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公開番号2025095408
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-26
出願番号2023211389
出願日2023-12-14
発明の名称コアレス電流センサ
出願人富士電機メーター株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類G01R 15/18 20060101AFI20250619BHJP(測定;試験)
要約【課題】サイズが小さくても高い検出感度を得ることができるコアレス電流センサを提供する。
【解決手段】一対のパターンコイル11,12と、一対のパターンコイル13,14と、を備え、パターンコイル11～14は、磁気検出する誘導起電力に起因する誘導電流が加算されるように接続され、パターンコイル12、13は、電流バー3及び電流バー4からの距離が等しい垂直平面PL1に交差するように電流バー3の中心軸C3と電流バー4の中心軸C4との間に配置され、かつ、上面3a又は下面3bを含む電流バー3及び上面4a又は下面4bを含む電流バー4を通る同一平面PL2上に配置される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１の電流バーと第２の電流バーとが平行配置され、前記第１の電流バーの一端と前記第２の電流バーとの一端とが折り返し接続される折り返し導体バーを備え、前記第１の電流バーと前記第２の電流バーとを流れる電流が生成する磁気を検出して該電流を計測するコアレス電流センサであって、
少なくとも前記第１の電流バーが生成する周回磁束を鎖交磁束として磁気検出する一対の第１のパターンコイルと、
少なくとも前記第２の電流バーが生成する周回磁束を鎖交磁束として磁気検出する一対の第２のパターンコイルと、
を備え、
各第１のパターンコイル及び各第２のパターンコイルは、磁気検出する誘導起電力に起因する誘導電流が加算されるように接続され、
前記一対の第１のパターンコイルの一方及び前記一対の第２のパターンコイルの一方の各パターンコイルは、前記第１の電流バー及び前記第２の電流バーからの距離が等しい垂直平面に交差するように前記第１の電流バーの中心軸と前記第２の電流バーの中心軸との間に配置され、かつ、上面又は下面を含む前記第１の電流バー及び上面又は下面を含む前記第２の電流バーを通る同一平面上に配置されることを特徴とするコアレス電流センサ。
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
前記第１の電流バー及び前記第２の電流バーの間に配置される、前記一対の第１のパターンコイルの一方の巻き中心と前記一対の第２のパターンコイルの一方の巻き中心は、前記垂直平面を通ることを特徴とする請求項１に記載のコアレス電流センサ。
【請求項３】
前記第１の電流バー及び前記第２の電流バーの間に配置される、前記一対の第１のパターンコイルの一方と前記一対の第２のパターンコイルの一方とは、前記同一平面上に重複配置されることを特徴とする請求項１に記載のコアレス電流センサ。
【請求項４】
前記一対の第１のパターンコイルは前記第１の電流バーに対して対向配置され巻き方向が逆方向であり、
前記一対の第２のパターンコイルは前記第２の電流バーに対して対向配置され巻き方向が逆方向であり、
前記第１の電流バーと前記第２の電流バーとの間に配置される前記第１のパターンコイル及び前記第２のパターンコイルの巻き方向は同じ方向であることを特徴とする請求項１に記載のコアレス電流センサ。
【請求項５】
前記第１の電流バー及び前記第２の電流バーの上面又は下面に固定配置されて前記同一平面上に設けられるセンサ基板を設け、
前記一対の第１のパターンコイルと前記一対の第２のパターンコイルとは前記センサ基板に配置されることを特徴とする請求項１に記載のコアレス電流センサ。
【請求項６】
各第１のパターンコイル及び各第２のパターンコイルのそれぞれは、前記センサ基板内で形成された多層構造のパターンコイルであることを特徴とする請求項４に記載のコアレス電流センサ。
【請求項７】
前記第１の電流バー及び／又は前記第２の電流バーは屈曲し、前記第１の電流バーと前記第２の電流バーとの間の距離は、屈曲箇所を介して同じ距離又は異なる距離であり、
前記一対の第１のパターンコイルと前記一対の第２のパターンコイルとは前記屈曲箇所に対して長手方向の前後に配置されることを特徴とする請求項１に記載のコアレス電流センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイズが小さくても高い検出感度を得ることができるコアレス電流センサに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の電流センサは、電流バーを挟み込むコの字型の集磁コアを配置し、この集磁コアのギャップに磁気検出用コイルが介在する検出基板が配置されている。この電流センサの構造は例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
この電流センサは、集磁コアを用いることで、電流バーから発生する磁束を収束させているため、多くの磁束を磁気検出用コイルに鎖交させることができ、誘導起電力を高くすることができ、高い検出感度を確保することができる。また、この電流センサは、集磁コアを用いているため、外部からの磁場を集磁コアに吸収させることによって磁気検出用コイルに鎖交する外部磁場が少なくなり、外部磁場の影響を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１０－４８７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の電流センサは、集磁コアを用いていたため、立体的なサイズが大きく、かつ、コストがかかるという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、サイズが小さくても高い検出感度を得ることができるコアレス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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第１の電流バーと第２の電流バーとが平行配置され、前記第１の電流バーの一端と前記第２の電流バーとの一端とが折り返し接続される折り返し導体バーを備え、前記第１の電流バーと前記第２の電流バーとを流れる電流が生成する磁気を検出して該電流を計測するコアレス電流センサであって、少なくとも前記第１の電流バーが生成する周回磁束を鎖交磁束として磁気検出する一対の第１のパターンコイルと、少なくとも前記第２の電流バーが生成する周回磁束を鎖交磁束として磁気検出する一対の第２のパターンコイルと、を備え、各第１のパターンコイル及び各第２のパターンコイルは、磁気検出する誘導起電力に起因する誘導電流が加算されるように接続され、前記一対の第１のパターンコイルの一方及び前記一対の第２のパターンコイルの一方の各パターンコイルは、前記第１の電流バー及び前記第２の電流バーからの距離が等しい垂直平面に交差するように前記第１の電流バーの中心軸と前記第２の電流バーの中心軸との間に配置され、かつ、上面又は下面を含む前記第１の電流バー及び上面又は下面を含む前記第２の電流バーを通る同一平面上に配置されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、上記の発明において、前記第１の電流バー及び前記第２の電流バーの間に配置される、前記一対の第１のパターンコイルの一方の巻き中心と前記一対の第２のパターンコイルの一方の巻き中心は、前記垂直平面を通ることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、上記の発明において、前記第１の電流バー及び前記第２の電流バーの間に配置される、前記一対の第１のパターンコイルの一方と前記一対の第２のパターンコイルの一方とは、前記同一平面上に重複配置されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、上記の発明において、前記一対の第１のパターンコイルは前記第１の電流バーに対して対向配置され巻き方向が逆方向であり、前記一対の第２のパターンコイルは前記第２の電流バーに対して対向配置され巻き方向が逆方向であり、前記第１の電流バーと前記第２の電流バーとの間に配置される前記第１のパターンコイル及び前記第２のパターンコイルの巻き方向は同じ方向であることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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