JP2002296305A - 電流センサのコア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 廉価でかつヒステリシスの小さなコアを提供
すること。 【解決手段】 コア３１は、外形が略方形に形成される
とともに内周が外形と略相似形状の略方形に形成された
コア断片３２を、３層積層させて連結したものである。
内側コーナー３４（３４ａ，３４ｓ）と、これに対向す
る外側コーナー３３とを結ぶ基準線Ｍに対してオフセッ
トした位置には半抜き加工部３６（３６ａ，３６ｓ）が
設けられ、これによりの半抜き加工部３６により各コア
断片３２が連結されている。半抜き加工部３６ａは、反
開放端側のコーナー部３１ａを除く直線部３１ｂに設け
られている。コア３１の内側コーナー３４はコアの厚さ
Ｄに対して曲率半径が１Ｄ以上の曲面に形成されてい
る。コア３１の反開放端側の内側コーナー３４ａは、開
放端側の内側コーナー３４ｓより大きな曲率半径を有す
る曲面に形成されていることが好ましい。コア３１の外
側コーナー３３は、略Ｌ字状に切り欠かいた構成となっ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、バッテリ
ーと車輌電装品との間で入出力される電流を検出するた
めの電流センサに関し、特に電流センサのコアに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、バッテリー近傍において、バッテ
リーのターミナルに接続された導電部材に流れる電流の
磁束を検出することにより、バッテリーと車輌電装品と
の間で入出力される電流の強弱を検出するための電流セ
ンサが知られている。

【０００３】図８に、従来の電流センサの一例を示す。
この電流センサ５０は、合成樹脂製の電流センサ本体５
１と、基板７３と、コア８１と、電流センサ本体５１の
開口を閉塞する蓋体９１とを備えている。

【０００４】電流センサ本体５１は、上方開口した略箱
状の収容部５２と、コネクタ（図示しない）を装着する
側方開口したコネクタ装着部６９とを有する。電流セン
サ本体５１の収容部５２は、略箱形状の基板収容部５３
と、略枠形状のコア収容部５４とを有する。基板収容部
５３内には、図示しない固定手段により基板７３が収容
配置されている。基板７３には、磁電変換部としてのホ
ール素子７２が実装されている。基板収容部５３の底壁
には、接続端子５５が埋設され、その一端が基板収容部
５３の底部から開口側に延出するとともに、他端がコネ
クタ装着部６９の開口方向へ延出する（図示しない）よ
うに構成されている。そして、基板収容部５３側の接続
端子５５には基板７３が接続されるとともに、コネクタ
装着部６９側の接続端子５５にはコネクタ（図示しな
い）が接続され、基板７３とコネクタとは、接続端子５
５を介して電気的接続されている。コア収容部５４の底
部略中央には、バスバー（図示しない）を挿通して、当
該バスバーに流れる電流の磁束を検出するための略コの
字形の検出孔５６を有する検出部５７が、開口側に突出
するように設けられている。そして、この検出部５７を
取り囲むように、一部開放したギャップＳを有するコア
８１が図示しない固定手段によりコア収容部５４に収容
され、その開放端間（ギャップＳ）の磁路中に、前記基
板７３に実装されたホール素子７２が介在されるように
収容配置されている。

【０００５】コア８１は、パーマロイなどの磁性体材料
をせん断加工して形成した板状のコア断片８２を３層積
層させたものである。コア８１（コア断片８２）は、外
形が略方形を有するとともに、その略中央が外形と略相
似形状の略方形に形成されている。また、コア８１（コ
ア断片８２）の各コーナー部８１ａ，８１ｓには、それ
ぞれ、各コア断片８２を相互に連結する連結部としての
半抜き加工部８６（８６ａ，８６ｓ）が設けられ、この
半抜き加工部８６により各コア断片８２が積層されてい
る。この半抜き加工部８６（８６ａ，８６ｓ）は、内側
コーナー８４ａ，８４ｓと、これに対向する外側コーナ
ー８３とを結ぶ基準線Ｍ上に、それぞれ設けられてい
る。

【０００６】そして、このコア８１は、磁性体材料より
なるフープ材８７を、プレス加工機などを用いてせん断
加工（プレス加工）することにより複数のコア断片８２
を作製し、上述したように作製されたコア断片８２の一
部に半抜き加工部８６を設けることにより３層積層させ
て製造される。ここで、図９に示すように、一般に、フ
ープ材８７をプレス加工する際には、プレス加工機（図
示しない）に対してフープ材８７を位置決める或いはフ
ープ材８７を送るためのガイド孔８８を設ける必要があ
る。

【０００７】さて、一般に、磁性体はヒステリシス特性
を有するため、電流センサ５０において検出される測定
値は、コア８１のヒステリシスにより変動し得る。従っ
て、コア８１のヒステリシスを小さくすることが、検出
誤差を小さくして検出精度を向上させた高性能な電流セ
ンサ５０を実現する上で重要である。そして、コア８１
のヒステリシスは、磁性体材料そのものの物性によると
ころが大きいが、その他の因子として、コア８１の残留
磁束密度（各磁区の残留磁束密度の総和）が密接に関連
していることが知られている。このコア８１の残留磁束
密度は、一般的に、磁界を印加することによりコア８１
内に生ずる磁束密度の大きさに関連し、その磁束密度が
大きいほど、残留磁束密度が増大してヒステリシスが大
きくなる。従って、磁界を印加することによりコア８１
内に生ずる磁束密度の分布を均一にし、局部的な磁束密
度の集中が起こらないようにコア８１の形状を設計する
ことが好ましい。

【０００８】図１０に、磁界を印加することにより生じ
た、上記従来の電流センサ５０のコア８１の磁束密度の
分布のシミュレーション結果を示す。尚、図１０は、磁
束密度の等高線図（単位：ｍＴ、等高線間隔５ｍＴ）で
ある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の電
流センサ５０のコア８１においては、図１０に示すシミ
ュレーション結果から明らかなように、その形状が略方
形である場合は、コア８１の外周側の磁束密度が小さ
く、特に外側コーナー８３には殆ど磁束密度が集中しな
いが、コア８１の内周側の磁束密度が大きく、特に内側
コーナー８４に局部的に磁束密度が集中していた。とり
わけ、コア８１の反開放端側の内側コーナー８４ａにお
いては、局部的に磁束密度が集中し、最大磁束密度の発
生個所となっていた。従って、コア８１全体としては、
局部的な磁束密度の集中が生じて磁束密度の分布が均一
でなく、結果として、残留磁束密度が増大してコア８１
のヒステリシスが大きくなり、電流センサ５０の検出精
度を低下させる要因となっていた。

【００１０】しかも、上記コア８１（コア断片８２）に
おいては、内側コーナー８４に局部的に磁束密度が集中
していたにもかかわらず、この内側コーナー８４の近傍
である各コーナー部８１ａ，８１ｓ、より具体的には前
記基準線Ｍ上に、半抜き加工部８６（８６ａ，８６ｓ）
がそれぞれ設けられていた。ここで、半抜き加工部８６
は、磁路が屈曲することによりその近傍の磁束密度を増
大させる。そのため、内側コーナー８４に局部的に磁束
密度が集中し、コア８１のヒステリシスが大きくなり、
電流センサ５０の検出精度を低下させる要因となってい
た。特に、コア８１の反開放端側の内側コーナー８４ａ
においては、最大磁束密度の発生個所であることから、
この半抜き加工部８６による影響がコア８１のヒステリ
シスに対して直接的に影響を与えるおそれがある。

【００１１】これらの問題は、ヒステリシスの小さな磁
性体材料を用いてコア８１（コア断片８２）を構成する
ことにより解決できる。しかし、ヒステリシスの小さな
磁性体材料は非常に高価であることから、製造コストの
上昇を招くため、実用的には不利不便である。

【００１２】従って、換言すれば、上記従来の電流セン
サ５０のコア８１は、コア８１のヒステリシスを考慮し
て設計されたものではなく、廉価でかつヒステリシスの
小さなコア８１ではなかった。

【００１３】一方、上述したようにフープ材８７をプレ
ス加工してコア８１（コア断片８２）を製造するため
に、フープ材８７を位置決め或いは送るためのガイド孔
８８を設けるスペースを確保する必要があるため、歩留
まりが悪く、コア８１の低コスト化を推進することがで
きないという問題があった。

【００１４】本発明は、上記問題点に着目してなされた
ものであり、その目的は、廉価でかつヒステリシスの小
さな電流センサのコアを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、一部が開放されるとと
もに、内周が略方形に形成された複数のコア断片を積層
してなり、各コア断片を相互に連結する連結部を設けて
各コア断片を連結した電流センサのコアであって、前記
連結部を、コアの反開放端側の３辺により形成されるコ
ーナー部を除く直線部に設けたことを特徴とする。

【００１６】このようにコアの反開放端側の３辺により
形成されるコーナー部を除く直線部に、換言すれば、コ
アの反開放端側の内側コーナーを避けて連結部を設ける
ことにより、コア内の最大残留磁束密度の発生個所であ
る反開放端側の内側コーナーへの磁束密度の集中を避け
ることができる。これにより、内側コーナーの磁束密度
を低減させて、コア内の最大残留磁束密度を小さくする
ことができ、局部的な磁束密度の集中を分散させてコア
内の磁束分布をより均一にすることができる。

【００１７】従って、ヒステリシスの小さいコアを実現
することができ、ヒステリシスによるコアの性能劣化を
低減させることができる。そのため、高性能なコアを実
現することができる。このことは、換言すれば、従来と
比較してヒステリシスの大きな、すなわち、廉価な磁性
体材料を用いても、従来と同様のヒステリシス特性を有
するコアを実現でき、コアを廉価に製造することができ
ることを意味する。

【００１８】請求項２に記載の発明は、一部が開放され
るとともに、内周が略方形に形成された複数のコア断片
を積層してなり、各コア断片を相互に連結する連結部を
設けて各コア断片を連結した電流センサのコアであっ
て、前記連結部を、コアの内側コーナーと、これに対向
する外側コーナーとを結ぶ基準線に対してオフセットし
た位置に設けたことを特徴とする。

【００１９】このようにコアの内側コーナーと、これに
対向する外側コーナーとを結ぶ基準線に対してオフセッ
トした位置に連結部を設けることにより、コア内の最大
残留磁束密度の発生個所である内側コーナーへの磁束密
度の集中を避けることができる。これにより、内側コー
ナーの磁束密度を低減させて、コア内の残留磁束密度を
小さくすることができ、局部的な磁束密度の集中を分散
させてコア内の磁束分布をより均一にすることができ
る。

【００２０】従って、ヒステリシスの小さいコアを実現
することができ、ヒステリシスによるコアの性能劣化を
低減させることができる。そのため、高性能なコアを実
現することができる。このことは、換言すれば、従来と
比較してヒステリシスの大きな、すなわち、廉価な磁性
体材料を用いても、従来と同様のヒステリシス特性を有
するコアを実現でき、コアを廉価に製造することができ
ることを意味する。

【００２１】請求項３に記載の発明は、一部が開放され
るとともに、内周が略方形に形成された電流センサのコ
アであって、前記コアの反開放端側の内側コーナーを、
コアの厚さＤに対して曲率半径が１Ｄ以上の曲面に形成
したことを特徴とする。

【００２２】このようにコアの反開放端側の内側コーナ
ーをコアの厚さＤに対して曲率半径が１Ｄ以上の曲面に
形成することにより、内側コーナー、特に、コア内の最
大残留磁束密度の発生個所である反開放端側の内側コー
ナーへの磁束密度の集中を避けることができる。これに
より、コア内の最大残留磁束密度を小さくすることがで
き、局部的な磁束密度の集中を分散させてコア内の磁束
分布をより均一にすることができる。

【００２３】従って、ヒステリシスの小さいコアを実現
することができ、ヒステリシスによるコアの性能劣化を
低減させることができる。そのため、高性能なコアを実
現することができる。このことは、換言すれば、従来と
比較してヒステリシスの大きな、すなわち、廉価な磁性
体材料を用いても、従来と同様のヒステリシス特性を有
するコアをより廉価に製造することができることを意味
する。

【００２４】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の電流センサのコアにおいて、前記コアの反開放端側の
内側コーナーを、開放端側の内側コーナーより大きな曲
率半径を有する曲面に形成したことを特徴とする。

【００２５】このように構成すると、コア内の最大残留
磁束密度の発生個所であるコアの反開放端側の内側コー
ナーの磁束密度を低減させるとともに、電流センサ本体
の設計変更を伴うことなく、従来の電流センサに適用可
能なヒステリシスの小さいコアを実現することができ
る。すなわち、コア内の最大残留磁束密度を極力小さく
するためには、コアの反開放端側の内側コーナーの曲面
をできるだけ曲率半径の大きな曲面に形成することが望
ましい。ところが、コアのすべての内側コーナーを曲率
半径の大きな曲面に形成すると、内側コーナーの曲面が
電流センサの検出部（検出孔）側へ張り出す構成となる
ため、電流センサの検出部（検出孔）の設計変更を行う
必要が生じる。従って、このようにコアの反開放端側の
内側コーナーを、開放端側の内側コーナーより大きな曲
率半径を有する曲面に形成、換言すれば、コアの反開放
端側のみ大きな曲率半径を有する曲面に形成すると、従
来の電流センサに適用可能な、ヒステリシスの小さいコ
アを実現することができる。

【００２６】請求項５に記載の発明は、一部が開放され
るとともに、外形が略方形に形成された電流センサのコ
アであって、前記コアの外側コーナーを切り欠いたこと
を特徴とする。

【００２７】このように構成すると、電流センサに組み
付ける際に、この切り欠いた部分を利用して、コア自体
を位置規制させることができるようになる。そのため、
電流センサ（本体）にコアを位置規制するためのスペー
スを設ける必要がなくなり、電流センサ全体の小型化を
図ることができる。また、上述したようにフープ材をプ
レス加工してコアを製造する場合には、この切り欠いた
外側コーナーにガイド孔を設けることができるため、ガ
イド孔を設けるためのスペースを確保する必要がなく、
材料の歩留まりを向上してさらに低コスト化を図ること
ができる。しかも、コアの外側コーナーは、磁束密度の
小さい部分であることから、この部分を切り欠いてもコ
ア内の最大残留磁束密度が増大することはなく、コアの
ヒステリシスに与える影響が小さい。従って、ヒステリ
シスの小さいコアを、低コストで実現することができ
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
具体化した電流センサの第１実施形態を、図１〜図３に
基づいて説明する。

【００２９】図１に示すように、電流センサ１０は、合
成樹脂製の電流センサ本体１１と、基板２３と、コア３
１と、合成樹脂製の蓋体４１とを備えている。電流セン
サ本体１１は、上方開口した略箱状の収容部１２と、側
方開口した筒状のコネクタ装着部１３とを有する。収容
部１２の内周面には、断面略Ｌ字状の規制リブ１２ａが
複数形成されている。収容部１２の開口端部には、蓋体
４１を装着するための一対の係止孔２０が一体成形され
ている。

【００３０】収容部１２は、略箱形状の基板収容部１７
と、その基板収容部１７の一部上面に位置する略枠形状
のコア収容部１８とを有する。従って、収容部１２は、
基板収容部１７の底面１７ａとコア収容部１８の底面１
８ａとを有する高低２段の階段状の構造となっている。

【００３１】基板収容部１７の底面１７ａには、複数の
接続端子１９が埋設され、その一端が基板収容部１７の
底面１７ａから開口側に延出するとともに、他端がコネ
クタ装着部１３の側方開口側へ延出（図示しない）する
ように構成されている。なお、コネクタ装着部１３には
コネクタ（図示しない）が装着され、接続端子１９のコ
ネクタ装着部１３側の端部と接続されている。

【００３２】基板収容部１７内には、図示しない固定手
段により基板２３が収容配置されている。基板２３に
は、磁電変換部としてのホール素子２２が実装されてい
る。また、基板２３には複数の接続孔２３ａが設けら
れ、この接続孔２３ａに前述した接続端子１９の基板収
容部１７側の端部がハンダ付け固定されている。従っ
て、基板２３は、接続端子１９を介してコネクタ（図示
しない）と電気的接続され、ホール素子２２から出力さ
れる検出信号が外部装置（図示しない）に出力されるよ
うに構成されている。

【００３３】コア収容部１８の底面１８ａの略中央に
は、車輌電装品と接続された導電部材としてのバスバー
（図示しない）に流れる電流の磁束を検出するための検
出部１５が開口側に突出するように設けられている。検
出部１５は、バスバーを挿通するための略コの字形の検
出孔１４を有する。なお、検出部１５の外周面には、規
制リブ１５ａが複数形成されている。

【００３４】図２に示すように、コア収容部１８内に
は、前記検出部１５を取り囲むように、一部が開放さ
れ、その開放端間にギャップＳを有するコア３１が収容
配置されている。より具体的には、コア３１は、基板収
容部１７内にコア３１のギャップＳが突出し、前記基板
収容部１７に収容配置された基板２３の磁電変換部とし
てのホール素子２２が、当該ギャップＳ間の磁路中の略
中央位置に介在されるように、コア収容部１８の底面１
８ａに載置されている。

【００３５】コア３１は、鉄、鉄系合金又はパーマロイ
などの磁性体材料をせん断加工して形成した板状のコア
断片３２を、３層積層させたものである。コア３１（コ
ア断片３２）は、外形が略方形、より具体的には略直方
体に形成されるとともに、平面部の４隅、すなわち外側
コーナー３３を略Ｌ字状に切り欠いた構成となってい
る。そして、コア３１（コア断片３２）は、この外側コ
ーナー３３と前述した規制リブ１２ａとが係合するとと
もに、検出部１５の規制リブ１５ａとコア３１の内周と
が係合することにより、所定位置に位置規制されてい
る。

【００３６】また、コア３１（コア断片３２）は、その
内周が外形と略相似形状の略方形に形成され、内側コー
ナー３４（反開放端側の内側コーナー３４ａ，開放端側
の内側コーナー３４ｓ）が曲面に形成されている。ここ
で、コア３１（コア断片３２）の内側コーナー３４は、
コア３１の厚さＤに対して、曲率半径が１Ｄの曲面に形
成されている。なお、コア３１（コア断片３２）の内側
コーナー３４の曲面は、特に限定するものではないが、
コア３１の厚さＤに対して、曲率半径が１Ｄ以上の曲面
であることが好ましい。

【００３７】コア３１（コア断片３２）の内側コーナー
３４（３４ａ，３４ｓ）と、これに対向する外側コーナ
ー３３とを結ぶ基準線Ｍに対して、反開放端側へオフセ
ットした位置には、各コア断片３２を相互に連結する連
結部としての半抜き加工部３６（３６ａ，３６ｓ）がそ
れぞれ設けられ、この半抜き加工部３６により各コア断
片３２が連結されている。ここで、オフセットとは、一
般的には、基準線Ｍ上に半抜き加工部３６の中心が位置
しない状態をいうが、ここでは、基準線Ｍ上に半抜き加
工部３６の一部が位置しない状態をいう。

【００３８】より具体的には、半抜き加工部３６ａは直
線部３１ｂに設けられ、一方、半抜き加工部３６ｓは開
放端側のコーナー部３１ｓに設けられている。ここで、
直線部３１ｂとは、略方形状のコア３１（コア断片３
２）の反開放端側の３辺のうち、コア３１（コア断片３
２）の外周側面と内周側面とが略平行となる部分であっ
て、内側コーナー３４ａ，３４ｓを含まない部分をい
う。また、コーナー部３１ａとは、コア３１（コア断片
３２）の反開放端側の３辺により形成される部分であ
り、内側コーナー３４ａを含む部分をいい、コーナー部
３１ｓとは、コア３１（コア断片３２）の直線部３１ｂ
より開放端側の部分をいい、内側コーナー３４ｓを含む
部分をいう（図１参照）。

【００３９】図３に示すように、このコア３１は、磁性
体材料よりなるフープ材３７を、プレス加工機などを用
いてせん断加工（プレス加工）することにより複数のコ
ア断片３２を作製し、上述したように作製されたコア断
片３２の一部に半抜き加工部３６を設けることにより３
層積層させて製造される。ここで、フープ材３７をプレ
ス加工する際には、プレス加工機に対してフープ材３７
を位置決める或いはフープ材３７を送るためのガイド孔
３８を設ける必要がある。ここでガイド孔３８は、コア
３１（コア断片３２）の外側コーナー３３の切り欠いた
部分に設けられている。

【００４０】収容部１２内には、シリコーンやウレタン
等の絶縁性を有するゲル材からなるポッティング材など
の封止材（図示しない）が充填され、この封止材の硬化
により、コア３１、基板２３及びホール素子２２等が封
止され、収容部１２内におけるコア３１と基板２３のホ
ール素子２２との位置関係が位置決め固定されている。

【００４１】蓋体４１は、その略中央に前記バスバー
（図示しない）を挿通する挿通孔４２が形成されるとと
もに、蓋体４１の両側端部に一対のツメ４３が一体成形
されている。そして、収容部１２の上面開口の係止孔２
０に蓋体４１のツメ４３を係合させることにより、収容
部１２の開口に蓋体４１が取り付けられ、収容部１２の
開口が蓋体４１により閉塞される。

【００４２】そして、この電流センサ１０は、バスバー
に流れる電流によりコア３１内に生じる磁束を、開放端
間（ギャップＳ）に介在されたホール素子２２が検出す
ることにより、バッテリーに入出力される電流の強弱が
検出される。

【００４３】図４に、磁界を印加することにより生じ
た、電流センサ１０のコア３１の磁束密度の分布のシミ
ュレーション結果を示す。尚、図４は、磁束密度の等高
線図（単位：ｍＴ、等高線間隔５ｍＴ）である。

【００４４】このコア３１の磁束密度の分布のシミュレ
ーション結果から、従来（図１０参照）と比較して、磁
束密度の等高線の間隔が全体的に大きくなり、コア３１
全体として局部的な磁束密度の集中が分散されて、磁束
密度の分布がより均一になり、コア３１内の最大磁束密
度が低減されたことが明らかとなった。すなわち、上記
従来のコア８１において、反開放端側の内側コーナー８
４ａの磁束密度は約５０ｍＴ、開放端側の内側コーナー
８４ｓの磁束密度は約３０ｍＴであるのに対し、本実施
形態（図４参照）の反開放端側の内側コーナー３４ａの
磁束密度は約４０ｍＴ、開放端側の内側コーナー３４ｓ
の磁束密度は２５ｍＴとなり、大幅に低下していること
が明らかとなった。

【００４５】また、コア３１の外側コーナー３３を切り
欠いた構成としても、殆ど磁束密度が集中せず、また、
そもそも外側コーナー３３の磁束密度が低いことから、
コア３１内の最大磁束密度を増加させないことが明らか
となった。

【００４６】さらに、コア３１の内側コーナー３４を曲
面に形成することにより、内側コーナー３４の局部的な
磁束密度の集中が分散され、特に、反開放端側の内側コ
ーナー３４ａの磁束密度が低減されてコア３１内の最大
磁束密度が低減されたことが明らかとなった。

【００４７】加えて、磁束分布の等高線の湾曲状態から
明らかなように、半抜き加工部３６の近傍に磁束密度の
集中がみられるが、半抜き加工部３６を基準線Ｍからオ
フセットした位置、より具体的には、半抜き加工部３６
ａを直線部３１ｂに、半抜き加工部３６ｓをコーナー部
３１ｓにそれぞれ設けたため、内側コーナー３４（３４
ａ，３４ｓ）への磁束の集中が分散されたことが明らか
となった。そして、特に、半抜き加工部３６ａを基準線
Ｍからオフセットして直線部３１ｂに設けることによ
り、コア３１内の最大磁束密度の低減に寄与することが
明らかとなった。

【００４８】上記第１実施形態によれば、以下のような
作用効果が奏される。 （１） 内側コーナー３４と、これに対向する外側コー
ナー３３とを結ぶ基準線Ｍに対してオフセットした位置
に半抜き加工部３６を設けた。

【００４９】このように、基準線Ｍに対してオフセット
した位置に半抜き加工部３６を設けることにより、内側
コーナー３４への局部的な磁束密度の集中を避けること
ができるようになる。そして、内側コーナー３４からの
オフセット量を大きくとり、反開放端側の内側コーナー
３４ａの磁束密度に影響を与えない個所に半抜き加工部
３６を設けることにより、内側コーナー３４ａへの磁束
密度の集中を分散させて、最大磁束密度の低減に寄与す
ることができる。

【００５０】（２） 半抜き加工部３６ａを反開放端側
のコーナー部３１ａを除く直線部３１ｂに設けた。この
ように、半抜き加工部３６ａを、コア３１の最大残留磁
束密度の発生個所である内側コーナー３４ａの近傍（コ
ーナー部３１ａ）を避けて直線部３１ｂに設けることに
より、内側コーナー３４ａへの磁束密度の集中を分散さ
せることができる。これにより、内側コーナー３４ａの
磁束密度を低減させてコア３１内の最大残留磁束密度を
小さくすることができるとともに、局部的な磁束密度の
集中を分散させてコア３１内の磁束分布をより均一にす
ることができる。

【００５１】（３） コア３１（コア断片３２）の内側
コーナー３４を、コア３１の厚さＤに対して曲率半径が
１Ｄの曲面に形成した。このように構成することによ
り、内側コーナー３４への局部的な磁束密度の集中を分
散させてコア３１内の磁束分布をより均一にすることが
できるとともに、特に、反開放端側の内側コーナー３４
ａの磁束密度を低減させて、コア３１内の最大残留磁束
密度を小さくすることができる。

【００５２】なお、磁性体材料をせん断加工するして形
成される従来の電流センサ１０のコア３１においては、
従来、内側コーナー３４が、０．５〜１．０ｍｍ程度の
曲率半径を有する曲面に形成されたものが知られてい
る。しかし、この内側コーナー３４の曲面は、コア３１
の厚さＤに対して１／１０〜１／２程度の曲率半径であ
り、しかも、加工時における型持ちの利便性などの観点
から形成されたものであり、コア３１のヒステリシスを
考慮して設計されたものではない。

【００５３】（４） 一部開放したコア３１（コア断片
３２）の外形を略方形、すなわち略直方体に形成すると
ともに、その外側コーナー３３を略Ｌ字状に切り欠い
た。このように構成すると、コア３１を電流センサ本体
１１のコア収容部１８内に収容配置する際に、外側コー
ナー３３と規制リブ１２ａとが係合して、外側コーナー
３３がコア３１を位置規制する位置決め部として機能す
る。これにより、電流センサ本体１１に、コア３１を位
置規制するためのスペースを設ける必要がなく小型化を
図ることができるとともに、簡易な構成で多機能化を図
り、しかも組付けが容易なコア３１を実現することがで
きる。

【００５４】また、プレス加工してコア断片３２を作製
する場合には、フープ材３７を位置決めるためのガイド
孔３８を、その外側コーナー３３の切り欠いた部分に設
けることができ、ガイド孔３８を設けるスペースを別途
必要としないため、材料の歩留まりを向上させて（Ｌ１
＞Ｌ２，図３及び図９参照）低コスト化を図ることがで
きる。

【００５５】しかも、コア３１の外側コーナー３３は、
磁束密度の小さい部分であることから、この部分を切り
欠いてもコア３１内の最大残留磁束密度が増大すること
はなく、コア３１のヒステリシスに与える影響が小さ
い。従って、ヒステリシスの小さいコア３１を、低コス
トで提供することができ、検出精度を向上させた高性能
な電流センサ１０を実現することができる。

【００５６】（第２実施形態）以下、本発明を具体化し
た電流センサの第２実施形態を、図５に基づいて説明す
る。なお、以降の各実施形態においては、各実施形態に
固有の構成のみを説明し、他の構成についての説明は省
略する。

【００５７】図５に示すように、本実施形態において
は、コア３１（コア断片３２）の反開放端側の内側コー
ナー３４ａを、開放端側の内側コーナー３４ｓよりも大
きな曲率半径を有する曲面に形成したほかは、上記第１
実施形態を同様の構成となっている。より具体的には、
コア３１（コア断片３２）の開放端側の内側コーナー３
４ａは、コア３１の厚さＤに対して曲率半径が１Ｄの曲
面に形成され、一方、コア３１（コア断片３２）の開放
端側の内側コーナー３４ｓは、上記従来と同じ曲面に形
成されている。

【００５８】本実施形態によれば、上記（１）〜（４）
に記載の作用効果に加えて、さらに以下のような作用効
果が奏される。 （５）コア３１（コア断片３２）の反開放端側の内側コ
ーナー３４ａを、開放端側の内側コーナー３４ｓよりも
大きな曲率半径を有する曲面に形成した。

【００５９】このようにコア３１の反開放端側の内側コ
ーナー３４ａのみ大きな曲率半径を有する曲面に形成す
ると、コア３１の最大残留磁束密度の発生個所である反
開放端側の磁束密度を低減させることができるととも
に、電流センサ本体１１（検出部１５、検出孔１４）の
設計変更を伴うことなく適用可能な、利便性の高いヒス
テリシスを小さなコア３１を実現することができる。

【００６０】尚、開放端側の内側コーナー３４ｓについ
ては、曲面に形成されていない構成であっても、上記作
用効果に何ら影響を与えないことは明らかであるため、
開放端側の内側コーナー３４ｓが曲面に形成されていな
い構成、例えば、エッジ上に形成された内側コーナー３
４ｓであっても構わない。

【００６１】（第３実施形態）以下、本発明を具体化し
た電流センサの第３実施形態を、図６に基づいて説明す
る。

【００６２】図６に示すように、本実施形態において
は、コア３１（コア断片３２）の反開放端側の内周を半
円形状に形成、換言すれば、反開放端側の内側コーナー
３４ａを半円形状に形成したほかは、上記第２実施形態
と同様の構成となっている。

【００６３】本実施形態によれば、上記（１）〜（５）
に記載の作用効果に加えて、さらに以下のような作用効
果が奏される。 （６） コア３１（コア断片３２）の反開放端側の内周
を略半円形状に形成、換言すれば、反開放端側の内側コ
ーナー３４ａを略半円形状に形成した。

【００６４】このように構成することにより、最大残留
磁束密度の発生個所であるコア３１の反開放端側の内側
コーナー３４ａの磁束密度をより一層低減させて、コア
３１内の最大残留磁束密度を小さくすることができ、局
部的な磁束密度の集中を分散させてコア３１内の磁束分
布をより均一にすることができる。従って、ヒステリシ
スの小さいコア３１を実現することができ、検出精度を
向上させた高性能な電流センサ１０を実現することがで
きる。

【００６５】尚、本発明は、前記各実施形態の構成に限
定されるものではなく、この発明の趣旨から逸脱しない
範囲で、各部の構成を任意に変更して具体化することも
可能である。

【００６６】・ コア３１の外側コーナー３３を切り欠
く形状を変更すること。例えば、図７に示すように、コ
ア３１（コア断片３２）の反開放端側の外側コーナー３
３を半円弧状に形成し、その外周を略半円形状に形成す
ること。

【００６７】次に、上記実施形態及び別例から把握でき
る技術的思想について、それらの作用効果とともに以下
に記載する。 ・ 一部が開放されるとともに、内周が略方形に形成さ
れた電流センサのコアであって、前記コアの反開放端側
の内周を、略半円形状に形成したことを特徴とする電流
センサのコア。

【００６８】このように、コアの反開放端側の内周を略
半円形状に形成すると、最大残留磁束密度の発生個所で
ある内側コーナーの磁束密度をより一層低減させて、局
部的な磁束密度の集中を分散させてコア内の磁束分布を
より均一にすることができる。従って、ヒステリシスの
小さいコアを実現することができる。

【００６９】・ 請求項１から請求項５のいずれかに記
載のコアを適用することを特徴とする電流センサ。これ
により、廉価でかつ検出精度をより一層向上させた電流
センサを実現することができる。

【００７０】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、連結部
を、コアの反開放端側の３辺により形成されるコーナー
部を除く直線部に設けたことにより、局部的な磁束密度
の集中を分散させてコア内の最大残留磁束密度を小さく
し、磁束分布をより均一にすることができる。従って、
ヒステリシスの小さいコアを実現することができる。

【００７１】請求項２に記載の発明によれば、コアの内
側コーナーと、これに対向する外側コーナーとを結ぶ基
準線に対してオフセットした位置に連結部を設けたこと
により、局部的な磁束密度の集中を分散させてコア内の
最大残留磁束密度を小さくし、磁束分布をより均一にす
ることができる。従って、ヒステリシスの小さいコアを
実現することができる。

【００７２】請求項３に記載の発明によれば、コアの内
側コーナーを、コアの厚さＤに対して１Ｄ以上の曲率半
径を有する曲面に形成したため、局部的な磁束密度の集
中を分散させてコア内の最大残留磁束密度を小さくし、
磁束分布をより均一にすることができる。従って、ヒス
テリシスの小さいコアを実現することができる。

【００７３】請求項５に記載の発明によれば、コアの外
側コーナーを切り欠いたため、この部分を利用して電流
センサ全体の小型化を図ることができる。また、せん断
加工によりコアを製造する場合には、この外側コーナー
を切り欠いた部分を利用して材料の歩留まりを向上させ
ることができる。従って、廉価でかつヒステリシスの小
さなコアを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態の電流センサ及びコアを示す分
解斜視図。

【図２】 第１実施形態の電流センサ及びコアを示す平
面図。

【図３】 第１実施形態の電流センサのコアの製法を示
す概略図。

【図４】 第１実施形態の電流センサのコアの磁束密度
の分布を示すシミュレーション解析図。

【図５】 第２実施形態の電流センサのコアを示す平面
図。

【図６】 第３実施形態の電流センサのコアを示す平面
図。

【図７】 変形例の電流センサのコアを示す平面図。

【図８】 従来の電流センサ及びコアを示す分解斜視
図。

【図９】 従来の電流センサのコアの製法を示す概略
図。

【図１０】 従来の電流センサのコアの磁束密度の分布
を示すシミュレーション解析図。

【符号の説明】

１０…電流センサ、２２…磁電変換部としてのホール素
子、３１…コア、３１ａ，３１ｓ…コーナー部、３１ｂ
…直線部、３２…コア断片、３３…外側コーナー、３
４，３４ａ，３４ｓ…内側コーナー、３６，３６ａ，３
６ｓ…連結部としての半抜き加工部、Ｍ…基準線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩佐 徹 埼玉県行田市富士見町１丁目４番地１ ジ ェコー 株式会社内 (72)発明者 田村 和之 埼玉県行田市富士見町１丁目４番地１ ジ ェコー 株式会社内 (72)発明者 小暮 健敏 埼玉県行田市富士見町１丁目４番地１ ジ ェコー 株式会社内 (72)発明者 大久保 尚彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 Ｆターム(参考） 2G017 AA02 AB09 AC07 AD05 AD53 2G025 AA02 AB02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一部が開放されるとともに、内周が略方
   形に形成された複数のコア断片を積層してなり、各コア
   断片を相互に連結する連結部を設けて各コア断片を連結
   した電流センサのコアであって、 前記連結部を、コアの反開放端側の３辺により形成され
   るコーナー部を除く直線部に設けたことを特徴とする電
   流センサのコア。
2. 【請求項２】 一部が開放されるとともに、内周が略方
   形に形成された複数のコア断片を積層してなり、各コア
   断片を相互に連結する連結部を設けて各コア断片を連結
   した電流センサのコアであって、 前記連結部を、コアの内側コーナーと、これに対向する
   外側コーナーとを結ぶ基準線に対してオフセットした位
   置に設けたことを特徴とする電流センサのコア。
3. 【請求項３】 一部が開放されるとともに、内周が略方
   形に形成された電流センサのコアであって、 前記コアの反開放端側の内側コーナーを、コアの厚さＤ
   に対して曲率半径が１Ｄ以上の曲面に形成したことを特
   徴とする電流センサのコア。
4. 【請求項４】 前記コアの反開放端側の内側コーナー
   を、開放端側の内側コーナーより大きな曲率半径を有す
   る曲面に形成したことを特徴とする請求項３に記載の電
   流センサのコア。
5. 【請求項５】 一部が開放されるとともに、外形が略方
   形に形成された電流センサのコアであって、 前記コアの外側コーナーを切り欠いたことを特徴とする
   電流センサのコア。