JPH0254175A - 磁束発生源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は電流センサ特にリードスイッチを用いた電流セ
ンサに係る。

〈従来の技術〉 永久磁石の残留磁束密度はある温度係数（例えば、フェ
ライト磁石−０，１９％／’Ｃ）を持ち、可逆的に変化
することはよく知られている。

よっである使用温度範囲において、残留磁束密度は温度
係数により変化しうる磁束密度のまま。

永久磁石からなる磁気回路が構成されていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 従来の永久磁石、又は永久磁石を用いた磁気回路では、
ある温度変化に対しである係数により永久磁石の磁束密
度が変化するために磁気回路の特性、又は機能の劣下（
変化）が生ずる。例えば第９図に示すように永久磁石に
おいである任意の地点Ｐでは第１０図に示すように温度
上昇とともに磁束密度Φ３ｏが減少する。仮シに永久磁
石がフェライト磁石であれば−０，１９％／℃の温度係
数（Δβｄ／βｄ）により使用温度範囲一１０℃〜９０
’Ｃであれば１９％の磁束密度の変化がある。

よって通常は、ある使用温度範囲に対して磁束密度の変
化を考慮（あるいは無視）して設計マージンを大きくす
るか、あるいは、温度測定を行い。

磁気回路特性の変化を補正する。ようにフィードバック
回路等を設けた信号処理が必要となる。

よって以上述べたように、温度変化に対する磁気回路特
性の変化を、そのままにして温度特性の悪い磁気回路の
まま設計を行うか、フィードバック回路等の信号処理を
付加しなければならず、精度、コスト上が問題となって
いる。

く課題を解決するための手段〉 本発明の目的は、上述の欠点を除去するために。

永久磁石の磁極もしくは磁極の近傍に、ある特性の飽和
磁束密度温度係数をもつ軟磁性体あるいは。

ある特定の磁束密度係数をもつ永久磁石を配置すること
により、永久磁石から発せられる磁束（磁束密度）をあ
る任意の温度係数例え−ば一定値、負特性、正特性をも
つ永久磁石もしくは永久磁石からなる磁束発生源を提供
するものである。

く作用〉 上記のように構成された永久磁石、または永久磁石から
なる磁束発生源においては、ある磁気回路のある任意地
点あるいは、地域においてあらかじめ期待されるべき磁
束（磁束密度）より大きい磁束密度を有する永久磁石を
設置する。

永久磁石の磁束密度は２通常温度に対して負特性を示す
が永久磁石の磁極、あるいは磁極近傍に配置されたある
特定の飽和磁束密度温度係数をもつ軟磁性体により永久
磁石より発せられる磁束の一部を吸収し、その吸収量が
温度に対して変化（飽和磁束密度が温度て対し２通常負
特性を示す。

例えば、　Ｍｎ　−Ｚｎ系ソフトフェライトでは一０１
係〜−０，６％／℃　０℃−１００℃間）するだめに。

永久磁石からの軟磁性体の磁束の室温レベルでの吸収量
、および吸収量の温度変化量をある特定の値にすること
により、磁気回路でのある磁束密度（特性値）を温度変
化に対して任意の係数（例えば、一定値、負特性、正特
性）にすることが可能となる。

また、永久磁石の磁極、又は、近傍に、別のある特定の
温度係数をもつ永久磁石を配置することにより、永久磁
石からの磁束は、ある温度変化に対して、負特性を示す
が、ある特定の磁束密度係数をもつ別の永久磁石を永久
磁束の磁束と逆向きに配向すると、磁気回路において、
ある任意の地点における磁束密度は、２つの永久磁石か
らの差で表わされ、たがいに温度係数が異なるため、見
かけ上、ある地点の磁束密度は温度に対して正特性、負
特性、一定値となることが可能である。

〈実施例〉 以下に本発明による実施例を図面により説明する。

第１図ａには、長方体からなシ長さ方向に着磁されてい
る永久磁石１．この永久磁石１の磁極面を覆うようにコ
の字型の軟磁性体２が配置されている。この永久磁石１
より流出する磁束Φ１は、第１図（ｂ）に示すように軟
磁性体２によって吸収される磁束をΦ２．Ａ点に流れる
磁束をΦ３．その他を流れる磁束をΦ４とする。ここで
Φ１は、軟磁性体２が飽和されるように充分な磁束（密
度）とすると、軟磁性体２のΦ２は、飽和磁束密度迄吸
収されているものとする。従って Φ１＝Φ２＋Φ３＋Φ４・・・（１）の関係が成シたつ
。

ここで、温度に対するＡ点を流れる磁束Φ３の変化を第
２図により説明すると、温度が上昇するとΦ１は、永久
磁石１の温度係数αの関数となシその温度変化に相当し
た分だけ減少しくΦ１×α×ｔとする）、又、軟磁性体
における飽和磁束密度は、ある温度係数により温度変化
することは知られており例えばＭｎ　−Ｚｎ系フェライ
トでは−０，１チ〜−０，６％／’Ｃ程度であシ、軟磁
性体２に流入する磁束Φ２は、温度上昇とともに飽和磁
束密度は減少し、従って、Φ２も減少する。ここで、軟
磁性体の飽和磁束密度源゛度係数をβとすると、温度変
化に対応する変化分をΦ２×β×ｔとする。又、α、β
ともに係数は、負の値である。

よって以上を、（１）に導入すると。

Φ、＋αｔΦ、＝Φ２＋βもΦ２＋Φ３＋Φ４Φ１＋α
ｔΦ１−（Φ２＋βｔΦ２）＝Φ、＋Φ４　　　　・・
・（２）となる。ここでΦ３に流入する磁束とΦ４に流
入する磁束の比は温度によって影響は受けない。よって
左辺部のみ温度の影響がある。つぎにαΦ１＝βΦ２と
なる様にα、β、Φ１　Φ２を選択すると温度に対して
Ａ点における磁束Φ３は変化せず第２図（ａ）に示す如
く一定となシ、また。αΦ、〉βΦ２となる様に選択す
ると第２図（ｂｌのようにΦ３は正特性となり。

またαΦ、〈βΦ２となる様に選択すると第２図（ｃ）
のように負特性となることは２式（２）より明らかであ
る。

つぎに、第３図、第４図に他の形状の永久磁石。

あるいは２着磁された磁性材材と、軟磁性体の形状およ
び位置関係を示す。

つぎに上記で説明された軟磁性体と永久磁石からなる磁
束発生源を利用した電流センサを第５図について説明す
る。リードスイッチ１０の外周には永久磁石１１が配置
されリードスイッチ１の接点部１３に永久８石１１から
の磁束が流入し、接点が閉成されている。まだ永久磁石
１１の磁極面にはコの字型からなるある特定の飽和磁束
密度温度係数をもつ軟磁性体１２が固設され、その外周
にはコイル１４が固設されている。

ここで第６図に示すように、リードスイッチ１０の開離
状態となυうる磁束をΦ。とし、又永久磁石１１からの
接点１３に流入する磁束をΦつ、Φ９と逆方向な磁界（
磁束）を発生させるコイル１４に流す電流ＩＫよる磁束
をΦ１とする。つぎに、リードスイッチ１の接点部１３
に流れる磁束Φ□はΦ□＝Φ□＋Φ１で表わされ、電流
工が変化することによりΦ１は変化し、Φ８も同様に変
化する。つぎに。

電流Ｉが増加するにつれてΦ□がΦ。より小になったと
きリードスイッチ１０の接点は開離状態となり、ある任
意の電流値を検出する。

しかしながら上記で述べた電流の検出においては、リー
ドスイッチ１の接点部１３に流入する永久磁石からの磁
束Φ８が温度により変化すると、検出すべき電流値が変
化するが、上記では、Φ４が温度に対し一定となるよう
にある特定の飽和磁束密度温度係数をもつ軟磁性体１２
を配置することにより、解消している。

つぎに第７図に示すように永久磁石２１とある特定の磁
束密度温度係数をもつ永久磁石２２を。

永久磁石２１の磁束と逆向きとなるように隣接すると、
ある任意の地点Ａ点における磁束（密度）Φ２ｏは、Φ
２０”Φ２１＋Φ２２・・・（３）と表わされる。ここ
で、永久磁石２１よＩ）Ａ点に流入する磁束をΦ２１゜
永久磁石２２よりＡ点に流入する磁束をΦ２２とする。

つぎにΦ２１〉Φ２２　　と仮定し、永久磁石２１の磁
束密度係数をα、永久磁石２２のｓ束密度係数をβとす
ると、（３）式は温度に対してΦ２０”Φ２．＋α中Φ
２１＋Φ２２＋β・Ｌ・Φ２゜・・・（４ンと表わされ
る。ここで。

Φ２□は、逆方向の磁束とする。

よって例えば。

αΦ２１〉βΦ２□のとき、Φ２ｏは、温度に対し正特
性を示し。

（第８図ａ）に図示） ■２１＝βΦ２□　　　　　　　　　　　　　一定とな
り（ｂ）） ＣｔｔＤ２．＜βΦ２２　　　　　　　　　　　　　負
特性と麦る（Ｃ）） ことは２式（４）より明らかである。

〈発明の効果〉 以上述べてきたように本発明によれば、永久磁石の磁極
、あるいは近傍に軟磁性体、あるいは永久磁石を配置す
ることにより従来の永久磁石の温度に対する負特性を、
任意の正特性値、一定値。

負特性値となることが可能な永久磁石あるいは。

永久磁石からなる磁束発生源を提供できうるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ）は２本発明による永久磁石と軟磁性体からな
る磁束発生源の料視図 第１図ｂ）は２本発明による永久磁石と軟磁性体からな
る磁束発生源の構成図 第２図ａ）、ｂ）、ｃ）は２本発明による永久磁石と軟
磁性体からなる磁束発生源の磁束と温度の関係図第３図
、第４図は２本発明による永久磁石と軟磁性体からなる
磁束発生源の他の磁気回路の実施例 第５図は２本発明による永久磁石と軟磁性体からなる磁
束発生源からなる電流センサの構成図第６図は、電流セ
ンサの磁束の関係図 第７図は９本発明による２ケの永久磁石からなる磁束発
生源の構成図 第８図は９本発明による２ケの永久磁石からなる磁束発
生源の磁束と温度の関係図 第９図は、従来の永久磁石からなる磁束発生源の構成図 第１０図は、従来の永久磁石からなる磁束発生源の磁束
と温度の関係図 第５図 第１図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）ある所定の機能特性を有する磁気回路を構成するた
   めに用いられている、永久磁石あるいは永久磁石からな
   る磁束発生源において、該永久磁石の磁極もしくは磁極
   の近傍にある特定の飽和磁束密度温度係数をもつ軟磁性
   体、あるいはある特定の磁束密度温度係数をもつ永久磁
   石を配置することにより、永久磁石もしくは永久磁石か
   らなる磁束発生源より流出する磁束量（磁束密度）が、
   温度に対して任意の正特性値、負特性値、もしくは一定
   値となりうる温度特性（係数）を持つことを特徴とする
   永久磁石、あるいは永久磁石からなる磁束発生源。