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公開番号2024141520
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-10
出願番号2023053220
出願日2023-03-29
発明の名称電流センサ
出願人矢崎総業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01R 15/20 20060101AFI20241003BHJP(測定;試験)
要約【課題】低コストで小型な構成で大電流に対応可能な磁気平衡式電流センサを提供する。
【解決手段】電流センサが、バスバと、第1の磁気センサと、第1のコイルと、を有し、前記バスバの長手方向をX軸方向とし、前記バスバの幅方向をY軸方向としたときに、前記第1の磁気センサは、Y軸方向の磁場を測定し、前記第1のコイルは、当該第1のコイルの軸がY軸方向に平行になるように配置され、前記第1の磁気センサは、前記第1のコイルの内部に配置される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
バスバと、
第１の磁気センサと、
第１のコイルと、を有し、
前記バスバの長手方向をＸ軸方向とし、前記バスバの幅方向をＹ軸方向としたときに、
前記第１の磁気センサは、Ｙ軸方向の磁場を測定し、
前記第１のコイルは、当該第１のコイルの軸がＹ軸方向に平行になるように配置され、
前記第１の磁気センサは、前記第１のコイルの内部に配置される、電流センサ。
続きを表示（約 2,700 文字）【請求項２】
第１の遮蔽部材と、
第２の遮蔽部材と、をさらに有し、
前記第１の遮蔽部材は、第１の部分と、第２の部分と、第３の部分と、を有し、
前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向に垂直な方向をＺ軸方向としたときに、
前記第１の遮蔽部材の第１の部分および第２の部分は、前記Ｘ軸方向および前記Ｚ軸方向に広がっており、
前記第１の遮蔽部材の第３の部分は、前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向に広がっており、
前記第１の遮蔽部材の第１の部分は、前記第１の遮蔽部材の第３の部分のＹ軸方向の一端に接続され、前記第１の遮蔽部材の第２の部分は、前記第１の遮蔽部材の第３の部分のＹ軸方向の他端に接続され、
前記第２の遮蔽部材は、第１の部分と、第２の部分と、第３の部分と、を有し、
前記第２の遮蔽部材の第１の部分および第２の部分は、前記Ｘ軸方向および前記Ｚ軸方向に広がっており、
前記第２の遮蔽部材の第３の部分は、前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向に広がっており、
前記第２の遮蔽部材の第１の部分は、前記第２の遮蔽部材の第３の部分のＹ軸方向の一端に接続されており、前記第２の遮蔽部材の第２の部分は、前記第２の遮蔽部材の第３の部分のＹ軸方向の他端に接続されており、
前記第１の遮蔽部材の前記Ｙ軸方向の長さと、前記第２の遮蔽部材のＹ軸方向の長さと、は同じであり、
第１の遮蔽部材と第２の遮蔽部材は、前記第１の遮蔽部材の第１の部分の端部と、前記第２の遮蔽部材の第１の部分の端部と、が互いに向き合い、前記第１の遮蔽部材の第２の部分の端部と、前記第２の遮蔽部材の第２の部分の端部と、が互いに向き合いように、配置され、
前記バスバ、前記第１の磁気センサ、および前記第１のコイルは、前記第１の遮蔽部材と第２の遮蔽部材により囲まれる領域の内部に配置される、請求項１に記載の電流センサ。
【請求項３】
前記第１の磁気センサの前記Ｙ軸方向の位置は、前記第１の遮蔽部材の第３の部分の前記Ｙ軸方向の中心および前記第２の遮蔽部材の第３の部分の前記Ｙ軸方向の中心を通る線と、Ｘ軸方向に平行な線と、により張られる面からずれている、請求項２に記載の電流センサ。
【請求項４】
前記第１の遮蔽部材の第１の部分のＸ軸方向およびＺ軸方向に広がる２つの面のうちの前記第１の磁気センサ側の面を前記第１の遮蔽部材の第１の部分の内側面とし、前記第１の遮蔽部材の第３の部分のＸ軸方向およびＹ軸方向に広がる２つの面のうちの前記第１の磁気センサ側の面を前記第１の遮蔽部材の第３の部分の内側面とし、Ｘ軸方向に平行な線およびＹ軸方向に平行な線により張られる面を水平面とし、前記第１の遮蔽部材の第１の部分の内側面から前記第１の遮蔽部材の第１の部分の端部と前記第１の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面との間の距離を第１の距離としたときに、
前記第１の磁気センサと、前記第１の遮蔽部材の第１の部分の内側面から前記第１の距離だけ離れて位置にする面と、の間の距離は、第１の値以下である、請求項３に記載の電流センサ。
【請求項５】
前記第２の遮蔽部材の第３の部分のＸ軸方向およびＹ軸方向に広がる２つの面のうちの前記第１の磁気センサ側の面を前記第２の遮蔽部材の第３の部分の内側面とし、
前記第１の遮蔽部材の第１の部分の端部と、前記第１の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面と、の間の距離は、前記第１の遮蔽部材の第２の部分の端部と、前記第１の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面と、の間の距離と同じであり、
前記第２の遮蔽部材の第１の部分の端部と、前記第２の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面と、の間の距離は、前記第２の遮蔽部材の第２の部分の端部と、前記第２の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面と、の間の距離と同じである、請求項４に記載の電流センサ。
【請求項６】
前記第１の磁気センサと、前記第１の遮蔽部材の第１の部分の端部と前記第２の遮蔽部材の第１の部分の端部との間の中心および前記第１の遮蔽部材の第２の部分の端部と前記第２の遮蔽部材の第２の部分の端部との間の中心を含む水平面と、の距離は、第２の値以上である、請求項５に記載の電流センサ。
【請求項７】
前記第１の遮蔽部材の第１の部分の端部と前記第１の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面との間の距離は、前記第２の遮蔽部材の第１の部分の端部と前記第２の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面との間の距離以上である、請求項５に記載の電流センサ。
【請求項８】
前記Ｙ軸方向の磁場を測定する第２の磁気センサと、
第２のコイルと、を有し、
前記第２のコイルは、当該第２のコイルの軸がＹ軸方向に平行になるように配置され、
前記第２の磁気センサは、前記第２のコイルの内部に配置される、請求項４に記載の電流センサ。
【請求項９】
前記第１の遮蔽部材の第２の部分のＸ軸方向およびＺ軸方向に広がる２つの面のうちの前記第１の磁気センサ側の面を前記第１の遮蔽部材の第２の部分の内側面としたときに、
前記第２の磁気センサと、前記第１の遮蔽部材の第２の部分の内側面から前記第１の距離だけ離れて位置にする面と、の距離は、第３の値以下である、請求項８に記載の電流センサ。
【請求項１０】
前記第２の遮蔽部材の第３の部分のＸ軸方向およびＹ軸方向に広がる２つの面のうちの前記第１の磁気センサ側の面を前記第２の遮蔽部材の第３の部分の内側面とし、
前記第１の遮蔽部材の第１の部分の端部と、前記第１の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面と、の間の距離は、前記第１の遮蔽部材の第２の部分の端部と、前記第１の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面と、の間の距離と同じであり、
前記第２の遮蔽部材の第１の部分の端部と、前記第２の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面と、の間の距離は、前記第２の遮蔽部材の第２の部分の端部と、前記第２の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面と、の間の距離と同じであり、
前記第２の磁気センサと、前記第１の遮蔽部材の第１の部分の端部と前記第２の遮蔽部材の第１の部分の端部との間の中心および前記第１の遮蔽部材の第２の部分の端部と前記第２の遮蔽部材の第２の部分の端部との間の中心を含む水平面と、の距離は、第４の値以上である、請求項９に記載の電流センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流センサに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
磁気平衡式電流センサが開発されている（例えば、特許文献１）。従来の磁気平衡式電流センサは、図６に示すように、バスバと、磁性コアと、磁気センサと、電流変換器と、コイルと、測定抵抗と、を有する。磁気センサが、バスバを流れる被測定電流により磁性コアの内部に発生した磁場に比例する電圧値の電圧を出力し、電流変換器が、この電圧をフィードバック電流に変換する。このフィードバック電流は、コイルを流れるフィードバック電流により磁性コアの内部に発生する磁場が、バスバを流れる被測定電流により磁性コアの内部に発生する磁場を打ち消すように調整される。このため、フィードバック電流の値は、被測定電流の値にコイルの巻き数Ｎの逆数（１／Ｎ）を乗算した値に比例する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－２３５０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
磁気平衡式電流センサでは、上述したように、フィードバック電流の値は、被測定電流の値に比例する。このため、バスバに大電流が流れたときには、フィードバック電流の値が増大してしまう。上述したように、フィードバック電流の値は、コイルの巻き数Ｎの逆数（１／Ｎ）にも比例する。このため、コイルの巻き数Ｎを多くすることで、このフィードバック電流の増大を抑制することが可能である。しかしながら、コイルの巻き数Ｎを多くした場合、製造コストや、電流センサのサイズが大きくなってしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、低コストで小型な構成で大電流に対応可能な磁気平衡式電流センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る一実施形態に係る電流センサは、バスバと、第１の磁気センサと、第１のコイルと、を有し、前記バスバの長手方向をＸ軸方向とし、前記バスバの幅方向をＹ軸方向としたときに、前記第１の磁気センサは、Ｙ軸方向の磁場を測定し、前記第１のコイルは、当該第１のコイルの軸がＹ軸方向に平行になるように配置され、前記第１の磁気センサは、前記第１のコイルの内部に配置される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、低コストで小型な構成で大電流に対応可能な磁気平衡式電流センサを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る電流センサ１００を示す図である。
電流センサ１００を第１の磁気センサ１２０が存在する位置においてＸ軸方向に垂直な面により切断した際の電流センサ１００の断面図である。
第１の磁気センサ１２０と第１のコイル１３０により構成される磁気平衡式電流センサを説明する図である。
外部磁場により第１の遮蔽部材１４０と第２の遮蔽部材１５０により囲まれる領域の内部に発生する磁場の、Ｘ軸方向に垂直な面における方向を説明する図である。
第２の磁気センサ１６０と第２のコイル１７０により構成される磁気平衡式電流センサを説明する図である。
従来の磁気平衡式電流センサの説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜電流センサ１００＞
図１は、本発明の一実施形態に係る電流センサ１００を示す図である。電流センサ１００は、バスバ１１０と、第１の磁気センサ１２０と、第１のコイル１３０と、を有する。本実施形態では、バスバ１１０の長手方向を、Ｘ軸方向とし、バスバ１１０の幅方向を、Ｙ軸方向とし、バスバ１１０の長手方向および幅方向に垂直な方向を、Ｚ軸方向とする。また、Ｘ軸方向に平行な線およびＹ軸方向に平行な線により張られる面を水平面とする。図２は、電流センサ１００を第１の磁気センサ１２０が存在する位置においてＸ軸方向に垂直な面により切断した際の電流センサ１００の断面図である。
【００１０】
バスバ１１０は、電気導電体により構成される。バスバ１１０には、測定対象となる電流が流される。
（【００１１】以降は省略されています）

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