CN101562073B

CN101562073B - 电流传感器

Info

Publication number: CN101562073B
Application number: CN2008101787625A
Authority: CN
Inventors: 西浦龙一; 牧田阳; 西沢博志; 吉田忠广; 金太炫
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-04-16
Filing date: 2008-11-26
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2028-11-26
Also published as: US7633287B2; JP4959622B2; CN101562073A; JP2009260006A; US20090261813A1; HK1135230A1

Abstract

本发明提供一种电流传感器。在初级导体(5)所贯通的芯部(1)的圆周方向交替配置多个磁性体部(3)以及非磁性体部(4)而进行分割。在包括卷绕在芯部(1)上的次级绕组(2)的各导体(2a)的剖面的芯部(1)的各芯部截面与上述磁性体部以及上述非磁性体部交差，且上述芯部截面中的上述磁性体部的磁性体部截面面积与上述非磁性体部的非磁性体部截面面积之比在各芯部截面相同这样的条件下，将上述导体卷绕在上述芯部上。进而，芯部(1)具有多个分割芯部，各分割芯部中的上述磁性体部截面面积与上述非磁性体部截面面积之比不同。

Description

电流传感器

技术领域

本发明涉及测定在初级导体中流过的电流的电流传感器。

背景技术

在测定大电流时，由于使该电流直接流入电流表是很危险的，所以采用电流传感器，即：通过使用变流器(CT)来降低初级电流，并将其输出到次级侧，从而测定电流。上述变流器是利用了交流特性的元件，具有从在芯部(铁心)上卷绕导体而形成的线圈中读取次级电流的结构。

然而，即使在上述电流传感器中也会发生如下的情况：当进行大电流测量时，在上述芯部上产生的磁通达到饱和而不能正确地进行电流测量。于是，为了可以进行正确的电流测量，设法抑制上述芯部内的磁饱和，以往例如提出有如下这样的方法：通过增大芯部的截面面积、或者将CT输出(次级绕组)反馈到三级绕组来减小芯部内的磁通密度(例如，专利文献1)。

另外，在如电抗器等芯部内的磁通密度的均匀性不成为问题的情况下，作为减少芯部内的磁通的对策，提出有将芯部分割并针对各分割芯部采用隔着空隙连接的结构的方法(例如，专利文献2)。

进而，还提出有通过在磁芯中使用磁性体粉末和非磁性体粉末的混合物来缓和磁芯的相对磁导率的饱和的方法(例如，专利文献3)。

专利文献1：日本特开2004-153222号公报(第0006～0008段、图1)

专利文献2：日本特开2004-95935号公报(第0011～0013段、图1)

专利文献3：日本特开2006-024844号公报(第0075～0080段、图1、图2(a))

如上所述，在以往的电流传感器中，当进行大电流测量时，为了抑制芯部内的磁通饱和，需要另外设置反馈电路，存在装置结构增大这样的问题。另外，作为抑制芯部内的磁通饱和的方法，还有如上述那样增大芯部截面面积的方法，但存在芯部形状大型化、还是不能构成小型的电流传感器这样的问题。

而且，作为抑制磁通饱和的对策，有如上述那样分割芯部的方法，但在分割处的间隙部分磁阻极高，从而发生漏磁通，其结果，在芯部整周的磁通密度的均匀性降低。因此，存在作为电流传感器的测定精度降低这样的问题。

另外，在上述专利文献3公开的通过在磁芯中使用磁性体粉末和非磁性体粉末的混合物来缓和磁芯的相对磁导率的饱和的方法中，针对磁场的相对磁导率发生变化，所以存在当将上述磁芯应用于电流传感器时灵敏度发生变化这样的问题。

发明内容

本发明是为了解决如上述这样的问题而完成的，其目的在于提供一种不需要设置反馈回路就可以维持测定精度且可以用比以往小型的芯部进行大电流测量的电流传感器。

为了实现上述目的，本发明如以下那样构成。

即，本发明的一个实施方式的电流传感器具备：在中央部具有贯通部、将由流过贯通上述中心部而配置的初级导体的初级电流发生的磁通集磁的芯部；和对上述芯部的躯体部环形卷绕、检测上述芯部内的磁通变化的次级绕组，根据上述次级绕组的输出测定上述初级电流，其特征在于，上述芯部具备在该芯部的圆周方向分割该芯部的由磁性体构成的多个磁性体部、和由非磁性体构成的在上述圆周方向分割该芯部的多个非磁性体部，在该芯部的整周交替配置上述磁性体部和上述非磁性体部而形成，上述次级绕组是在沿着构成该次级绕组的各导体的延伸方向的包括各导体的剖面的上述芯部中的剖面即各芯部截面与上述磁性体部以及上述非磁性体部交差、且上述芯部截面中的上述磁性体部的磁性体部截面面积与上述非磁性体部的非磁性体部截面面积之比在各芯部截面相同这样的条件下，将上述导体卷绕在上述芯部的躯体部而形成的。

根据本发明的一个实施方式的电流传感器，芯部具有磁性体部以及非磁性体部，利用这些磁性体部以及非磁性体部在该芯部圆周方向将该芯部分割为多个。根据该结构，在非磁性体部的磁阻非常大，所以使通过芯部内的磁通降低，可以抑制芯部内的磁通饱和。因此，不需要设置反馈回路，而且，可以使用与以往相同尺寸的芯部进行更大电流的测量。换言之，可以使用比以往小型的芯部进行大电流测量。

另一方面，在无任何条件而简单地分割芯部的电流传感器中，从分割截面产生漏磁通，芯部整周的磁通密度的均匀性受损，所以电流测定精度降低。与其相对，根据上述一个实施方式的电流传感器，进而在沿着构成次级绕组的各导体的延伸方向的包括各导体的剖面的各芯部截面与上述磁性体部以及上述非磁性体部交差、且上述芯部截面中的上述磁性体部的磁性体部截面面积与上述非磁性体部的非磁性体部截面面积之比在各芯部截面相同这样的条件下，将上述导体卷绕在上述芯部上。因此，可以使作为检测部的各导体中的上述芯部截面内的磁通密度均匀化，可以抑制由于分割芯部而引起的测定精度降低，不会降低作为电流传感器的测定精度。因此，可以维持电流测定精度，并且用小型芯部的电流传感器进行大电流测定。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的电流传感器的俯视图。

图2是构成图1所示的电流传感器的芯部的立体图。

图3是图1所示的A-A’线的剖视图。

图4A是表示图1所示的电流传感器中的磁通分布影像的图。

图4B是表示图1所示的电流传感器中的磁通分布影像的图。

图5是表示图1所示的电流传感器的一个变形例的俯视图。

图6是表示图1所示的电流传感器的其他变形例的俯视图。

图7是表示针对构成图1所示的电流传感器的芯部的磁性体部使用磁性体薄片而制作时的立体图。

图8是图1所示的电流传感器的其他变形例，是表示在芯部截面具有磁性体部以及非磁性体部发生倾斜的结构的电流传感器的图。

图9是表示图1所示的电流传感器的其他变形例的俯视图。

图10是表示本发明实施方式2的电流传感器的图。

图11A是表示图10的(a)所示的A-A’部的芯部截面的剖视图。

图11B是表示图10的(b)所示的B-B’部的芯部截面的剖视图。

图12是表示图10所示的电流传感器的灵敏度特性的曲线。

图13是图10所示的电流传感器的一个变形例的芯部部分的俯视图。

图14是表示本发明实施方式3的电流传感器的图。

图15是表示图14所示的电流传感器的制作顺序的图。

图16是用于说明图1所示的电流传感器的制造方法的图。

图17是表示图16所示的状态后的芯部图案基板的俯视图。

图18是用于说明图1所示的电流传感器的制造方法的其他例的图。

图19是用于说明图1所示的电流传感器的制造方法的其他例的图。

图20是用于说明图1所示的电流传感器的制造方法的其他例的图。

图21是表示图20所示的状态后的芯部的俯视图。

标号说明

1...芯部、2...次级绕组、2a...导体、3...磁性体部、4...非磁性体部、

5...初级导体、6...磁通、7...磁性体部、8a...第1导体、

8b...第2导体、9-1...第1绕组图案基板、

9-2...第2绕组图案基板、10...连接导体、11...磁性体图案、

12、12-1...芯部图案基板、13...贯通孔、16...折叠导体、

20...芯部截面、21、22...分割芯部、23...芯部、

30...磁性体部截面面积、32...嵌合部、36...芯部形成用部件、

40...非磁性体部截面面积、41，42...分割芯部、43...芯部、

101～107...电流传感器。

具体实施方式

以下，参照附图对作为本发明实施方式的电流传感器进行说明。此外，在各图中，对相同或具有相同功能的构成部分标记相同的标号。另外，上述电流传感器通常是被称为变流器(CT)的元件，测定流过贯通中心部而配置的初级导体的初级电流。

实施方式1

参照图1～图3、图4A、以及图4B对本发明实施方式1的电流传感器101进行说明。如图1所示，电流传感器101具备芯部1和次级绕组2。

芯部1在本实施方式中具有：将管切成环状那样的圆环状而形成的躯体部1a、以及在中央部1b形成的贯通孔。躯体部1a具有圆周面1a-1和上、下面1a-2。在本实施方式中，上、下面1a-2分别形成平面，但也可以是半圆形等的凸形形状。在上述贯通孔中，沿着中央部1b即贯通芯部1而配置有作为被测定电流的初级电流所流过的初级导体5。

芯部1还具有：由在该芯部1的圆周方向分割该芯部1的磁性体构成的多个磁性体部3；和在本实施方式中与磁性体部3相同形状且由非磁性体构成、并在上述圆周方向分割该芯部1的多个非磁性体部4，是在该芯部1的整周交替连接磁性体部3和非磁性体部4并在上述整周均等地配置而形成的。此外，例如用几十至几百个磁性体部3以及非磁性体部4形成芯部1。另外，在本实施方式中，磁性体部3和非磁性体部4是相同形状，但参照图3，如后述那样，只要满足磁性体部3的磁性体部截面面积和非磁性体部4的非磁性体部截面面积之比在各芯部截面相同这样的条件，就不限于相同形状。

另外，在图1所示的电流传感器101中，如图示那样，磁性体部3以及非磁性体部4配置成螺旋状。

次级绕组2是检测由上述初级导体5在芯部1内产生的磁通变化的元件，该电流传感器101根据次级绕组2的输出测定上述初级电流。这样的次级绕组2是相对芯部1满足下述条件而将导体2a沿着芯部1的躯体部1a的周围对芯部1的整周进行环形卷绕。在本实施方式中，与上述的磁性体部3以及非磁性体部4的形状以及配置状态对应地，在躯体部1a的上、下面1a-2，导体2a沿着芯部1的直径方向延伸。

另外，为了确保上述初级电流的必要检测精度，次级绕组2需要在芯部1的整周均匀地卷绕。即，着眼于沿着构成次级绕组2的各导体2a的延伸方向的包括各导体2a的剖面的芯部1中的剖面、即图1所示的例如A-A’线的芯部1的截面即图3所示的各芯部截面20。与各导体2a对应的各个芯部截面20以满足与磁性体部3以及非磁性体部4交差且芯部截面20中的磁性体部3的磁性体部截面面积与非磁性体部4的非磁性体部截面面积之比在各芯部截面20相同的这样的条件的方式，在芯部1卷绕导体2a，形成次级绕组2。在此，在例如图3所示的芯部截面20的情况下，上述磁性体部截面面积是将磁性体部3的截面面积3a、3b、3c相加的截面面积30，上述非磁性体部截面面积是将非磁性体部4的截面面积4a、4b相加的截面面积40。在各导体2a的各个芯部截面20中，用芯部截面20切断的磁性体部3以及非磁性体部4的截面形状是不同的，但以上述磁性体部截面面积30与上述非磁性体部截面面积40的比率相同的方式而使导体2a与磁性体部3以及非磁性体部4相对地配置，具体而言，调整导体2a与磁性体部3以及非磁性体部4的形状及配置。

为了满足上述条件，通过将导体2a与磁性体部3以及非磁性体部4相对地配置而得到如以下这样的效果。即，如图4A所示，在贯通芯部1的初级导体5中流过电流时，在该初级导体5的圆周方向产生与电流相应的磁通6。此时，在应用了如上述那样的芯部1的情况下，如图4B所示，在导磁率较高的磁性体部3上磁通6比周边集中，相反在作为非磁性体部4的间隔部分，由于导磁率与周边的空气接近，所以磁通6发生扩散。因此，芯部1内的磁通6的密度产生疏密。

但是，通过满足上述的条件，通过各个芯部截面20内的磁通密度之和相等，由电磁感应发生的电动势均匀化。因此，可以抑制电流传感器101中的初级电流的检测精度降低。

另外，由磁性体部3和非磁性体部4形成了芯部1，所以非磁性体部4中的磁阻非常大，通过芯部1内的磁通减少，可以抑制芯部1内的磁通饱和。因此，不需要设置反馈回路，而且，可以用与以往相同大小的芯部进行更大电流的测量。

另外，当与通常被称为空芯电流传感器(罗氏线圈(Rogowskicoil)等)的元件相比较时，在本实施方式的电流传感器101中，导磁率较高的磁性体部3存在于次级绕组2的内侧，所以电流传感器101成为高灵敏度。

另外，当与通常被称为铁心电流传感器的、仅用磁性材料形成了芯部的元件相比较时，在本实施方式的电流传感器101中，导磁率较低的非磁性体部4存在于芯部1中，所以芯部1的磁饱和被抑制，可以使测定范围广域化。

另外，在本实施方式的电流传感器101中，可以抑制芯部1的磁饱和，所以不需要谋求以往的电流传感器的磁饱和对策、即芯部尺寸的大型化，就可以使电流传感器的尺寸大幅度减小。

另外，如上述那样，在本实施方式的电流传感器101中，通过配置导磁率较高的磁性体部3和导磁率较低的非磁性体部4这两者，可以任意控制芯部1内的磁阻，可以将电流传感器调整成与要测定的初级电流相应的灵敏度。

另外，只要满足如上述那样的芯部截面20的条件，磁性体部3以及非磁性体部4的形状以及配置、及导体2a的卷绕方式不限于例如图1所示的方式，可以采用例如如以下那样的变形例。

例如也可以如图5所示的电流传感器102那样，配置成磁性体部3-1以及非磁性体部4-1为放射状形状，并分别沿着芯部1的直径方向，且在躯体部1a的上、下面1a-2，导体2a配置为螺旋状。在图5所示的方式中，磁性体部3-1以及非磁性体部4-1的形状比图1所示的方式中的磁性体部3以及非磁性体部4简单，具有容易制作芯部1这样的优点。

另外，也可以如图6所示的电流传感器103那样，配置成磁性体部3-2以及非磁性体部4-2为螺旋形状，且在躯体部1a的上、下面1a-2，导体2a配置成沿着芯部1的直径方向延伸。在图6所示的方式中，与图5所示的方式相比，磁性体部3-2以及非磁性体部4-2的形状复杂，但次级绕组2的导体2a只要沿着直径方向延伸即可，具有导体2a容易卷绕这样的优点。

另外，在磁性体部3、3-1、3-2中，与通常的电流传感器的芯部制作相同，作为涡电流对策，也可以如图7所示那样层叠表面电绝缘的磁性体薄片并在芯部的直径方向分割芯部，而制作电绝缘的磁性体部7。此外，在图7中示出了电流传感器101中使用的磁性体部7。

另外，如图8所示的电流传感器104那样，磁性体部3-3、非磁性体部4-3、以及导体2a的配置与图1所示的电流传感器101的情况下相同，但也可以将芯部截面20的磁性体部3-3以及非磁性体部4-3相对于芯部1的轴向1c倾斜而配置。

另外，还可以如图9所示那样，构成具有折叠导体16的电流传感器105。折叠导体16是折叠针对芯部1的躯体部1a整周环形卷绕的次级绕组2的导体2a而形成的导体部分，在沿着抵消卷绕在躯体部1a上的次级绕组2和初级导体5的倾斜对次级绕组2造成的影响的方向上设置于躯体部1a。在图9所示的例子中，折叠导体16在与被环形卷绕的次级绕组2的导体2a相连接的状态下折叠导体，并延伸一周以使沿着芯部1的圆周方向1d与躯体部1a的圆周面1a-1相对。形成折叠导体16的上述一周的导体的长度与环形卷绕在躯体部1a上的次级绕组2的导体2a的全长相对应。此外，折叠导体16与环形卷绕在躯体部1a上的导体2a处于被电绝缘的状态。

图9所示的折叠导体16的方式是一个例子，只要用与如上述那样环形卷绕的次级绕组2的全长相当的长度设置折叠导体16即可，例如，可以折叠环形卷绕在躯体部1a上的导体2a，在反方向上环形卷绕在躯体部1a来形成折叠导体16。

通过如上述那样设置折叠导体16，可以消除初级导体5相对芯部1的倾斜对次级绕组2造成的影响。

实施方式2

接下来，参照图10对本发明的实施方式2的电流传感器106进行说明。此外，在图10中，仅图示构成电流传感器106的芯部部分，省略了次级绕组2的图示。

在上述的实施方式1中，芯部1由一体形成有磁性体部3以及非磁性体部4的一个构造体构成。与此相对，在本实施方式2的电流传感器106中，芯部1包括多个在此为2个的分割芯部21、22。在这一点上，实施方式1和实施方式2不同。通过组合多个分割芯部来形成一个芯部1，作为电流传感器特性，可以得到任意的灵敏度系数的分布。对于电流传感器106的其他结构以及变形例，可应用在实施方式1中上述的说明，所以在此省略那些说明。

进而，对分割芯部21、22进行详细说明。

在实施方式1所述的芯部1中，磁性体部3和非磁性体部4是相同形状，通过在芯部1的整周使它们交替、均等地配置，来控制电流传感器的灵敏度。另外，非磁性体部4如上述那样由非磁性材料构成，以在磁性体部3和磁性体部3之间设置间隙区域为目的来使用。在本实施方式2中，制作灵敏度特性互不相同的多个分割芯部，将这些汇总为一个，通过在汇总后的芯部上卷绕次级绕组2，得到任意的传感器特性。

分割芯部21，22在本实施方式中都为圆环状，是相同形状，通过在厚度方向相互重叠而形成一个芯部。此外，将由分割芯部21，22形成的芯部作为芯部23。

分割芯部21如图10的(a)所示，沿着分割芯部21的圆周方向交替配置减小整周的磁性体部3的区域的比例而设计的低灵敏度设定用磁性体部3-4和低灵敏度设定用非磁性体部4-4，以使灵敏度相对变低。

分割芯部22如图10的(b)所示，沿着分割芯部22的圆周方向交替配置增大整周的磁性体部3的比例而设计的高灵敏度设定用磁性体部3-5和高灵敏度设定用非磁性体部4-5，以使灵敏度相对变高。

因此，芯部23在厚度方向重叠较低灵敏度的分割芯部21和较高灵敏度的分割芯部22而构成，对这些一并地卷绕次级绕组2。即，在各个分割芯部21，22中，使磁性体部与非磁性体部的比例不同，针对每个分割芯部，磁通密度发生变化。利用对汇总这样的各分割芯部而形成的芯部卷绕次级绕组的结构，可以构成作为传感器特性而具有与初级电流对应地多阶段变化的灵敏度系数的分布的电流传感器，可以自由地设定电流传感器的灵敏度曲线。

在此，参照图3，对引用上述的芯部截面20、分割芯部21以及分割芯部22的各自的上述芯部截面20中的上述磁性体部截面面积30与上述非磁性体部截面面积40之比在各个分割芯部21，22中不同的情况进行说明。

即，图10的(a)所示的A-A’部与在分割芯部21中次级绕组2的导体2a所处的一个位置对应，如图11A所示，将A-A’部的分割芯部21的芯部截面20设为芯部截面20-1。另外，将芯部截面20-1中的上述磁性体部截面面积30设为磁性体部截面面积30-1，将上述非磁性体部截面面积40设为非磁性体部截面面积40-1。同样地，图10的(b)所示的B-B’部与在分割芯部22中次级绕组2的导体2a所处的一个位置对应，如图11B所示，将B-B’部中的分割芯部22的芯部截面20设为芯部截面20-2。另外，将芯部截面20-2中的上述磁性体部截面面积30设为磁性体部截面面积30-2，将上述非磁性体部截面面积40设为非磁性体部截面面积40-2。

如果比较图11A和图11B，则判断出分割芯部21的芯部截面20-1中的磁性体部截面面积30-1与非磁性体部截面面积40-1之比、和分割芯部22的芯部截面20-2中的磁性体部截面面积30-2与非磁性体部截面面积40-2之比不同。

此外，参照图3，如上述那样，在分割芯部21中，与所卷绕的各导体2a对应的各个芯部截面20-1中的磁性体部截面面积30-1与非磁性体部截面面积40-1之比是相同的。同样地，在分割芯部22中，与所卷绕的各导体2a对应的各个芯部截面20-2中的磁性体部截面面积30-2与非磁性体部截面面积40-2之比是相同的。

图12表示如以上那样形成的芯部23的传感器特性曲线。

在将灵敏度设定得较高的分割芯部22中，磁饱和趋势显著化的初级电流与将灵敏度设定得较低的分割芯部21相比，小了针对流过初级导体5的初级电流的灵敏度被设定得较高的程度，在磁饱和的影响显著化的初级电流值以上范围内，灵敏度系数变小。其结果，分割芯部22呈现如针对初级电流的传感器输出变化小的仅高灵敏度设定用磁性体部的输出特性29那样的特性。

另一方面，在将灵敏度设定得较低的分割芯部21中，磁饱和的趋势显著化的初级电流与将灵敏度设定得较高的分割芯部22相比，大了针对初级电流的灵敏度被设定得较低的程度。因此，分割芯部21呈现如仅低灵敏度设定用磁性体部的输出特性28那样的特性。但是，如果流过初级导体5的初级电流变得更大，则即使是将灵敏度设定得较低的分割芯部21也与将灵敏度设定得较高的分割芯部22同样地呈现饱和趋势。

汇总这样不同的灵敏度的分割芯部21，22而成的分割芯部23呈现如重叠了仅低灵敏度设定用磁性体部的输出特性28和仅高灵敏度设定用磁性体部的输出特性29的合成输出特性27那样的传感器特性。

此外，在本实施方式2中，记载有将灵敏度不同的两个分割芯部21、22汇总为一个芯部23的事例，但即使根据需要使用三个以上的分割芯部，也可以同样地设计。

另外，作为分割芯部的一个例子，将不具有非磁性体部的仅包括磁性体部的芯部也设为最高灵敏度化的分割芯部，同样地可以应用于传感器特性的设计。

如以上说明那样，通过汇总灵敏度不同的多个分割芯部构成一个芯部23来制作电流传感器，可以设计具有与用途对应的灵敏度系数分布的传感器特性。

另外，在上述实施方式2中，在分割芯部21，22的厚度方向重叠分割芯部21，22，但各分割芯部的组合方法不限于此。例如，也可以如图13所示那样，通过调整各自的分割芯部中的内径以及外径来形成套叠状的分割芯部41，42，将这些合并而构成芯部43。此外，3-6、3-7表示磁性体部，4-6、4-7表示非磁性体部。在该方式中，具有可以减小组合而形成的芯部的厚度这样的效果。另外，在图13中，是将2个分割芯部41，42合并的情况，进而也可以将3个以上的套叠状的分割芯部合并而形成一个芯部。

另外，在上述的实施方式2中，合并了分别制作的分割芯部，但即使利用切削等在一个芯部上形成有非磁性体部的多种区域，而调整灵敏度系数，也能得到同等的效果。

如上述那样，作为由多个分割芯部形成一个芯部时的传感器特性有效的事例，如下所述。例如，相当于对额定值以下的电流区域进行高精度(高分辨率)测量，对超过额定值的电流区域降低分辨率，仅测定趋势的情况等。在这样的事例中，可以将要进行高精度测定的电流区域分配给测量器的测定范围(A/D范围)的大部分。

实施方式3.

接下来，参照图14以及图15对本发明的实施方式3的电流传感器进行说明。在本实施方式中，将上述实施方式1、2中说明的电流传感器制作在形状控制性优良的电镀或印刷线路板上。

图14以及图15所示的本实施方式的电流传感器107是将图1所示的电流传感器101的方式制作在基板上而成的。当然，也可以将上述的电流传感器102～106的方式制作在以下说明的结构上。

电流传感器107具备第1绕组图案基板9-1以及第2绕组图案基板9-2、被这些绕组图案基板9-1、9-2所夹持的芯部图案基板12。第1绕组图案基板9-1是由在例如印刷线路板等由非磁性体构成的基板上在本例中放射状地图案形成有与在芯部1的上、下面1a-2延伸的上述导体2a对应的导体部分且导电材料构成的第1导体8a的基板。因此，第1导体8a是如图示那样在模仿上述上、下面1a-2的面圈状的区域内，沿着该面圈形状的直径方向而形成的。对于第2绕组图案基板9-2，也与第1绕组图案基板9-1同样地制作。此外，将用导电材料在基板上放射状地图案形成的导体设为第2导体8b。

芯部图案基板12是由非磁性体构成的基板，在基板面上形成上述芯部1的上、下面1a-2中的磁性体部3以及非磁性体部4的配置结构，是通过后面详述的例如电镀，与芯部1的磁性体部3对应地，利用例如电解镀将磁性体图案11以螺旋状形成芯部图案的基板。因此，在芯部图案基板12的表面上，交替配置由上述磁性体构成的磁性体图案11和在芯部图案基板12的表面形成的由非磁性体构成的非磁性体部14。即，如后述那样，形成在芯部图案基板12的表面上的磁性体图案11虽然是薄膜但仍具有厚度，所以与被这些磁性体图案11夹持的非磁性体部14对应地形成凹部。因此，如下所述，通过该芯部图案基板12被绕组图案基板9-1、9-2所夹持，向与非磁性体部14对应而形成的上述凹部的空间中填充粘结剂等非磁性材，或通过残留空气区域而形成非磁性体部14。另外，也可以在芯部图案基板12上挖槽，在该槽中设置磁性体，形成磁性体图案。

如上述那样形成的第1绕组图案基板9-1、第2绕组图案基板9-2、以及芯部图案基板12在沿着基板的厚度方向使第1导体8a和第2导体8b的配置一致的状态下，将芯部图案基板12配置在其间，利用第1绕组图案基板9-1以及第2绕组图案基板9-2夹持并粘贴。然后，在第1导体8a、第2导体8b、以及磁性体图案11的中心部形成贯通第1绕组图案基板9-1、第2绕组图案基板9-2、以及芯部图案基板12，而用于配置初级导体5的贯通孔13。进而，在各自的第1导体8a的两端部分与所对应的第2导体8b的两端部分连通地，贯通第1绕组图案基板9-1、第2绕组图案基板9-2、以及芯部图案基板12而形成贯通孔。在各个贯通孔中电连接第1导体8a和第2导体8b的连接导体10通过电镀、导电材料的填充等方法而形成。

在如上述那样构成的电流传感器107中，由第1导体8a、连接导体10、以及第2导体8b形成次级绕组2，由磁性体图案11以及非磁性体部14形成芯部1。

在这样的电流传感器107中，也可以得到与上述的电流传感器101产生的效果相同的效果。

另外，根据电流传感器107，通过用印刷线路板或电镀等的形状控制性优良的方法制作芯部，可以提高芯部1中的磁性体图案11的宽度(芯部宽度)、非磁性体部14的宽度即间隙间距离等制作精度，因此，可以提高作为电流传感器的测定精度。进而，通过用印刷线路板或电镀等的形状控制性优良的方法制作芯部1，可以容易地制作配置有磁性体图案11以及非磁性体部14的芯部。

另外，在本实施方式3中，芯部图案基板12仅为一个，但也可以层叠多个芯部图案基板12而形成芯部1。在这种情况下，各芯部图案基板12中的磁性体图案11的形成精度对电流传感器的测定精度有影响。在电流传感器107中，如上述那样，由于可以用高形成精度制作磁性体图案11，所以该电流传感器107可以达到较高的测定精度。

另外，通过用形状控制性优良的方法制作第1导体8a以及第2导体8b，可以提高第1导体8a以及第2导体8b的位置(角度等)等制作精度。

另外，通过使用多层基板，并利用第1导体8a以及第2导体8b制成次级绕组、利用磁性体图案11和非磁性体部14制成多个分割芯部而一并制成，可以谋求电流传感器的小型化以及低成本化。

在上述方法中，磁性体图案11的厚度薄到百微米左右，因此芯部截面面积小。但是，例如作为芯构件料、即磁性体图案11的材料使用坡莫合金等时，该材料的导磁率比周边的空气高3位以上，所以通过所形成的电流传感器107中的芯部截面20的磁通6的平均密度比空心线圈高几倍左右。因此、通过对磁性体图案11选择恰当的材料，可以将电流传感器的灵敏度设定为高灵敏度。

另外，在如上述那样层叠多个芯部图案基板12的情况下，还可以谋求高灵敏度化。

另外，在本实施方式3中，在粘贴了第1绕组图案基板9-1、第2绕组图案基板9-2、以及芯部图案基板12以后，将贯通孔13开口，当然，也可以粘贴设置有贯通孔13的各基板。

另外，在相对于第1导体8a、第2导体8b、磁性体图案11的图案部分，第1绕组图案基板9-1、第2绕组图案基板9-2、以及芯部图案基板12的尺寸较大的情况下，也可以去除上述图案部分以外的基板的不需要的部分。

在芯部图案基板12上用电解镀形成磁性体图案11的情况下，先使用通常的印刷线路板技术，在芯部图案基板12上形成图案形状以及引出线。通过将该芯部图案基板12浸入溶融有金属离子的电镀液中，并对电极施加电压，而形成与上述图案形状相应的强磁性体膜的磁性体图案11。图案形状是利用通常的印刷线路板技术而形成的，所以尺寸等可以以高精度形成。由于在这样的图案形状的电极上进行电镀，所以磁性体图案11的形状也可以高精度地形成。

但是，在电解镀的情况下，如图16所示，在与芯部图案基板12对应的紧接着电解镀之后的芯部图案基板12-1中，用于形成磁性体图案11的电解图案11’需要全部被连线。因此，紧接着电镀之后的磁性体图案11成为通过连接部分14被连线的状态。因此，为了仅形成磁性体图案11，需要去除连接部分14。作为其去除方法，有在从芯部图案基板12上作为不要部分而要被去除的去除部分18上形成连接部分14、或者在作为用于使初级导体5贯通的贯通孔13而要被去除的去除部分19上形成连接部分14等。根据这样的方法，可以节省单独仅去除连接部分14的工序。

另外，即使去除连接部分14，也在磁性体图案11中残留电极用的引出线15，但只要位于连接构成次级绕组2的第1导体8a的通孔位置24的外侧就不成为题。另外，即使在位于内侧的情况下，只要引出线15与第1导体8a大致平行，影响就较小，如图17所示，未必需要去除。

实施方式4.

在此，以下，参照图18至图21，以上述的实施方式1中的电流传感器101为例子，对该电流传感器101的几种制造方法的例子进行说明。

在实施方式1的电流传感器101中，磁性体部3通过非磁性体部4被完全分离。因此，不易保持磁性体部3彼此的位置关系，而形成芯部1。于是，制作由即使连接也不成问题的如连接非磁性体部4那样的形状形成而兼用非磁性体部4的、图18所示的芯部保持盒31。因此，该芯部保持盒31具有由与磁性体部3对应的形状形成的嵌合部32。并且，通过在嵌合部32上插入单独制作的磁性体部3，而制作芯部1。

此外，磁性体部3只要制作成可嵌合在嵌合部32的形状即可，其制作方法可以是冲压、烧结等，而没有特别限定。

另外，还可以采用如图19所示，将与磁性体部3相当的磁性体部34和与非磁性体部4相当的非磁性体部35交替装入到半圆形且管状的收纳盒33中的方法。通过将两个装入有磁性体部34以及非磁性体部35的半圆形状的收纳盒33接合而制作芯部1，并对其实施次级绕组2，制作电流传感器101。

此外，磁性体部34以及非磁性体部35的各自的厚度等是由电流传感器的所希望的灵敏度来决定的。另外，在为了调整灵敏度，增大一个磁性体部34、以及一个非磁性体部35的厚度而导致难以装入到收纳盒33等情况下，可以通过层叠较薄的磁性体部34以及非磁性体部35，来制作一个磁性体部34、以及一个非磁性体部35。

另外，还可以采用如图20所示的方法。即，制作用磁性体材料形成、并通过连接部36a将多个磁性体部3连接起来的直线状的芯部形成用构件36。接下来，使直线状的芯部形成用构件36变形成圆环状，以连接位于该芯部形成用构件36的两端部的磁性体部3与连接部36a，而形成成为芯部1的基础的芯部基础构件37。

接下来，如图21所示，向模具38装入芯部基础构件37，向模具38内填充非磁性材料，将芯部基础构件37模制化。通过该模制工序，在各磁性体部3之间形成非磁性体部4，并且磁性体部3以及非磁性体部4被一体形成。

此外，还可以不采用上述基于模制的方法，而用上述的实施方式2中说明的分割芯部的方法形成芯部。即，通过准备可以嵌合芯部基础构件37、且用非磁性材料制作而形成非磁性体部4的非磁性体部用构件，并合并该非磁性体部用构件与芯部基础构件37，可以得到与上述模制化的状态相同的物体。

接下来，如图21所示，针对一体化的磁性体部3以及非磁性体部4，通过切削加工等将芯部基础构件37具有的连接部36a去除。由此，形成芯部1。

根据以上的制造方法，可以容易地实现完全分离的磁性体部3的定位以及固定这两者的动作。

此外，在上述说明中，芯部基础构件37形成为圆形形状，但也可以根据用途而形成矩形形状等。其不限于在上述说明中使用的实施方式1的情况，对于实施方式2、3中说明的芯部，其形状也不限于圆形。

另外，在上述说明中，采用了由磁性材料形成的形成有多个磁性体部3的芯部形成用构件36，但还可以制作并使用由非磁性材料形成的、以直线状形成有多个非磁性体部4的非磁性体部形成用构件。但在该情况下，当例如使上述非磁性体部形成用构件变形成圆环状后用磁性构件进行模制化时，由于上述非磁性体部形成用构件的耐热温度，有时难以实现或无法实现。因此，采用如参照图18说明那样的、预先制作可嵌合到上述非磁性体部形成用构件的磁性体部3，并将该磁性体部3嵌合到上述非磁性体部形成用构件这样的方法。

此外，通过恰当组合上述各种实施方式中的任意的实施方式，可以产生各自具有的效果。

以上一边参照附图一边与优选的实施方式相关而充分地进行了记载，但对于熟知该技术的人而言，可知对本发明进行各种变形或修改。这样的变形或修改，只要在未超出所附加的权利要求书中的本发明的范围内，则应理解为包含于其中。

Claims

1.一种电流传感器，具备：在中央部具有贯通部、将由流过贯通上述中央部而配置的初级导体的初级电流发生的磁通集磁的芯部；和对上述芯部的躯体部环形卷绕、检测上述芯部内的磁通变化的次级绕组，上述电流传感器根据上述次级绕组的输出测定上述初级电流，其特征在于，

上述芯部具备在该芯部的圆周方向分割该芯部的由磁性体构成的多个磁性体部、和由非磁性体构成的在上述圆周方向分割该芯部的多个非磁性体部，在该芯部的整周交替配置上述磁性体部和上述非磁性体部而形成，

上述次级绕组是在沿着构成该次级绕组的各导体的延伸方向的包括各导体的剖面的上述芯部中的剖面即各芯部截面与上述磁性体部以及上述非磁性体部交差、且上述芯部截面中的上述磁性体部的磁性体部截面面积与上述非磁性体部的非磁性体部截面面积之比在各芯部截面相同这样的条件下，将上述导体卷绕在上述芯部的躯体部而形成的，

上述芯部具有通过各自形成为相同形状并重叠而形成该芯部的多个分割芯部，上述分割芯部的上述芯部截面中的上述磁性体部截面面积与上述非磁性体部截面面积之比在各个上述分割芯部中不同，上述次级绕组按照上述条件，针对重叠各个上述分割芯部而形成的上述芯部，被卷绕在上述躯体部。

2.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，

上述芯部中的上述磁性体部，被图案形成在具有上述初级导体所贯通的贯通孔、并由非磁性体形成的芯部图案基板上。

3.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，

构成上述次级绕组的上述导体，被图案形成在具有上述初级导体所贯通的贯通孔、并由非磁性体形成的第1绕组图案基板上，且被图案形成在具有上述初级导体所贯通的贯通孔、并由非磁性体形成的与上述第1绕组图案基板一起夹持上述芯部的第2绕组图案基板上，且具有将形成在上述第1绕组图案基板上的第1导体和形成在上述第2绕组图案基板上的第2导体电连接的连接导体。

4.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，

还具备折叠导体，该折叠导体是折叠对上述芯部的上述躯体部环形卷绕的上述次级绕组而形成的，沿着抵消卷绕在上述躯体部上的上述次级绕组相对于上述初级导体的倾斜的影响的方向被设置在上述躯体部。

5.根据权利要求2所述的电流传感器，其特征在于，

具备多个图案形成了上述磁性体部的上述芯部图案基板，上述芯部是层叠各个芯部图案基板而形成的。

6.根据权利要求2所述的电流传感器，其特征在于，

上述磁性体部通过电解镀被图案形成在上述芯部图案基板上。

7.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，

上述非磁性体部是由形成有嵌合上述磁性体部的嵌合部的非磁性体构件而构成的。

8.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，

上述芯部使直线状形成的上述非磁性体部或上述磁性体部变形成圆形形状而形成的。

9.根据权利要求8所述的电流传感器，其特征在于，

上述芯部是用形成上述非磁性体部的非磁性材料对变形成圆形形状的上述磁性体部进行模制而形成的。