(57)【要約】 【課題】  小型で高感度の電流センサを提供すること。【解決手段】  高透磁率材料の環状コア１と、該環状コアを収納するコアケース２と、前記コアケースに巻き付けられた出力電圧検出用の巻線３と、シールド板４もしくはシールドケース５と、外装ケース６と、前記巻線に接続するリード線３ａと、外装ケースの間隙に充填した絶縁性樹脂７から構成した電流センサにおいて、前記コアケースの蓋または内周面または外周面に飽和磁束密度の高い材料の板４ａを用いたことを特徴とする電流センサ。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高透磁率材料の環状コアと、該環状コアを収納するコアケースと、前記コアケースに巻き付けられた出力電圧検出用の巻線と、シールド板もしくはシールドケースと、外装ケースと、前記巻線に接続するリード線と、外装ケースの間隙に充填した絶縁性樹脂から構成した電流センサにおいて、前記コアケースの蓋または内周面または外周面に飽和磁束密度の高い材料の板を用いたことを特徴とする電流センサ。
【請求項２】
請求項１記載の電流センサにおいて、前記飽和磁束密度の高い材料はケイ素鋼または純鉄の板であることを特徴とする電流センサ。
【請求項３】
請求項１記載の電流センサにおいて、前記高透磁率材料の環状コアはパーマロイの板の積層体、またはパーマロイの板を円形状や方形状に巻いて成形したものであることを特徴とする電流センサ。
【請求項４】
請求項１記載の電流センサにおいて、前記高透磁率材料の環状コアはフェライトの板の積層体であることを特徴とする電流センサ。
【請求項５】
請求項１記載の電流センサにおいて、前記シールド板もしくはシールドケースは飽和磁束密度の高いケイ素鋼、純鉄等の材料を用いていることを特徴とする電流センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流センサに関し、特に漏電遮断機のゼロ相変流器等に用いるのに好適な電流センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電流センサの構造について説明する。図３は、従来の電流センサの断面構造図である。環状コア３１を収納したコアケース３２に巻き付けた出力電圧検出用の巻線３３と、その外側に順次、シールド板３４、シールドケース３５、外装ケース３６があり、外装ケース３６の間隙に充填した絶縁性樹脂３７から構成している。環状コア３１は高透磁率の材料、例えばパーマロイやフェライトの板の積層体であり、かつ、この積層体３１の上部に一層の飽和磁束密度の高い材料、例えばケイ素鋼や純鉄の板３４ａが積層されている。
【０００３】
従来の構造の電流センサは、電流センサ中央の穴に電力線を貫通して電流を流した時に、電力線の先端部で漏電や短絡が発生すると、図３の中でＩｉｎ、Ｉｏｕｔで示した電力線内の入出力電流の平衡が崩れるために、電磁誘導の原理で、コアケース３２に巻き付けた出力電圧検出用の巻線３３に電圧が発生する物である。
【０００４】
従来の構造の電流センサにおいては、電力線に流す電流値を大きくすると、コアの磁気特性が飽和し、出力電圧の誤差が大きくなるという欠点が有り、前述のように環状コアの積層体３１の上部に、一層の飽和磁束密度の高い材料、例えばケイ素鋼や純鉄の板３４ａを積層し、磁気特性の飽和を防止し、出力電圧の誤差が大きくならないようにする必要があった。
【０００５】
近年の電子機器の小型化に伴い、漏電遮断機に対しても小型化の要求が強く、また、微小の漏電電流に対しても出力電圧が得られる高感度化の要求がある。それに伴い電流センサにも小型化、高感度化が求められていた。
【０００６】
電流センサの小型化に関する先行公知文献としては、特許文献１がある。これは零相変流器のテストコイルのみの小型化に関するもので、電流センサの小型化や高感度化の記載は無い。
【０００７】
【特許文献１】実用新案登録第２５２２２５５号  公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電流センサの小型化と高感度化は、お互いに相反する特性の要求であるが、本発明は、電流センサの構成材料、構造を各種検討し、小型で高感度の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】
【０００９】
本発明によれば、高透磁率材料の環状コアと、該環状コアを収納するコアケースと、前記コアケースに巻き付けられた出力電圧検出用の巻線と、シールド板もしくはシールドケースと、外装ケースと、前記巻線に接続するリード線と、外装ケースの間隙に充填した絶縁性樹脂から構成した電流センサにおいて、前記コアケースの蓋または内周面または外周面に飽和磁束密度の高い材料の板を用いたことを特徴とする電流センサが得られる。
【００１０】
また、本発明によれば、前記飽和磁束密度の高い材料はケイ素鋼または純鉄の板であることを特徴し、前記高透磁率材料の環状コアはパーマロイまたはフェライトの板の積層体、またはパーマロイの板を円形状や方形状に巻いて成形したものであることを特徴とし、前記シールド板もしくはシールドケースは飽和磁束密度の高いケイ素鋼または純鉄を用いていることを特徴とする電流センサが得られる。
【発明の効果】
【００１１】
上述したように、従来環状コアの磁気特性の飽和の防止の為に用いていたコア積層体上部の飽和磁束密度の高い材料の板をコアケースの蓋または内周面または外周面とすることで、コア自体の小型化が可能である。また、飽和防止のコア材を高透磁率材料に置換することで、電流センサの高感度化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図１、図２に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の電流センサの断面図である。高透磁率材料の環状コア１をコアケース２に収納し、前記コアケース２に出力電圧検出用の巻線３を巻きつけた物に、シールド板４もしくはシールドケース５を取り付け、外装ケース６に収納して、外装ケース６の間隙に絶縁性樹脂７を充填した構成であり、前記コアケースの蓋に飽和磁束密度の高い材料の板４ａを用いた電流センサである。
【００１４】
図２は、環状コア１とコアケース２の拡大断面図であり、図２（ａ）は蓋を飽和磁束密度の高い材料の板４ａとした図、図２（ｂ）はコアケースの外周面蓋を飽和磁束密度の高い材料の板４ａとした図、図２（ｃ）はコアケースの内周面蓋を飽和磁束密度の高い材料の板４ａとした図をそれぞれ示す。
【００１５】
（実施例１）
環状コアとして７８％Ｎｉパーマロイの外径１０ｍｍ−内径６ｍｍ−厚さ０．３ｍｍの板を２０枚積層体を、この積層体が収納可能な内径寸法で肉厚が０．３ｍｍのプラスチック製のコアケースで蓋が６％Ｓｉ珪素鋼鈑の物に収納し、このコアケースに外径０．１ｍｍの絶縁被覆電線を１０００回巻き回し、この電線の始端と終端を引き出し電線に接続した。更に、巻線上がりのコアケースを純鉄のシールド板で挟みこみ、純鉄のシールドケースに収納し、このシールドケースを外径１５ｍｍ−内径４ｍｍ−高さ１０ｍｍプラスチック製の外装ケースに収納し、外装ケースの内部の間隙にエポキシ系樹脂を充填、硬化して電流センサとした。
【００１６】
（実施例２）
環状コアとしてＭｎ−Ｚｎ系フェライトの外径１０ｍｍ−内径６ｍｍ−厚さ０．３ｍｍの板を２０枚積層体を、この積層体が収納可能な内径寸法で肉厚が０．３ｍｍのプラスチック製のコアケースで蓋が純鉄の物に収納し、このコアケースに外径０．１ｍｍの絶縁被覆電線を１０００回巻き回し、この電線の始端と終端を引き出し電線に接続した。更に、巻線上がりのコアケースを６％Ｓｉ珪素鋼鈑のシールド板で挟みこみ、純鉄のシールドケースに収納し、このシールドケースを外径１５ｍｍ−内径４ｍｍ−高さ１２ｍｍプラスチック製の外装ケースに収納し、外装ケースの内部の間隙にエポキシ系樹脂を充填、硬化して電流センサとした。
【００１７】
前述の実施例１及び実施例２によれば、環状コアの高さを１ｍｍ低くすることが出来るので、従来の電流センサに比べ、高さで１０％の小型化が可能である。また、環状コアの積層体の上部の飽和磁束密度の高い材料を高透磁率材料で置換することで、高透磁率材料の体積を１７％大きくすることが出来、電流センサとして約１５％の感度の向上が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の電流センサの断面図。
【図２】環状コアとコアケースの拡大断面図。図２（ａ）は、蓋を飽和磁束密度の高い材料の板を示す図。図２（ｂ）は、コアケースの外周面蓋を飽和磁束密度の高い材料の板を示す図。図２（ｃ）は、コアケースの内周面蓋を飽和磁束密度の高い材料の板を示す図。
【図３】従来の電流センサの断面構造図。
【符号の説明】
【００１９】
１    環状コア    
２    コアケース
３    出力電圧検出用の巻線
３ａ    引き出し電線
４    シールド板
４ａ    ケースの蓋
５    シールドケース
６    外装ケース
７    絶縁性樹脂
３１    環状コア
３２    コアケース
３３    出力電圧検出用の巻線
３３ａ    引き出し電線
３４    シールド板
３４ａ    飽和磁束密度の高い材料の板
３５    シールドケース
３６    外装ケース
３７    絶縁性樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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