JP2013152221A - 電流センサ - Google Patents

Abstract

【課題】電流の検出精度の低下が抑制された電流センサを提供する。
【解決手段】磁電変換素子（２０）と集磁コア（３０）を有する電流センサ。集磁コア（３０）は、被測定電流の流れる流れ方向に直交する平面形状が、ギャップを有する環状を成し、磁電変換素子（２０）は、ギャップに配置され、被測定電流としての交流電流の流れる被測定導体（９０）の一部が、集磁コア（３０）によって囲まれており、集磁コア（３０）は、流れ方向に、少なくとも１つの第１磁性材料（３１）と、少なくとも１つの第２磁性材料（３２）とが交互に積層されて成り、少なくとも１つの第２磁性材料（３２）を介して隣り合う第１磁性材料（３１）の一部が、空隙又は絶縁体を介して互いに対向している。
【選択図】図２

Description

本発明は、磁電変換素子と、被測定電流から生じる被測定磁界を集磁し、集磁した被測定磁界を磁電変換素子に印加する集磁コアと、を有する電流センサに関するものである。

従来、例えば特許文献１に示されるように、ギャップを有する環状に形成され、測定対象となる電流（被測定電流）の流れる電流経路の一部を取り囲み、被測定電流に基づいた第１の磁束が形成されるコアと、ギャップに配置された磁気センサと、を備える電流センサが提案されている。上記したコアは、板状の磁性体材料が、複数枚積層されて成る。

特開２００７−４０７５８号公報

ところで、特許文献１に示される電流センサにおいて、コアの磁気飽和を抑制するために、磁性体材料の積層枚数を多くして、第１の磁束の流れ方向に直交するコアの断面形状を大きくすることが考えられる。断面形状が大きくなると、第１の磁束密度を低める反磁界が大きくなり、コアの磁気飽和が抑制されるのである。しかしながら、被測定電流が交流電流の場合、下記に示す不具合が生じる虞がある。

電流経路に交流電流が流れると、コアに、第１の磁束を打ち消す向きの磁界を発する渦電流が生じる。巨視的に視ると、コアの外皮だけに１つの大きな渦電流が生じるように見える。この巨視的な渦電流は、コアの断面積が大きければ大きいほど、また、渦電流の流れる経路である、コアの断面形状の外形輪郭線の総長が短ければ短いほど、大きくなる。したがって、コアの磁気飽和を抑制するために、コアの断面積を大きくしたとしても、渦電流によってコアを流れる第１の磁束の分布が変動し、電流の検出精度が低下する虞がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、電流の検出精度の低下が抑制された電流センサを提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、印加された磁界を電気信号に変換する磁電変換素子（２０）と、被測定電流から生じる被測定磁界を集磁し、集磁した被測定磁界を磁電変換素子（２０）に印加する集磁コア（３０）と、を有する電流センサであって、集磁コア（３０）は、被測定電流の流れる流れ方向に直交する平面形状が、ギャップを有する環状を成し、磁電変換素子（２０）は、ギャップに配置され、被測定電流としての交流電流の流れる被測定導体（９０）の一部が、集磁コア（３０）によって囲まれており、集磁コア（３０）は、流れ方向に、少なくとも２つの第１磁性材料（３１）と、少なくとも１つの第２磁性材料（３２）とが交互に積層されて成り、少なくとも１つの第２磁性材料（３２）を介して隣り合う第１磁性材料（３１）の一部が、空隙又は絶縁体を介して互いに対向していることを特徴とする。

このように本発明によれば、集磁コア（３０）は、流れ方向に、第１磁性材料（３１）と第２磁性材料（３２）とが交互に積層されて成り、第２磁性材料（３２）を介して隣り合う第１磁性材料（３１）の一部が、空隙又は絶縁体を介して互いに対向している。これによれば、集磁コア（３０）の断面積は、第１磁性材料の全てと第２磁性材料とが互いに連結された構成と同一であるが、集磁コア（３０）の断面形状の外形輪郭線の総長が長くなる。また、第２磁性材料（３２）と連結されていない第１磁性材料（３１）の一部で流れる渦電流は、互いに打ち消し合うので、巨視的な渦電流の生成領域は、第１磁性材料（３１）の一部と第２磁性材料（３２）とが互いに連結された領域となる。そのため、実質的な渦電流の大きさは小さくなる。以上、示したように、巨視的な渦電流は小さくなるので、渦電流によって、集磁コア（３０）を流れる被測定磁界の分布の変動が抑制される。

なお、集磁コア（３０）の断面積、及び、ギャップを構成する端部（３０ａ）の端面（３０ｂ）の表面積は、少なくとも、互いに連結された第１磁性材料（３１）の一部と第２磁性材料（３２）、及び、空隙又は絶縁体を介して互いに対向する第１磁性材料（３１）の一部から成る。端面（３０ｂ）から放出される被測定磁界は、その表面積に比例するので、端面の表面積が、互いに連結された第１磁性材料と第２磁性材料から成る構成と比べて、磁電変換素子（２０）に印加される被測定磁界の低減が抑制される。

以上、示したように、集磁コア（３０）を流れる被測定磁界の分布の変動、及び、低減が抑制されるので、電流の検出精度の低下が抑制される。

請求項２に記載のように、第２磁性材料（３２）を少なくとも２つ有し、第１磁性材料（３１）と第２磁性材料（３２）それぞれは、流れ方向に直交する平面形状が、ギャップを有する環状を成し、第１磁性材料（３１）の内側部分と、第２磁性材料（３２）の外側部分とが連結され、少なくとも１つの第２磁性材料（３２）を介して隣り合う第１磁性材料（３１）の外側部分が、空隙又は絶縁体を介して互いに対向し、少なくとも１つの第１磁性材料（３１）を介して隣り合う第２磁性材料（３２）の内側部分が、空隙又は絶縁体を介して互いに対向した構成が好適である。

これによれば、集磁コア（３０）の断面積、及び、端面（３０ｂ）の表面積は、互いに連結された第１磁性材料（３１）と第２磁性材料（３２）、第１磁性材料（３１）の外側部分、及び、第２磁性材料（３２）の内側部分から成る。したがって、端面（３０ｂ）の表面積が、互いに連結された第１磁性材料と第２磁性材料から成る構成と比べて、磁電変換素子（２０）に印加される被測定磁界の低減が抑制される。

請求項３に記載のように、１つの第１磁性材料（３１）を介して隣り合う第２磁性材料（３２）の内側部分が、空隙又は絶縁体を介して互いに対向した構成が好ましい。これによれば、複数の第１磁性材料を介して隣り合う第２磁性材料の内側部分が、空隙又は絶縁体を介して互いに対向する構成と比べて、集磁コア（３０）の体格の増大が抑制される。この結果、電流センサの体格の増大が抑制される。

なお、請求項１に記載の発明の具体的な構成としては、請求項４に記載のように、第１磁性材料（３１）の中央と、第２磁性材料（３２）とが連結され、少なくとも１つの第２磁性材料（３２）を介して隣り合う第１磁性材料（３１）の外側端部、及び、内側端部の一方が、空隙又は絶縁体を介して互いに対向した構成を採用することもできる。

この場合、請求項５に記載のように、少なくとも１つの第２磁性材料（３２）を介して隣り合う第１磁性材料（３１）の外側端部、及び、内側端部の他方が、空隙又は絶縁体を介して互いに対向した構成が良い。これによれば、集磁コア（３０）の断面積、及び、端面（３０ｂ）の表面積が、互いに連結された第１磁性材料（３１）と第２磁性材料（３２）、第１磁性材料（３１）の外側端部、及び、内側端部から成る。したがって、端面（３０ｂ）の表面積が、互いに連結された第１磁性材料と第２磁性材料から成る構成と比べて、磁電変換素子（２０）に印加される被測定磁界の低減が抑制される。

第２磁性材料が、第１磁性材料よりも、流れ方向の長さが短い構成の場合、第２磁性材料（３２）を介して隣り合う第１磁性材料（３１）の外側端部、及び、内側端部の一方（以下、一端と示す）の間の距離が短くなる。そのため、これら一端間が電気的に連結され、その電気的に連結された領域も渦電流の生成領域になり、渦電流によって、被測定磁界が弱まる虞がある。したがって、請求項６に記載のように、第２磁性材料（３２）は、第１磁性材料（３１）よりも、流れ方向の長さが長い構成が良い。これにより、一端間が電気的に連結され、その電気的に連結された領域が渦電流の生成領域になり、渦電流によって、被測定磁界が弱まることが抑制される。

請求項７に記載のように、１つの第２磁性材料（３２）を介して隣り合う第１磁性材料（３１）の一部が、空隙又は絶縁体を介して互いに対向した構成が良い。これによれば、複数の第２磁性材料を介して隣り合う第１磁性材料の一部が、空隙又は絶縁体を介して互いに対向する構成と比べて、集磁コア（３０）の体格の増大が抑制される。この結果、電流センサの体格の増大が抑制される。

請求項８に記載のように、第１磁性材料（３１）と第２磁性材料（３２）とは、絶縁材料（３３）を介して接合された構成が良い。これによれば、各磁性材料（３１，３２）同士の電気的な結合が弱められ、渦電流の生成が抑制される。これにより、集磁コア（３０）を流れる被測定磁界の低減が抑制され、電流の検出精度の低下が抑制される。

請求項９に記載のように、磁電変換素子（２０）の出力信号を処理する処理回路が形成された回路基板（４０）を有する構成を採用することができる。

請求項１０に記載のように、磁電変換素子（２０）と回路基板（４０）とを支持する支持基板（５０）を有する構成を採用することができる。

請求項１１に記載のように、磁電変換素子（２０）、回路基板（４０）、支持基板（５０）、及び、集磁コア（３０）を収納するケース（６０）を有する構成を採用することができる。

請求項１２に記載のように、ギャップは、２つの端部（３０ａ）が対向して成り、端部（３０ａ）の端面（３０ｂ）は、第１磁性材料（３１）における第２磁性材料（３２）と連結した部位、及び、第２磁性材料（３２）における第１磁性材料（３１）と連結した部位それぞれの面が加算されてなる加算面を含んでおり、加算面は、磁電変換素子（２０）における端面（３０ｂ）との対向面以上の表面積を有する構成を採用することができる。

第１実施形態に係る電流センサの概略構成を示す断面図である。 図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 渦電流を示す図面であり、（ａ）は集磁コアに生じる渦電流、（ｂ）は集磁コアの等価回路を示す。 集磁コアの変形例を示す断面図である。 集磁コアの変形例を示す断面図である。 集磁コアの変形例を示す断面図である。 集磁コアの変形例を示す断面図である。 集磁コアの変形例を示す断面図である。 集磁コアの変形例を示す断面図である。 集磁コアの変形例を示す断面図である。 集磁コアの変形例を示す断面図である。 集磁コアの変形例を示す断面図である。 集磁コアの変形例を示す断面図である。 集磁コアの変形例を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１〜図３に基づいて、本実施形態に係る電流センサ１００を説明する。以下においては、互いに直交する３方向をｘ方向、ｙ方向、ｚ方向と示す。ｙ方向が、特許請求の範囲に記載の流れ方向に相当する。なお、図１は、ｘ方向とｚ方向とによって規定されるｘ−ｚ平面に沿う断面図であり、図２は、ｙ方向とｚ方向とによって規定されるｙ−ｚ平面に沿う断面図である。また、後述する図４〜図１３は、ｙ−ｚ平面に沿う断面図であり、図１４は、ｘ−ｚ平面に沿う断面図である。そして、図２では、ケース６０を省略しており、図４〜図１３に示す断面図は、図２に対応している。すなわち、図４〜図１３に示す断面図は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。

電流センサ１００は、要部として、センサ基板１０と、該センサ基板１０に形成された磁電変換素子２０と、センサ基板１０及びｙ方向に被測定電流が流れる被測定導体９０それぞれの周囲を囲む集磁コア３０と、を有する。電流センサ１００は、被測定電流から生じる磁界（以下、被測定磁界と示す）による磁電変換素子２０の出力信号の変動に基づいて、被測定電流を測定する。本実施形態に係る電流センサ１００は、上記した構成要素１０〜３０の他に、回路基板４０、支持基板５０、及び、ケース６０を有する。なお、被測定電流は、交流電流である。

センサ基板１０は、半導体基板であり、その一面１０ａに、磁電変換素子２０が形成されている（以下、一面１０ａを形成面１０ａと示す）。図１に示すように、センサ基板１０は、導電性を有する中継部材１１を介して、支持基板５０に支持されており、この支持基板５０に固定された回路基板４０と電気的に接続されている。

本実施形態に係る磁電変換素子２０は、印加磁界によって電圧値（ホール電圧）が変動するホール素子である。磁電変換素子２０は、形成面１０ａに交差する印加磁界によって電圧値が変動する性質を有する。図示しないが、磁電変換素子２０は、形成面１０ａに沿う一方向に電流を流す２つの端子と、形成面１０ａに沿い、且つ、一方向に直交する他方向に並んで配置された２つの検出端子と、を有する。２つの端子を結ぶ線と、２つの検出端子を結ぶ線とによって、十字が形成されており、２つの端子間に流れる電流に磁束が交差すると、磁束の印加される方向及び電流の流れる方向に対して垂直な方向にホール電圧が生じる。このホール電圧が、上記した検出端子にて検出される。

集磁コア３０は、透磁率の高い材料から成り、ｘ−ｚ平面での平面形状が、ギャップを有する環状（平面Ｃ字状）を成す。２つの端部３０ａがｘ方向に並ぶことで、上記したギャップが構成され、ギャップにセンサ基板１０が設けられている。端部３０ａの端面３０ｂ、及び、形成面１０ａはそれぞれｙ−ｚ平面に沿い、ｘ方向にて互いに対向している。

集磁コア３０によって集磁された磁束は、集磁コア３０内を回転し、一方の端部３０ａから放出される。放出された磁束の一部は、外部に放出され、残りの磁束は、他方の端部３０ａに流れ込み、再び集磁コア３０内を回転する。上記したように、２つの端部３０ａによって構成されたギャップにセンサ基板１０が設けられているので、一方の端部３０ａから放出された磁束が、形成面１０ａに印加される。この印加磁界によってホール電圧が生じ、ホール電圧が、中継部材１１を介して回路基板４０に出力される。

回路基板４０は、半導体基板に、磁電変換素子２０の出力信号を処理する処理回路が形成されたものである。回路基板４０は、ホール電圧に基づいて、被測定電流の電流値を算出する機能を果たす。回路基板４０は、中継部材１１と並んで、支持基板５０に搭載されている。

支持基板５０は、非磁性材料から成る基板に、中継部材１１と回路基板４０とを電気的に接続する配線が形成されたものである。基板１０，４０は、中継部材１１と上記した配線とを介して電気的に接続されている。

ケース６０は、センサ基板１０、回路基板４０、及び、支持基板５０を収納するものである。本実施形態に係るケース６０は、センサ基板１０、回路基板４０、及び、支持基板５０を一体的に固定するとともに、被覆保護するモールド樹脂である。ケース６０は、非磁性と絶縁性とを有する材料から成る。

次に、本実施形態に係る電流センサ１００の特徴点を説明する。図２に示すように、集磁コア３０は、ｙ方向に、第１磁性材料３１と第２磁性材料３２とが交互に積層されて成り、第２磁性材料３２を介して隣り合う第１磁性材料３１の一部が、空隙を介して互いに対向している。磁性材料３１，３２は、主面がｙ方向に直交する平板状を成し、ｙ−ｚ平面での平面形状が、ギャップを有する環状（平面Ｃ字状）を成している。本実施形態に係る集磁コア３０は、図２に示すように、第１磁性材料３１の内側端部と、第２磁性材料３２の外側端部とが連結され、隣り合う２つの第１磁性材料３１の外側端部、及び、隣り合う２つの第２磁性材料３２の内側端部それぞれが、空隙を介して互いに対向する態様で、１つの第１磁性材料３１と１つの第２磁性材料３２とが交互に積層されて成る。

本実施形態では、第１磁性材料３１と第２磁性材料３２それぞれの主面に絶縁材料３３が形成されており、２つの絶縁材料３３を介して、磁性材料３１，３２が連結されている。絶縁材料３３の構成材料としては、各磁性材料３１，３２を電気的に独立とするため、及び、巨視的な渦電流の発生を抑制するために、絶縁性と低誘電性とを兼ね備えた材料が好ましい。

図３に示すように、絶縁材料３３を介して対向する磁性材料３１，３２によってコンデンサが構成されるが、磁性材料３１，３２間のインピーダンスは、絶縁材料３３の誘電率と交流電流の周波数とに反比例する。交流電流の周波数が低い場合、インピーダンスは高いので、各磁性材料３１，３２にて独立した渦電流（図３に実線で示す矢印）が主として生じるが、交流電流の周波数が高まると、インピーダンスが低くなり、各磁性材料３１，３２が電気的に連結され易くなる。すると、図３に破線で示す巨視的な渦電流が発生し易くなる。そのため、絶縁材料３３の構成材料としては、誘電率の低い材料が好ましい。

次に、本実施形態に係る電流センサ１００の作用効果を説明する。上記したように、集磁コア３０は、ｙ方向に、第１磁性材料３１と第２磁性材料３２とが交互に積層されて成り、第２磁性材料３２を介して隣り合う第１磁性材料３１の一部が、空隙を介して互いに対向している。これによれば、集磁コア３０の断面積は、第１磁性材料と第２磁性材料それぞれの主面が全面にて互いに連結された構成と同一であるが、集磁コア３０の断面形状の外形輪郭線の総長が長くなる。また、第２磁性材料３２と連結されていない第１磁性材料３１の一部で流れる渦電流は、互いに打ち消し合うので、巨視的な渦電流の生成領域は、第１磁性材料３１の一部と第２磁性材料３２の一部とが互いに連結された領域（図２に破線で示す領域）となる。そのため、実質的な渦電流の大きさは小さくなる。以上、示したように、巨視的な渦電流は小さくなるので、渦電流によって、集磁コア３０を流れる被測定磁界の分布の変動が抑制される。

また、集磁コア３０の断面積、及び、端面３０ｂの表面積は、互いに連結された第１磁性材料３１の内側端部と第２磁性材料３２の外側端部、第１磁性材料３１の外側端部、及び、第２磁性材料３２の内側端部それぞれの側面から成る。集磁コア３０から放出される被測定磁界は、端面３０ｂの表面積に比例するので、端面３０ｂの表面積が、互いに連結された第１磁性材料３１と第２磁性材料３２の側面から成る構成と比べて、磁電変換素子２０に印加される被測定磁界の低減が抑制される。以上、示したように、集磁コア３０を流れる被測定磁界の分布の変動、及び、低減が抑制されるので、電流の検出精度の低下が抑制される。

なお、図２に破線で示す領域の表面積が、特許請求の範囲に記載の加算面の表面積と等しく、その値は、磁電変換素子２０における端面３０ｂとの対向面の表面積よりも大きくなっている。

１つの第１磁性材料３１を介して隣り合う第２磁性材料３２の内側端部が、空隙を介して互いに対向している。これによれば、複数の第１磁性材料を介して隣り合う第２磁性材料の内側端部が、空隙を介して互いに対向する構成と比べて、集磁コア３０の体格の増大が抑制される。この結果、電流センサ１００の体格の増大が抑制される。

１つの第２磁性材料３２を介して隣り合う第１磁性材料３１の外側端部が、空隙を介して互いに対向している。これによれば、複数の第２磁性材料を介して隣り合う第１磁性材料が、空隙を介して互いに対向する構成と比べて、集磁コア３０の体格の増大が抑制される。この結果、電流センサ１００の体格の増大が抑制される。

第１磁性材料３１と第２磁性材料３２とは、２つの絶縁材料３３を介して接合されている。これによれば、磁性材料３１，３２同士の電気的な結合が弱められ、渦電流の生成が抑制される。これにより、集磁コア３０を流れる被測定磁界の低減が抑制され、電流の検出精度の低下が抑制される。

センサ基板１０、回路基板４０、及び、支持基板５０がケース６０によって一体的に固定され、被覆保護されている。これによれば、導電性を有する異物を介して、意図しない部位が電気的に接続されることが抑制される。また、センサ基板１０、回路基板４０、及び、支持基板５０の機械的な接続強度が向上される。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

本実施形態では、隣り合う２つの第１磁性材料３１、及び、隣り合う２つの第２磁性材料３２それぞれが、空隙を介して互いに対向する例を示した。しかしながら、隣り合う２つの第１磁性材料３１、及び、隣り合う２つの第２磁性材料３２それぞれが、絶縁体（図示略）を介して互いに対向する構成を採用することもできる。

本実施形態では、第１磁性材料３１と第２磁性材料３２それぞれの主面に絶縁材料３３が形成され、磁性材料３１，３２それぞれに形成された２つの絶縁材料３３を介して、磁性材料３１，３２が連結された例を示した。しかしながら、例えば図４に示すように、磁性材料３１，３２それぞれが有する２つの主面の内の一方に絶縁材料３３が形成され、１つの絶縁材料３３を介して、磁性材料３１，３２が連結された構成を採用することもできる。また、図５に示すように、絶縁材料３３を介さずに、磁性材料３１，３２が連結された構成を採用することもできる。

本実施形態では、第１磁性材料３１の内側端部と、第２磁性材料３２の上側端部とが連結され、隣り合う２つの第１磁性材料３１の外側端部、及び、隣り合う２つの第２磁性材料３２の内側端部それぞれが、空隙を介して互いに対向した例を示した。しかしながら、例えば図６〜図８に示すように、第１磁性材料３１の主面の中央と、第２磁性材料３２の主面の全面とが連結され、隣り合う第１磁性材料３１の外側端部、及び、内側端部の一方（以下、一端と示す）、及び、第１磁性材料３１の外側端部、及び、内側端部の他方（以下、他端と示す）それぞれが、空隙を介して互いに対向した構成を採用することもできる。この変形例の場合、第１磁性材料３１よりも、第２磁性材料３２の方が、ｚ方向の長さが短くなっている。

更に言えば、図９〜図１１に示すように、第１磁性材料３１の主面の内側端部と、第２磁性材料３２の主面の全面とが連結され、隣り合う第１磁性材料３１の一端が、空隙を介して互いに対向した構成を採用することもできる。この変形例の場合においても、第１磁性材料３１よりも、第２磁性材料３２の方が、ｚ方向の長さが短くなっている。

ちなみに、この変形例にて、第２磁性材料３２が、第１磁性材料３１よりも、ｙ方向の長さが短い場合、第２磁性材料３２を介して隣り合う第１磁性材料３１の一端の間の距離が短くなる。そのため、これら一端間が電気的に連結され、その電気的に連結された領域も渦電流の生成領域になり、渦電流によって、被測定磁界が弱まる虞がある。したがって、第２磁性材料３２は、第１磁性材料３１よりも、ｙ方向の長さが長い構成が良い。これにより、一端間が電気的に連結され、その電気的に連結された領域が渦電流の生成領域になり、渦電流によって、被測定磁界が弱まることが抑制される。

本実施形態では、１つの第２磁性材料３２を介して第１磁性材料３１が隣り合う例を示した。しかしながら、第１磁性材料３１の間に設けられる第２磁性材料３２の数としては、上記例に限定されない。例えば図１２に示すように、２つの第２磁性材料３２を介して第１磁性材料３１が隣り合う構成を採用することができる。

本実施形態では、１つの第１磁性材料３１を介して第２磁性材料３２が隣り合う例を示した。しかしながら、第２磁性材料３２の間に設けられる第１磁性材料３１の数としては、上記例に限定されない。例えば図１３に示すように、２つの第１磁性材料３１を介して第２磁性材料３２が隣り合う構成を採用することができる。

本実施形態では、集磁コア３０の形状を説明したが、集磁コア３０の製造方法については特に言及しなかった。しかしながら、絶縁材料３３を介して、第１磁性材料３１と第２磁性材料３２とが接合される場合、及び、絶縁材料３３を介さずに、第１磁性材料３１と第２磁性材料３２とが接合される場合いずれにおいても、第１磁性材料３１と第２磁性材料３２とをｙ方向に積層して、ｙ方向に熱と圧力を印加することで、集磁コア３０を製造することができる。これの別な方法としては、図１４に示すように、径の異なる、ｘ−ｚ平面の形状がギャップを有する環状の磁性材料３４を、磁性材料３４の中心から外側に向かって幾層にも重ねることで、集磁コア３０を製造することもできる。ちなみに、環状の板材を幾層にも重ねた後、一部を除去することで、ギャップを構成しても良い。これによっても、図２、図４〜図１３に記載の集磁コア３０を製造することができる。なお、図２、図４〜図１３に記載されている磁性材料３１，３２の間の境界線は、各材料の位置を明りょうとするために記述しているだけであって、各集磁コア３０が、一番初めに示した製造方法から成ることを主張するためではない。上記した２つのいずれの製造方法を採用したとしても、特許請求の範囲に記載の集磁コアが製造される。上記した製造方法にて、記した磁性材料３１，３２は、特定の形状を有しているが、特許請求の範囲に記載の磁性材料は、概念として記述しているに過ぎず、特定の形状を有するわけではない。

なお、絶縁材料３３を介さずに、第１磁性材料３１と第２磁性材料３２とが接合される場合、図５，８，１１に記載の集磁コア３０の輪郭線と同一の形状のキャビティを有する金型内に焼結材を充填して、熱と圧力とを印加することで、図５，８，１１に記載の集磁コア３０を製造することもできる。更に別な方法としては、図５，８，１１に記載の集磁コア３０の輪郭線と同一の形状に、圧粉材を樹脂でコーティングしたものを金型にいれ、熱と圧力とを印加することで、図５，８，１１に記載の集磁コア３０を製造することができる。この場合、磁性材料３１，３２の間の境界線は、全く形成されない。

本実施形態では、ケース６０が、センサ基板１０、回路基板４０、及び、支持基板５０を一体的に固定するとともに、被覆保護するモールド樹脂である例を示した。しかしながら、ケース６０としては、センサ基板１０、回路基板４０、及び、支持基板５０を収納する機能を果たし、且つ、非磁性と絶縁性とを有する材料から成るものであれば良い。例えば、ケース６０としては筒状のものを採用することができる。このケース６０の中に、センサ基板１０、回路基板４０、及び、支持基板５０を配置した後、樹脂を注入して固化することで、センサ基板１０、回路基板４０、及び、支持基板５０をケース６０内に固定しても良い。

１０・・・センサ基板
２０・・・磁電変換素子
３０・・・集磁コア
３１・・・第１磁性材料
３２・・・第２磁性材料
１００・・・電流センサ

Claims (12)

1. 印加された磁界を電気信号に変換する磁電変換素子（２０）と、
   被測定電流から生じる被測定磁界を集磁し、集磁した被測定磁界を前記磁電変換素子（２０）に印加する集磁コア（３０）と、を有する電流センサであって、
   前記集磁コア（３０）は、前記被測定電流の流れる流れ方向に直交する平面形状が、ギャップを有する環状を成し、
   前記磁電変換素子（２０）は、前記ギャップに配置され、
   前記被測定電流としての交流電流の流れる被測定導体（９０）の一部が、前記集磁コア（３０）によって囲まれており、
   前記集磁コア（３０）は、前記流れ方向に、少なくとも２つの第１磁性材料（３１）と、少なくとも１つの第２磁性材料（３２）とが交互に積層されて成り、
   少なくとも１つの前記第２磁性材料（３２）を介して隣り合う前記第１磁性材料（３１）の一部が、空隙又は絶縁体を介して互いに対向していることを特徴とする電流センサ。
2. 前記第２磁性材料（３２）を少なくとも２つ有し、
   前記第１磁性材料（３１）と前記第２磁性材料（３２）それぞれは、前記流れ方向に直交する平面形状が、ギャップを有する環状を成し、
   前記第１磁性材料（３１）の内側部分と、前記第２磁性材料（３２）の外側部分とが連結され、
   少なくとも１つの前記第２磁性材料（３２）を介して隣り合う前記第１磁性材料（３１）の外側部分が、空隙又は絶縁体を介して互いに対向し、
   少なくとも１つの前記第１磁性材料（３１）を介して隣り合う前記第２磁性材料（３２）の内側部分が、空隙又は絶縁体を介して互いに対向していることを特徴とする請求項１に記載の電流センサ。
3. １つの前記第１磁性材料（３１）を介して隣り合う前記第２磁性材料（３２）の内側部分が、空隙又は絶縁体を介して互いに対向していることを特徴とする請求項２に記載の電流センサ。
4. 前記第１磁性材料（３１）の中央と、前記第２磁性材料（３２）とが連結され、
   少なくとも１つの前記第２磁性材料（３２）を介して隣り合う前記第１磁性材料（３１）の外側端部、及び、内側端部の一方が、空隙又は絶縁体を介して互いに対向していることを特徴とする請求項１に記載の電流センサ。
5. 少なくとも１つの前記第２磁性材料（３２）を介して隣り合う前記第１磁性材料（３１）の外側端部、及び、内側端部の他方が、空隙又は絶縁体を介して互いに対向していることを特徴とする請求項４に記載の電流センサ。
6. 前記第２磁性材料（３２）は、前記第１磁性材料（３１）よりも、前記流れ方向の長さが長いことを特徴とする請求項２に記載の電流センサ。
7. １つの前記第２磁性材料（３２）を介して隣り合う前記第１磁性材料（３１）の一部が、空隙又は絶縁体を介して互いに対向していることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の電流センサ。
8. 前記第１磁性材料（３１）と前記第２磁性材料（３２）とは、絶縁材料（３３）を介して接合されていることを特徴とする請求項１〜７いずれか１項に記載の電流センサ。
9. 前記磁電変換素子（２０）の出力信号を処理する処理回路が形成された回路基板（４０）を有することを特徴とする請求項１〜８いずれか１項に記載の電流センサ。
10. 前記磁電変換素子（２０）と前記回路基板（４０）とを支持する支持基板（５０）を有することを特徴とする請求項９に記載の電流センサ。
11. 前記磁電変換素子（２０）、前記回路基板（４０）、前記支持基板（５０）、及び、前記集磁コア（３０）を収納するケース（６０）を有することを特徴とする請求項１０に記載の電流センサ。
12. 前記ギャップは、２つの端部（３０ａ）が対向して成り、
    前記端部（３０ａ）の端面（３０ｂ）は、前記第１磁性材料（３１）における前記第２磁性材料（３２）と連結した部位、及び、前記第２磁性材料（３２）における前記第１磁性材料（３１）と連結した部位それぞれの面が加算されてなる加算面を含んでおり、
    前記加算面は、前記磁電変換素子（２０）における前記端面（３０ｂ）との対向面以上の表面積を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電流センサ。

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