JP2011220983A - 電流センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】 小さなコア断面積でも被検出電流範囲において良好な直線性があり，外部磁界の影響を受けにくく高精度で小型安価な電流センサを提供する。
【解決手段】 環状磁性体コアに設けたギャップ内に感磁素子を配置し，環状磁性体コアを貫通する電流母線に流れる被検出電流によりギャップ内に発生した磁界を感磁素子で検出し，電圧信号に変換して出力することで被検出電流の大きさに比例した出力を得るよう構成された電流センサにおいて，環状磁性体コアと一体で形成された磁気シールドをギャップ部外周側に設けた。
【選択図】図１
【解決手段】 環状磁性体コアに設けたギャップ内に感磁素子を配置し，環状磁性体コアを貫通する電流母線に流れる被検出電流によりギャップ内に発生した磁界を感磁素子で検出し，電圧信号に変換して出力することで被検出電流の大きさに比例した出力を得るよう構成された電流センサにおいて，環状磁性体コアと一体で形成された磁気シールドをギャップ部外周側に設けた。
【選択図】図１
Description
この発明は，環状磁性体コアに設けたギャップ内に配置した感磁素子を用いて電流を検出する電流センサにかかり，特に磁性体コアの構造に閧する。
従来の電流センサとして，環状磁性体コアに設けたギャップ内に感磁素子を配置し，環状磁性体コアを貫通する被検出電流によって発生した磁界を，感磁素子で電圧に変換して出力する電流センサがある。（例えば，特許文献１参照）
上記特許文献１に開示されている電流センサは，ギャップを有する環状磁性体コアのギャップ内に感磁素子を配置し，環状磁性体コアを貫通する電流母線に流れる被検出電流によりギャップに発生した磁界を感磁素子で検出し，電圧等の信号に変換することで被検出電流の大きさに比例した出力を得るよう構成されている。
このような電流センサにおいては，良好な出力の直線性を得るために，被検出電流の測定範囲において環状磁性体コア内に発生する磁界に対しコアが磁気飽和しないよう，十分なコア断面積を確保するか，環状磁性体コアのギャップを広げることで磁路の磁気抵抗を上げ，被検出電流による発生磁束密度を下げてコアが磁気飽和しないように配慮する必要がある。
しかしながら，環状磁性体コアが磁気飽和しないようにコアの断面積を大きくすると，コアの材料コストが高くなるとともに電流センサの外形が大きくなるという問題がある。
また，磁路の磁気抵抗を上げて発生磁束密度を下げるために環状磁性体コアのギャップを拡大すると，外部磁界がギャップ内の磁界に影響しやすくなり，電流センサの精度が悪化するという問題がある。
本発明の目的は，小さなコア断面積でも被検出電流範囲において良好な直線性があり，外部磁界の影響を受けにくく高精度で小型安価な電流センサを提供することにある。
本発明は，環状磁性体コアに設けたギャップ内に感磁素子を配置し，環状磁性体コアを貫通する電流母線に流れる被検出電流によりギャップ内に発生した磁界を感磁素子で検出し，電圧信号に変換して出力することで被検出電流の大きさに比例した出力を得るよう構成された電流センサにおいて，環状磁性体コアと一体で形成された磁気シールドをギャップ部外周側に設けたことを特徴とする。
本発明の電流センサによれば，環状磁性体コアのギャップ部外周側にコアと一体化して形成された磁気シールドが，外部磁界のギャップ内への浸入を遮蔽するため，ギャップ内の磁界の乱れを大幅に低減できる。これにより測定精度を落とすことなくコアギャップを広げることができ，断面積の小さいコアで大きな被測定電流に対応することができる。また，磁気シールドを環状磁性体コアと一体化して形成するため，コア以外の部品を追加する必要がなく，小型で安価な電流センサを得ることができる。
以下，本発明による電流センサの実施形態について，図を用いて説明する。なお，各図において同一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。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態における電流センサについて，図１および図２を用いて説明する。図１において，環状磁性体コア１の一部にギャップ２が設けられ，ギャップ２内には感磁素子３が配置されている。また，ギャップ２の外周側側面には環状磁性体コア１と一体化して形成された磁気シールド４が設けられている。図２は図１に示す環状磁性体コア１の断面Ａ−Ａ‘図であり，感磁素子３は磁気シールド４によって外部磁界から遮蔽されている。これにより，環状磁性体コア１の外部から印加された磁界は磁気シールド４によって大幅に減衰するため，外部磁界がギャップ２内の磁界に与える影響を低減することができ，ギャップ２を大きくしても外部磁界による精度低下を防ぐことができる。
本発明の第１の実施形態における電流センサについて，図１および図２を用いて説明する。図１において，環状磁性体コア１の一部にギャップ２が設けられ，ギャップ２内には感磁素子３が配置されている。また，ギャップ２の外周側側面には環状磁性体コア１と一体化して形成された磁気シールド４が設けられている。図２は図１に示す環状磁性体コア１の断面Ａ−Ａ‘図であり，感磁素子３は磁気シールド４によって外部磁界から遮蔽されている。これにより，環状磁性体コア１の外部から印加された磁界は磁気シールド４によって大幅に減衰するため，外部磁界がギャップ２内の磁界に与える影響を低減することができ，ギャップ２を大きくしても外部磁界による精度低下を防ぐことができる。
環状磁性体コア１と磁気シールド４を一体化する方法について，図３および図４を用いて一例を説明する。図３において，６は薄板磁性体コアでケイ素鋼板等の薄板磁性体をプレス加工等でギャップ２の一部に磁気シールド４が形成されるよう加工したものである。この薄板磁性体コア６を図４に示すように所定の枚数積層することで，本実施形態に示す形状の環状磁性体コア１を得ることができる。
なお，本実施例ではシールド４が一体に形成された薄板磁性体コア６を積層して環状磁性体コア１を形成したが，粉状磁性体を焼結してシールド４を一体とした環状磁性体コアを形成しても良い。
なお，本実施例ではシールド４が一体に形成された薄板磁性体コア６を積層して環状磁性体コア１を形成したが，粉状磁性体を焼結してシールド４を一体とした環状磁性体コアを形成しても良い。
本発明の実施形態における電流センサによれば，小さい断面積のコアを用いても，精度を低下させることなく電流センサの被検出電流範囲を上げることができ，小型で安価な電流センサを実現することができる。
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態における電流センサについて，図５を用いて説明する。
図５において，磁気シールド４は環状磁性体コア１の外周側側面から突出して設けられているため，ギャップ２の幅を環状磁性体コア１の幅一杯まで広げることができる。
本発明の第２の実施形態における電流センサについて，図５を用いて説明する。
図５において，磁気シールド４は環状磁性体コア１の外周側側面から突出して設けられているため，ギャップ２の幅を環状磁性体コア１の幅一杯まで広げることができる。
本発明の実施形態における電流センサによれば，環状磁性体コア１の幅をより狭めることができるため，更に小型な電流センサを実現することができる。
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態における電流センサについて，図６を用いて説明する。
図６において，ギャップ２および磁気シールド４がそれぞれ２カ所設けられている。
本発明の第３の実施形態における電流センサについて，図６を用いて説明する。
図６において，ギャップ２および磁気シールド４がそれぞれ２カ所設けられている。
本発明の実施形態における電流センサによれば，ギャップ２が１カ所のものに比べ一つのギャップ幅を狭くできるため，より外部磁界の影響を受けにくく精度の高い電流センサを実現することができる。
１ 環状磁性体コア，２ ギャップ，３ 感磁素子，４ 磁気シールド，５ 電流母線，６ 薄板磁性体コア
Claims (1)
- 環状磁性体コアに設けたギャップ内に感磁素子を配置し，環状磁性体コアを貫通する電流母線に流れる被検出電流によりギャップ内に発生した磁界を感磁素子で検出し，電圧信号に変換して出力することで被検出電流の大きさに比例した出力を得るよう構成された電流センサにおいて，環状磁性体コアと一体で形成された磁気シールドをギャップ部外周側に設けたことを特徴とする電流センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010097391A JP2011220983A (ja) | 2010-04-02 | 2010-04-02 | 電流センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010097391A JP2011220983A (ja) | 2010-04-02 | 2010-04-02 | 電流センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011220983A true JP2011220983A (ja) | 2011-11-04 |
Family
ID=45038130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010097391A Pending JP2011220983A (ja) | 2010-04-02 | 2010-04-02 | 電流センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2011220983A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103267920A (zh) * | 2013-05-08 | 2013-08-28 | 重庆艾派科斯科技有限公司 | 一种开口检流器 |
| US11506729B2 (en) | 2020-11-10 | 2022-11-22 | Tdk Corporation | Current sensor and electric control device |
-
2010
- 2010-04-02 JP JP2010097391A patent/JP2011220983A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103267920A (zh) * | 2013-05-08 | 2013-08-28 | 重庆艾派科斯科技有限公司 | 一种开口检流器 |
| US11506729B2 (en) | 2020-11-10 | 2022-11-22 | Tdk Corporation | Current sensor and electric control device |
| US11852697B2 (en) | 2020-11-10 | 2023-12-26 | Tdk Corporation | Current sensor and electric control device |
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