JP2014199251A - 電流センサ - Google Patents

Abstract

【課題】均一の磁気抵抗特性を有するコアを備えた電流センサを提供する。【解決手段】コア３０は、曲げ部３５のうちの一端部３２側の端部３５ａから一端部３２の先端３２ａに至るまで、板材３１の幅が連続して狭くなる第１テーパ部３６ａを有している。また、コア３０は、曲げ部３５のうちの他端部３３側の端部３５ｂから他端部３３の先端３３ａに至るまで、板材３１の幅が連続して狭くなる第２テーパ部３７ａと、を有している。これにより、曲げ部３５から各先端３２ａ、３３ａに至るまでコア３０の形状に起因して磁界が集中する箇所が存在しないので、コア３０において均一の磁気抵抗特性を得ることができる。【選択図】図３

Description

本発明は、コアに発生する磁束の大きさに基づいて当該電流の大きさを検出するように構成された電流センサに関する。

従来より、磁性体製の板材が曲げられて形成された電流センサ用のコアが、例えば特許文献１で提案されている。具体的に、特許文献１では、曲げられた板材で構成されたコア本体と、曲げられた板材の両端部が所定のギャップを介して対向配置されたギャップ部と、を備えたコアの構成が提案されている。

このうち、コア本体は、ギャップとは反対側からギャップ部とコア本体との接続部に至るまで、板材の短軸方向の寸法すなわち板材の幅寸法が小さくなるように傾斜した傾斜部を有している。一方、ギャップ部における板材の幅寸法は一定になっている。

特開２００８−２３３０１３号公報

しかしながら、上記従来の技術では、コア本体には板材の幅寸法が小さくなる傾斜部が設けられている一方、ギャップ部には傾斜部が設けられていないので、傾斜部とギャップ部との接続角部に磁界が集中してしまう。このため、コア本体とギャップ部との接続部における磁気抵抗が不均一となり、電流センサにおいて所望の電流検出特性が得られないという問題がある。

本発明は上記点に鑑み、均一の磁気抵抗特性を有するコアを備えた電流センサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、板材（３１、８１）の一部が曲げられた連結部（３５、８２）と有すると共に、連結部（３５、８２）とは反対側において板材（３１、８１）の一端部（３２、８５）と他端部（３３、８６）とが一定の磁気ギャップ（３４、８７）を介して対向配置されたコア（３０、８０）を備えている。

また、コア（３０、８０）の中空部分を貫通するように測定対象の電流が流れることによってコア（３０、８０）に発生する磁束の大きさに基づいて当該電流の大きさを検出するように構成された電流センサであって、以下の点を特徴としている。

すなわち、コア（３０、８０）は、連結部（３５、８２）のうちの一端部（３２、８５）側の端部（３５ａ、８９ｂ）から一端部（３２、８５）の先端（３２ａ、８５ａ）に至るまで、板材（３１、８１）の幅が連続して狭くなる第１テーパ部（３６ａ、８３ｂ）と、連結部（３５、８２）のうちの他端部（３３、８６）側の端部（３５ｂ、９０ｂ）から他端部（３３、８６）の先端（３３ａ、８６ａ）に至るまで、板材（３１、８１）の幅が連続して狭くなる第２テーパ部（３７ａ、８４ｂ）と、を有していることを特徴とする。

このように、コア（３０、８０）には第１テーパ部（３６ａ、８３ｂ）及び第２テーパ部（３７ａ、８４ｂ）が設けられているので、連結部（３５、８２）から各先端（３２ａ、３３ａ、８５ａ、８６ａ）に至るまでコア（３０、８０）の形状に起因して磁界が集中する箇所が存在しない。したがって、コア（３０、８０）において均一の磁気抵抗特性を得ることができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態に係る電流センサの外観図である。 図１のケースとコアの分解図である。 （ａ）はコアのうち各テーパ部側を見た図、（ｂ）はコアの側面図、（ｃ）はコアの磁気ギャップ側を見た正面図である。 積層コアに発生する磁束密度の分布を示した斜視図である。 第１板部及び第２板部のうち幅が連続して狭くなる部分と幅が一定になっている部分とに分かれているコアについて磁束密度の分布を示した図である。 図３に示されたコアについて磁束密度の分布を示した図である。 被測定電流と直線性との関係を示した図である。 磁気ギャップの長さとＳ／Ｎ比との関係を示した図である。 第２実施形態に係るコアの側面図である。 図９に示されたコアの展開図である。 本発明の第３実施形態に係るコアの斜視図である。 （ａ）は図１１のコアのうち各テーパ部側を見た図、（ｂ）は図１１のコアのうち第１板部側を見た図、（ｃ）は図１１のコアのうち第２板部側を見た図、（ｄ）は図１１のコアの磁気ギャップ側を見た図である。 他の実施形態を説明するための平面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。図１及び図２に示されるように、電流センサ１０は、ケース２０と、コア３０と、回路部４０と、充填材５０と、を備えて構成されている。

ケース２０は、電流センサ１０の外観をなすものであり、樹脂材料が成形されたものである。本実施形態では、ケース２０は四角柱をなしている。このようなケース２０は、貫通孔２１と、収容部２２と、コネクタ部２３と、を有している。

貫通孔２１は、ケース２０の一面２４とこの一面２４とは反対側の他面２５とを貫通するように設けられている。測定対象となる電流が配線等を介してこの貫通孔２１を貫通するように流れる。

収容部２２は、ケース２０のうち貫通孔２１を構成する部分を除いた部分において、当該ケース２０の一面２４のうちの一部が他面２５側に凹んだことにより形成された空間部である。すなわち、収容部２２は貫通孔２１の周囲に設けられている。この収容部２２には、コア３０や回路部４０が収容されている。

コネクタ部２３は、回路部４０と外部とを電気的に接続するための接続部である。コネクタ部２３は、ケース２０の他面２５から突出するように設けられており、図示しない電流検出装置と接続されたケーブルのコネクタが接続される。

コア３０は、当該コア３０の中空部分を貫通するように測定対象の電流が流れることによって当該コア３０に磁束を発生させる部品である。コア３０は、１枚の板材３１で構成されており、当該板材３１の一端部３２と他端部３３とが一定の磁気ギャップ３４を介して対向配置されて構成されている。コア３０としては、パーマロイ等の磁性材料が用いられる。

コア３０がケース２０の収容部２２に収納されると、コア３０の中空部分にケース２０の貫通孔２１が位置することとなる。また、貫通孔２１を測定対象の電流が通過する。したがって、コア３０の中空部分に測定対象の電流が通過することとなる。

回路部４０は、コア３０に発生する磁束の大きさを検出するための図示しないホールＩＣや、ホールＩＣからの信号を処理するための図示しない回路チップ等が実装されたものである。ホールＩＣは、コア３０の磁気ギャップ３４に配置されている。

充填材５０は、コア３０及び回路部４０がケース２０の収容部２２に収容された状態で当該収容部２２に充填された封止部材である。充填材５０として、例えばウレタン等の材料が用いられる。なお、収容部２２に充填された充填材５０の表面がケース２０の一面２４の一部となる。以上が、本実施形態に係る電流センサ１０の全体構成である。

続いて、上記の電流センサ１０のうちのコア３０の具体的な構成について説明する。図３に示されるように、コア３０は、板材３１の一部が曲げられた曲げ部３５と、板材３１の一部であると共に曲げ部３５に接続された第１板部３６及び第２板部３７と、で構成されている。つまり、コア３０を展開すると、板材３１は第１板部３６と第２板部３７とで曲げ部３５を挟んだものとして構成されている。

なお、板材３１の一端部３２が第１板部３６において曲げ部３５とは反対側の端部に対応する。また、板材３１の他端部３３が第２板部３７において曲げ部３５とは反対側の端部に対応する。

曲げ部３５は、図３（ａ）に示されるように、半円筒状となるように一定の径で曲げられている。ここで、「半円」とは、真円を２分割したものとする。したがって、「半円筒状」とは、円筒の中心軸を通るように中心軸に沿って円筒が２分割された状態を指す。これにより、曲げ部３５に発生する磁束の経路が一定の径の円弧状となるので、曲げ部３５における磁気抵抗を小さくすることができる。

また、コア３０は、第１板部３６に第１テーパ部３６ａを有すると共に、第２板部３７に第２テーパ部３７ａを有している。具体的には、図３（ｂ）に示されるように、第１テーパ部３６ａは、曲げ部３５のうちの一端部３２側の端部３５ａから一端部３２の先端３２ａに至るまで、板材３１のうちの第１板部３６の幅が連続して狭くなるように形成されている。

ここで、「曲げ部３５のうちの一端部３２側の端部３５ａ」とは、半円筒状の曲げ部３５の周方向の一方の端部を指す。この曲げ部３５の端部３５ａは、曲げ部３５のうち第１板部３６に接続された部分を指し、第１テーパ部３６ａの始点に対応している。第１テーパ部３６ａの終点は第１板部３６の一端部３２の先端３２ａに対応している。

一方、第２テーパ部３７ａは、曲げ部３５のうちの他端部３３側の端部３５ｂから他端部３３の先端３３ａに至るまで、板材３１のうちの第２板部３７の幅が連続して狭くなるように形成されている。ここで、「曲げ部３５のうちの他端部３３側の端部３５ｂ」は、半円筒状の曲げ部３５の周方向の他方の端部を指す。すなわち、曲げ部３５の端部３５ｂが第２テーパ部３７ａの始点に対応し、第２板部３７の他端部３３の先端３３ａが第２テーパ部３７ａの終点に対応する。

なお、「第１板部３６の幅」とは、第１板部３６を構成する板材３１の厚みではなく、第１板部３６の短軸方向の幅寸法のことである。「第２板部３７の幅」についても同様に、第２板部３７の短軸方向の幅寸法のことである。

ここで、曲げ部３５のうち第１テーパ部３６ａ及び第２テーパ部３７ａに対応した側面とは反対側の側面、第１板部３６のうち第１テーパ部３６ａとは反対側の側面、及び第２板部３７のうち第２テーパ部３７ａとは反対側の側面は、同一平面に位置している。

そして、図３（ｃ）に示されるように、第１板部３６の一端部３２が第２板部３７の他端部３３との間で磁気ギャップ３４を形成するように、当該第１板部３６の中間部が曲げられている。これにより、コア３０の曲げ部３５のうちの一端部３２側の端部３５ａにおける内壁面と曲げ部３５のうちの他端部３３側の端部３５ｂにおける内壁面との対向距離が、磁気ギャップ３４よりも長くなっている。すなわち、各板部３６、３７のうち曲げ部３５側に接続された部分の対向距離すなわち曲げ部３５の内径（直径）をＬ１とし、磁気ギャップ３４をＬ２と定義すると、Ｌ１＞Ｌ２の条件を満たすようにコア３０が構成されている。このような条件を満たすコア３０では、曲げ部３５の径が大きくなるので、磁気抵抗を小さくすることができる。

さらに、第１板部３６は、曲げ部３５のうちの一端部３２側の端部３５ａの接線方向に沿って、曲げ部３５のうちの一端部３２側の端部３５ａに接続されている。同様に、第２板部３７は、曲げ部３５のうちの他端部３３側の端部３５ｂの接線方向に沿って、曲げ部３５のうちの他端部３３側の端部３５ｂに接続されている。これにより、曲げ部３５で補足した磁束を第１板部３６及び第２板部３７に効率良く導くことができる。

上記の構成のコア３０は、１枚の板材３１がプレス加工されることで第１テーパ部３６ａ及び第２テーパ部３７ａが形成され、この板材３１に曲げプレスが行われることにより形成される。コア３０は、各テーパ部３６ａ、３７ａを設けるために板材３１の一部を切り取るだけで構成できるので、効率的に磁性材料を使用することが可能となり、磁性材料を無駄なく利用できる。また、１枚の板材３１で構成できるので、小型・軽量で低価格のコア３０を実現することが可能となる。

次に、電流センサ１０の電流検出方法について説明する。電流センサ１０の貫通孔２１に配線等が通された状態で電流が流れると、当該電流の大きさに対応した磁束がコア３０に発生する。また、この磁束が磁気ギャップ３４に漏れる。

ここで、コア３０には緩やかなテーパ部３６ａ、３７ａが設けられているので、磁路と磁気ギャップ３４の断面積比が大きくなっている。このため、ヒステリシス（残留磁束）を低減させることができ、磁気飽和の発生を抑制することができる。

そして、磁気ギャップ３４に漏れた磁束がホールＩＣによって検出される。また、回路部４０ではホールＩＣによって検出された磁束の大きさに対応した信号が処理される。こうして、電流の大きさが検出される。電流センサ１０で検出された電流の大きさに対応した信号は、コネクタ部２３を介して外部に出力される。

続いて、本実施形態に係るコア３０の形状による効果について説明する。まず、発明者らが、図３に示されたコア３０の形状の発想に至った経緯について説明する。

従来のコアは、薄板状のコア断片が複数枚積層されて一体化されたものであった。このような積層コアは、薄板状の磁性体が複数枚積層されたものがリング状となるようにプレス加工されることで構成されていた。しかしながら、発明者らが積層コアの内部に発生する磁束密度の分布について調べた結果、積層コアには不要な部分が多いことがわかった。

具体的には、図４に示されるように、積層コア６０のうち外側にはほとんど磁束が流れていないことに対し、磁路が短くなる内側に磁束が集中していることがわかった。そこで、発明者らは、積層コア６０のうち磁束が集中する内側の部分だけを用いることにより、積層コア６０の小型化及び軽量化が可能であると考えた。また、発明者らは、コア断片を複数枚積層するのではなく、１枚の板材３１を折り曲げてコア３０を形成すれば良いと考えた。

ここで、磁束密度をＢ、磁気抵抗をＲｍ、測定対象の電流をＩ、積層コア６０の断面積をＳとすると、積層コア６０の磁束密度Ｂは、Ｂ＝（Ｉ／Ｒｍ）×（１／Ｓ）で表される。すなわち、断面積Ｓを小さくすることで磁束密度Ｂが高くなる。しかしながら、磁路の断面積を大きくすることが磁気回路設計として好ましい一方、磁気ギャップ３４に磁束密度を集中させるためにはコア３０のうち磁気ギャップ３４を構成する部分の断面積を小さくする必要がある。そこで、発明者らは、図３に示されるように、曲げ部３５から第１板部３６及び第２板部３７の幅が連続して狭くなる形状のコア３０を発案した。

次に、コア３０の第１板部３６及び第２板部３７の幅が連続して狭くなっていること、すなわち第１板部３６及び第２板部３７のうち磁気ギャップ３４を構成する部分の幅が一定になっていないことの効果について説明する。

発明者らは、磁気ギャップ３４を構成する部分の幅が一定になっているコア３０の磁束密度の分布と、図３に示されたコア３０の磁束密度の分布と、を調べた。その結果を図５及び図６に示す。

図５に示されるように、コア７０の第３板部７１及び第４板部７２のうち幅が連続して狭くなる部分と幅が一定になっている部分とに分かれている形状では、各部分の接続部分であるくびれ部７１ａ、７２ａに磁束密度が集中していることがわかる。これは、くびれ部７１ａ、７２ａにおいて磁気抵抗が不均一に変化することが原因である。すなわち、くびれ部７１ａ、７２ａの形状は緩やかに変化せずに角部になっていることが、磁気抵抗が急激に変化する原因になっている。なお、第３板部７１及び第４板部７２のうち幅が一定になっている部分によって磁気ギャップ７３が形成されている。

これに対し、図６に示されるように、本実施形態に係るコア３０の第１板部３６及び第２板部３７の幅は磁気ギャップ３４の部分に関係なく連続して狭くなっているので、第１板部３６及び第２板部３７において磁束密度が集中する部分がない。すなわち、本実施形態では、コア３０の第１板部３６及び第２板部３７に磁束密度を集中させる変極部が設けられていないので、第１板部３６及び第２板部３７において磁気抵抗を均一に変化させることができる。

なお、変極部は、くびれ部７１ａ、７２ａの他に第３板部７１及び第４板部７２が直角に折り曲げられた部分等が該当する。変極部は、磁気抵抗が急激に変化する部分であると言える。

ここで、本実施形態では、磁気ギャップ３４の幅を調整するために第１板部３６の中間部が曲げられているが、この曲げ形状は直角ではなく板面が曲面であるＲ形状になっている。このため、第１板部３６の中間部において磁気抵抗が不均一に変化することはない。したがって、磁束密度の集中を回避することができる。

また、コア３０の第１板部３６及び第２板部３７の幅は連続して狭くなっているので、第１板部３６及び第２板部３７のうち磁気ギャップ３４を構成する部分の断面積を小さくすることができ、ひいては磁束密度を集中させることができる。したがって、本実施形態に係るコア３０は、急激な磁気抵抗の増加を抑えることができると共に、磁気ギャップ３４に効率良く磁束を導く磁気回路を構成することができる。

続いて、発明者らは、図５及び図６の各コア３０、７０において、被測定電流に対する直線性について調べた。「直線性」とは、電流値に対応する磁束密度の傾きの変化率のことである。例えば、直線性が０％であれば、電流値に対する磁束密度の傾きに変化がないことを示している。つまり、電流値と磁束密度とは比例している。一方、直線性がマイナスの値になると、電流値に対する磁束密度の傾きが小さくなっていることを示している。この場合、電流値が増加しても磁束密度は飽和する傾向にある。

図７に示されるように、図５に示されたコア７０では、被測定電流の電流値の増加に伴って直線性が下がってしまう。これは、コア７０のくびれ部７１ａ、７２ａによって急激な磁気飽和が発生したことにより直線性が悪化したものと考えられる。これに対し、図６に示された本実施形態に係るコア３０では、被測定電流の電流値が増加したとしても直線性の低下は僅かである。すなわち、本実施形態に係るコア３０は変極部としてのくびれ部７１ａ、７２ａを有していないので、電流値の増加に伴って急激な磁気飽和が発生しない。したがって、本実施形態に係るコア３０は、被測定電流に対する直線性の低下を抑制することができる。

さらに、発明者らは、図５及び図６の各コア３０、７０において、磁気ギャップ３４、７３の長さに対する被測定電流のＳ／Ｎ比について調べた。図５のコア７０については、磁気ギャップ７３の長さは第３板部７１及び第４板部７２のうちの幅が一定になっている部分の先端から曲げ部側への長さに対応する。図６のコア３０については、磁気ギャップ３４の長さは第１板部３６及び第２板部３７の先端３２ａ、３３ａから曲げ部３５側への長さに対応する。

図８に示されるように、図５及び図６の各コア３０、７０では、磁気ギャップ３４、７３が短くなると被測定電流のＳ／Ｎ比も高くなっていく。しかしながら、本実施形態に係るコア３０のＳ／Ｎ比は、図５に示されたコア７０のＳ／Ｎ比よりも全体的に高くなっている。これは、本実施形態に係るコア３０には変極部としてのくびれ部７１ａ、７２ａが無く、図５に示されたコア７０には変極部としてのくびれ部７１ａ、７２ａが設けられているためである。すなわち、本実施形態に係るコア３０は図５に示されたコア７０よりもくれ部７１ａ、７２ｂの分だけ板材３１の面積が増えるので外部からのノイズを遮断することができ、ひいてはシールド効果を高めることができる。

以上説明したように、本実施形態では、コア３０に第１テーパ部３６ａ及び第２テーパ部３７ａを設けたことが特徴となっている。これにより、曲げ部３５から各先端３２ａ、３３ａに至るまでコア３０の形状に起因して磁界が集中する箇所を無くすことができる。言い換えると、コア３０の各板部３６、３７において磁界が集中する箇所が存在しない。したがって、コア３０において均一の磁気抵抗特性を得ることができる。

また、本実施形態に係るコア３０は、第１板部３６の中間部が曲げられているが、第２板部３７は曲げられていない形状になっている。このため、板材３１が折り曲げられる際に、第２板部３７を基準として曲げ部３５や第１板部３６の中間部を形成することができる。すなわち、第２板部３７が加工の基準となるので、曲げ部３５や第１板部３６の中間部の加工精度を向上させることができる。このため、加工によって磁気ギャップ３４が寸法公差を超えないようにすることができる。

さらに、第１板部３６の中間部が曲げられているので、第１板部３６のうちの一端部３２側にスペースを確保することができる。したがって、ケース２０の収容部２２のスペース効率を向上させることができる。

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、曲げ部３５が特許請求の範囲の「連結部」に対応する。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。図９の側面図及び図１０の展開図に示されるように、板材３１としてＨ幅のロール材を使用した場合、プレス加工時のバリ抑制のために、コア３０が第１角部３５ｃ及び第２角部３５ｄを有する構成であっても良い。なお、図９及び図１０では各角部３５ｃ、３５ｄを斜線ハッチングで示している。

具体的には、板材３１の長手方向に垂直な幅方向において、曲げ部３５の幅が、第１板部３６のうち曲げ部３５に接続された部分の幅よりも大きくなっている。このため、曲げ部３５のうち、第１テーパ部３６ａを曲げ部３５内まで引き延ばしたときにこの曲げ部３５内の仮想の第１テーパ部３６ａによって切り取られる部分が第１角部３５ｃとなる。言い換えると、曲げ部３５の端部３５ａのうち、第１板部３６の第１テーパ部３６ａ側の角部が第１角部３５ｃである。

第２角部３５ｄについても第１角部３５ｃと同様に、曲げ部３５のうち、第２テーパ部３７ａを曲げ部３５内まで引き延ばしたときにこの曲げ部３５内の仮想の第２テーパ部３７ａによって切り取られる部分が第２角部３５ｄとなる。言い換えると、曲げ部３５の端部３５ｂのうち、第２板部３７の第２テーパ部３７ａ側の角部が第２角部３５ｄである。

以上のように、コア３０に各角部３５ｃ、３５ｄを設けることにより、プレス加工時のバリを抑制することができる。

なお、曲げ部３５に第１角部３５ｃが設けられていても、第１テーパ部３６ａは、曲げ部３５の端部３５ａから一端部３２の先端３２ａに至るまで、板材３１のうちの第１板部３６の幅が連続して狭くなるように形成されている。同様に、曲げ部３５に第２角部３５ｄが設けられていても、第２テーパ部３７ａは、曲げ部３５の端部３５ｂから他端部３３の先端３３ａに至るまで、板材３１のうちの第２板部３７の幅が連続して狭くなるように形成されている。また、各角部３５ｃ、３５ｄがコア３０の磁気特性に影響することもない。

（第３実施形態）
本実施形態では、第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。図１１に示されるように、本実施形態に係るコア８０は、１枚の板材８１の一部が複数曲げられた連結部８２と、板材８１の一部であると共に連結部３５に接続された第５板部８３及び第６板部８４と、で構成されている。つまり、コア８０を展開すると、板材８１は第５板部８３と第６板部８４とで連結部８２を挟んだものとして構成されている。

そして、板材８１の一端部８５が第５板部８３において連結部８２とは反対側の端部に対応する。また、板材８１の他端部８６が第６板部８４において連結部８２とは反対側の端部に対応する。また、板材８１の一端部８５と他端部８６とが一定の磁気ギャップ８７を介して対向配置されている。

図１２（ａ）に示されるように、連結部８２は、曲げ部８８、第１接続部８９、及び第２接続部９０を備えて構成されている。連結部８２の幅は一定である。曲げ部８８は、上述の曲げ部３５と同様に、半円筒状となるように一定の径で曲げられたものである。

第１接続部８９は、曲げ部８８と第５板部８３とを接続する板状の部分である。第１接続部８９のうちの一方の端部８９ａが曲げ部８８のうちの一方の端部８８ａに接続され、第１接続部８９のうちの他方の端部８９ｂが第５板部８３のうちの一方の端部８３ａに接続されている。そして、第１接続部８９は、曲げ部８８のうちの一端部８５側の端部８８ａの接線方向に沿って、曲げ部８８のうちの一端部８５側の端部８８ａに接続されている。これにより、曲げ部８８で補足された磁束を第１接続部８９に効率良く導くことができる。

また、第１接続部８９は、他方の端部８９ｂ側に設けられた第１角部８９ｃを有している。第１角部８９ｃは、第１接続部８９のうちの他方の端部８９ｂ側の幅が第５板部８３のうちの一方の端部８３ａの最大幅よりも大きいことにより設けられた部分である。

第２接続部９０は、曲げ部８８と第６板部８４とを接続する板状の部分である。第２接続部９０のうちの一方の端部９０ａが曲げ部８８のうちの他方の端部８８ｂに接続され、第２接続部９０のうちの他方の端部９０ｂが第６板部８４のうちの一方の端部８４ａに接続されている。そして、第２接続部９０は、曲げ部８８のうちの他端部８６側の端部８８ｂの接線方向に沿って、曲げ部８８のうちの他端部８６側の端部８８ｂに接続されている。これにより、曲げ部８８で補足された磁束を第２接続部９０に効率良く導くことができる。

また、第２接続部９０は、他方の端部９０ｂ側に設けられた第２角部９０ｃを有している。第２角部９０ｃは、第１角部８９ｃと同様に、第２接続部９０のうちの他方の端部９０ｂ側の幅が第６板部８４のうちの一方の端部８４ａの最大幅よりも大きいことにより設けられた部分である。

上記の第１角部８９ｃ及び第２角部９０ｃは、板材８１のプレス加工時のバリ抑制の役割を果たすものである。

図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示されるように、第５板部８３は、第３テーパ部８３ｂを有している。第３テーパ部８３ｂは、第５板部８３のうちの一方の端部８３ａから一端部８５の先端８５ａに至るまで、第５板部８３の幅が連続して狭くなるように形成された部分である。第１接続部８９に第１角部８９ｃが設けられていても、第３テーパ部８３ｂは、第１角部８９ｃの端部８９ｂから一端部８５の先端８５ａに至るまで、第５板部８３の幅が連続して狭くなるように形成されている。

図１２（ｃ）に示されるように、第６板部８４は、第４テーパ部８４ｂを有している。第４テーパ部８４ｂは、第６板部８４のうちの一方の端部８４ａから他端部８６の先端８６ａに至るまで、第６板部８４の幅が連続して狭くなるように形成された部分である。第２接続部９０に第２角部９０ｃが設けられていても、第４テーパ部８４ｂは、第２角部９０ｃの端部９０ｂから他端部８６の先端８６ａに至るまで、第６板部８４の幅が連続して狭くなるように形成されている。

上記のコア８０の構成において、第５板部８３の一端部８５が第６板部８４の他端部８６との間で磁気ギャップ８７を形成するように、第２接続部９０のうちの他方の端部９０ｂと第５板部８３のうちの一方の端部８３ａが曲げられている。これにより、図１２（ａ）に示されるように、コア８０の中空部がＬ字状になっている。また、コア８０の全体がＬ字状になっているので、コア８０のスペース効率を向上させることができる。なお、第１実施形態と同様に、第５板部８３の中間部を曲げることにより、さらなるスペース効率の向上が可能である。

ここで、コア８０の曲げ部８８のうちの各端部８８ａ、８８ｂにおける内壁面の対向距離すなわち曲げ部８８の内径（直径）が磁気ギャップ８７よりも長くなるように、第２接続部９０及び第５板部８３が曲げられている。第２接続部９０及び第５板部８３は、変極部ではない形状、すなわちＲ形状となるように曲げられている。これにより、コア８０の磁気抵抗を小さくすることができる。

そして、板材８１において、連結部８２のうち第３テーパ部８３ｂ及び第２テーパ部３７ａに対応した側面とは反対側の側面、第５板部８３のうち第３テーパ部８３ｂとは反対側の側面、及び第６板部８４のうち第４テーパ部８４ｂとは反対側の側面は、同一平面に位置している。

以上のようなコア８０の形状によると、図１２（ｄ）に示されるようにコア８０の幅が広くなっているので、太いバスバー等を測定対象にすることができる。また、第６板部８４を加工の基準とすることにより、コア８０の曲げ部分の加工精度を向上させることができる。

なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、曲げ部８８、第１接続部８９、及び第２接続部９０が特許請求の範囲の「連結部」に対応する。また、第３テーパ部８３ｂが特許請求の範囲の「第１テーパ部」に対応し、第４テーパ部８４ｂが特許請求の範囲の「第２テーパ部」に対応する。

（他の実施形態）
上記各実施形態で示された電流センサ１０構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、コア３０の曲げ部３５が半円筒状であることは形状の一例であり、コア３０の磁気抵抗特性に影響を及ぼさない範囲で例えば円弧状に曲げられていても良い。

上記各実施形態では、コア３０、７０は１枚の板材３１、８１によって構成されていたが、複数の板材３１、８１によって構成されていても良い。例えばプレス加工された２枚の板材３１、８１が積層されて曲げられることによりコア３０、７０が形成されても良い。このように、複数の板材３１、８１が積層されることで板材３１、８１の表皮効果によって磁束の通り道を積極的に作ることができる。特に、被測定電流が交流の場合は表皮効果が高まるので、コア３０、７０を複数の板材３１、８１で構成することにメリットがある。

上記第３実施形態では、第１接続部８９には第１角部８９ｃが設けられ、第２接続部９０には第２角部９０ｃが設けられていたが、これは構成の一例である。したがって、コア８０に第１角部８９ｃ及び第２角部９０ｃが設けられていなくても良い。この場合、第１接続部８９のうちの他方の端部８９ｂ側の幅と第５板部８３のうちの一方の端部８３ａの最大幅とが同じになる。同様に、第２接続部９０のうちの他方の端部９０ｂ側の幅と第６板部８４のうちの一方の端部８４ａの最大幅とが同じになる。

また、図１３に示されるように、コア３０の磁気ギャップ３４に２個のホールＩＣ１００を並べて配置しても良い。この場合、コア３０のうち磁気ギャップ３４を構成する部分、すなわち第１板部３６及び第２板部３７のうち磁気ギャップ３４を構成する部分が平行になるように対向配置されている。これにより、被測定電流を２つのレンジで測定することができる。第３実施形態で示されたコア８０の磁気ギャップ３４に２個のホールＩＣ１００が配置される場合も同様に第５板部８３及び第６板部８４のうち磁気ギャップ８７を構成する部分が平行になるように対向配置されていれば良い。

３０ コア
３１ 板材
３２ 板材の一端部
３２ａ 一端部の先端
３３ 板材の他端部
３３ａ 他端部の先端
３４ 磁気ギャップ
３５ 曲げ部
３５ａ、３５ｂ 曲げ部の端部
３６ａ 第１テーパ部
３７ａ 第２テーパ部

Claims (7)

1. 板材（３１、８１）の一部が曲げられた連結部（３５、８２）を有すると共に、前記連結部（３５、８２）とは反対側において前記板材（３１、８１）の一端部（３２、８５）と他端部（３３、８６）とが一定の磁気ギャップ（３４、８７）を介して対向配置されたコア（３０、８０）を備え、
   前記コア（３０、８０）の中空部分を貫通するように測定対象の電流が流れることによって前記コア（３０、８０）に発生する磁束の大きさに基づいて当該電流の大きさを検出するように構成された電流センサであって、
   前記コア（３０、８０）は、
   前記連結部（３５、８２）のうちの前記一端部（３２、８５）側の端部（３５ａ、８９ｂ）から前記一端部（３２、８５）の先端（３２ａ、８５ａ）に至るまで、前記板材（３１、８１）の幅が連続して狭くなる第１テーパ部（３６ａ、８３ｂ）と、
   前記連結部（３５、８２）のうちの前記他端部（３３、８６）側の端部（３５ｂ、９０ｂ）から前記他端部（３３、８６）の先端（３３ａ、８６ａ）に至るまで、前記板材（３１、８１）の幅が連続して狭くなる第２テーパ部（３７ａ、８４ｂ）と、
   を有していることを特徴とする電流センサ。
2. 前記連結部は、半円筒状となるように一定の径で曲げられた曲げ部（３５）として構成され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. 前記板材（３１）において、前記曲げ部（３５）のうちの前記一端部（３２）側の端部（３５ａ）から前記一端部（３２）の先端（３２ａ）までを第１板部（３６）とすると共に、前記曲げ部（３５）のうちの前記他端部（３３）側の端部（３５ｂ）から前記他端部（３３）の先端（３３ａ）までを第２板部（３７）とすると、
   前記第１板部（３６）は、前記曲げ部（３５）のうちの前記一端部（３２）側の端部（３５ａ）の接線方向に沿って、当該一端部（３２）側の端部（３５ａ）に接続されており、
   前記第２板部（３７）は、前記曲げ部（３５）のうちの前記他端部（３３）側の端部（３５ｂ）の接線方向に沿って、当該他端部（３３）側の端部（３５ｂ）に接続され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. 前記曲げ部（３５）のうちの前記一端部（３２）側の端部（３５ａ）における内壁面と前記曲げ部（３５）のうちの前記他端部（３３）側の端部（３５ｂ）における内壁面との対向距離が、前記磁気ギャップ（３４）よりも長いことを特徴とする請求項２または３に記載の電流センサ。
5. 前記連結部は、
   半円筒状となるように一定の径で曲げられた曲げ部（８８）と、
   前記曲げ部（８８）のうちの前記一端部（８５）側の端部（８８ａ）に接続された第１接続部（８９）と、
   前記曲げ部（８８）のうちの前記他端部（８６）側の端部（８８ｂ）に接続された第２接続部（９０）と、
   を有して構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電流センサ。
6. 前記第１接続部（８９）は、前記曲げ部（８８）のうちの前記一端部（８５）側の端部（８８ａ）の接線方向に沿って、当該一端部（８５）側の端部（８８ａ）に接続されており、
   前記第２接続部（９０）は、前記曲げ部（８８）のうちの前記他端部（８６）側の端部（８８ｂ）の接線方向に沿って、当該他端部（８６）側の端部（８８ｂ）に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の電流センサ。
7. 前記曲げ部（８８）のうちの前記一端部（８５）側の端部（８８ａ）における内壁面と前記曲げ部（８８）のうちの前記他端部（８６）側の端部（８８ｂ）における内壁面との対向距離が、前記磁気ギャップ（８７）よりも長いことを特徴とする請求項５または６に記載の電流センサ。