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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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