the case body can be reduced. For example, the outer diameter of the end portion of the first case body 1c may be reduced and inserted into the end portion of the second case body 1d, and the end portions of the first upper case body 1a1 and the first lower case body 1b1 may be moved vertically. The end portions may be overlapped by forming the second upper case body 1a2 and the second lower case body 1b2 so as to match the shape.

ケース体1は、2個以上に分割されてもよく、分割されたケース体1のそれぞれに負帰還コイルを巻き回して、1つの負帰還コイルとして動作させてもよい。   The case body 1 may be divided into two or more pieces, and a negative feedback coil may be wound around each of the divided case bodies 1 to operate as one negative feedback coil.

本発明は、電流路を形成する被測定対象のケーブルと磁気センサとの間に環状シールドリングを配置し、ケーブルと磁気センサとの間で発生する磁束を環状シールドリング内部に飽和させることで、ケーブルと磁気センサとの相対位置による出力ばらつきを低減できている。更に、磁気センサをシールド壁で取り囲むことにより、外乱磁界の影響をも防いでいる。   The present invention arranges an annular shield ring between a cable to be measured and a magnetic sensor forming a current path, and saturates a magnetic flux generated between the cable and the magnetic sensor inside the annular shield ring. The output variation due to the relative position between the cable and the magnetic sensor can be reduced. Furthermore, the magnetic sensor is surrounded by a shield wall to prevent the influence of a disturbance magnetic field.

1 ケース体
10 磁気検出器
10a 磁性体
10b 検知コイル
20 センサ基板
30 電流変換器
31 支持体
530 制御基板


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Case body 10 Magnetic detector 10a Magnetic body 10b Detection coil 20 Sensor board 30 Current converter 31 Support body 530 Control board


Claims (11)

被計測電流線を通す貫通穴を持ち、高透磁率材料で形成された環状で中空構造のケース体と、
該ケース体内部に配置された磁気検出器を備える電流変換器であって、
前記磁気検出器は、
磁性体と、該磁性体の周囲に巻回された検知コイルを備える直交フラックスゲート型センサであり、
前記ケース体内部において、前記貫通穴の同心円上に磁性体を含まない磁束を通過させる環状の経路が設けられ、前記経路上に前記磁気検出器を配置したことを特徴とする電流変換器。
An annular and hollow case body made of a high magnetic permeability material with a through hole for passing the current line to be measured;
A current converter comprising a magnetic detector disposed inside the case body,
The magnetic detector is
An orthogonal fluxgate sensor comprising a magnetic body and a detection coil wound around the magnetic body,
In the case body, an annular path through which a magnetic flux not including a magnetic body is passed is provided on a concentric circle of the through hole, and the magnetic detector is disposed on the path.
前記貫通穴の同心円上に前記磁気検出器を複数備えることを特徴とする請求項1に記載の電流変換器。   The current converter according to claim 1, wherein a plurality of the magnetic detectors are provided on a concentric circle of the through hole. 前記磁性体は、非磁性基板上に薄膜で形成されたことを特徴とする請求項1または2に記載の電流変換器。   The current converter according to claim 1, wherein the magnetic body is formed as a thin film on a nonmagnetic substrate. 前記ケース体は、前記貫通穴に対する内周側と外周側とにフランジを有し、
前記フランジが設けられた2つのケース体を前記フランジ同士で当接させることで形成されることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の電流変換器。
The case body has a flange on an inner peripheral side and an outer peripheral side with respect to the through hole,
The current converter according to any one of claims 1 to 3, wherein the two case bodies provided with the flanges are formed by contacting the flanges with each other.
前記磁気検出器の信号線と接続する制御基板をさらに備え、
前記磁気検出器が実装されるセンサ基板に設けられた端子ピンが、前記ケース体の内部から外部へ貫通して、前記制御基板に接続されることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の電流変換器。
A control board connected to a signal line of the magnetic detector;
The terminal pin provided on the sensor board on which the magnetic detector is mounted penetrates from the inside of the case body to the outside and is connected to the control board. The current converter according to one item.
前記磁気検出器を固定する支持体をさらに備え、
前記支持体と前記ケース体は、前記磁気検出器の信号線を通過させる複数の貫通穴をそれぞれ備えており、
前記支持体の貫通穴のうち少なくとも2つは前記ケース体の前記貫通穴と係合する突起部を有し、それによって前記信号線と前記ケース体が接触しないことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の電流変換器。
Further comprising a support for fixing the magnetic detector;
The support body and the case body each include a plurality of through holes through which the signal lines of the magnetic detectors pass.
The at least two of the through holes of the support body have protrusions that engage with the through holes of the case body, whereby the signal line and the case body do not contact each other. The current converter according to any one of 5.
前記ケース体の内部に、前記ケース体の透磁率以上の透磁率を持つ部材からなる閉じたリング状の内部シールドをさらに備え、
前記ケース体と前記内部シールドは磁気的に接続していないことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の電流変換器。
The case body further includes a closed ring-shaped inner shield made of a member having a magnetic permeability equal to or higher than the magnetic permeability of the case body,
The current converter according to any one of claims 1 to 6, wherein the case body and the inner shield are not magnetically connected.
前記検知コイルは、前記薄膜上に絶縁層を介して形成された薄膜コイルからなることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の電流変換器。   8. The current converter according to claim 1, wherein the detection coil is a thin film coil formed on the thin film via an insulating layer. 9. 前記検知コイルは、空芯コイルまたはボビンコイルからなることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の電流変換器。   9. The current converter according to claim 1, wherein the detection coil is an air-core coil or a bobbin coil. 10. 前記ケース体を囲むように配置され、環状であって高透磁率材料からなる外周シールドをさらに備えることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の電流変換器。   The current converter according to any one of claims 1 to 9, further comprising an outer peripheral shield that is disposed so as to surround the case body and is annular and made of a high magnetic permeability material. 前記磁気検出器の信号線と接続する制御基板をさらに備え、
前記ケース体の外表面に巻回され、前記制御基板に接続される負帰還巻線を有することを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の電流変換器。
A control board connected to a signal line of the magnetic detector;
The current converter according to any one of claims 1 to 10, further comprising a negative feedback winding wound around an outer surface of the case body and connected to the control board.
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