JP2013246056A - 電流センサ - Google Patents

Abstract

【課題】複数の材質を積層して形成した磁性体コアを用いても、ホール素子の位置バラツキによる感度の変動を抑えることができる電流センサを提供することを目的とする。
【解決手段】周の一部にギャップを有し、環状に形成された磁性体コアと、ギャップに配置され、磁性体コアの中空部を通過する被測定電流に応じて変化する磁束を検出する磁電変換素子とを備える。磁性体コアが、複数の材質を周方向以外の方向に積層して形成され、磁電変換素子のセンシング部が存在しうる領域として予め定めた領域（以下、センシング部存在領域という）内における、積層方向の距離がセンシング部の積層方向長さだけ離間した２点の磁束密度が近似するように形成されたことを特徴とする。
【選択図】図８

Description

本発明は、電流の測定や検出に用いられる磁気比例方式または磁気平衡方式の電流センサに関する。

磁気比例方式の電流検出器に関する先行技術として、例えば特許文献１がある。以下、図２１を参照して特許文献１の第５実施形態の電流検出器について説明する。図２１は、特許文献１の第５実施形態の電流センサを構成要素に分解して示した斜視図である。

特許文献１の第５実施形態の電流検出器９０は樹脂ケース９２を備えており、この樹脂ケース９２には板状のシートコア９４、９６が複数枚に重なり合った状態で収容される。これらシートコア９４、９６は、樹脂ケース９２内に収容された状態で１つの磁性体コア９８を構成する。図２１ではシートコア９４、９６が２枚ずつ示されているが、実際の枚数はこれよりも多く、それらは図示を省略されている。

シートコア９４、９６はいずれも略角形のＣ字形状をなしており、このような形状のシートコア９４、９６は、板状の磁性材料を打ち抜いて成形されている。その際、各シートコア９４、９６はその中央位置に開口部９４ａ、９６ａが形成されるとともに、この開口部９４ａ、９６ａから一側縁に向けて延びるギャップ用スリット９４ｂ、９６ｂが形成される。開口部９４ａ、９６ａは、シートコア９４、９６の外形に合わせた略角形である。

樹脂ケース９２内にシートコア９４、９６が重ね合わせた状態で収容されると、それらの開口部９４ａ、９６ａ及びギャップ用スリット９４ｂ、９６ｂが重ね合わせ方向でみて相互に合致する。これにより、多数のシートコア９４、９６から１つの磁性体コア９８を構成した状態で、その中央位置に一続きの貫通穴が形成されるとともに、周方向の一部にコアギャップが形成されることになる。

樹脂ケース９２内には、収容部９２ａ及びガイドスリーブ９２ｂが形成されている。収容部９２ａは、図２１に示される上方が開放されているが、その下方には底板９２ｃが形成されている。ガイドスリーブ９２ｂは底板９２ｃ上から上方に延びており、その内部は中空の電流導通部９２ｄとして形成されている。ガイドスリーブ９２ｂの外形はシートコア９４、９６の開口部９４ａ、９６ａより僅かに小さく、また、収容部９２ａの内側の寸法はシートコア９４、９６の外形よりも大きい。このためシートコア９４、９６を樹脂ケース９２内に収容する際、各開口部９４ａ、９６ａがガイドスリーブ９２ｂの外面に沿って案内されることで、シートコア９４，９６の相互の位置決めが容易に行われるものとなっている。

樹脂ケース９２には、シートコア９４、９６とともにホール素子１０もまた収容される。ホール素子１０は回路基板１２に実装されており、この回路基板１２は最外層のシートコア９６の上面に重ね合わせられるようにして収容される。このときホール素子１０は、各シートコア９４、９６のギャップ用スリット９４ｂ、９６ｂ間を通じて挿入されることで、磁性体コア９８のコアギャップ内に位置付けられる。

第５実施形態においては、一方のシートコア９４が鉄−ニッケル合金（例えばＰＢ＝４５％パーマロイ、ＰＣ＝７８％パーマロイ）を材料とするものであり、他方のシートコア９６が無方向性珪素鋼板を材料とするものである。

この場合、シートコア９６は無方向性珪素鋼板であり、電流検出用コアとしての磁気特性に劣る部分（特にヒステリシス巾）があるが、別のシートコア９４はパーマロイであり、電流検出用コアとして優れた磁気特性（出力直線性、ヒステリシス巾、飽和特性）を有する。これら異なる磁性材料のシートコア９４、９６を互いに重ね合わせて磁性体コア９８を構成することで、シートコア９６に固有の欠点を別のシートコア９４により補償することができる。その結果、磁性体コア９８全体として良好な磁気特性を発揮することができ、製品として充分な特性を発揮することができる。

また、第５実施形態では、比較的安価な磁性材料である無方向性珪素鋼板と、比較的高価な磁性材料であるパーマロイとを合わせて使用しているため、全体の中に占めるパーマロイの使用量を少なく抑えることができ、それだけ材料費の節減に寄与することができる。

特開２００８−２２４４８８号公報

以下、図１を参照して、特許文献１のように複数の材質を積層して形成した磁性体コアを用いる電流検出器の問題点について説明する。図１は、従来技術の複数の材質を積層して形成した磁性体コアを用いる電流検出器の問題点を模式的に示す図である。図１（ａ）は、磁性体コア９８のコアギャップにホール素子１０が挿入された状態における図２１中のＡ−Ａ断面の模式図である。図１（ｂ）は、ホール素子センシング部１１の位置バラツキおよび位置バラツキにより生じるホール素子センシング部１１を貫く磁束総数のバラツキについて説明する模式図である。図１（ａ）に破線で示すように、ホール素子１０内には、磁性体コア９８から発生する磁界を検知する領域であるホール素子センシング部１１が存在する。ここで、ホール素子センシング部１１を含むホール素子１０は、回路基板１２が収容部９２ａに収容され、磁性体コア９８の最上段のシートコア上に設置されることにより、概略位置決めされる。なお、樹脂ケース９２の収容部９２ａ内は図示しないポッティング樹脂により封止される。しかしながら、ホール素子１０をこのように概略位置決めしたとしても、図１（ｂ）の破線に示すように、ホール素子センシング部１１の位置は、製品間で比較して位置バラツキが生じる場合がある。一般に製造工程簡易化のため、磁性体コアとホール素子との高精度な位置決めの構造を有しないことがほとんどである。従って、シートコア９４、９６が互いに透磁率の異なる材質であれば、被測定電流が等しい場合であっても、センシング部１１を貫く磁束の総数が製品間でばらつくこととなり、電流センサの感度に誤差が生じてしまうという問題があった。また、製品間の位置バラツキだけでなく、使用時に電流センサ本体に振動が加わることなどによりセンシング部１１の位置が変動して、電流センサの感度が変わってしまう場合もあった。

そこで本発明では、複数の材質を積層して形成した磁性体コアを用いても、ホール素子の位置バラツキによる感度の変動を抑えることができる電流センサを提供することを目的とする。

本発明の電流センサは、周の一部にギャップを有し、環状に形成された磁性体コアと、ギャップに配置され、磁性体コアの中空部を通過する被測定電流に応じて変化する磁束を検出する磁電変換素子とを備える。磁性体コアが、複数の材質を周方向以外の方向に積層して形成され、磁電変換素子のセンシング部が存在しうる領域として予め定めた領域（以下、センシング部存在領域という）内における、積層方向の距離がセンシング部の積層方向長さだけ離間した２点の磁束密度が近似するように形成されたことを特徴とする。

また、上述のセンシング部存在領域の積層方向長さＳが、センシング部の積層方向長さＬ_Ｈの２倍よりも小さいものとし、磁性体コアが、センシング部存在領域内の磁束密度の積層方向の分布が長さ（Ｓ−Ｌ_Ｈ）／ｍ（ただし、ｍは１以上の整数）の周期で規則性を有するように形成されていてもよい。

また、上述のセンシング部存在領域の積層方向長さＳが、センシング部の積層方向長さＬ_Ｈの２倍以上であるものとし、磁性体コアが、センシング部存在領域内の磁束密度の積層方向の分布が長さＬ_Ｈ／ｍ（ただし、ｍは１以上の整数）の周期で規則性を有するように形成されていてもよい。

また、上述の磁性体コアが、複数の材質を不規則に積層して形成されていてもよい。

また、上述の磁性体コアが、同心環状に積層して形成されていてもよい。

また、上述の磁性体コアが、被測定電流の導通方向に積層して形成されていてもよい。

また、上述の磁性体コアが、複数の異なる材質を積層した平板を環状に丸め、周の一部を切断して形成されていてもよい。

また、上述の磁性体コアが、方向性電磁鋼とアモルファス磁性合金を交互に積層して形成されていてもよい。

また、上述の磁性体コアが、方向性電磁鋼とフェライトを交互に積層して形成されていてもよい。

本発明の電流センサによれば、複数の材質を積層して形成した磁性体コアを用いても、ホール素子の位置バラツキによる感度の変動を抑えることができる。

複数の材質を積層して形成した磁性体コアを用いる電流検出器の問題点を模式的に示す図。 本発明の実施例に係る電流センサの主要構成要素の分解斜視図。 本発明の実施例に係る電流センサが備える磁性体コアの斜視図。 本発明の実施例に係る電流センサが備えるホールＩＣの三面図。 本発明の実施例に係る電流センサが備える磁性体コアとホールＩＣセンシング部の位置関係を模式的に示す図（平面図）。 本発明の実施例に係る電流センサが備える磁性体コアとホールＩＣセンシング部の位置関係を模式的に示す図（正面図）。 本発明の実施例に係る電流センサが備えるホールＩＣセンシング部の位置のバラツキを模式的に示す図。 実施例１の電流センサのギャップにおける磁束密度分布の特徴を模式的に示す図。 実施例２の電流センサのギャップにおける磁束密度分布の特徴を模式的に示す図。 実施例１の電流センサが備える磁性体コアの磁束密度分布の規則性を模式的に示す図。 実施例２の電流センサが備える磁性体コアの磁束密度分布の規則性を模式的に示す図。 実施例１の電流センサに採用可能な応用例１〜３を示す模式図。 実施例１の電流センサに採用可能な応用例４〜６を示す模式図。 実施例１の電流センサに採用可能な応用例７〜９を示す模式図。 実施例２の電流センサに採用可能な応用例１０〜１２を示す模式図。 実施例２の電流センサに採用可能な応用例１３〜１５を示す模式図。 実施例２の電流センサに採用可能な応用例１６〜１８を示す模式図。 実施例３の電流センサに採用可能な応用例１９〜２４を示す模式図。 センシング部積層方向長さが周期の整数倍にならない場合の磁束総数の変化について模式的に示す図。 本発明の電流センサが備える磁性体コアの形状および積層方向のバリエーションについて示す斜視図。 特許文献１の第５実施形態の電流センサを構成要素に分解して示した斜視図。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。

以下、図２、３、４を参照して、本発明の実施例にかかる電流センサの構成について説明する。図２は本発明の実施例に係る電流センサの主要構成要素の分解斜視図である。図３は本発明の実施例に係る電流センサが備える磁性体コアの斜視図である。図４は本発明の実施例に係る電流センサが備えるホールＩＣの三面図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が右側面図である。

本発明の実施例に係る電流センサは、電気自動車又はハイブリッド自動車などの車両において、バッテリとモータなどの機器とを電気的に接続するバスバーまたはケーブル等に流れる電流を検出する装置である。図２に示すように、本発明の実施例に係る電流センサは磁性体コア１００（１０１〜１０８、２００〜２０８、３００〜３０５、符号は後述する実施例毎に使い分ける）と、ホールＩＣ１５と、ホールＩＣ１５に接続されたリード線１３と、ケース５０と、蓋６０とを備える。

＜磁性体コア＞
本発明の磁性体コア１００（１０１〜１０８、２００〜２０８、３００〜３０５）は、軟磁性材料（保磁力が小さく透磁率が大きい材料、例えば鉄、ケイ素鋼、パーマロイ、センダスト、パーメンジュール、ソフトフェライト、アモルファス磁性合金、ナノクリスタル磁性合金、電磁鋼など）を複数種類積層して形成されている。電磁鋼としては、特定の方向に偏って磁化しないようにした無方向性鋼板、特定の方向のみに磁化しやすくなるようにした方向性鋼板がある。複数の材質の積層方向は、コアの周方向以外の方向であればどんな方向であってもよい。また、材質の種類は２種であってもよいし、３種でもよく、２種以上であれば何種類でもよい。さらに、複数の材質は、不規則に積層されていても構わない。詳細については後述する。

＜ホールＩＣ（磁電変換素子）＞
本発明の電流センサが備えるホールＩＣ１５は、磁性体コア１００（１０１〜１０８、２００〜２０８、３００〜３０５）の中空部３０に挿し通されるバスバーまたはケーブル等を流れる被測定電流に応じて変化する磁束を検出して、磁束の検出信号を電気信号として出力する。ホールＩＣ１５はリード線１３を介して図示しない外部の回路に接続される。本発明ではホールＩＣ１５は、ホール素子と電気回路の組み合わせで実現してもよい。ホールＩＣ１５、ホール素子は磁電変換素子の一例である。

ケース５０は、直方体の箱形状であって上面とひとつの側面が開口している。ケース５０の底面５５を貫通して円筒状のガイドスリーブ５２が設けられており、ガイドスリーブ５２の内腔（電流導通部５４）には、図示しないバスバーまたはケーブル等を挿し通すことができる。ケース５０側面の開口部に近接するガイドスリーブ５２の外側面には、外側面に垂直な板状の凸部であるストッパ５３が形成されている。ケース５０内壁とガイドスリーブ５２の外側面に囲まれた領域を収容部５１と呼ぶ。図３に示すように、磁性体コア１００（１０１〜１０８、２００〜２０８、３００〜３０５）は、その周の一部にギャップ２０を有し、環状に形成されている。磁性体コア１００（１０１〜１０８、２００〜２０８、３００〜３０５）は板状の材質を中空部３０を囲んで長手方向に環状に丸めて形成され、その長手方向の両端がギャップ２０を介して対向している。

ガイドスリーブ５２の外形は磁性体コア１００（１０１〜１０８、２００〜２０８、３００〜３０５）の中空部３０より僅かに小さい。またストッパ５３のガイドスリーブ５２周方向の幅は、ギャップ２０のコア周方向の幅より僅かに小さい。また、収容部５１の内側の寸法は磁性体コア１００（１０１〜１０８、２００〜２０８、３００〜３０５）の外形よりも大きい。このため磁性体コア１００（１０１〜１０８、２００〜２０８、３００〜３０５）をケース５０内に収容する際、中空部３０、およびギャップ２０がガイドスリーブ５２、およびストッパ５３の外面に沿って案内され、底面５５に載せられることで、磁性体コア１００（１０１〜１０８、２００〜２０８、３００〜３０５）の概略位置決めが行われる。

蓋６０の外面の略中心に鉛直下方向に長い長円凹部６１が設けられており、長円凹部６１内には、鉛直方向一列に図示しないリード線用穴が５つ設けられている。一方、図４に示すように、ホールＩＣ１５は、直方体形状のケース１５ｂとケース１５ｂ内の図示しない磁電変換用回路基板、ホールＩＣセンシング部１１（破線で概略位置を図示）から構成される。ホールＩＣ１５の下端にはリード線１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ）が５本設けられ、リード線１３は、蓋６０の長円凹部６１に設けられたリード線用穴に通される。このとき、５本のリード線１３のうち、中心のリード線１３ｃには、リード線１３ｃの一部分を鍔状に太くした鍔部１３ｃ−１が設けられており、鍔部１３ｃ−１が上述のリード線穴に閊（つか）えることで、ホールＩＣ１５を蓋６０に対して保持する。蓋６０は、ケース５０の側面開口部に取り付けられる。このとき、ホールＩＣ１５のリード線１３を設けた端部と反対側の端部１５ａは、ストッパ５３に接触して概略位置決めされる。

以下、図５、図６を参照して磁性体コア１００（１０１〜１０８、２００〜２０８、３００〜３０５）と、ホールＩＣセンシング部１１の位置関係について説明する。図５は本発明の実施例に係る電流センサが備える磁性体コアとホールＩＣセンシング部の位置関係を模式的に示す図（平面図）である。図６は本発明の実施例に係る電流センサが備える磁性体コアとホールＩＣセンシング部の位置関係を模式的に示す図（正面図）である。図５に示すように、ホールＩＣセンシング部１１のコア外縁方向の端部を外縁方向端部１１ａと呼ぶこととし、ホールＩＣセンシング部１１のコア中心方向の端部を中心方向端部１１ｂと呼ぶこととする。また、図６に示すように、ホールＩＣセンシング部１１のコア上面方向の端部を上方向端部１１ｃと呼ぶこととし、ホールＩＣセンシング部１１のコア下面方向の端部を下方向端部１１ｄと呼ぶこととする。

次に、図７を参照して、ホールＩＣセンシング部１１の位置バラツキについて説明する。図７に示すようにホールＩＣセンシング部１１はコア外縁−中心方向に対しても、コア上面−下面方向に対しても製品間、または使用時の振動の付加によって位置バラツキが生じる可能性がある。これは特許文献１の場合と同様である。本発明では、ホールＩＣセンシング部１１の位置バラツキとして最大に見積もった領域をセンシング部存在領域としてあらかじめ定義しておく。センシング部存在領域は、ケース５０と磁性体コア１００（１０１〜１０８、２００〜２０８、３００〜３０５）の間に生じるガタの設計値、蓋６０とケース５０との間に生じるガタの設計値、蓋６０とホールＩＣ１５との間で生じるガタの設計値から、理論的に生じうる最大のガタを計算することにより見積もってもよい。また、実際に組み立てられた製品を抜き取り検査して、組み立てられた状態のホールＩＣ１５の位置を実測して、見積もってもよい。センシング部存在領域は、ホールＩＣセンシング部１１が確実に存在する領域として、余裕を持って設定しておけばよい。センシング部存在領域の積層方向長さをＳと表して、後述する磁性体コアの磁束密度分布決定の際のパラメータとして用いる。ここで、上述したように、本発明の磁性体コアの積層方向はコアの周方向以外の方向であればどんな方向でもよい。例えば、磁性体コアを同心環上に形成した場合には、積層方向はコア外縁−中心方向となる。従って、この場合センシング部存在領域の積層方向長さＳとは、ホールＩＣセンシング部１１の外縁方向端部１１ａの外縁方向の最大ずれ位置、ホールＩＣセンシング部１１の中心方向端部１１ｂの中心方向の最大ずれ位置に基づいて決められることになる。また、例えば、磁性体コアを被測定電流の導通方向に積層して形成した場合には、積層方向はコア上面−下面方向となる。従って、この場合センシング部存在領域の積層方向長さＳとは、ホールＩＣセンシング部１１の上方向端部１１ｃの上方向の最大ずれ位置、ホールＩＣセンシング部１１の下方向端部１１ｄの下方向の最大ずれ位置に基づいて決められることになる。

センシング部存在領域について、図８、図９を用いてさらに詳細に検討する。ここで、ホールＩＣセンシング部１１の積層方向長さをＬ_Ｈと表し、以下、Ｓ＜２Ｌ_Ｈの場合を実施例１として説明し、以下、Ｓ≧２Ｌ_Ｈの場合を実施例２として説明を進める。図８は実施例１の電流センサのギャップにおける磁束密度分布の特徴を模式的に示す図である。図９は実施例２の電流センサのギャップにおける磁束密度分布の特徴を模式的に示す図である。

図８に示すとおり、積層方向がコア外縁−中心方向である場合、外縁方向端部１１ａの外縁方向最大ずれ位置の積層方向の座標をＥＥと呼ぶ。同様に、外縁方向端部１１ａの中心方向最大ずれ位置の積層方向の座標をＥＣと呼ぶ。同様に、中心方向端部１１ｂの外縁方向最大ずれ位置の積層方向の座標をＣＥと呼ぶ。同様に、中心方向端部１１ｂの中心方向最大ずれ位置の積層方向の座標をＣＣと呼ぶ。

一方、積層方向がコア上面−下面方向である場合、上方向端部１１ｃの上方向最大ずれ位置の積層方向の座標をＥＥと呼ぶ。同様に、上方向端部１１ｃの下方向最大ずれ位置の積層方向の座標をＥＣと呼ぶ。同様に、下方向端部１１ｄの上方向最大ずれ位置の積層方向の座標をＣＥと呼ぶ。同様に、下方向端部１１ｄの下方向最大ずれ位置の積層方向の座標をＣＣと呼ぶ。座標ＥＥ、ＥＣ、ＣＥ、ＣＣは図９においても同じ定義で用いられる。

図８の場合、Ｓ＜２Ｌ_Ｈが前提条件となっているため、積層方向がいずれであったとしても、座標の並びは、向かって左からＥＥ、ＥＣ、ＣＥ、ＣＣの順になる。ここで、ホールＩＣセンシング部１１の左端が座標ＥＥにある状態からスタートして、徐々にホールＩＣセンシング部１１を図中右方向に移動させ、ホールＩＣセンシング部１１の右端を座標ＣＣに到達させることを考える。このとき、ホールＩＣセンシング部１１が右に移動するにつれて、座標ＥＥ右近傍で発生している磁束が、ホールＩＣセンシング部１１を通過しなくなることがわかる。その代わりに、座標ＣＥ右近傍で発生している磁束が、ホールＩＣセンシング部１１を新たに貫くようになる。従って、ホールＩＣセンシング部１１を貫く磁束の総数を一定に保ちたい場合には、ホールＩＣセンシング部１１の移動によってホールＩＣセンシング部１１に影響を及ぼさなくなる座標における磁束密度と、当該移動によって新たにホールＩＣセンシング部１１に影響を与える座標における磁束密度とが近似していればよいことになる。具体的には、座標ＥＥ近傍と座標ＣＥ近傍の磁束密度が近似していればよい。同様に、座標ＥＣ近傍と座標ＣＣ近傍の磁束密度が近似していればよい。これらの対応する座標はいずれも距離Ｌ_Ｈ離間している。なお、座標ＥＣと座標ＣＥの間については、磁束密度に何らの条件も課されない。Ｓ＜２Ｌ_Ｈの条件では、この領域は、ホールＩＣセンシング部１１がセンシング部存在領域内のどんな位置にあったとしても常にホールＩＣセンシング部１１を貫通する磁束を発生しているため、ホールＩＣセンシング部１１を貫く磁束の総数に影響を与えないからである。

また、ホールＩＣセンシング部１１に影響を与えない、図中のコア左端部〜座標ＥＥの区間、座標ＣＣ〜図中のコア右端部の区間についてはホールＩＣセンシング部１１を貫く磁束の総数に影響を与えないため、何らの条件も課されない。

図９において説明した実施例１の電流センサの磁性体コア１００〜１０８が満たすべき条件を再度まとめておく。実施例１の電流センサの磁性体コア１００〜１０８は、センシング部存在領域内における積層方向の距離がＬ_Ｈだけ離間した２点の磁束密度が近似するように形成されることを条件とする。Ｓ＜２Ｌ_Ｈの条件では、座標ＥＣ〜座標ＣＥの区間における各座標において、対応する距離がＬ_Ｈ離間する点がセンシング部存在領域の外にしか存在しないため、何らの条件も課されない。

一方、図９の場合、Ｓ≧２Ｌ_Ｈが前提条件となっているため、積層方向がいずれであったとしても、座標の並びは、向かって左からＥＥ、ＣＥ、ＥＣ、ＣＣの順になる。ここで、ホールＩＣセンシング部１１の左端が座標ＥＥにある状態からスタートして、徐々にホールＩＣセンシング部１１を図中右方向に移動させ、ホールＩＣセンシング部１１の右端を座標ＣＣに到達させることを考える。このとき、ホールＩＣセンシング部１１が右に移動するにつれて、座標ＥＥ近傍で発生している磁束が、ホールＩＣセンシング部１１を通過しなくなることがわかる。その代わりに、座標ＣＥ近傍で発生している磁束が、ホールＩＣセンシング部１１を新たに貫くようになる。従って、ホールＩＣセンシング部１１を貫く磁束の総数を一定に保ちたい場合には、ホールＩＣセンシング部１１の移動によってホールＩＣセンシング部１１に影響を及ぼさなくなる座標における磁束密度と、当該移動によって新たにホールＩＣセンシング部１１に影響を与える座標における磁束密度とが近似していればよいことになる。具体的には、座標ＥＥ近傍と座標ＣＥ近傍の磁束密度が近似していればよい。これらの対応する座標はいずれも距離Ｌ_Ｈ離間している。ここまでは、図８と同様である。しかしながら、図９の場合は、図８に存在した座標ＥＣ〜ＣＥ間の条件が課されない領域が存在しない。

また、ホールＩＣセンシング部１１に影響を与えない、図中のコア左端部〜座標ＥＥの区間、座標ＣＣ〜図中のコア右端部の区間についてはホールＩＣセンシング部１１を貫く磁束の総数に影響を与えないため、何らの条件も課されない。これは図８の場合と同じである。

図９において説明した実施例２の電流センサの磁性体コア２００〜２０８が満たすべき条件を再度まとめておく。実施例２の電流センサの磁性体コア２００〜２０８は、センシング部存在領域内における積層方向の距離がＬ_Ｈだけ離間した２点の磁束密度が近似するように形成されることを条件とする。

図８、図９で説明した本発明の上位概念は、Ｌ_Ｈ離間した領域内の任意の２点の磁束密度が近似していることのみを規定しているので、例えば、図８における座標ＥＥ〜ＣＣ区間における磁束密度分布が不規則な分布であっても構わない。同様に、図９において座標ＥＥ〜ＣＥ区間における磁束密度分布が不規則な分布であっても構わない。

以下、本発明の実施例１、２の磁性体コアから発生する磁束密度分布が満たすべき条件について、図１０、図１１を参照してさらに詳細に検討する。図１０は実施例１の電流センサが備える磁性体コアの磁束密度分布の規則性を模式的に示す模式図である。図１１は実施例２の電流センサが備える磁性体コアの磁束密度分布の規則性を模式的に示す図である。

前述したように、本発明の上位概念では、Ｌ_Ｈ離間した存在領域内の任意の２点の磁束密度が近似することにより相互に補償し合う関係にあれば、電流センサの感度の変動を抑えることができる。換言すれば、実施例１のＳ＜２Ｌ_Ｈの条件では、座標ＥＥと座標ＥＣの積層方向距離がＳ−Ｌ_Ｈであるから、少なくとも座標ＥＥ〜ＥＣ間に波長λ_Ｂ＝Ｓ−Ｌ_Ｈの周期的分布が存在し、座標ＣＥ〜ＣＣ間にも同様に、波長λ_Ｂ＝Ｓ−Ｌ_Ｈの周期的分布が存在すれば補償関係が成立することになる。さらに、磁束密度分布の波長λ_Ｂについては、図１０に示すように、磁束密度分布が（Ｓ−Ｌ_Ｈ）／ｍ（ただし、ｍは１以上の整数）の周期で規則性を有するようにしても補償関係が成立する。図１０の中段のグラフにおいてはｍ＝４として図示してある。

一方、実施例２のＳ≧２Ｌ_Ｈの条件では、座標ＥＥと座標ＣＥの積層方向距離がＬ_Ｈであるから、少なくとも座標ＥＥ〜ＣＥ間に波長λ_Ｂ＝Ｌ_Ｈの周期的分布が存在し、続く長さＬ_Ｈの各区間においても波長λ_Ｂ＝Ｌ_Ｈの周期的分布が存在し、座標ＥＣ〜ＣＣ間にも同様に、波長λ_Ｂ＝Ｌ_Ｈの周期的分布が存在すれば補償関係が成立することになる。さらに、磁束密度分布の波長λ_Ｂについては、図１１に示すように、磁束密度分布がＬ_Ｈ／ｍ（ただし、ｍは１以上の整数）の周期で規則性を有するようにしても補償関係が成立する。図１１の中段のグラフにおいてはｍ＝３として図示してある。

以下、図１２を参照して、実施例１の電流センサの磁性体コアに採用可能な応用例１〜応用例３について説明する。図１２は実施例１の電流センサに採用可能な応用例を示す模式図である。（ａ）は応用例１の磁性体コア１００の構成を示す模式図、（ｂ）は応用例２の磁性体コア１０１の構成を示す模式図、（ｃ）は応用例３の磁性体コア１０２の構成を示す模式図である。

［応用例１］
上述したように、Ｌ_Ｈ離間した存在領域内の任意の２点の磁束密度が近似していることが条件となり、座標ＥＣ〜ＣＥ間における磁束密度には何らの条件も課されないのであるから、例えば、座標ＥＥ〜ＥＣ間については、磁束密度がフラットな分布となるように、一種類の磁性体（第１磁性体１とする）のみで構成することとし、座標ＥＥ〜ＥＣ間の各座標点からＬ_Ｈ離間した点が存在する座標ＣＥ〜ＣＣ間についても同じ第１磁性体１のみで構成して、座標ＣＥ〜ＣＣ間がフラットな磁束密度分布とすればよい。磁性体コア１００の図中のコア左端部〜座標ＥＥの区間、座標ＣＣ〜図中のコア右端部の区間、座標ＥＣ〜ＣＥ間の区間については何らの条件も課されないため、例えば第１磁性体１とは異なる第２磁性体２の層を形成すればよい。

［応用例２］
磁性体コア１００を変形した応用例として、本応用例の磁性体コア１０１のように、座標ＥＣ〜ＣＥ間の区間について第１磁性体１とも第２磁性体２とも異なる材質（第４磁性体４とする）で構成してもよい。この場合３種類の磁性体で磁性体コアが形成されたことになる。

［応用例３］
磁性体コア１００を変形した応用例として、本応用例の磁性体コア１０２のように、図中のコア左端部〜座標ＥＥの区間、座標ＣＣ〜図中のコア右端部の区間、座標ＥＣ〜ＣＥ間の区間を磁性体でない物質（非磁性体９とする）で構成してもよい。このように、非磁性体が含まれる場合でも、磁束の補償関係が成り立つ限り、ホールＩＣセンシング部１１の位置ずれによる電流センサの感度の変動を抑制することができる。これ以外にも、図中のコア左端部〜座標ＥＥの区間、座標ＣＣ〜図中のコア右端部の区間、座標ＥＣ〜ＣＥ間の区間については、複数種類の磁性体を積層して構成してもよい。

以下、図１３を参照して、実施例１の電流センサの磁性体コアに採用可能な応用例４〜応用例６について説明する。図１３は実施例１の電流センサに採用可能な応用例を示す模式図である。（ａ）は応用例４の磁性体コア１０３の構成を示す模式図、（ｂ）は応用例５の磁性体コア１０４の構成を示す模式図、（ｃ）は応用例６の磁性体コア１０５の構成を示す模式図である。

［応用例４］
上述したように、Ｌ_Ｈ離間した存在領域内の任意の２点の磁束密度が近似していることが条件となり、座標ＥＣ〜ＣＥ間における磁束密度には何らの条件も課されない。従って、例えば、ＥＥ〜ＥＣ間において二種類の磁性体を任意のパターンに配置し、ＣＥ〜ＣＣ間において、ＥＥ〜ＥＣ間に用いられた二種類の磁性体を、ＥＥ〜ＥＣ間における配置と同じパターンに配置して磁性体を形成しても良い。図１３（ａ）に示すように、本応用例の磁性体コア１０３は、座標ＥＥ〜ＥＣ、ＣＥ〜ＣＣの区間において、第１磁性体１と第３磁性体３が交互に配置されて、同一の磁束密度分布を形成している。なお、本応用例、および以下の応用例５〜９においては、図中のコア左端部〜座標ＥＥの区間、座標ＣＣ〜図中のコア右端部の区間、座標ＥＣ〜ＣＥ間の区間についての言及を省略するが、この区間については、応用例１〜３同様、磁性体、非磁性体、複数種類の磁性体を積層して形成するなど任意の構成で構わない。

［応用例５］
本応用例の磁性体コア１０４は、座標ＥＥ〜ＥＣ、ＣＥ〜ＣＣの区間において、第１磁性体１と第３磁性体３が交互に配置されて、同一の磁束密度分布を形成されている点で応用例４と同じであるが、第１磁性体１と第３磁性体３の層の厚みを異ならせてある。具体的には第３磁性体３を第１磁性体１の層よりも薄く形成した。

［応用例６］
本応用例の磁性体コア１０５は、応用例４、５と同じように、座標ＥＥ〜ＥＣ、ＣＥ〜ＣＣの区間において、２種類の材質を交互に配置して形成されている。本応用例の磁性体コア１０５は、磁性体（図中、第３磁性体と表記したが、磁性体の種類に特に制限はない）と、非磁性体９とを交互に積層して形成されている。このように、座標ＥＥ〜ＥＣ、ＣＥ〜ＣＣの区間において、磁性体と非磁性体とを用いて、任意のパターンで積層することによっても磁性体コアを形成することができる。

以下、図１４を参照して、実施例１の電流センサの磁性体コアに採用可能な応用例７〜応用例９について説明する。図１４は実施例１の電流センサに採用可能な応用例を示す模式図である。（ａ）は応用例７の磁性体コア１０６の構成を示す模式図、（ｂ）は応用例８の磁性体コア１０７の構成を示す模式図、（ｃ）は応用例９の磁性体コア１０８の構成を示す模式図である。

［応用例７］
上述したように、Ｌ_Ｈ離間した存在領域内の任意の２点の磁束密度が近似していることが条件となり、座標ＥＣ〜ＣＥ間における磁束密度には何らの条件も課されない。従って、例えば、ＥＥ〜ＥＣ間において三種類の磁性体を任意のパターンに配置し、ＣＥ〜ＣＣ間において、ＥＥ〜ＥＣ間に用いられた三種類の磁性体を、ＥＥ〜ＥＣ間における配置と同じパターンに配置して磁性体を形成しても良い。図１４（ａ）に示すように、本応用例の磁性体コア１０６は、座標ＥＥ〜ＥＣ、ＣＥ〜ＣＣの区間において、第１磁性体１と第２磁性体２と第３磁性体３とが同一のパターンに配置されて、同一の磁束密度分布を形成している。

［応用例８］
応用例７と同様に、本応用例の磁性体コア１０７は、座標ＥＥ〜ＥＣ、ＣＥ〜ＣＣの区間において、第１磁性体１と第２磁性体２と第３磁性体３が配置されて、同一の磁束密度分布を形成している。本応用例では、第１磁性体１を他の層よりも厚く形成している。

［応用例９］
本応用例の磁性体コア１０８は、座標ＥＥ〜ＥＣ、ＣＥ〜ＣＣの区間において、４種の磁性体（第１磁性体１、第２磁性体２、第３磁性体３、第４磁性体４）を配置して形成されて、同一の磁束密度分布を形成している。このように、応用例７〜応用例９では、複数種類の磁性体を不規則に配置して形成された磁性体コアを示したが、これらを規則的に配置して磁性体コアを形成することも可能であることはいうまでもない。この場合、図１０で説明したようにＳ＜２Ｌ_Ｈの条件では、磁束密度分布の波長λ_Ｂ＝（Ｓ−Ｌ_Ｈ）／ｍ（ただし、ｍは１以上の整数）の周期で規則性を有するようにしても補償関係が成立する。

このように、本発明の実施例１の電流センサの磁性体コア１００〜１０８によれば、ギャップ２０にホールＩＣ１５を配置する場合の位置バラツキによる電流センサ感度の変動が抑制されるため、電流センサの製品間（動作間）バラツキを抑え、より高精度な電流センサを実現することができる。

また、本発明の実施例１の電流センサの磁性体コア１００〜１０８のように、複数の材質による積層構造を採用することにより、それぞれの材質がもつデメリットを補い、それぞれの物質がもつメリットを享受することができる。例えば電磁鋼板は、渦電流損等の鉄損により、１０ｋＨｚ以上の高周波電流の測定が出来ないというデメリットを有するが、電磁鋼板と周波数特性の良い材料とを組み合わせて磁性体コアを形成することで周波数特性が改善された電流センサを実現できる。また、例えばフェライトは、飽和磁束密度が小さく大電流領域においてセンサ感度が低下してしまうというデメリットを有するが、フェライトと飽和磁束密度の高い方向性電磁鋼板とを積層して磁性体コアを形成することで大電流領域の感度を改善した電流センサを実現できる。また、アモルファス磁性合金は軟磁性材料としての特性は良好だが、機械的強度が弱いというデメリットを有するが、アモルファス磁性合金と機械的強度の高い方向性電磁鋼板とを積層して磁性体コアを形成することで、機械的強度の高い磁性体コア並びに電流センサを実現できる。

以下、図１５を参照して、実施例２の電流センサの磁性体コアに採用可能な応用例１０〜応用例１２について説明する。図１５は実施例２の電流センサに採用可能な応用例を示す模式図である。（ａ）は応用例１０の磁性体コア２００の構成を示す模式図、（ｂ）は応用例１１の磁性体コア２０１の構成を示す模式図、（ｃ）は応用例１２の磁性体コア２０２の構成を示す模式図である。

［応用例１０］
上述したように、Ｌ_Ｈ離間した存在領域内の任意の２点の磁束密度が近似していることが条件となるから、例えば、座標ＥＥ〜ＣＣ間については、磁束密度がフラットな分布となるように、一種類の磁性体（第１磁性体１）のみで構成すればよい。磁性体コア２００の図中のコア左端部〜座標ＥＥの区間、座標ＣＣ〜図中のコア右端部の区間については何らの条件も課されないため、例えば第１磁性体１とは異なる第２磁性体２の層を形成すればよい。

［応用例１１］
磁性体コア２００を変形した応用例として、本応用例の磁性体コア２０１のように、座標ＣＣ〜図中のコア右端部の区間について第１磁性体１とも第２磁性体２とも異なる材質（第４磁性体４とする）で構成してもよい。この場合３種類の磁性体で磁性体コアが形成されたことになる。

［応用例１２］
磁性体コア２００を変形した応用例として、本応用例の磁性体コア２０２のように、図中のコア左端部〜座標ＥＥの区間、座標ＣＣ〜図中のコア右端部の区間を磁性体でない物質（非磁性体９）で構成してもよい。このように、非磁性体が含まれる場合でも、磁束の補償関係が成り立つ限り、ホールＩＣセンシング部１１の位置ずれによる電流センサの感度の変動を抑制することができる。これ以外にも、図中のコア左端部〜座標ＥＥの区間、座標ＣＣ〜図中のコア右端部の区間については、複数種類の磁性体を積層して構成してもよい。

以下、図１６を参照して、実施例２の電流センサの磁性体コアに採用可能な応用例１３〜応用例１５について説明する。図１６は実施例２の電流センサに採用可能な応用例を示す模式図である。（ａ）は応用例１３の磁性体コア２０３の構成を示す模式図、（ｂ）は応用例１４の磁性体コア２０４の構成を示す模式図、（ｃ）は応用例１５の磁性体コア２０５の構成を示す模式図である。

［応用例１３］
上述したように、Ｌ_Ｈ離間した存在領域内の任意の２点の磁束密度が近似していることが条件となる。従って、図１１で説明したようにＳ≧２Ｌ_Ｈの条件では、磁束密度分布の波長λ_Ｂ＝Ｌ_Ｈ／ｍ（ただし、ｍは１以上の整数）の周期で規則性を有するようにしても補償関係が成立する。図１６（ａ）に示すように、本応用例の磁性体コア２０３は、座標ＥＥ〜ＣＣの区間において、第１磁性体１と第３磁性体３が交互に配置されて、波長λ_Ｂ＝Ｌ_Ｈ／３となるように形成されている。なお、本応用例、および以下の応用例１４〜１８においては、図中のコア左端部〜座標ＥＥの区間、座標ＣＣ〜図中のコア右端部の区間についての言及を省略するが、この区間については、応用例１〜３や応用例１０〜１２同様、磁性体、非磁性体、複数種類の磁性体を積層して形成するなど任意の構成で構わない。

［応用例１４］
本応用例の磁性体コア２０４は、座標ＥＥ〜ＣＣの区間において、第１磁性体１と第３磁性体３が交互に配置されて、波長λ_Ｂ＝Ｌ_Ｈ／３となるように形成されている点で応用例１３と同じであるが、第１磁性体１と第３磁性体３の層の厚みを異ならせてある。具体的には第３磁性体３を第１磁性体１の層よりも薄く形成した。

［応用例１５］
本応用例の磁性体コア２０５は、応用例１３、１４と同じように、座標ＥＥ〜ＣＣの区間において、２種類の材質が交互に配置されて、波長λ_Ｂ＝Ｌ_Ｈ／３となるように形成されている。本応用例の磁性体コア２０５は、磁性体（図中、第３磁性体３と表記したが、磁性体の種類に特に制限はない）と、非磁性体９とを交互に積層して形成されている。このように、座標ＥＥ〜ＣＣの区間において、磁性体と非磁性体とを用いて、波長λ_Ｂ＝Ｌ_Ｈ／ｍで積層することによっても磁性体コアを形成することができる。

以下、図１７を参照して、実施例２の電流センサの磁性体コアに採用可能な応用例１６〜応用例１８について説明する。図１７は実施例２の電流センサに採用可能な応用例を示す模式図である。（ａ）は応用例１６の磁性体コア２０６の構成を示す模式図、（ｂ）は応用例１７の磁性体コア２０７の構成を示す模式図、（ｃ）は応用例１８の磁性体コア２０８の構成を示す模式図である。

［応用例１６］
上述したように、Ｌ_Ｈ離間した存在領域内の任意の２点の磁束密度が近似していることが条件となる。従って、図１１で説明したようにＳ≧２Ｌ_Ｈの条件では、磁束密度分布の波長λ_Ｂ＝Ｌ_Ｈの周期で規則性を有するようにしても補償関係が成立する。図１７（ａ）に示すように、本応用例の磁性体コア２０６は、座標ＥＥ〜ＣＣの区間において、第１磁性体１と第２磁性体２と第３磁性体３とを配置して、波長λ_Ｂ＝Ｌ_Ｈとなるようなパターンを形成し、これを繰り返し積層して形成されている。

［応用例１７］
応用例１６と同様に、本応用例の磁性体コア２０７は、座標ＥＥ〜ＣＣの区間において、第１磁性体１と第２磁性体２と第３磁性体３を配置して、波長λ_Ｂ＝Ｌ_Ｈとなるようなパターンを形成し、これを繰り返し積層して形成されている。本応用例では、第１磁性体１を他の層よりも厚く形成している。

［応用例１８］
本応用例の磁性体コア２０８は、座標ＥＥ〜ＣＣの区間において、４種の磁性体（第１磁性体１、第２磁性体２、第３磁性体３、第４磁性体４）を配置して、波長λ_Ｂ＝Ｌ_Ｈとなるようなパターンを形成し、これを繰り返し積層して形成されている。

このように、本実施例の電流センサの磁性体コア２００〜２０８によれば、実施例１と同様に、電流センサの製品間（動作間）バラツキを抑え、より高精度な電流センサを実現することができ、それぞれの材質がもつデメリットを補い、それぞれの物質がもつメリットを享受することができる。

以下、図１８を参照して、実施例２を変形した実施例３の電流センサの磁性体コアに採用可能な応用例１９〜応用例２４について説明する。図１８は実施例３の電流センサに採用可能な応用例を示す模式図である。（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ応用例１９〜２４の磁性体コア３００〜３０５の構成を示す模式図である。

図１８に示すように、実施例２で設定していたセンシング部存在領域である座標ＥＥ〜ＣＣの区間を、磁性体コア全体が含まれる領域に拡張することも可能である。このようにすることで、センシング部存在領域が不明であったとしても、Ｓ≧２Ｌ_Ｈの条件の下、磁性体コア全体を磁束密度分布の波長λ_Ｂ＝Ｌ_Ｈ／ｍ（ただし、ｍは１以上の整数）の周期で規則性を有するように形成すれば、図１１で述べたように補償関係が成立する。従って、本実施例では、図中コア左端部〜コア右端部の領域を座標ＥＥ〜ＣＣと設定し、実施例２の応用例１３〜１８を変形して応用例１９〜応用例２４とした。

このように、本実施例の電流センサの磁性体コア３００〜３０５によれば、実施例１、２と同じ効果に加え、センシング部存在領域が不明であったとしても、Ｓ≧２Ｌ_Ｈの条件の下、補償関係が成立するため、電流センサの製品間（動作間）バラツキを抑えることができる。

＜磁性体＞
実施例１〜３において第１磁性体１〜第４磁性体４として磁性体の種類を複数示したが、これらの磁性体は具体的には、上述した軟磁性材料である例えば鉄、ケイ素鋼、パーマロイ、センダスト、パーメンジュール、ソフトフェライト（フェライトシート）、アモルファス磁性合金（アモルファスリボン）、ナノクリスタル磁性合金、電磁鋼（無方向性鋼板、方向性鋼板）などのいずれであってもよい。磁性体を２種類として構成する場合に好適な組み合わせは、電磁鋼板と周波数特性の良い材料、フェライトと方向性電磁鋼板、アモルファス磁性合金と方向性電磁鋼板、アモルファス磁性合金とフェライトなどである。

＜非磁性体＞
実施例１〜３において非磁性体９として示したが、非磁性体とは具体的には、反磁性体や常磁性体を意味する。

＜λ_Ｂ≠Ｌ_Ｈ／ｍ（Ｌ_Ｈ≠λ_Ｂ×ｍ）の場合＞
以下、図１９を参照して、波長λ_Ｂ＝Ｌ_Ｈ／ｍ（Ｌ_Ｈ＝λ_Ｂ×ｍ）とならない場合について検討する。図１９はセンシング部積層方向長さＬ_Ｈが波長λ_Ｂの整数倍にならない場合の磁束総数の変化について模式的に示す図である。

Ｌ_Ｈ≠λ_Ｂ×ｍであるケースについて、ホールＩＣセンシング部１１の余分長さをΔＬとして、Ｌ_Ｈ＝λ_Ｂ×ｍ＋ΔＬを満たすものと仮定する。図１９は、２種類の磁性体（第１磁性体１、第３磁性体３）を交互に積層して周期的分布を形成した例である。第１磁性体１の層厚をＬ_１とし、第３磁性体３の層厚をＬ_３とする。この例では、Ｌ_１＞Ｌ_３であるものとする。前述の波長λ_Ｂ＝Ｌ_１＋Ｌ_３となる。また、第１磁性体１の透磁率をμ_１とし、第３磁性体３の透磁率をμ_３とする。この例では、μ_１＞μ_３であるものとする。このとき、余分長さΔＬが薄いほうの層厚であるＬ_３より薄い場合（イ：ΔＬ＜Ｌ_３）、余分長さΔＬが薄いほうの層厚であるＬ_３と等しくなる場合（ロ：ΔＬ＝Ｌ_３）、余分長さΔＬが薄いほうの層厚であるＬ_３より厚く、厚いほうの層厚であるＬ_１よりも薄くなる場合（ハ：Ｌ_３＜ΔＬ＜Ｌ_１）、余分長さΔＬが厚いほうの層厚であるＬ_１と等しくなる場合（ニ：ΔＬ＝Ｌ_１）、余分長さΔＬが厚いほうの層厚であるＬ_１より厚い場合（ホ：Ｌ_１＜ΔＬ）に場合分けして考える。

＜イ：ΔＬ＜Ｌ_３＞
この場合、ΔＬが第１磁性体１の層１つ分が存在する座標区間内に内包される場合と、ΔＬが第３磁性体３の層１つ分が存在する座標区間内に内包される場合との間で、ホールＩＣセンシング部１１の磁束総数の変化ΔΦが最も大きくなる。この場合のΔΦの計算式は、磁場の強さをＨとし、ホールＩＣセンシング部１１の積層方向と直交しコアの周方向と直交する方向の長さをＷ_Ｈとして、ΔΦ＝ΔＬ×Ｗ_Ｈ×（μ_１−μ_３）×Ｈとなる。

＜ロ：ΔＬ＝Ｌ_３＞
この場合、イのパターンと同様に、ΔＬが第１磁性体１の層１つ分が存在する座標区間内に内包される場合と、ΔＬが第３磁性体３の層１つ分が存在する座標区間内に内包される場合との間で、ホールＩＣセンシング部１１の磁束総数の変化ΔΦが最も大きくなる。しかしながらロのパターンでは、ΔＬ＝Ｌ_３であるため、ΔΦの計算式は、ΔΦ＝Ｌ_３×Ｗ_Ｈ×（μ_１−μ_３）×Ｈとなり、イのパターンよりもΔΦが大きくなる。

＜ハ：Ｌ_３＜ΔＬ＜Ｌ_１＞
この場合、ΔＬが第１磁性体１の層１つ分が存在する座標区間内に内包される場合と、ΔＬが第３磁性体３の層１つ分が存在する座標区間（長さＬ_３）を全て含む場合との間で、ホールＩＣセンシング部１１の磁束総数の変化ΔΦが最も大きくなる。ΔΦの計算式はロのパターンと同じで、ΔΦ＝Ｌ_３×Ｗ_Ｈ×（μ_１−μ_３）×Ｈとなり、イのパターンよりもΔΦが大きくなる。

＜ニ：ΔＬ＝Ｌ_１＞
この場合、ハのパターンと同様に、ΔＬが第１磁性体１の層１つ分が存在する座標区間内に内包される場合と、ΔＬが第３磁性体３の層１つ分が存在する座標区間（長さＬ_３）を全て含む場合との間で、ホールＩＣセンシング部１１の磁束総数の変化ΔΦが最も大きくなる。ΔΦの計算式はロ、ハのパターンと同じで、ΔΦ＝Ｌ_３×Ｗ_Ｈ×（μ_１−μ_３）×Ｈとなり、イのパターンよりもΔΦが大きくなる。

＜ホ：Ｌ_１＜ΔＬ＞
この場合、ΔＬが第１磁性体１の層１つ分が存在する座標区間（長さＬ_１）を全て含む場合と、ΔＬが第３磁性体３の層１つ分が存在する座標区間（長さＬ_３）を全て含む場合との間で、ホールＩＣセンシング部１１の磁束総数の変化ΔΦが最も大きくなる。ΔΦの計算式は、ΔΦ＝（Ｌ_１＋Ｌ_３−ΔＬ）×Ｗ_Ｈ×（μ_１−μ_３）×Ｈとなり、ロ、ハ、ニのパターンよりもΔΦが小さくなる。

このように考えた場合、Ｌ_Ｈが正確には波長λ_Ｂの整数倍とはならず、余分長さΔＬが生じた場合でも、ΔΦが十分に小さく、ΔΦによるホール素子の感度ずれが、製品が保証する測定誤差の範囲内に収まる程度であれば問題ない。例えば、電気自動車用の車載用高精度センサの総合誤差は１％程度とされている。従って、ホール素子の位置バラツキによって生じる誤差の許容値を総合誤差の１０分の１程度と考えれば、磁束総数Φに対するΔΦの比率が０．１％程度であればよいことになる。ここで、図１９の例で考えれば、

を充たすように、材質を選び（μ_１、μ_３の設定）、各材質の層厚Ｌ_１、Ｌ_３を決定すればよい。式（１）から、Ｌ_３＜Ｌ_１となればなるほど、μ_１とμ_３が近似すればするほどΔΦ／Φが小さくなることが分かる。

＜本発明の磁性体コアの形状および積層方向＞
図２０を参照して、本発明の磁性体コアの形状および積層方向について説明する。図２０は本発明の電流センサが備える磁性体コアの形状および積層方向のバリエーションについて示す斜視図である。（ａ）はリング形状、同心環状に積層した磁性体コアの例、（ｂ）はリング形状、電流導通方向に積層した磁性体コアの例、（ｃ）は形状を略角形のＣ字形状とし同心環状に積層した磁性体コアの例をそれぞれ示すものである。図３において、実施例に係る磁性体コア１００（１０１〜１０８、２００〜２０８、３００〜３０５）の形状が、板を環状に丸めた形状であるものとして説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図２０（ｃ）のように、形状を略角形のＣ字形状としてもよい。また積層方向については上述したように、周方向以外の方向であれば、何れの方向であっても良い。従って、（ｂ）のように、電流導通方向に積層して磁性体コアを形成してもよい。

＜磁性体コアの製造方法＞
引き続き図２０を参照して、本発明の磁性体コアの製造方法について説明を加える。（ａ）の磁性体コアの場合、複数の材料からなる平板を積層して積層板を形成し、この積層板をパイプ成形してから、パイプの周の一部を切断してギャップを形成することにより製造することができる。この製造工程は容易であるし、切断により形成されるギャップ端面が均一になることから好適な製造工程の一つである。これ以外にも、（ａ）の磁性体コアは、複数の材料からなる平板を積層して形成した積層板をＣ字状に丸め加工して製造することも可能である。同様の製造方法で、（ｃ）の磁性体コアも製造可能である。また、（ｂ）の磁性体コアの場合、複数の材料からなる平板を積層して積層板を形成し、この積層板をリング状に打ち抜いた後、その周の一部を切断してギャップを形成することにより製造することができる。これ以外にも、（ｂ）の磁性体コアは、複数の異なるリング状シート材料を交互に積層した後、周の一部を切断してギャップを形成してもよい。

１ 第１磁性体
２ 第２磁性体
３ 第３磁性体
４ 第４磁性体
９ 非磁性体
１１ ホールＩＣ（素子）センシング部
１１ａ 外縁方向端部
１１ｂ 中心方向端部
１１ｃ 上方向端部
１１ｄ 下方向端部
１３ リード線
１３ｃ−１ 鍔部
１５ ホールＩＣ
１５ａ 端部
１５ｂ ケース
２０ ギャップ
３０ 中空部
５０ ケース
５１ 収容部
５２ ガイドスリーブ
５３ ストッパ
５４ 電流導通部
５５ 底面
６０ 蓋
６１ 長円凹部
１００〜１０８、２００〜２０８、３００〜３０５ 磁性体コア

Claims (9)

1. 周の一部にギャップを有し、環状に形成された磁性体コアと、
   前記ギャップに配置され、前記磁性体コアの中空部を通過する被測定電流に応じて変化する磁束を検出する磁電変換素子とを備え、
   前記磁性体コアが、
   複数の材質を周方向以外の方向に積層して形成され、
   前記磁電変換素子のセンシング部が存在しうる領域として予め定めた領域（以下、センシング部存在領域という）内における、積層方向の距離が前記センシング部の積層方向長さだけ離間した２点の磁束密度が近似するように形成されたこと
   を特徴とする電流センサ。
2. 請求項１に記載の電流センサであって、
   前記センシング部存在領域の積層方向長さＳが、前記センシング部の積層方向長さＬ_Ｈの２倍よりも小さいものとし、
   前記磁性体コアが、前記センシング部存在領域内の磁束密度の積層方向の分布が長さ（Ｓ−Ｌ_Ｈ）／ｍ（ただし、ｍは１以上の整数）の周期で規則性を有するように形成されたこと
   を特徴とする電流センサ。
3. 請求項１に記載の電流センサであって、
   前記センシング部存在領域の積層方向長さＳが、前記センシング部の積層方向長さＬ_Ｈの２倍以上であるものとし、
   前記磁性体コアが、前記センシング部存在領域内の磁束密度の積層方向の分布が長さＬ_Ｈ／ｍ（ただし、ｍは１以上の整数）の周期で規則性を有するように形成されたこと
   を特徴とする電流センサ。
4. 請求項１に記載の電流センサであって、
   前記磁性体コアが、
   複数の材質を不規則に積層して形成されたこと
   を特徴とする電流センサ。
5. 請求項１から４の何れかに記載の電流センサであって、
   前記磁性体コアが、同心環状に積層して形成されたこと
   を特徴とする電流センサ。
6. 請求項１から４の何れかに記載の電流センサであって、
   前記磁性体コアが、被測定電流の導通方向に積層して形成されたこと
   を特徴とする電流センサ。
7. 請求項１から５の何れかに記載の電流センサであって、
   前記磁性体コアが、複数の異なる材質を積層した平板を環状に丸め、周の一部を切断して形成されたこと
   を特徴とする電流センサ。
8. 請求項１から７の何れかに記載の電流センサであって、
   前記磁性体コアが、方向性電磁鋼とアモルファス磁性合金を交互に積層して形成されたこと
   を特徴とする電流センサ。
9. 請求項１から７の何れかに記載の電流センサであって、
   前記磁性体コアが、方向性電磁鋼とフェライトを交互に積層して形成されたこと
   を特徴とする電流センサ。
   

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