JPH08262063A

JPH08262063A - 直流電流センサー

Info

Publication number: JPH08262063A
Application number: JP7091851A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kawakami; 川上　　誠; Masato Yasuoka; 正登安岡; Shigeru Yamaguchi; 茂山口; Masahiro Suzuki; 正博鈴木
Original assignee: Kandenko Co Ltd; Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Kandenko Co Ltd; Proterial Ltd
Priority date: 1995-03-24
Filing date: 1995-03-24
Publication date: 1996-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】シールドケースの構成を工夫することによっ
て外部磁場の影響による誤差出力の発生を低減し、数ｍ
Ａ程度の微小電流を高精度に検出可能な高感度の直流電
流センサーの提供。【構成】コア部２０内に被検出導線１が貫通配置さ
れ、コア部２０を包囲する第一次シールドケース３０を
設け、第一次シールドケース３０を包囲する第二次シー
ルドケース４０を設け、第一次シールドケース３０と第
二次シールドケース４０の間に所定の磁気的な空隙６０
を形成し、さらに第二次シールドケース４０の内側に銅
板からなる第三次シールドケース５０を貼り付けた構成
により、外部磁場による影響を大幅に低減することがで
き、検出すべき磁場（磁束）が外部磁場（磁束）にくら
べて非常に小さい場合でも、数ｍＡ程度の微小電流を高
精度に検出でき、また、第三次シールドケースによりサ
ージ電流等のパルス性ノイズによる誤動作を防止するこ
とが可能。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、発電所、変電所の直
流制御盤における地絡検知器、電気自動車の駆動回路の
漏電検知器等の他、各種の直流電流を使用する機器に配
設される直流電流センサーの改良に係り、特に、シール
ドケースの構成を工夫することによって外部磁場の影響
による誤差出力の発生を低減し、数ｍＡ程度の微小電流
を高精度に検出可能な高感度の直流電流センサーに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、直流電流センサーとしてはシ
ャント抵抗方式、マグアンプ方式、磁気マルチバイブレ
ータ方式、ホール素子方式等が知られている。しかし、
これらの直流電流センサーは構造が複雑であるばかりで
なく、直流漏電検知器等に要求される微小な電流変化に
対応できる構造とは言い難く、高感度の直流電流センサ
ーとして実用に至っていないのが現状である。

【０００３】本願発明者は、このような現状を鑑み、先
に、構造が比較的簡単であり、微小な電流変化に対して
も優れた検出能力を有する高感度の直流電流センサーと
して、従来の方式とは全く異なる構造からなる種々の直
流電流センサーを提案した（ＥＰ０５７９４６２
Ａ、特開平６−７４９７８号、特開平６−１９４３８
９号、特願平５−２１５０７４号、特願平５−２３４０
７０号）。

【０００４】これらの提案は、環状の軟質磁性材料から
なる検出コアの一部に、該検出コアの周方向に対して交
差接続する環状の軟質磁性材料からなる励磁コアを一体
的に配置する構成を基本構成とし、検出コアの内側に貫
通配置する被検出導線を流れる直流電流によって検出コ
ア内に発生する周方向の磁束に対して、直角方向の磁束
を前記検出コアと励磁コアの交差部において発生させ、
検出コア内に発生する周方向の磁束を周期的に変調する
ことによって、被検出導線を流れる直流電流を検出する
方式のものである。

【０００５】上記の基本構成に基づき、さらに電磁気的
なアンバランスを低減し、ノイズ発生の低減や、Ｓ／Ｎ
比の向上を可能とする構成として図１４、図１５、図１
６に示す直流電流センサーや、すでに配線が完了してい
る導線（被検出導線）を切断することなく容易に取付配
置を可能とする構成として、検出コアを分割可能とした
図１７、図１８に示す直流電流センサーも併せて提案し
ている。

【０００６】図１４に示す直流電流センサーは、軟質磁
性材料からなる一対の筒状体を被検出導線１を貫通配置
する所定の空隙を形成しかつ互いに軸中心線を平行にし
て並列配置してなる励磁コア部４ａ，４ｂと、前記一対
の筒状体の各々開口端隣接部を軟質磁性材料にて接続一
体化し、該接続部と一対の筒状体内側面部とで形成され
る検出コア部２を有する構成からなっている。図中３
ａ，３ｂは一対の検出コイルであり、検出コア部の周方
向の対向位置（図においては筒状体の各々開口端隣接部
を接続一体化する接続部）にトロイダル状に巻回配置し
ている。また、図中５は励磁コイルであり、前記励磁コ
ア部４ａ，４ｂを検出コア部２の周方向に対して直角方
向に励磁可能に検出コア部２の外周に巻回配置されてい
る。

【０００７】このような構成において、被検出導線１に
直流電流Ｉが流れると、検出コア部２内に直流電流Ｉの
方向に対して右回りの磁場が発生し、検出コア部２内に
磁束Φ₀が発生する。この時、励磁コイル５に所定の交
流電流を通電して一対の励磁コア部４ａ，４ｂに周期的
に図中α方向に変化する磁束を発生し、該励磁コア部４
ａ，４ｂを周期的に磁気的に飽和すると、検出コア部２
の周方向の一部であるコア交差部６は比透磁率μが極め
て１に近い所謂実質的な磁気的なギャップとなり、検出
コア部２内の磁束Φ₀をΦ₁にまで減少させる。

【０００８】ここで、励磁コイル５に通電する交流電流
を周波数ｆ₀とし、その電流のピーク値近傍で励磁コア
部４ａ，４ｂが飽和するようにすると、励磁電流１周期
で２回励磁コア部４ａ，４ｂが飽和することとなる。し
たがって、被検出導線１に流れる直流電流Ｉによって検
出コア部２内に発生する磁束Φ₀は、２ｆ₀で変調される
こととなり、上記磁束の変化に伴い周波数２ｆ₀の電圧
Ｖ_DETが検出コイル３ａ，３ｂに発生することとなる。
被検出導線１に流れる直流電流Ｉの向きにかかわらず、
いずれの場合も磁束Φ₀ ∝ 直流電流Ｉ、電圧Ｖ_DET
∝ 磁束Φ₀との関係から電圧Ｖ_DET ∝ 直流電流Ｉと
なり、被検出導線１に流れる直流電流Ｉに比例した起電
力を検出コイル３ａ，３ｂによって検出することが可能
となることから、被検出導線１に流れる直流電流Ｉの絶
対値を知ることができるのである。

【０００９】図１５、図１６、図１７、図１８に示す直
流電流センサーも、以上に説明した図１４に示す直流電
流センサーと同様な作動原理によって被検出導線１に流
れる直流電流Ｉを検出することができる。図１５に示す
直流電流センサーは、一対の励磁コイル５ａ，５ｂを配
置するもので、それぞれ一対の励磁コア部４ａ，４ｂの
外側面部に巻回配置した構成からなり、他の構成は図１
４に示す直流電流センサーと同様である。図１６に示す
直流電流センサーは、一対の励磁コイル５ａ，５ｂを一
対の励磁コア部４ａ，４ｂの内側中央部に形成される励
磁コイル巻回用桟７ａ，７ｂに巻回配置するとともに、
一対の検出コイル３ａ，３ｂを励磁コア部４ａ，４ｂの
各々外周にトロイダル状に巻回配置した構成からなり、
特に、励磁コイル５ａ，５ｂにて発生する磁束が励磁コ
ア部４ａ，４ｂの外部に漏洩することなく、効率的に作
用する効果を有する。

【００１０】図１７に示す直流電流センサーは、図１５
に示す直流電流センサーの検出コイル部２を分割可能と
した構成であり、検出コア部２を励磁コア部４ａ，４ｂ
の接続部にて分割した検出コア部材２ａ，２ｂから構成
するとともに、各々検出コア部材２ａ，２ｂの付き合わ
せ部８ａ，８ｂをＬ字型に形成し、被検出導線１を所定
位置に配置した後、螺子９にて一体化した構成からな
る。この構成において、一対の検出コイル３ａ，３ｂ
（図においては３ａのみを図示する）は前記励磁コア部
４ａ，４ｂの接続部に巻回配置することから、各々検出
コア部材２ａ，２ｂの付き合わせ部８ａ，８ｂ近傍に独
立して巻回する検出コイル３ａ−１，３ａ−２と３ｂ−
１，３ｂ−２（図においては３ａ−１，３ａ−２のみを
図示する）にて構成される。

【００１１】図１８に示す直流電流センサーは、図１６
に示す直流電流センサーの検出コア部２を分割可能とし
た構成であり、検出コア部２の構成以外は図１６に示す
直流電流センサーと同一である。

【００１２】以上に示す以外にも、検出コイル３や励磁
コイル５の配置箇所、検出コア部２の分割箇所および付
き合わせ部構成等に応じて種々の構成が提案される。こ
れらの直流電流センサーによって数ｍＡ程度の微小電流
を高精度に検出することが可能となったが、用途によっ
ては該直流電流センサーに近接配置する電気機器等から
発生される外部磁場の影響を受け易い配置構成となるこ
ともあり、本来的に有する長所を有効に活用するために
は、外部磁場の影響による誤差出力の発生を低減するこ
とが必要であり、例えば、図１９に示すようなパーマロ
イや無方向性ケイ素鋼板等の軟質磁性材料からなるシー
ルドケース１０にて包囲する構成が採用される。すなわ
ち、直流電流センサー（図に示す直流電流センサーは図
１４に示す直流電流センサーに相当する）の外周と内周
に矩形枠状のケース本体部１０ａ，１０ｂを配置し、そ
の後上下ケース蓋部１０ｃ，１０ｄによって包囲する構
成が採用される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】検出コア部を上記のシ
ールドケース等にて包囲することによって、外部磁場が
直流電流センサーを構成する検出コアに混入することを
ある程度まで防ぐことは可能であるが、検出導線を流れ
る検出電流が数ｍＡ程度の微小電流である場合は、検出
導線を流れる検出電流によって発生する磁場は地磁気の
約１／１０００から１／２０００程度であり、外部磁場
の影響を実質的に零にする必要がある。

【００１４】図２０は、外部磁場による誤差出力の発生
メカニズムを説明するの概要説明図である。すなわち、
この図は図１４に示す直流電流センサーの構成に相当す
るもので、特に、励磁コイル５を省略した概要説明図で
ある。被検出導線１に直流電流Ｉが流れると、検出コア
部２内に所定周方向の磁束Φ₀が発生するが、この時、
先に説明したように該磁束Φ₀の発生に基づいて検出コ
ア部２の周方向の対向位置に巻回配置する一対の検出コ
イル３ａ，３ｂに各々起電力Ｖａ，Ｖｂが発生する。一
対の検出コイル３ａ，３ｂはこれらの起電力Ｖａ，Ｖｂ
を合成するように結線され、最終的に合成出力電圧Ｖ
_DET（Ｖ_DET＝Ｖａ＋Ｖｂ）として出力される。

【００１５】一方、外部磁場によって検出コア部２内に
前記磁束Φ₀と同方向（図中左右方向）の磁束Φ_nが発生
すると、上記と同様な作用により一対の検出コイル３
ａ，３ｂに各々起電力Ｖａ’，Ｖｂ’が発生する。通
常、検出コイル３ａ，３ｂ内を通過する磁束Φ_nの向き
は同じ向きとなることから各々起電力Ｖａ’，Ｖｂ’は
互いに打消され、最終的に外部磁場による出力（Ｖａ’
−Ｖｂ’＝０）は零となり出力されない。

【００１６】しかし、実用に際しては、直流電流センサ
ーを構成する各部材の組立精度のバラツキや、外部磁場
の作用状況等によって、外部磁場を要因とする各々検出
コイル３ａ，３ｂに発生する起電力Ｖａ’，Ｖｂ’の差
が完全に零にならない場合が多く、特に、検出すべき磁
場（磁束）が外部磁場（磁束）にくらべて非常に小さい
場合は被検出導線１に流れる直流電流Ｉに基づく出力電
圧Ｖ_DETに対する、外部磁場を要因とする起電力Ｖ
ａ’，Ｖｂ’の差による誤差出力の値が同程度以上とな
り、たとえ図１９に示すようなシールドケースを配置し
たとしても、本来検出しようとする被検出導線１に流れ
る微小電流を高精度に検出することが不可能になってし
まう。

【００１７】この発明は、このような問題点を解決する
ことを目的に提案するものであり、特に、シールドケー
スの構成を工夫することによって外部磁場の影響による
誤差出力の発生を低減し、数ｍＡ程度の微小電流を高精
度に検出可能な高感度の直流電流センサーの提供を目的
とするものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この発明は、以上に説明
した目的を達成するために、シールドケースの構成を種
々検討した結果、軟質磁性材料からなるシールドケース
を磁気的な空隙を形成してなる２層構造とすることによ
って目的が達成できることを知見し、発明を完成したも
のである。

【００１９】すなわち、この発明は、軟質磁性材料から
なる一対の筒状体を被検出導線を貫通配置する所定の空
隙を形成しかつ互いに軸中心線を平行にして並列配置し
てなる励磁コア部と、前記一対の筒状体の各々開口端隣
接部を軟質磁性材料にて接続一体化し、該接続部と一対
の筒状体内側面部とで形成される検出コア部と、前記励
磁コア部を検出コア部の周方向に対して直角方向に励磁
可能に巻回配置する励磁コイルと、前記検出コア部の周
方向の対向位置にトロイダル状に巻回配置する少なくと
も一対の検出コイルとを有し、これらの外周部を軟質磁
性材料からなるシールドケースにて包囲する直流電流セ
ンサーにおいて、前記シールドケースが２層構造からな
り、内側の第一次シールドケースと外側の第二次シール
ドケースとの間に磁気的な空隙を形成したことを特徴と
する直流電流センサーである。

【００２０】また、上記の構成において検出コア部が分
割可能な構成であることを特徴とする直流電流センサー
を併せて提案し、さらにいずれの構成においても、軟質
磁性材料からなる第一次シールドケースと第二次シール
ドケースの間、第一次シールドケースの内側、第二次シ
ールドケースの外側の少なくともいずれか一ヵ所に非磁
性の良導電性材料からなる第三次シールドケースを配置
したことを特徴とする直流電流センサーを提案するもの
である。

【００２１】この発明において、励磁コア部および検出
コア部を形成する軟質磁性材料としては、パーマロイ、
ケイ素鋼板、アモルファス、電磁軟鉄、ソフトフェライ
ト等の公知の軟質磁性材料を単独で、あるいは組み合わ
せて使用することができ、要求される磁気特性や加工性
等を考慮して選定することが望ましい。

【００２２】また、第一次シールドケースと第二次シー
ルドケースを形成する軟質磁性材料としてはパーマロ
イ、無方向性ケイ素鋼板等が有効であり、これらのシー
ルドケースを互い接触することなく所定の空隙を形成し
て配置することが必要である。特に、互いのシールドケ
ース間に合成樹脂等の非磁性材を介在させることによっ
て磁気的な空隙を形成することも有効である。このよう
にして形成される磁気的な空隙寸法は、要求されるシー
ルド効果やシールドケースの大きさ等を考慮して選定さ
れるが、２ｍｍ〜１０ｍｍ程度が有効である。また、第
一次シールドケースと第二次シールドケースの各々の厚
さもシールド効果や加工性等を考慮して選定されるが、
０．２ｍｍ〜１ｍｍ程度が有効であり、互いのシールド
ケースの厚さを同程度とするか第二次シールドケースの
厚さのほうを厚くするのが望ましい。

【００２３】さらに、第三次シールドケースを形成する
非磁性の良導電性材料としては、導電性特性、加工性、
価格等の点からして厚さ０．１ｍｍ〜１０ｍｍ程度の銅
やアルミニウムの使用が効果的である。この第三次シー
ルドケースはサージ電流等のパルス性ノイズによる誤動
作を防止することを目的に配置するが、非磁性であるこ
とから前記の第一次シールドケースと第二次シールドケ
ース間に配置することで磁気的な空隙の一部を形成する
役割をも有する。

【００２４】この発明の直流電流センサーにおいて、検
出コア部の周方向の対向位置にトロイダル状に巻回配置
する少なくとも一対の検出コイルとは、直流電流センサ
ーの全体的な構成が電磁気的なバランスを考慮して被検
出導線に対して対称となるよう構成されていることか
ら、複数対の検出コイルが検出コア部の周方向の複数箇
所に巻回配置される場合でも、互いに電磁気的なバラン
スを維持するように被検出導線に対して対称となるよう
な対向位置に巻回配置する構成を示している。

【００２５】

【作用】この発明の直流電流センサーの作用を図１から
図５に示す一実施例によって詳細に説明する。図１は直
流電流センサーの全体の概要を示す縦断面説明図であ
り、図２は図１の正面部分断面説明図である。図３は第
一次シールドケースの構成部材を示す分解斜視説明図、
図４は第一次シールドケースの全体の概要を示す斜視説
明図、図５は内側に第三次シールドケースを配置した構
成からなる第二次シールドケースの全体の概要を示す斜
視説明図である。

【００２６】図１および図２に示すこの発明の直流電流
センサーは、平衡電流（往復電流）の差分電流を検知す
る構成からなるもので、コア部２０内に２本の被検出導
線１ａ，１ｂが貫通配置されている。コア部２０の構成
としては、図１４から図１８に示すいずれの構成のもの
でも同様なシールド効果を得ることができる。図中３０
はコア部２０を包囲する第一次シールドケースであり、
４０は第一次シールドケース３０を包囲する第二次シー
ルドケースであり、さらに５０は第二次シールドケース
４０の内側に貼り付けられた第三次シールドケースであ
る。なお、６０は第一次シールドケース３０と第二次シ
ールドケース４０との間に形成される空隙部である。

【００２７】第一次シールドケース３０は、図３および
図４に示すようにパーマロイ板を断面コ字型に曲げ加工
した本体部３１の両端部に、パーマロイ板をプレス打ち
抜き加工した被検出導線貫通用窓部を形成する切り欠き
部３２を有する端面部３３ａ，３３ｂを接合部において
磁気的なギャップが形成されないようにスポット溶接に
て一体化した一対の箱部３０ａ，３０ｂからなってい
る。

【００２８】すなわち、励磁コア部の軸中心線と平行方
向（図中矢印イ方向）に外部磁場が発生した場合、シー
ルドケース３０に励磁コア部の軸中心線に対して直角方
向に電気的なギャップが形成されると、このギャップ部
が磁気抵抗となり励磁コア部の軸中心線の方向に漏洩磁
束が発生し、検出コイルに該漏洩磁束による起電力が発
生して誤差出力を招き易いため、上述のように本体部３
１と端面部３３ａ，３３ｂが磁気的なギャップを形成し
ないようスポット溶接にて一体化されている。

【００２９】第二次シールドケース４０は、図５に示す
ように、第一次シールドケース３０と同様にパーマロイ
板を断面コ字型に曲げ加工した本体部４１の両端部に、
パーマロイ板をプレス打ち抜き加工した被検出導線貫通
用窓部を形成する切り欠き部４２を有する端面部４３
ａ，４３ｂを接合部において磁気的なギャップが形成さ
れないようにスポット溶接にて一体化した構成からなっ
ている。

【００３０】また、第二次シールドケース４０は、第一
次シールドケース３０と同様に一対の箱部にて第一次シ
ールドケース３０全体を包囲する構成としても良いが、
図示のように一方端が開放されたものであっても、前記
第一次シールドケース３０を構成する一対の箱部３０
ａ，３０ｂの当接部からの外部磁束の侵入を防ぐ構成で
あればこの発明の目的を達成することができる。なお、
図５に示す第二次シールドケース４０は、その内側に銅
板からなる第三次シールドケース５０を貼り付けた構造
を示しているが、予め所定厚さからなるパーマロイ板と
銅板とを圧接したクラッド板に前記加工を施すことによ
って容易に作成することができる。

【００３１】以上に示すように、この発明の直流電流セ
ンサーは、加工性の良いパーマロイ板等を用いて第一次
シールドケース３０および第二次シールドケース４０を
作成し、これらシールドケース３０，４０を所定の磁気
的な空隙６０を形成して配置した所謂２層構造のシール
ドケースにてコア部２０を包囲することで、コア部２０
に作用する外部磁場（磁束）の影響を実質的に零とする
ことによって、検出すべき磁場（磁束）が外部磁場（磁
束）にくらべて非常に小さい場合でも、誤差出力の発生
を低減し、数ｍＡ程度の微小電流を高精度に検出可能と
したのである。さらに、銅板等からなる第三次シールド
ケース５０を配置することによって、サージ電流等のパ
ルス性ノイズによる誤動作を防止することが可能とな
り、一層の精度向上を実現することができる。

【００３２】図６から図１３はこの発明の直流電流セン
サーを構成するシールドケースの種々実施例を示す縦断
面説明図である。なお、これらのシールドケース内に配
置されるコア部２０については、図示を省略する。図６
の構成は図４および図５に示したシールドケースと同一
構成を示すもので、一対の箱部３０ａ，３０ｂからなる
第一次シールドケース３０を内側に第三次シールドケー
ス５０を貼り付けた一方端が開放された第二次シールド
ケース４０にて包囲した構成である。

【００３３】図７の構成は、第三次シールドケース５０
を配置せず、一対の箱部３０ａ，３０ｂからなる第一次
シールドケース３０を一方端が開放された第二次シール
ドケース４０にて包囲した構成である。図８の構成は、
一対の箱部３０ａ，３０ｂからなる第一次シールドケー
ス３０を一対の箱部４０ａ，４０ｂからなる第二次シー
ルドケース４０にて包囲した構成であり、特に、箱部３
０ａ，３０ｂの当接部と箱部４０ａ，４０ｂの当接部が
同一位置にならないように配慮し、第一次シールドケー
ス３０内に外部磁束が侵入しないようにした工夫した構
成である。

【００３４】図９から図１２は第三次シールドケース５
０の配置箇所を示すもので、図６に示す第二次シールド
ケース４０の内側面に貼り付ける構成以外に、第一次シ
ールドケース３０の外側面（図９）、第二次シールドケ
ース４０の外側面（図１０）、第一次シールドケース３
０の内側面（図１１）、あるいは第一次シールドケース
３０と第二次シールドケース４０の空隙内（図１２）等
に配置することによって、図６に示す構成と同様にサー
ジ電流等のパルス性ノイズによる誤動作を防止すること
が可能となる。さらに、第一次シールドケース３０の内
側面および外側面、第二次シールドケース４０の内側面
および外側面に配置する構成等も可能であるが、要求さ
れる電気特性や加工性等を考慮して第三次シールドケー
ス５０の配置形態を選定することが望ましい。

【００３５】図１３に示す構成は、コア部２０（図示せ
ず）の外周側だけでなく、被検出導線が貫通配置するコ
ア部２０内周側にも筒状の第四次シールドケース７０を
配置する構成を示すもので、該第四次シールドケース７
０の配置によって平衡電流（往復電流）特性を向上させ
る効果を得ることができる。以上に示すいずれの構成に
おいても、第一次シールドケース３０と第二次シールド
ケース４０とが接触しないように所定の磁気的な空隙６
０を形成することが必要であり、これらの構成からなる
シールドケースを使用することによって、外部磁場の影
響を実質的に零とし、数ｍＡ程度の微小電流を高精度に
検出することが可能となった。

【００３６】

【実施例】

実施例１この発明の直流電流センサーとして、図１および図２に
示す直流電流センサーを作成した。なお、コア部２０、
第一次シールドケース３０、第二次シールドケース４０
ともに７８Ｎｉ−３．５Ｃｕ−４．５Ｍｏ−Ｆｅ（ｂａ
ｌｌ）なるパーマロイ板を使用して加工し、その後、所
定の熱処理を施して目的とする軟磁気特性を得た。コア
部２０には、厚さ０．３ｍｍのパーマロイ板を使用し図
１７に示す検出コア部２が分割可能な構成のものを採用
した。なお、全体の寸法は幅（励磁コア部の軸中心線方
向の寸法は（Ｗ₀）２０ｍｍ×長さ（Ｌ₀）１０ｍｍ×高
さ（Ｈ₀）２０ｍｍであった。

【００３７】第一次シールドケース３０には、厚さ０．
３５ｍｍのパーマロイ板を使用し図４に示す構成のもの
を採用した。なお、全体の寸法は幅（Ｗ₁）３５ｍｍ×
長さ（Ｌ₁）１５ｍｍ×高さ（Ｈ₁）３０ｍｍであった。
第二次シールドケース４０には、厚さ０．６ｍｍのパー
マロイ板を使用し、内側に厚さ０．１ｍｍの銅板を貼り
付けた図５に示す構成のものを採用した。なお、全体の
寸法は幅（Ｗ₂）４５ｍｍ×長さ（Ｌ₂）４０ｍｍ×高さ
（Ｈ₂）４０ｍｍであった。第一次シールドケース３０
と第二次シールドケース４０とは、互いの長さ方向にお
いて２ｍｍ〜１０ｍｍ程度の空隙を形成するようにし
て、また、幅方向においても５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の空
隙を形成するようにして非接触状態にて配置固定した。

【００３８】このようにして作成したこの発明の直流電
流センサーの感度を、被検出導線への貫通電流が２ｍＡ
のときに出力電圧が２Ｖになるように調整した後、先端
の磁束密度が５００Ｇ（ガウス）のマグネットドライバ
ーを、前記コア部２０から約１０ｍｍの位置に近付たと
きに誤差出力が０．５Ｖ発生したことを確認した。さら
に、上記の第二次シールドケース４０を使用しない場
合、第一次シールドケース３０と第二次シールドケース
４０ともに使用しない場合において同様な実験を行った
ところ、誤差出力がそれぞれ２．５Ｖ程度、５Ｖ程度発
生することが確認できた。

【００３９】

【発明の効果】上記の実施例からも明らかなように、こ
の発明の直流電流センサーにおいては、第一次シールド
ケースと第二次シールドケースからなる２層構造のシー
ルドケースを使用することによって、外部磁場による影
響を大幅に低減することができ、結果として、検出すべ
き磁場（磁束）が外部磁場（磁束）にくらべて非常に小
さい場合でも、数ｍＡ程度の微小電流を高精度に検出す
ることが可能となった。また、銅板等からなる第三次シ
ールドケースを所定位置に配置することによって、サー
ジ電流等のパルス性ノイズによる誤動作を防止すること
が可能となり、一層の精度向上を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例である直流電流センサーの
全体の概要を示す縦断面説明図である。

【図２】図１の正面部分断面説明図である。

【図３】第一次シールドケースの構成部材を示す分解斜
視説明図である。

【図４】第一次シールドケースの全体の概要を示す斜視
説明図である。

【図５】内側に第三次シールドケースを配置した構成か
らなる第二次シールドケースの全体の概要を示す斜視説
明図である。

【図６】この発明の直流電流センサーを構成するシール
ドケースの一実施例を示す縦断面説明図である。

【図７】この発明の直流電流センサーを構成するシール
ドケースの一実施例を示す縦断面説明図である。

【図８】この発明の直流電流センサーを構成するシール
ドケースの一実施例を示す縦断面説明図である。

【図９】この発明の直流電流センサーを構成するシール
ドケースの一実施例を示す縦断面説明図である。

【図１０】この発明の直流電流センサーを構成するシー
ルドケースの一実施例を示す縦断面説明図である。

【図１１】この発明の直流電流センサーを構成するシー
ルドケースの一実施例を示す縦断面説明図である。

【図１２】この発明の直流電流センサーを構成するシー
ルドケースの一実施例を示す縦断面説明図である。

【図１３】この発明の直流電流センサーを構成するシー
ルドケースの一実施例を示す縦断面説明図である。

【図１４】先に提案された直流電流センサーのコア部の
構成の一例を示す斜視説明図である。

【図１５】先に提案された直流電流センサーのコア部の
構成の一例を示す斜視説明図である。

【図１６】先に提案された直流電流センサーのコア部の
構成の一例を示す斜視説明図である。

【図１７】先に提案された直流電流センサーのコア部の
構成の一例を示す斜視説明図である。

【図１８】先に提案された直流電流センサーのコア部の
構成の一例を示す斜視説明図である。

【図１９】先に提案されたシールドケースを配置した直
流電流センサーの分解斜視説明図である。

【図２０】直流電流センサーを構成するコア部への外部
磁場（磁束）の影響を説明する縦部分の断面説明図であ
る。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ被検出導線２検出コア部２ａ，２ｂ検出コア部材３ａ，３ｂ，３ａ−１，３ａ−２，検出コイル４ａ，４ｂ励磁コア部５励磁コイル６コア交差部７ａ，７ｂ励磁コイル巻回用桟８ａ，８ｂ付き合わせ部９螺子１０シールドケース１０ａ，１０ｂケース本体部１０ｃ，１０ｄケース蓋部２０コア部３０第一次シールドケース３０ａ，３０ｂ箱部３１本体部３２切り欠き部３３ａ，３３ｂ端面部４０第二次シールドケース４０ａ，４０ｂ箱部４１本体部４２切り欠き部４３ａ，４３ｂ端面部５０第三次シールドケース６０空隙部７０第四次シールドケース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山口茂大阪府吹田市南吹田２丁目19−１住友特殊金属株式会社吹田製作所内 (72)発明者鈴木正博東京都港区芝浦４丁目８番33号株式会社関電工内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軟質磁性材料からなる一対の筒状体を被
検出導線を貫通配置する所定の空隙を形成しかつ互いに
軸中心線を平行にして並列配置してなる励磁コア部と、
前記一対の筒状体の各々開口端隣接部を軟質磁性材料に
て接続一体化し、該接続部と一対の筒状体内側面部とで
形成される検出コア部と、前記励磁コア部を検出コア部
の周方向に対して直角方向に励磁可能に巻回配置する励
磁コイルと、前記検出コア部の周方向の対向位置にトロ
イダル状に巻回配置する少なくとも一対の検出コイルと
を有し、これらの外周部を軟質磁性材料からなるシール
ドケースにて包囲する直流電流センサーにおいて、前記
シールドケースが２層構造からなり、内側の第一次シー
ルドケースと外側の第二次シールドケースとの間に磁気
的な空隙を形成したことを特徴とする直流電流センサ
ー。
【請求項２】検出コア部が分割可能な構成であること
を特徴とする請求項１の直流電流センサー。
【請求項３】軟質磁性材料からなる第一次シールドケ
ースと第二次シールドケースの間、第一次シールドケー
スの内側、第二次シールドケースの外側の少なくともい
ずれか一ヵ所に非磁性の良導電性材料からなる第三次シ
ールドケースを配置したことを特徴とする請求項１また
は請求項２の直流電流センサー。