JP4925872B2 - 電流検出器 - Google Patents

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の電流検出器に関する。

この種の電流検出器に関する先行技術として、被検出電流によって生じる磁界をホール素子で電圧に変換し、間接的に電流値を検出する電流センサが知られている（例えば、特許文献１，２参照。）。これら公知の電流センサは磁気回路を構成するコアを備えており、このコアに形成されたギャップ（空隙）内にホール素子が配置されている。被検出電流によってコア内部に生じる磁界はギャップ間を通って周回し、ホール素子で電圧信号に変換される。

上記の先行技術に示されるように、電流センサのコアにはトロイダルタイプ（特許文献１）や積層タイプ（特許文献２）のものが使用されている。このうちトロイダルタイプのコアは、先ず帯板状の磁性材料を巻き取ってトロイダル状に成形した後、その一部を径方向に切断し、この切断部分にコアギャップを形成することで得られている。トロイダルタイプのコアは、磁性材料を帯板状に切断加工して使用するため歩留まりがよく、それだけ材料費を低く抑えることができる。

一方、積層タイプのコア（特許文献２）は、複数枚の板状コアを厚み方向に積層した構造を有している。１枚ごとの板状コアは磁性材料の板材を打ち抜いて形成するため、材料としての歩留まりはトロイダルタイプに劣る。
特開２００３−１７３４７号公報（図１） 特開平９−２８１１５２号公報（第４−５頁、図１）

通常、トロイダルタイプのコアには、磁性材料として方向性珪素鋼板が用いられる。方向性珪素鋼板をその磁化容易方向に沿って切断して帯板状に加工しておけば、その巻き取り方向と磁化容易方向とが合致するため、最終的に電流検出用のコアとして良好な磁気特性（飽和特性、直線性、ヒステリシス巾）が得られる。しかしながらトロイダルタイプのコアは、帯状材を巻き取った後、材料の方向性を回復させるために長時間の熱処理（焼鈍）を行ったり、巻き取った材料の隙間に含浸剤を浸透させて長時間乾燥させたりする工程を経なければならず、材料費そのものは安く抑えることができても、加工費用は高くなるという問題がある。

これに対し、積層タイプのコアはその構造上、材料に磁化容易性を持たせたとしても、これを被検出電流によって発生する磁気の周回方向に合致させられない。このため通常、積層タイプのコアには磁性材料として磁気特性に優れたパーマロイ（鉄−ニッケル合金）が用いられる。パーマロイは珪素鋼に比較して透磁率が極めて大きく、電流検出用コアとしての優れた磁気特性（直線性、ヒステリシス巾）を示す。しかしながら、パーマロイは材料そのものが高価であるため、比較的大型のコアや、積層タイプのコアのように歩留まりの悪い形状にはあまり適していないという問題がある。

そこで本発明は、製造にかかる材料費や加工費を低く抑えるとともに、電流検出用コアとしての良好な磁気特性を維持することができる技術の提供を課題としたものである。

本発明は、被検出電流の導通によって発生する磁界を磁性体コアの内部に通し、さらにそのギャップを通る磁界をホール素子で出力電圧に変換する電流検出器である。その上で本発明では、互いに磁性材料が異なる複数の金属板を重ね合わせて構成される磁性体コアを採用することで上記の課題を解決している。

すなわち本発明は、複数の金属板を重ね合わせて磁性体コアを構成しているため、トロイダルタイプのコアを採用する場合よりも、その加工にかかる費用を低く抑えることができる。その一方で、複数の金属板は互いに磁性材料が異なっており、これらが重ね合わせられた状態で磁性体コアに混在していることから、中には材料費の高価な磁気材料が含まれていたとしても、全体に占める使用量を少なく抑えることができ、それだけ材料費を低く抑えることができる。

また、種類の異なる磁性材料を混在して使用するため、磁性体コア全体としての磁気特性がいずれか１種類の磁性材料に大きく支配されることがない。この場合、例えば１種類の磁性材料が他の種類に比較して磁気特性（飽和特性、直線性、ヒステリシス巾）に劣っていたとしても、これを別の種類の磁性材料が有する良好な磁気特性で補償することにより、磁性体コア全体として良好な磁気特性を発揮させることができる。

本発明の電流検出器は、より実用的な態様として、互いに磁化容易方向が不統一な複数の方向性珪素鋼板を重ね合わせて構成された磁性体コアを採用する。通常、磁化容易方向を付与された方向性珪素鋼板であれば、従来のトロイダルタイプのように磁気の周回方向に巻き取ってコアに使用する態様が自然である。すなわち、同じ方向性珪素鋼板を何枚も重ね合わせて磁性体コアを構成すると、全体として磁化容易方向が１つに拘束されてしまうため、磁気を周回させる際に磁気抵抗の大きい部分と小さい部分とが偏在してしまう。この場合、電流検出用コアとしての飽和特性は申し分ないものの、被検出電流に対する出力電圧の直線性は極端に悪化し、また、残留磁束が大きくなってしまうため電流検出器として実用に適さなくなる。

ところが本発明では、磁化容易方向の互いに異なる珪素鋼板が磁性体コアの中に混在しているため、磁性体コア全体としての磁化容易方向は１つに規定されず、その結果、上記のような磁界の周回方向でみた磁気抵抗の偏りが解消されている。これにより、電流検出用コアとしての良好な磁気特性（良好な直線性、より小さいヒステリシス巾）を達成することができ、実用に適した電流検出器が得られるのである。

特に本発明は、互いに磁化容易方向が直交する２種類の方向性珪素鋼板を複数に重ね合わせて構成された磁性体コアを備えることで上記の課題を解決する。さらに本発明は、互いに磁化容易方向が直交する２種類の方向性珪素鋼板を交互に重ね合わせて構成された磁性体コアを備えることで上記の課題を解決する。

上記のように、方向性珪素鋼板の磁化容易方向を互いに直交させて重ね合わせることにより、その重ね合わせ方向でみて、被検出電流の周囲において略角形の磁気回路を形成することができる。したがって被検出電流により発生する磁気は、磁性体コアの中に形成される磁気回路を通って良好に周回することができる。

また、方向性珪素鋼板の磁化容易方向を互いに直交させて重ね合わせる場合、磁性体コア全体としての形状もまた略角形（矩形）が適する。この場合、磁性体コアは、電流導通部を挟んで対向する一対の長辺部及び一対の短辺部を有しており、これら長辺部及び短辺部の長さ方向に沿って方向性珪素鋼板の磁化容易方向が規定されていることが好ましい。

このような構成により、磁性体コアはその長辺部及び短辺部での磁気抵抗を最小にすることができ、全体としてより良好な磁気特性を発揮することができる。

また本発明は、別途独立の構成として、無方向性珪素鋼板と鉄−ニッケル合金板とを重ね合わせて構成された磁性体コアを採用することで上記の課題を解決することができる。

無方向性珪素鋼板は、電流検出用コアとしての直線性、飽和特性には特に問題ないものの、残留磁束が大きいことから、通常なら電流検出器には使用されない磁性材料である。ところが本発明では、磁性材料として特に優れた特性を有する鉄−ニッケル合金（パーマロイ）板と無方向性珪素鋼板とを混在させることで、無方向性珪素鋼板の欠点を補償し、磁性体コア全体として良好な磁気特性を発揮させることができる。

また、材料費の安価な無方向性珪素鋼板と材料費の高価な鉄−ニッケル合金板とを混在して使用することにより、高価な鉄−ニッケル合金板の全体に占める使用量を少なく抑えることができるため、それだけ材料費を低く抑えることができる。

本発明の電流検出器は、磁性体コアに良好な磁気特性を発揮しつつ、その製造にかかるコストを低く抑えることができる。また、単に材料の低価格化だけに頼ることなく、時間的・人的なコストを大幅に節減することで加工費を低く抑えていることから、その社会的利得は極めて大きく、産業界への貢献度が高いといえる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態の電流検出器１００を構成要素に分解して示した斜視図である。電流検出器１００は樹脂ケース１０２を備えており、この樹脂ケース１０２には板状のシートコア１０４，１０６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１０４，１０６は、樹脂ケース１０２内に収容された状態で１つの磁性体コア１０８を構成する。なお、図１ではシートコア１０４，１０６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１０４，１０６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１０４，１０６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１０４，１０６はその中央位置に開口部１０４ａ，１０６ａが形成されるとともに、この開口部１０４ａ，１０６ａから一側縁に向けて延びるギャップ用スリット１０４ｂ，１０６ｂが形成される。開口部１０４ａ，１０６ａは、シートコア１０４，１０６の外形に合わせた略角形である。

またシートコア１０４，１０６は、中央の開口部１０４ａ，１０６ａを挟んで対向する一対の長辺部１０４ｃ，１０６ｃ及び一対の短辺部１０４ｄ，１０６ｄを有する。このうち１つの短辺部１０４ｄ，１０６ｄ内に上記のギャップ用スリット１０４ｂ，１０６ｂが形成されている。

樹脂ケース１０２内にシートコア１０４，１０６が重ね合わせた状態で収容されると、それらの開口部１０４ａ，１０６ａ及びギャップ用スリット１０４ｂ，１０６ｂ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１０４，１０６から１つの磁性体コア１０８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１０２内には、収容部１０２ａ及びガイドスリーブ１０２ｂが形成されている。収容部１０２ａは、図１に示される上方が開放されているが、その下方には底板１０２ｃが形成されている。ガイドスリーブ１０２ｂは底板１０２ｃ上から上方に延びており、その内部は中空の電流導通部１０２ｄとして形成されている。ガイドスリーブ１０２ｂの外形はシートコア１０４，１０６の開口部１０４ａ，１０６ａより僅かに小さく、また、収容部１０２ａの内法はシートコア１０４，１０６の外形よりも大きい。このためシートコア１０４，１０６を樹脂ケース１０２内に収容する際、各開口部１０４ａ，１０６ａがガイドスリーブ１０２ｂの外面に沿って案内されることで、シートコア１０４，１０６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１０２には、シートコア１０４，１０６とともにホール素子１１０もまた収容される。ホール素子１１０は回路基板１１２に実装されており、この回路基板１１２は最外層のシートコア１０６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１１０は、各シートコア１０４，１０６のギャップ用スリット１０４ｂ，１０６ｂ間を通じて挿入されることで、磁性体コア１０８のコアギャップ内に位置付けられる。

第１実施形態の場合、各シートコア１０４，１０６には方向性珪素鋼板が使用されている。これらシートコア１０４，１０６には、互いに方向性（磁化容易方向）が異なる珪素鋼板が用いられている。すなわち、一方のシートコア１０４は、その磁化容易方向（図中の矢印方向）が短辺部１０４ｄの長さ方向に一致しており、もう一方のシートコア１０６は、その磁化容易方向（図中矢印方向）が長辺部１０６ｃの長さ方向に一致している。

図２は、電流検出器１００が組み立てられた状態でその縦断面を示す図（図１中のII−II断面）である。なお断面の位置（II−II線）は、短辺部１０４ｄ，１０６ｄ上のギャップにかぶらない場所にある。上記のように樹脂ケース１０２内にシートコア１０４，１０６を重ね合わせて磁性体コア１０８を構成し、さらにホール素子１１０を実装した回路基板１１２を収容した状態で、樹脂ケース１０２内が図示しないポッティング樹脂により封止されると、電流検出器１００が完成品となる。なお、回路基板１１2のリード端子はポッティング樹脂に埋没しておらず、このため外部からの配線接続が可能となっている。また、図２中に示されるシートコア１０４，１０６の枚数は単なる例示に過ぎず、これより多くてもよいし、少なくてもよい。

電流検出器１００は、その電流導通部１０２ｄ内を上下に貫通する方向（図２中の軸線Ｌ方向）に被検出電流を導通させて使用することができる。電流導通部１０２ｄ内に被検出電流が導通されると、それによって発生する磁界が磁性体コア１０８の内部を通じて周回する。このとき磁性体コア１０８のギャップを通る磁界がホール素子１１０で電圧信号に変換され、これを回路基板１１2に形成された増幅回路で増幅したものが検出信号として取り出される。

ここで、上記のように各シートコア１０４，１０６には、磁化容易方向が互いに異なる２種類の方向性珪素鋼板が使用されており、特に第１実施形態では、シートコア１０４，１０６が交互に重ね合わせられた状態で１つの磁性体コア１０８を構成していることがわかる。すなわち、一方のシートコア１０４はその短辺部１０４ｄの長さ方向に磁気を通しやすく（透磁率大）、長辺部１０４ｃの長さ方向には磁気を通しにくい（透磁率小）。逆に、他方のシートコア１０６はその長辺部１０６ｃの長さ方向に磁気を通しやすく（透磁率大）、短辺部１０６ｄの長さ方向には磁気を通しにくい（透磁率小）性質を持つことがわかる。

本発明の発明者等は、上記のような各シートコア１０４，１０６の性質に基づき、これらを交互に重ね合わせて磁性体コア１０８を構成することで、以下の利点を得られることに着目した。すなわち、シートコア１０４，１０６のいずれか一方だけを複数枚重ね合わせて磁性体コアを構成すると、その内部には、磁気の周回方向でみて磁気抵抗の大きい部分と小さい部分とが偏在することになるが、例えば第１実施形態のように２種類のシートコア１０４，１０６を交互に重ね合わせた場合、磁性体コア１０８内部での磁気抵抗の偏りを解消することができる。

〔実施例〕
以下に、具体的な実施例をもって発明者等の知見を検証する。
〔出力直線性の検証〕
図３は、電流検出器１００を用いて既知の入力電流（Ａ）を検出（計測）したときの出力電圧（Ｖ）の出力直線性を表すグラフである。「出力直線性」は、電流検出器１００の電流導通部１０２ｄに通す被検出電流の値を変化させたとき、ホール素子１１０から出力される電圧信号が直線的に変化しているか否かを評価するための指標である。ここでは、以下の条件で入力電流（Ａ）に対する出力電圧（Ｖ）をプロットし、その結果から出力直線性を評価した。

第１実施形態の磁性体コア１０８を採用したものを実施例とし、その比較例１，２として、シートコア１０４のみを重ね合わせてコアを構成したものと、シートコア１０６のみを重ね合わせてコアを構成したものをそれぞれ用意した。また従来例として、トロイダルタイプのコアを用いたものを用意した。

上記の実施例、比較例１，比較例２及び従来例について既知の入力電流（Ａ）を導通し、そのときの出力電圧（Ｖ）を観測した。このとき入力電流の定格値を２００Ａとし、それぞれ電流値を５段階（５０Ａ，１００Ａ，１５０Ａ，２００Ａ，２５０Ａ）に変化させて観測を行った。図３中にプロットした出力電圧（Ｖ）の各ポイント（それぞれ記号◇，□，△，○で表す）は、各入力電流（Ａ）に対してホール素子１１０からの出力をそれぞれ４倍、２倍、３分の４倍、等倍、１．２５倍（定格値換算）したものである。

図３中、「積層型３（記号△）」が実施例の結果を示す。その他の「積層型１（記号◇）」は比較例１の結果であり、「積層型２（記号□）」は比較例２の結果である。また「トロイダル（記号○）」は従来例の結果である。

図３に示される出力直線性から以下のことが明らかである。
（１）トロイダルタイプのコアを用いた従来例は、出力直線性に最も優れていた。また全体的に出力電圧（Ｖ）のレベルが他よりも高いことから、コアとしての透磁率が大きいといえる。

（２）第１実施形態を用いた実施例（積層型３）は、トロイダルタイプのコアを用いた比較例と遜色ない出力直線性を得ることができた。

（３）シートコア１０６又はシートコア１０４をそれぞれ単独で使用した比較例１，２（積層型１，２）については、トロイダルタイプのコアを用いた従来例や第１実施形態を用いた実施例（積層型３）に比較して出力直線性に劣っていた。

（４）トロイダルタイプのコアを用いた従来例は、既に述べたように材料費そのものは比較的安価であるものの、その加工に多くの工数と長時間を要するため、トータルでみた製造コストは実施例よりも高くなる。

上記（１）〜（４）の結果を総合して評価すると、第１実施形態の磁性体コア１０８を用いた実施例は優れた出力直線性を発揮している上、従来のトロイダルタイプよりも製造コストを低く抑えられることから、これを製品に採用することで製造工数の削減とコストダウンを同時に達成できることが検証された。

〔直線性誤差率を用いた検証〕
次に図４は、比較例１，２（積層型１，２）、実施例（積層型３）及びトロイダルタイプのコアを用いた従来例の直線性誤差率を一覧にした表である。ここでいう「直線性誤差率」は、図３で出力直線性の評価に用いた５つのポイント（出力電圧（Ｖｏｕｔ））の平均Ａをとり、この平均Ａに対する各ポイントの誤差をパーセンテージで表したものである。各ポイントでの「直線性誤差率」が小さいほど、数値上でも出力直線性に優れているということができる。なお直線性誤差率（ε）は、例えば以下の数式で表すことができる。
ε＝（Ｖｏｕｔ−Ａ）／Ａ×１００（％）

図４に示される直線性誤差率の一覧から以下のことが明らかである。
（１）トロイダルタイプのコアを用いた従来例は、直線性誤差率が−０．２２〜０．１５３（％）の範囲内に収まっており、各ポイント（５０Ａ，１００Ａ，１５０Ａ，２００Ａ，２５０Ａ）での誤差率も全体で最小（絶対値評価）であった。

（２）第１実施形態を用いた実施例（積層型３）は、直線性誤差率が−０．１９２〜０．４７２（％）の範囲内に収まっており、トロイダルタイプのコアを用いた従来例と遜色ない程度に直線性誤差率が小さかった（絶対値評価）。また、各ポイントでの誤差率はその他の比較例（積層型１，２）よりも小さかった（同じく絶対値評価）。

（３）シートコア１０６又はシートコア１０４をそれぞれ単独で使用した比較例１，２（積層型１，２）については、トロイダルタイプのコアを用いた従来例や第１実施形態を用いた実施例（積層型３）に比較して直線性誤差率が大きかった（絶対値評価）。

上記のように、第１実施形態の磁性体コア１０８を用いた実施例は直線性誤差率が小さく（絶対値評価）、数値の上でも優れた出力直線性を発揮していることがわかる。一方、シートコア１０４，１０６のいずれかだけを単独で重ね合わせて磁性体コア１０８を構成した場合、いずれも良好な出力直線性が得られていない。これは、発明者等の知見によるとおり、コア内部での磁気抵抗の偏りによるところが大きいと考えられる。

〔ヒステリシス巾を用いた検証〕
次に図５は、比較例１，２（積層型１，２）、実施例（積層型３）及び従来例のヒステリシス巾を一覧にした表である。「ヒステリシス巾」は、電流検出用コアの残留磁束特性を評価するための指標である。具体的には、被検出電流を順方向と逆方向にそれぞれ導通させてコア内部に磁界を通した後、被検出電流の導通を停止したときの出力電圧（Ｖ）を観測した。ここではホール素子１１０について、被検出電流が０（Ａ）のときに出力電圧が２．５（Ｖ）となる初期調整を行っている。

図５の一覧表中、上段（＋Ｉｆ（Ａ）→０（Ａ））は、被検出電流を順方向に導通した後、その導通を停止した場合の出力電圧（Ｖ）の値を示す。また中段（−Ｉｆ（Ａ）→０（Ａ））は、被検出電流を逆方向に導通した後、その導通を停止した場合の出力電圧（Ｖ）の値を示す。いずれの場合も、２．５（Ｖ）からのオフセットは残留磁束による出力電圧（Ｖ）のオフセットを表している。そして下段（ヒステリシス巾）は、最終的な残留磁束による出力電圧（Ｖ）のオフセット量（上段及び下段の中間点）を示している。

図５に示されるヒステリシス巾の一覧から以下のことが明らかである。
（１）トロイダルタイプのコアを用いた従来例は、ヒステリシス巾が＋０．００１５（Ｖ）であり、全体の中で最も小さかった。

（２）第１実施形態を用いた実施例（積層型３）は、ヒステリシス巾が＋０．００２０（Ｖ）であり、トロイダルタイプのコアを用いた従来例と遜色ない程度であった。

（３）シートコア１０６又はシートコア１０４をそれぞれ単独で使用した比較例１，２（積層型１，２）については、トロイダルタイプのコアを用いた従来例や第１実施形態を用いた実施例（積層型３）に比較してヒステリシス巾が大きかった。

上記のように、第１実施形態の磁性体コア１０８を用いた実施例はヒステリシス巾が小さく、電流検出用コアとして残留磁束の特性に優れていることがわかる。一方、シートコア１０４，１０６のいずれかだけを単独で重ね合わせて磁性体コア１０８を構成した場合、実施例よりも残留磁束の特性が悪く、いずれもヒステリシス巾が大きくなっている。

〔飽和特性の検証〕
また別途、本発明の発明者等が実施例、比較例１，２及び従来例について、それぞれ磁気飽和特性の検証を行った結果、いずれの場合も被検出電流（±２００Ａ）の範囲内では飽和しないことが確認された（図示省略）。

以上、実施例をもって検証したとおり、第１実施形態のようにシートコア１０４，１０６を交互に重ね合わせて磁性体コア１０８を構成した場合、従来例のトロイダルタイプと遜色ない優れた磁気特性を得られることが確認された。

〔第２〜第４実施形態〕
図６は、第２〜第４実施形態の電流検出器１２０，１３０，１４０の構成を示す断面図である。以下、それぞれについて説明する。なお以下の説明では、第１実施形態と共通する事項については同一の符号を付し、その重複した説明を省略するものとする。

図６中（Ａ）：第２実施形態の電流検出器１２０では、上下の重ね合わせ方向でみて、２種類のシートコア１０４，１０６の層が上下に区分けされている。例えば、その上半分は一方のシートコア１０４だけの層であり、下半分は他方のシートコア１０６だけの層で構成されている。

図６中（Ｂ）：第３実施形態の電流検出器１３０では、２種類のシートコア１０４，１０６が一定の枚数（２枚以上）ずつ交互に重ね合わせられている。例えば、その最上層から２枚は一方のシートコア１０４であり、その下層の２枚は他方のシートコア１０６であり、さらにその下層の２枚は一方のシートコア１０４である。

図６中（Ｃ）：第４実施形態の電流検出器１４０では、上下の重ね合わせ方向でみて２種類のシートコア１０４，１０６が不規則（ランダム）に配置されている。各シートコア１０４，１０６の重なり順は全くのランダムであり、磁性体コア１０８内での枚数はシートコア１０４とシートコア１０６とで同じになるとは限らない。極端な場合、シートコア１０４，１０６のいずれか一方が１枚だけであり、その他は全て他方であってもよい。

いずれにしても、本発明の発明者等が検証を行った結果、第２〜第４実施形態についても第１実施形態とほぼ同様に良好な出力直線性、ヒステリシス巾、飽和特性が得られることが確認されている。

〔第５実施形態〕
図７は、第５実施形態の電流検出器１５０を構成要素に分解して示した斜視図である。第５実施形態の電流検出器１５０もまた、複数種類のシートコア２０４，２０６を重ね合わせて構成された磁性体コア１０８を有するが、シートコア２０４，２０６の磁性材料が第１〜第４実施形態と異なっている。すなわち、第１〜第４実施形態で挙げたシートコア１０４，１０６は、いずれも方向性珪素鋼板を材料とするものであった。第５実施形態では、一方のシートコア２０４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２０６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２０６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２０４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２０４，２０６を互いに重ね合わせて磁性体コア１０８を構成することで、シートコア２０６に固有の欠点を別のシートコア２０４により補償することができる。その結果、磁性体コア１０８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。

なお第５実施形態の電流検出器１５０についても、さらに以下のバリエーションに展開することができる。

（１）上下の重ね合わせ方向でみて、２種類のシートコア２０４，２０６の層が上下に区分けされていてもよい。例えば、その上半分は一方のシートコア２０４だけの層であり、下半分は他方のシートコア２０６だけの層で構成されていてもよい。

（２）２種類のシートコア２０４，２０６が一定の枚数（２枚以上）ずつ交互に重ね合わせられていてもよい。例えば、その最上層から２枚は一方のシートコア２０４であり、その下層の２枚は他方のシートコア２０６であり、さらにその下層の２枚は一方のシートコア２０４であるというパターンでもよい。

（３）上下の重ね合わせ方向でみて２種類のシートコア２０４，２０６が不規則（ランダム）に配置されていてもよい。各シートコア２０４，２０６の重なり順は全くのランダムであり、磁性体コア１０８内での枚数はシートコア２０４とシートコア２０６とで同じでなくともよい。極端な場合、シートコア２０４が１枚だけであり、その他は全てシートコア２０６であってもよい。この場合、高価なパーマロイの使用量を最小限に抑え、その材料費を最小にすることができる。

また本発明は上述した各実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施可能である。例えば、シートコアの具体的な形状や大きさ、厚み等の仕様は、実際に対象とする被検出電流の特性に合わせて適宜に変更することができる。

その他、各実施形態において図示とともに挙げた構造はあくまで好ましい一例であり、基本的な構造に各種の要素を付加し、あるいは一部を置換しても本発明を好適に実施可能であることはいうまでもない。

第１実施形態の電流検出器を構成要素に分解して示した斜視図である。 図１中、II−II線に沿う縦断面図である。 電流検出器を用いて既知の入力電流（Ａ）を検出したときの出力電圧（Ｖ）の出力直線性を表すグラフである。 比較例１，２、実施例及び従来例の直線性誤差率を一覧にした表である。 比較例１，２、実施例及び従来例のヒステリシス巾を一覧にした表である。 第２〜第４実施形態の電流検出器の構成を示す断面図である。 第５実施形態の電流検出器を構成要素に分解して示した斜視図である。

符号の説明

１００ 電流検出器
１０２ 樹脂ケース
１０２ｄ 電流導通部
１０４，１０６ シートコア
１０４ａ，１０６ａ 開口部
１０４ｂ，１０６ｂ ギャップ用スリット
１０４ｃ，１０６ｃ 長辺部
１０４ｄ，１０６ｄ 短辺部
１０８ 磁性体コア
１１０ ホール素子
１１２ 回路基板
１２０，１３０，１４０，１５０ 電流検出器
２０４，２０６ シートコア

Claims (4)

1. 被検出電流を導通させるための電流導通部と、
   前記電流導通部の周囲に配置され、互いに磁化容易方向が直交する２種類の方向性珪素鋼板を被検出電流の導通方向へ複数に重ね合わせて構成された磁性体コアと、
   前記磁性体コアに形成されたギャップ内に配置され、被検出電流の導通時に前記磁性体コアを通じて発生した磁界を電圧信号に変換するホール素子と
   を備えたことを特徴とする電流検出器。
2. 被検出電流を導通させるための電流導通部と、
   前記電流導通部の周囲に配置され、互いに磁化容易方向が直交する２種類の方向性珪素鋼板を被検出電流の導通方向へ複数に重ね合わせて構成されることにより、その重ね合わせ方向でみて被検出電流の周囲に略角形の磁気回路を形成する磁性体コアと、
   前記磁性体コアに形成されたギャップ内に配置され、被検出電流の導通時に前記磁性体コアを通じて発生した磁界を電圧信号に変換するホール素子と
   を備えたことを特徴とする電流検出器。
3. 請求項１又は２に記載の電流検出器において、
   前記磁性体コアは、
   互いに磁化容易方向が直交する２種類の方向性珪素鋼板を交互に重ね合わせて構成されていることを特徴とする電流検出器。
4. 請求項１又は２に記載の電流検出器において、
   前記磁性体コアは、
   前記電流導通部を挟んで対向する一対の長辺部及び一対の短辺部を有しており、これら長辺部及び短辺部の長さ方向に沿って方向性珪素鋼板の磁化容易方向が規定されていることを特徴とする電流検出器。

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