JP6032534B2 - Magnetic shield and current detector provided with the same - Google Patents
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Description
この発明は、磁気シールド及びバスバーが一体となって構築され、高精度な電流検出と外部磁界の影響を低減し、且つ低コストに製造されるコアレス電流検出器に関するものである。 The present invention relates to a coreless current detector that is constructed by integrating a magnetic shield and a bus bar, and that is manufactured at low cost while reducing the influence of highly accurate current detection and an external magnetic field.
被測定電流線の周囲を取り巻くように、エアギャップを有する略コの字やC型等の集磁コアを必要とせず、U字導体に角形の筒状シールド部材を備えた電流検出器がある(例えば、特許文献1参照)。 There is a current detector including a square cylindrical shield member on a U-shaped conductor without requiring a substantially U-shaped or C-shaped magnetic flux collecting core having an air gap so as to surround the current line to be measured. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載されているU字導体のU字部を覆うように設置される軟磁性体から成る筒状のシールド部材は、U字導体に繋がる直線導体の磁界の影響を受けることで磁気飽和し易く、外部からの磁界の影響を低減するためにはシールド部材を厚くしなければならないため低コスト化できないという問題点があった。 However, the cylindrical shield member made of a soft magnetic material installed so as to cover the U-shaped portion of the U-shaped conductor described in
また、前記U字導体に繋がる直線導体で発生する磁界の影響により、電流の測定精度に支障を来す可能性もある。 In addition, there is a possibility that current measurement accuracy may be hindered by the influence of a magnetic field generated by a straight conductor connected to the U-shaped conductor.
本発明の電流検出器は曲げ加工されたU字導体と軟磁性体から成る枝部を設けた磁気シールドとU字導体で発生する磁界を検出する磁気検出デバイスと前記磁気検出デバイスの信号を処理する処理回路部とを備えるものである。 The current detector of the present invention is a magnetic shield provided with a bent U-shaped conductor and a branch made of a soft magnetic material, a magnetic detection device for detecting a magnetic field generated by the U-shaped conductor, and a signal of the magnetic detection device And a processing circuit unit.
上記磁気シールドはU字形に曲げ加工されたU字導体を覆うように備えられたものである。 The magnetic shield is provided so as to cover a U-shaped conductor bent into a U-shape.
さらに、前記磁気シールドはU字形に曲げ加工された導体から電流の入出力方向へ伸びる直線導体の曲げ方向を含めた少なくとも2方向に枝部を備えたものである。 Further, the magnetic shield has branches in at least two directions including a bending direction of a linear conductor extending in a current input / output direction from a conductor bent into a U shape.
また、磁気を検出する磁気検出デバイスは曲げ加工されたU字導体の略平行部で形成される空間に備えられたものである。 A magnetic detection device for detecting magnetism is provided in a space formed by a substantially parallel portion of a bent U-shaped conductor.
以上のように、本発明によれば、U字形に曲げ加工されたU字導体と、U字導体から電流の入出力方向へ伸びる直線導体の曲げ方向を含めた少なくとも2方向に枝部を備えた磁気シールドを備え、さらに前記U字導体の略平行部で形成される空間に磁気検出デバイスを備えることにより前記U字導体から電流の入出力方向へ伸びる直線導体で発生する磁界の影響を低減し、高精度な電流検出ができる効果がある。 As described above, according to the present invention, branch portions are provided in at least two directions including a U-shaped conductor bent into a U-shape and a bending direction of a linear conductor extending from the U-shaped conductor in the current input / output direction. In addition, a magnetic detection device is provided in a space formed by a substantially parallel portion of the U-shaped conductor, thereby reducing the influence of a magnetic field generated by a straight conductor extending from the U-shaped conductor in the current input / output direction. In addition, there is an effect that current detection can be performed with high accuracy.
さらに、前記枝部を備えた磁気シールドによって高精度な電流検出性能を低下させることなく外部で発生する磁界の影響を低減できる効果もある。 Further, the magnetic shield provided with the branch portion also has an effect of reducing the influence of a magnetic field generated outside without degrading highly accurate current detection performance.
また、前記枝部を備えた磁気シールドによって薄い磁性材料でも高精度な電流検出が実現できるため低コスト化の効果もある。 In addition, the magnetic shield provided with the branch portion can realize current detection with high accuracy even with a thin magnetic material, so that the cost can be reduced.
さらに、前記枝部を備えた磁気シールドによって複数相を備える電流検出器は、隣相との相互磁気干渉が低下することで高精度な電流検出性能を低下させることなく各相間の間隔を狭くすることができる。これにより複数相を備える電流検出器は小型化できるため低コスト化の効果もある。 Furthermore, the current detector having a plurality of phases by the magnetic shield having the branch portion reduces the mutual magnetic interference with the adjacent phase, thereby reducing the interval between the respective phases without degrading the highly accurate current detection performance. be able to. As a result, the current detector having a plurality of phases can be reduced in size, which also has an effect of reducing the cost.
実施形態1.
図1は、本発明に係る実施形態1による電流検出器1を示す斜視図である。
図2は、本発明の図1におけるAA’(XZ面)断面図である。
図2において、電流検出器1はU字形に曲げ加工されたU字導体3と、U字導体3から電流の入出力方向へ伸びる直線導体4から成る導体2を備える。また、U字導体3の略平行部3a、3bで形成される空間に磁気検出デバイス5を備える。さらにまた、磁気検出デバイス5がU字導体3の略平行部3a、3bで形成される空間の略中央に配置されるように位置決めされた基板6を備え、さらに基板6には前記磁気検出デバイス5の信号を処理する処理回路部7も配置される。
また、電流検出器1は、導体2のU字導体3及び磁気検出デバイス5を覆うように軟磁性体で構成される磁気シールド8を備え、前記磁気シールド8は導体2の直線導体4の方向を含めた少なくとも2方向に曲げ加工された枝部9を備える。
FIG. 1 is a perspective view showing a
2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ (XZ plane) in FIG. 1 of the present invention.
In FIG. 2, the
The
前記磁気検出デバイス5は、U字導体3の略平行部3a、3bで形成される空間の略中央に配置されることで、測定する磁界が略平行部3a、3bで発生する磁界の合成となり一般的な集磁コアを必要とせずとも十分な測定磁界が得られる。この磁気検出デバイスはホール素子又は、AMR、GMR等の磁気抵抗効果素子を使用しても良い。 The
前記磁気シールド8は電流検出器1の外部で発生する磁界を抑制するために配置されるもので、軟磁性体で構成され、且つU字導体3及び磁気検出デバイス5を覆うように配置される。さらに、磁気シールド8を構成する枝部9は、導体2の直線導体4から発生する磁界を遮蔽する効果があり、磁気検出デバイス5がU字導体3の略平行部3a、3bで発生する磁界の測定精度を向上させる効果がある。 The
図3は、本発明の図1におけるBB’(XY面)断面図である。
図3において、電流検出器1はU字形に曲げ加工されたU字導体と、U字導体から電流の入出力方向へ伸びる直線導体4から成る導体2を備える。また、U字導体の略平行部3a、3bで形成される空間に、Y方向の磁界で検出感度が最大となる磁気検出デバイス5を備える。さらにまた、磁気検出デバイス5がU字導体3の略平行部3a、3bで形成される空間の略中央に配置される。
また、電流検出器1は、導体2のU字導体3及び磁気検出デバイス5を覆うように軟磁性体で構成される磁気シールド8を備え、前記磁気シールド8は導体2の直線導体4の方向を含めた少なくとも2方向に曲げ加工された枝部9を備える。3 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ (XY plane) in FIG. 1 of the present invention.
In FIG. 3, the
The
前記磁気シールド8において、磁気シールド8の中に配置されるU字導体の略平行部3a、3bは、その発生する磁界10aと10bが互いに逆方向の作用となり発生した磁界が打ち消されることで磁気シールド8の磁気飽和は抑制できるが、直線導体4によって発生する磁界は磁気シールド8の枝部9が無い場合、磁気シールド8の面8a、8bに作用し、磁気飽和し易くなるため磁気シールド8の薄肉化が困難となる。 In the
しかし、直線導体4で発生する磁界は、磁気シールド8の枝部9によって遮蔽され、面8a、8bへの影響を抑制できることから磁気シールド8の薄肉化ができ低コスト化の効果がある。 However, since the magnetic field generated by the
また、磁気シールド8は薄肉化してもU字導体の略平行部3a、3b及び直線導体4で発生する磁界で磁気飽和しないため、磁気遮蔽能力が低減せず、外部で発生する磁界の影響に対して十分な低減効果を有する。 Further, even if the
実施形態2.
図4は、本発明に係る実施形態2による複数相を備える電流検出器を示す斜視図である。
前述の実施形態1と同様に、U字形に曲げ加工されたU字導体3と、U字導体3から電流の入出力方向へ伸びる直線導体4から成る導体2を備える。また、U字導体3の略平行部3a、3bで形成される空間に磁気検出デバイス5を備える。さらにまた、磁気検出デバイス5がU字導体3の略平行部3a、3bで形成される空間の略中央に配置される。
また、導体2のU字導体3及び磁気検出デバイス5を覆うように軟磁性体で構成される磁気シールド8を備え、前記磁気シールド8は導体2の直線導体4の方向を含めた少なくとも2方向に曲げ加工された枝部9を備えた電流検出器のA相11及び電流検出器のB相12、電流検出器のC相13で構成される。
また、各相の直線導体4、14、15は略平行に配置され、各相の磁気検出デバイスは各相の直線導体4、14、15と直角方向に感度方向を有して磁気検出デバイスの位置16上に配置される。
FIG. 4 is a perspective view showing a current detector having a plurality of phases according to
Similar to the first embodiment, a U-shaped conductor 3 bent into a U-shape and a
Further, a
Further, the
電流検出器のA相11は磁気シールド8によって隣相である電流検出器のB相12、電流検出器のC相13から発生する磁界の影響を低減でき、さらに磁気シールド8の枝部9による遮蔽効果で自己の直線導体4で発生する磁界は隣相の電流検出器のB相12、電流検出器のC相13への影響を低減する効果があるため各相の相互磁気干渉が低下し、電流の測定精度が向上する。The
さらに、前記の各相の相互磁気干渉が低下することで各相間の間隔を狭くすることができる。これにより複数相を備える電流検出器は小型化すことができ、低コスト化の効果もある。 Furthermore, the mutual magnetic interference of each said phase falls, and the space | interval between each phase can be narrowed. As a result, the current detector having a plurality of phases can be reduced in size, and the cost can be reduced.
実施形態3.
図5は、本発明に係る実施形態3による複数相を備える電流検出器を示す斜視図である。
図5のように電流検出器のA相11及び電流検出器のB相12、電流検出器のC相13は各相の直線導体4、14、15が略平行に配置され、各相の相互磁気干渉をさらに低減するため、各相の磁気検出デバイスは、各相の直線導体4、14、15と直角方向に感度方向を有して磁気検出デバイスの位置17、18、19のように千鳥配置してもよい。Embodiment 3. FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing a current detector having a plurality of phases according to Embodiment 3 of the present invention.
As shown in FIG. 5, the
実施形態4.
図6は、本発明に係る実施形態4による電流検出器を示す図1のBB’(XY面)断面図である。
図6において、電流検出器1はU字形に曲げ加工されたU字導体と、U字導体から電流の入出力方向へ伸びる直線導体4から成る導体2を備える。また、U字導体の略平行部3a、3bで形成される空間に、X方向に互いに対向する磁界で検出感度が最大となる磁気検出デバイス5を備える。さらにまた、磁気検出デバイス5がU字導体3の略平行部3a、3bで形成される空間の略中央に配置される。
また、電流検出器1は、導体2のU字導体及び磁気検出デバイス5を覆うように軟磁性体で構成される磁気シールド8を備え、前記磁気シールド8は導体2の直線導体4の方向を含めた少なくとも2方向に曲げ加工された枝部9を備える。
6 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ (XY plane) of FIG. 1 showing a current detector according to
In FIG. 6, the
Moreover, the
また、前記磁気デバイスはU字導体の略平行部3a、3bで形成される空間の開放方向の端部に配置され、且つ略平行部3a、3bで発生する磁界10aと10bの互いに対向する磁界で検出感度が最大となる。 Further, the magnetic device is disposed at an end portion in the open direction of a space formed by the substantially
さらに、前記磁気デバイス5は、互いに対向する磁界で検出感度が最大となることで、外部で発生する磁界20に対して打ち消され、且つ外部で発生する磁界21に対して不感方向となるため、外部磁界で発生する磁界をさらに低減できる効果がある。 Furthermore, since the
1・・・電流検出器、2・・・導体、3・・・U字導体、4、14、15・・・直線導体、5・・・磁気検出デバイス、6・・・基板、7・・・処理回路部、8・・・磁気シールド、9・・・枝部、10a、10b、20、21・・・磁界、11・・・電流検出器のA相、12・・・電流検出器のB相、13・・・電流検出器のC相、16、17、18、19・・・磁気検出デバイスの位置DESCRIPTION OF
Claims (3)
導体(2)のU字導体(3)及び磁気検出デバイス(5)を覆うように軟磁性体で構成される磁気シールド(8)を備え、磁気シールド(8)は導体(2)A magnetic shield (8) made of a soft magnetic material is provided so as to cover the U-shaped conductor (3) of the conductor (2) and the magnetic detection device (5), and the magnetic shield (8) is a conductor (2). の直線導体(4)の方向を含めた少なくとも2方向に曲げ加工された枝部(9)を備えたことを特徴とする電流検出器。A current detector comprising a branch portion (9) bent in at least two directions including the direction of the straight conductor (4).
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