JP4998631B2

JP4998631B2 - 磁気コア、当該磁気コアを備えた電流センサ、及び電流測定方法

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Description

本発明は、電流センサの検知感度を高めることが可能な磁気コア、当該磁気コアを備えた電流センサ、及び電流測定方法に関する。

近年、電流センサは、多くの産業分野において利用されており、高感度化等の要求が年々高まっている。そこで、高感度化を実現すべく種々の電流センサが開発されており、その一例が、特許文献１に開示されている。

特許文献１の漏電センサは、リング状の磁性体（磁気コア）からなり磁界の変化を感知する感知器と、感知器に付加され感知器に発生する磁界の変化によってインピーダンスが変化する磁気インピーダンス素子と、磁気インピーダンス素子のインピーダンス変化を検出する検出器とで構成されている。図１７は、特許文献１に記載された従来の磁気コアの構造を示す図であり、図１７の（ａ）は、磁気コア１００ａに切断部１０１を設け、その切断部１０１に磁気インピーダンス素子１０３を載置した様子を示す概略図である。また、図１７の（ｂ）は、磁気コア１００ａに切欠部１０２を設け、その切欠部１０２に磁気インピーダンス素子１０３を載置した様子を示す概略図である。

上記構成により、磁気コア１００ａ（１００ｂ）の磁界の変化をより効率的に磁気インピーダンス素子１０３に伝える電流センサを実現している。

特開平１０−２３２２５９号公報（１９９８年９月２日公開）特開平２００５−４９３１１号公報（２００５年２月２４日公開）

しかしながら、特許文献１の磁気コア１００ａ（１００ｂ）には次のような問題がある。

図１７の（ａ）の磁気コア１００ａは、磁気コア１００ａを切断する切断部１０１を設け、その切断部１０１に磁気インピーダンス素子１０３を載置している。従って、切断部１０１の幅を広くせざるを得ず、そのため磁気コア１００ａの感度が低下する。その結果、図１７の（ａ）の磁気コア１００ａを備えた漏電センサは、検知感度が低くなるという問題があった。

図１７の（ｂ）の磁気コア１００ｂは、磁気コア１００ｂの一部を切り欠く切欠部１０２が磁気コア１００ｂの外縁に沿って形成され、その切欠部１０２に磁気インピーダンス素子１０３が載置されている。しかしながら、その構造では、磁気コア１００ｂから磁束が漏れにくいため、磁気インピーダンス素子１０３が検出する磁束も微小となる。その結果、図１７の（ｂ）の磁気コア１００ｂを備えた漏電センサは、検知感度が低くなるという問題があった。

このように、従来の磁気コア１００ａ（１００ｂ）を備えた漏電センサは、いずれも感度が低く、数１０ｍＡレベルの電流を測定するときには、検知すべき値がノイズに埋もれてしまうという問題があった。

なお、特許文献２にも高感度化を図った電流センサが開示されている。しかしながら、特許文献２の電流センサは、磁気コアをシールド板でシールドして耐ノイズ性を高めるというものであり、電流センサの大型化・高コスト化という別の問題を招来するという問題があった。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、電流センサの検知感度を高めることが可能な磁気コア、当該磁気コアを備えた電流センサ、及び電流測定方法を提供することにある。

本発明に係る磁気コアは、上記の課題を解決するために、電流センサに用いられる磁気コアであって、磁電変換素子が保持されるための第１素子保持孔が形成された第１開放端面と、上記磁電変換素子が保持されるための第２素子保持孔が形成された、上記第１開放端面に対向する第２開放端面と、を有することを特徴としている。

本発明に係る磁気コアは、互いに対向する第１開放端面および第２開放端面を有する。そして、第１開放端面には第１素子保持孔が形成され、第２開放端面には第２素子保持孔が形成され、第１素子保持孔および第２素子保持孔に磁電変換素子が保持される。

従って、第１開放端面および第２開放端面が存在することにより、すなわち、第１開放端面と第２開放端面との間に空隙部（以下、「磁束漏入部」と称する。）が存在することにより、その磁束漏入部を介して、第１素子保持孔および第２素子保持孔に対して磁気コアからの磁束が漏れやすくなっており、第１素子保持孔および第２素子保持孔に保持された磁電変換素子がその磁束の漏れを感知することができる。

加えて、磁気コアの感度は、磁束漏入部の磁気抵抗が低い方が良好となるところ、磁束漏入部の幅（第１開放端面と第２開放端面との距離）が狭い方が、磁束漏入部の磁気抵抗は低下する。この点、本発明に係る磁気コアでは、磁電変換素子は、第１開放端面および第２開放端面に形成された第１素子保持孔および第２素子保持孔に保持されている。従って、第１開放端面と第２開放端面との距離は、その間に磁電変換素子が載置されるほどには広くする必要がない。換言すると、素子保持孔が存在するので、第１開放端面と第２開放端面との距離を、磁電変換素子の載置スペースを考慮せずに、狭くすることができる。従って、本発明に係る磁気コアでは、磁束漏入部の幅は狭く、それゆえ磁束漏入部の磁気抵抗も低下するため、当該磁気コアを用いる電流センサの感度を向上させることができる。

このような理由により、本発明に係る磁気コアは、図１７の（ａ）を参照して説明した従来の課題（磁電変換素子を切断部に設けるため、切断部の幅を広くせざるを得ず、それに伴い磁気コアの感度が低下するという課題）を解決することができる。

また、本発明に係る磁気コアでは、第１素子保持孔および第２素子保持孔は、磁気コアから磁束が漏れにくい磁気コアの外縁に沿った位置ではなく、第１開放端面および第２開放端面に形成されている。そして、上記の理由により、本発明に係る磁気コアでは、磁電変換素子は、磁気コアから磁束が漏れやすい第１素子保持孔および第２素子保持孔に保持されており、微小な電流により発生する磁束をより多く磁電変換素子に集めて感度を向上させることができる。

従って、本発明に係る磁気コアは、図１７の（ｂ）を参照して説明した従来の課題（磁気コアの外縁に沿って形成された切欠部に磁電変換素子を載置するため、磁気コアから磁束が漏れにくく、磁電変換素子が検知する磁束が微小となり、それによって磁気コアの感度が低下するという課題）を解決することができる。

このように、本発明に係る磁気コアは、上記構成により、電流センサの検知感度を高めることが可能な磁気コアを実現することができる。

加えて、本発明に係る磁気コアは、次のような効果をも奏する。

すなわち、従来の電流センサは、ノイズ耐性を実現する構造（機能）が磁気コア自体にないため、数１０ｍＡの電流を測定する際に外部磁界の影響を受け、高い検知感度で電流測定することができなかった。

しかしながら、本発明に係る磁気コアでは、磁束漏入部が、地磁気あるいは外部電流などにより発生する外部磁界に対するシールドとしての役割を果たす。それゆえ、本発明に係る磁気コアは、磁気コアをシールド材で覆うことによって小型化・低コスト化が阻害されるという従来の課題をも解決することができる。

さらに、本発明に係る磁気コアでは、上記第１素子保持孔および上記第２素子保持孔では、上記磁電変換素子は、当該磁電変換素子の感磁方向が上記磁気コアの周方向となるように保持される構成であってよい。

上記構成とすることにより、磁電変換素子の厚み方向（磁気コアの周方向に対して垂直な磁気コアの厚み方向）におけるサイズが小さい磁電変換素子を選択することができ、磁電変換素子を保持する第１素子保持孔および第２素子保持孔の磁気コアの厚み方向における幅を小さくすることができる。そして、上記磁気コアの厚み方向における第１素子保持孔および第２素子保持孔の幅が狭いほど、磁気コアから漏れる磁束が増幅するため、上記構成とすることにより、磁電変換素子の感度を高めることができる。それゆえ、本発明に係る磁気コアは、電流センサの検知感度をさらに高めることが可能な磁気コアを実現することができる。

さらに、本発明に係る磁気コアでは、上記第１素子保持孔および上記第２素子保持孔には、上記磁気コアよりも透磁率の低い低透磁率材料が充填されている構成であってよい。

上記第１素子保持孔および上記第２素子保持孔に低透磁率材料を充填することによって、低透磁率材料の比透磁率と同じ倍率で感度を向上させることができる。

それゆえ、上記構成とすることにより、電流センサの検知感度をさらに高めることが可能な磁気コアを実現することができる。

さらに、本発明に係る磁気コアでは、上記第１開放端面と上記第２開放端面との間には、上記磁気コアよりも透磁率の低い低透磁率材料が充填されている構成であってよい。

上記第１開放端面と上記第２開放端面との間の磁気抵抗は、その値が低いほど、磁気コア全体の感度が高くなる。従って、上記構成とすることにより、電流センサの検知感度をさらに高めることが可能な磁気コアを実現することができる。

さらに、本発明に係る磁気コアでは、上記低透磁率材料は、フェライト含有エポキシ樹脂、磁性流体、あるいは空気であってもよい。

一般的な磁気コア材料として、ＰＢパーマロイ、ＰＣパーマロイ、アモルファス、珪素鋼板などが知られている。本発明に係る磁気コアは、何れの材料を用いることができる。そして、そのような磁気コアよりも透磁率が低い低透磁率材料として、フェライト含有エポキシ樹脂、磁性流体、あるいは空気が挙げられる。

従って、上記第１素子保持孔および上記第２素子保持孔に、フェライト含有エポキシ樹脂、磁性流体、あるいは空気を充填することにより、電流センサの検知感度をさらに高めることが可能な磁気コアを実現することができる。

さらに、本発明に係る磁気コアでは、上記第１素子保持孔を形成する側面のうち、上記第２素子保持孔を形成する側面と対向する側面を第１側面、上記第２素子保持孔を形成する側面のうち、上記第１側面と対向する側面を第２側面としたときに、上記第１素子保持孔および上記第２素子保持孔は、保持する上記磁電変換素子の厚み方向における孔幅が、上記第１側面と上記第２側面との側面間距離の１．７５倍以下であることが好ましい。

上記第１開放端面と上記第２開放端面との距離に関わらず、上記孔幅が上記側面間距離の１．７５倍より大きいと、第１開放端面と第２開放端面の距離を狭くする効果が無くなることが見出された。

従って、上記構成とすることにより、微小電流によっても多くの磁束を磁電変換素子に集めることができるという効果を奏する。

さらに、本発明に係る磁気コアでは、上記第１開放端面と上記第２開放端面との距離は、２ｍｍよりも小さいことが好ましい。

一般的な磁電変換素子のサイズを考慮すると、上記第１開放端面と上記第２開放端面との距離が２ｍｍ以上である場合には、上記第１素子保持孔および上記第２素子保持孔の存在が無くても、磁電変換素子を配置できるスペースがある。

そこで、上記構成とすることにより、上記第１開放端面と上記第２開放端面との距離が２ｍｍより小さい場合でも、上記上記第１素子保持孔および上記第２素子保持孔に磁電変換素子を保持することができ、また、磁電変換素子は、第１素子保持孔および第２素子保持孔に対して磁気コアから漏れる磁束を確実に感知することができるという効果を奏する。

さらに、本発明に係る磁気コアでは、上記第１開放端面および上記第２開放端面は、一部が互いに当接している構成であってよい。

一般的な磁気コアの構造として、一体型、積層型、ドッキング型などの種々のタイプが知られており、本発明に係る磁気コアは、何れのタイプにも適用可能である。ただし、何れのタイプの磁気コアであっても、上記第１開放端面および上記第２開放端面を一切接触させずに製造・加工することが現実的に困難な場合がある。

この点、本発明に係る磁気コアでは、たとえ上記第１開放端面および上記第２開放端面の一部が互いに当接していたとしても、磁束漏入部を介して、第１素子保持孔および第２素子保持孔へ磁気コアから磁束が漏れるため、磁電変換素子は、その磁束の漏れを感知することができる。それゆえ、上記第１開放端面および上記第２開放端面を一切接触させずに製造・加工することが困難な場合には、そのまま使用することができる。これにより、電流センサの検知感度を高めることが可能な磁気コアを実現するとともに、製造・加工上の追加的な工程を不要とし、かつ低価格化をも実現することができる。

上記第１素子保持孔および上記第２素子保持孔はそれぞれ、上記第１開放端面および上記第２開放端面において、上記磁気コアの厚み方向と平行な方向に沿って延設されている構成であってよい。

また、本発明に係る磁気コアでは、上記第１素子保持孔および上記第２素子保持孔はそれぞれ、上記第１開放端面および上記第２開放端面において、上記磁気コアの厚み方向と垂直な方向に沿って延設されている構成であってよい。

上述したように、一般的な磁気コアの構造として、一体型、積層型、ドッキング型などの種々のタイプが知られている。

従って、たとえば積層型の磁気コアを作製するときには、同一箇所に第１素子保持孔および第２素子保持孔が形成された層を複数準備して、それらを順次積層することにより、本発明に係る磁気コアを簡易かつ低コストで作製することができる。そして、一体型あるいはドッキング型で磁気コアを作製する場合にも、上記構成とすることにより、簡易かつ低コストで磁気コアを作製することができる。これにより、大量生産に好適な磁気コアを実現することができる。

さらに、本発明に係る電流センサは、上記磁気コアを備える構成であることが好ましい。

上記構成とすることにより、高感度の測定を可能とする電流センサを実現することができる。

さらに、本発明に係る電流測定方法は、上記磁気コアを備える電流センサによって、被測定電線に流れる電流の電流値を測定することが好ましい。

上記構成とすることにより、高感度の測定を可能とする電流測定方法を実現することができる。

本発明に係る磁気コアは、以上のように、磁電変換素子が保持されるための第１素子保持孔が形成された第１開放端面と、上記磁電変換素子が保持されるための第２素子保持孔が形成された、上記第１開放端面に対向する第２開放端面と、を有する構成である。

それゆえ、電流センサの検知感度を高めることが可能な磁気コアを実現することができる。

本発明に係る磁気コアの概略構造を示す図であり、（ａ）は磁気コアの上面図を、（ｂ）は磁気コアの斜視図を、（ｃ）は、磁気コアの特徴部拡大図をそれぞれ示す図である。本発明に係る他の磁気コアの実施例を説明するための図である。本発明に係るさらに他の磁気コアの実施例を説明するための図である。本発明に係る磁気コアの形成方法を説明するための図であり、（ａ）は、磁気コアの上面図を、（ｂ）及び（ｃ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図を示す。本発明に係る磁気コアの形成方法を説明するための図であり、（ａ）は一体型磁気コアを、（ｂ）はドッキング型磁気コアを、（ｃ）は他のドッキング型磁気コアを説明するための図である。本発明に係る磁気コアの形状を説明するための図であり、（ａ）は環状磁気コアを、（ｂ）は四角形状磁気コアを説明するための図である。公知の磁気コアおよび本発明に係る磁気コアを用いた磁束密度の測定結果を示す図であり、（ａ）は、図１７（ａ）の公知の磁気コアを用いた測定結果を、（ｂ）は、図１７（ｂ）の公知の磁気コアを用いた測定結果を、（ｃ）は、（ｂ）の磁気コアに、さらに空隙部が設けられた磁気コアによる測定結果を、（ｄ）は、素子保持孔が被測定電線と平行に形成されている場合の磁気コアによる測定結果を、（ｅ）は、素子保持孔が被測定電線に対して垂直な方向に形成されている場合の磁気コアによる測定結果を、それぞれ示す図である。本発明に係る磁気コアによって磁束密度の測定感度が向上することを説明するための図であって、磁束漏入部に対する磁電変換素子の位置関係を示す図である。本発明に係る磁気コアを用いた磁束密度の測定結果を示す図であり、（ａ）は、各記号の定義を示すための図であり、（ｂ）は、Ｌ２を変化させたときの磁束密度を、（ｃ）は、Ｌ１を変化させたときの磁束密度を示すグラフである。本発明に係る、ギャップ構造および突き当て構造の磁気コアを示す図であり、（ａ）は、ギャップ構造の磁気コアを、（ｂ）は、第１開放端面および第２開放端面が２箇所で接触している突き当て構造の磁気コアを、（ｃ）は、第１開放端面および第２開放端面が１６箇所で接触している突き当て構造の磁気コアを、それぞれ示す図である。本発明に係る磁気コアを用いた磁束密度の測定結果を示す図であり、（ａ）は、各記号の定義を示すための図であり、（ｂ）は、Ｌ１を１ｍｍとしたときの磁束密度を、（ｃ）は、Ｌ１を１．５ｍｍとしたときの磁束密度を、（ｄ）は、Ｌ１を２ｍｍとしたときの磁束密度を示すグラフである。磁性剤の有無によって、本発明に係る磁気コアによる磁束密度の測定感度が影響を受けることを説明するための図であり、（ａ）は、磁束漏入部および素子保持孔の何れにも磁性剤が封入されていないケースを、（ｂ）は、磁束漏入部にのみ磁性剤が封入されているケースを、（ｃ）は、素子保持孔にのみ磁性剤が封入されているケースを、（ｄ）は、磁束漏入部および素子保持孔の何れにも磁性剤が封入されているケースを、それぞれ示す図である。公知の磁気コアおよび本発明に係る磁気コアを用いたノイズ耐性の測定結果を示す図であり、（ａ）は、図１７（ａ）の公知の磁気コアを用いた測定結果を、（ｂ）は、図１７（ｂ）の公知の磁気コアを用いた測定結果を、（ｃ）は、（ｂ）の磁気コアに、さらに空隙部が設けられた磁気コアによる測定結果を、（ｄ）は、磁気コアを用いた測定結果をそれぞれ示す。本発明に係る磁気コアのノイズ耐性が高いことを説明するための図である。磁気コア厚さと測定誤差との関係を示すグラフである。本発明に係る磁気コアを太陽電池用パワーコンディショナーの漏電検知に利用する例を示す図である。従来の磁気コアの構造を示す図であり、（ａ）は、磁気コアに切断部を設け、その切断部に磁気インピーダンス素子を載置した様子を示す概略図であり、（ｂ）は、磁気コアに切欠部を設け、その切欠部に磁気インピーダンス素子を載置した様子を示す概略図である。本実施の形態に係る電流センサの外観図である。本実施の形態に係る電流センサの内部構造の斜視図である。図１９の水平方向（図の左右方向）における、電流センサの内部構造の一断面図である。本実施の形態に係る電流センサの組立分解図である。本実施の形態に係る電流センサの動作を説明するためのブロック図である。本実施の形態に係る電流センサであって、漏電検知、及び漏電量の測定に用いられる電流センサの外観図である。本実施の形態に係る電流センサが漏電検知に用いられる場合の、電流センサの動作を説明するためのブロック図を示す。本実施の形態に係る磁気コアの一形状を示し、（ａ）は上面図を、（ｂ）は正面図を示す。図２５の磁気コアを示し、（ａ）は斜視図を、（ｂ）は磁束漏入部および素子保持孔の拡大図を示す。本実施の形態に係る磁気コアの一形状を示し、（ａ）は上面図を、（ｂ）は斜視図を示す。本実施の形態に係る磁気コアの一形状を示し、（ａ）は立面図を、（ｂ）は断面図を、（ｃ）は斜視図を示す。本実施の形態に係る磁気コアの一形状を示し、（ａ）は立面図を、（ｂ）は断面図を、（ｃ）は斜視図を示す。本実施の形態に係る磁気コアの一形状を示し、（ａ）は立面図を、（ｂ）は断面図を、（ｃ）は斜視図を示す。本実施の形態に係る磁気コアの一形状を示し、（ａ）は上面図を、（ｂ）は断面図を示す。本実施の形態に係る磁気コアの一形状を示し、（ａ）は上面図を、（ｂ）は断面図を示す。本実施の形態に係る磁気コアの一形状を示し、（ａ）は上面図を、（ｂ）は断面図を示す。本実施の形態に係る磁気コアの一形状を示し、（ａ）は斜視図を、（ｂ）は上面図を示す。本実施の形態に係る磁気コアの一形状を示し、（ａ）は斜視図を、（ｂ）は上面図を示す。本実施の形態に係る磁気コアの一形状を示し、（ａ）は上面図を、（ｂ）は立面図を示す。本実施の形態に係る磁気コアの一形状を示し、（ａ）は上面図を、（ｂ）は立面図を示す。本実施の形態に係る磁気コアの一形状を示し、（ａ）は図３６の磁気コアの斜視図を、（ｂ）は図３７の磁気コアの斜視図を示す。本実施の形態に係る磁気コアの一形状を示し、（ａ）は上面図を、（ｂ）は斜視図を示す。本実施の形態に係る磁気コアの一形状を示し、（ａ）は上面図を、（ｂ）は斜視図を示す。本実施の形態に係る磁気コアの一形状を示し、（ａ）は上面図を、（ｂ）は斜視図を示す。本実施の形態に係る磁気コアの一形状を示し、（ａ）は上面図を、（ｂ）は斜視図を示す。本実施の形態に係る磁気コアの一形状を示し、（ａ）は上面図を、（ｂ）は斜視図を示す。本実施の形態に係る磁気コアの一形状を示し、（ａ）は上面図を、（ｂ）は斜視図を示す。本実施の形態に係る磁気コアの一形状を示し、（ａ）は上面図を、（ｂ）は斜視図を示す。本実施の形態に係る磁気コアの一形状を示し、（ａ）は上面図を、（ｂ）は斜視図を示す。本実施の形態に係る磁気コアの一形状を示し、（ａ）は斜視図を、（ｂ）は磁束漏入部および素子保持孔の拡大図を示す。本実施の形態に係る磁気コアの一形状を示し、（ａ）は斜視図を、（ｂ）は磁束漏入部および素子保持孔の拡大図を示す。磁気コアの厚みが小さくとも、当該磁気コアを備える電流センサの感度が低下しないことを説明するための図であり、（ａ）は斜視図を、（ｂ）は断面図を示す。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。説明の便宜上、図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
〔1.磁気コア１について〕
〔1-1.磁気コア１の概略構造〕
以下、本実施形態に係る磁気コア１の概略構造を説明する。なお、理解の容易のため、最初に磁気コア１を備えた電流センサについて説明し、次に磁気コア１の概略構造を説明する。

まず、電流センサの基本原理を説明すると次のとおりである。磁性体で形成された磁気コアが、被測定電線の電流から発生する磁界を増幅する。次に、磁電変換素子が、増幅された磁界の磁束密度を検知して電気信号に変換する。その後、その電気信号が出力信号処理回路で処理され、被測定電線の電流値が測定される。

なお、磁気コア１は、電流センサの磁気コアに係るものであり、電流センサの用途の１つとして漏電センサを挙げることができる。

また、本実施形態に係る電流センサは、例えば、太陽電池・燃料電池などのパワーコンディショナーの漏電検知、ハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー等に車載されるバッテリー監視、あるいはデータセンタＵＰＳのバッテリー監視など、幅広い分野に利用可能である。

以下、磁気コア１の概略構造を図１により説明する。図１は、磁気コア１の概略構造を示す図であり、図１の（ａ）は磁気コア１の上面図を、図１の（ｂ）は磁気コア１の斜視図を、図１の（ｃ）は、磁気コア１の特徴部拡大図をそれぞれ示す図である。

図１の（ａ）、及び図１の（ｂ）に示すとおり、磁気コア１は、被測定電線Ｐにおける電流の流れ方向を軸とした軸周りを囲むように環状に配置されている。そして、図１の（ｃ）に示すとおり、磁気コア１は、第１素子保持孔５ａが形成された第１開放端面３ａと、第２素子保持孔５ｂが形成された、第１開放端面３ａに対向する第２開放端面３ｂとを有し、第１開放端面３ａおよび第２開放端面３ｂは、被測定電線Ｐにおける電流の流れ方向に平行に形成されている。

図１の（ｃ）に示すとおり、第１素子保持孔５ａは、磁気コア１の厚み方向（被測定電線Ｐの電流の流れ方向）と平行に、第１開放端面３ａに形成されている。同様に、第２素子保持孔５ｂは、磁気コア１の厚み方向と平行に、第２開放端面３ｂに形成されている。そして、第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂは、直方形の溝状に、かつ、互いに対向する位置に形成されている。なお、不図示であるが、第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂには、磁気コア１が発生する磁束を電気信号に変換する磁電変換素子が保持される。

以上、磁気コア１の概略構成を説明した。以降の説明では、第１開放端面３ａと第２開放端面３ｂとの間の空隙部を「磁束漏入部３」と称する。また、第１素子保持孔５ａと第２素子保持孔５ｂとを区別しないときは、単に「素子保持孔５」と称する。

〔1-2.他の実施例〕
次に、磁気コア１の他の実施例を図２、図３により説明する。なお、図１を参照して説明した内容については、その説明を省略する。

図２は、磁気コア１の他の実施例を説明するための図である。同図に示す磁気コア１では、素子保持孔５は、磁気コア１の厚み方向に対して垂直な方向に形成されている。さらに、不図示であるが、素子保持孔５は、磁気コア１の厚み方向に対して、平行および垂直な方向ではなく、斜め方向に形成されてもよい。ただし、磁気コア１の製造・加工上の手間、またはコスト等を考慮すると、図１、図２に示す構造により磁気コア１を作製することが好ましい。

図３は、磁気コア１のさらに他の実施例を説明するための図であり、図３の（ａ）は、図１の素子保持孔５の第１の変形例を、図３の（ｂ）は、図１の素子保持孔５の第２の変形例をそれぞれ示す図である。

図示するとおり、図３の（ａ）の素子保持孔５は、図１の素子保持孔５の下側（図面下側）が存在しない構成で実現されている。また、図３の（ｂ）の素子保持孔５は、図１の素子保持孔５の上側（図面上側）および下側（図面下側）が存在せず、中央付近にのみ存在する構成で実現されている。このような構成で実現された磁気コアであっても、後述の効果を奏することができるため、本実施形態の範疇に含まれる。

〔1-3.磁気コア１の形成方法等〕
次に、磁気コア１の形成方法を図４、及び図５により説明する。図４は、磁気コア１の形成方法を説明するための図であり、図４の（ａ）は、磁気コア１の上面図を、図４の（ｂ）及び図４の（ｃ）は、図４の（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図を示す。図４の（ｂ）及び図４の（ｃ）に示すように、磁気コア１は、単層で形成されても、あるいは、複数の層が積層されてなるものであってもよい。

図５は、磁気コア１の形成方法を説明するための図であり、図５の（ａ）は一体型磁気コアを、図５の（ｂ）はドッキング型磁気コアを、図５の（ｃ）は他のドッキング型磁気コアを説明するための図である。図５に示すように、磁気コア１は、種々のタイプで実現されうる。

図６は、磁気コア１の形状を説明するための図であり、図６の（ａ）は環状磁気コアを、図６の（ｂ）は四角形状磁気コアを説明するための図である。図６に示すように、磁気コア１は、種々の形状で実現されうる。

このように、磁気コア１は、種々の構造、形状で実現することができ、たとえば図１等を参照して説明した環状磁気コアを四角形状磁気コアとするなど、適宜変更することが可能である。

さらに、磁気コア１は、次のような構成で実現されてもよい。

具体的には、上記および図１等では、第１開放端面３ａおよび第２開放端面３ｂは平行に保持され、両端面は接触しないものとして説明している（以下、この構造を「ギャップ構造」と称する場合もある。）。しかしながら、第１開放端面３ａおよび第２開放端面３ｂは、その一部が互いに当接する場合もある（以下、この構成を「突き当て構造」と称する場合もある。）。なぜならば、磁気コアの製造上・加工上の実情として、第１開放端面３ａおよび第２開放端面３ｂが完全に平行にならず、また、第１開放端面３ａおよび第２開放端面３ｂの一部が互いに接触する場合がありえるためである。そして、磁気コア１が突き当て構造であっても、ギャップ構造と同様の効果（詳細は後述）を奏するため、突き当て構造の磁気コア１も本実施形態の範疇に含まれる。
〔2.磁気コア１に関する種々の測定結果〕
次に、磁気コア１に関する種々の測定結果を説明する。

〔2-1.感度向上に関するデータ(１)〕
まず、磁気コア１により磁束密度の測定感度が向上することを図７により説明する。図７は、公知の磁気コアおよび磁気コア１を用いた磁束密度の測定結果を示す図であり、同図の（ａ）は、図１７の（ａ）の公知の磁気コアを用いた測定結果を、同図の（ｂ）は、図１７の（ｂ）の公知の磁気コアを用いた測定結果を、同図の（ｃ）は、同図の（ｂ）の磁気コアに、さらに空隙部（本実施形態の磁束漏入部３に相当）が設けられた磁気コアによる測定結果を、それぞれ示す。また、同図の（ｄ）は、素子保持孔５が被測定電線と平行に形成されている場合の磁気コア１による測定結果を、同図（ｅ）は、素子保持孔５が被測定電線に対して垂直な方向に形成されている場合の磁気コア１による測定結果を、それぞれ示す図である。

なお、各図に示される×印は、磁束密度の測定ポイントを示す。

また、各図に示される磁気コアを用いた測定条件は、特徴となる磁気コアの形状を除き、磁気コアのサイズ、または被測定電線に流れる電流値（３０ｍＡ）など同一にしている。さらに、図中矢印で示される、同図の（ａ）の磁気コアに設けられた切断部の幅、および同図の（ｂ）・同図の（ｃ）の磁気コアに設けられた切欠部の幅は、同図の（ｄ）・同図（ｅ）の磁気コアに設けられた素子保持孔５の幅と同一にしている。

このような条件のもと、各図の磁気コアによる測定結果は、同図の（ａ）の磁気コアでは０．０１８ｍＴ、同図の（ｂ）の磁気コアでは０．００１５ｍＴ、同図の（ｃ）の磁気コアでは０．０４６ｍＴ、同図の（ｄ）の磁気コアでは０．０７３ｍＴ、同図（ｅ）の磁気コアでは０．０７３ｍＴとなった。つまり、同図の（ｄ）および同図（ｅ）の磁気コア１は、同図の（ａ）の磁気コアの約４倍、同図の（ｂ）の磁気コアの約４８倍、同図の（ｃ）の磁気コアの約１．６倍の測定感度を、それぞれ実現している。このことからも、磁気コア１は、公知の磁気コアに比べて、磁束密度の測定感度が著しく向上していることが分かる。

なお、ここで説明した測定結果、および後述の図面を用いて説明する測定結果は、いずれもシミュレーションによって得られた結果である。実測値とシミュレーション値との間に殆ど差異が認められないことから、従来の磁気コアに対する磁気コア１の種々の効果等を確認するうえで、シミュレーションは好適であると考えられる。

〔2-2.感度向上の仕組み〕
上記のとおり、磁気コア１は、公知の磁気コアに比べて、磁束密度の測定感度が著しく向上する。そこで、その理由を図８により説明する。図８は、磁気コア１によって磁束密度の測定感度が向上することを説明するための図であって、磁束漏入部３に対する磁電変換素子２０の位置関係を示す図である。

同図に示すように、磁気コア１の厚み方向に対して垂直な方向に素子保持孔５が設けられており、その素子保持孔５には磁電変換素子２０が保持されている。

磁電変換素子２０は、おもに、基板２２、センサ膜２４、ワイヤボンディング２６、及びモールド剤２８を有する。板状の基板２２の上部にセンサ膜２４が配設され、基板２２およびセンサ膜２４がワイヤボンディング２６によって固定されている。そして、基板２２、センサ膜２４、およびワイヤボンディング２６がモールド剤２８で覆われている。その磁電変換素子２０は、磁束漏入部３を横断するように素子保持孔５に保持されている。

磁気コア１では、上記のように磁束漏入部３に対する磁電変換素子２０の位置関係が定められている。従って、磁束漏入部３を介して、磁気コア１から素子保持孔５に磁束が漏れやすくなっており、素子保持孔５に保持されている磁電変換素子２０は、上下方向（磁気コア１の厚み方向）からの磁束の漏れを感知することができる。

さらに、磁気コアの感度は、磁束漏入部３の磁気抵抗がある程度低い方が良好となる。そして、磁束漏入部３の幅（第１開放端面３ａと第２開放端面３ｂとの距離）が狭い方が、磁束漏入部３の磁気抵抗は低下する。この点、磁気コア１では、磁電変換素子２０は、第１開放端面３ａおよび第２開放端面３ｂに形成された第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂに保持される。従って、第１開放端面３ａと第２開放端面３ｂとの距離は、その中に磁電変換素子２０を設けることができる程度には広くする必要がない。換言すると、素子保持孔５が存在するので、第１開放端面３ａと第２開放端面３ｂとの距離を、磁電変換素子２０のサイズを考慮せずに、狭くすることができる。従って、磁気コア１では、磁束漏入部３の幅は狭く、それゆえ磁束漏入部３の磁気抵抗も低下する。

このような理由により、磁気コア１は、公知の磁気コアに比べて、磁束密度の測定感度を著しく向上させることができる。

なお、磁気コアに磁束漏入部が存在しない場合には、磁気コアと素子保持孔との磁気抵抗差が大きくなりすぎ（１０^４倍程度）、磁束が素子保持孔に漏れることは殆どなく、磁電変換素子が磁束を感知することもない。

また、磁電変換素子２０は、ＧＭＲ（Giant Magneto-Resistance）・ＡＭＲ（Anisotropic Magnetoresistive）等のＭＲ（magneto-resistive）素子、または、ＭＩ（magneto-impedance）素子、フラックスゲート素子、ホール素子などを用いることができる。

さらに、図８では、磁気コア１の厚み方向に対して垂直な方向に素子保持孔５が設けられているものとして説明した。しかしながら、磁気コア１の幅方向（磁気コア１の厚み方向に対して垂直な方向）に対して垂直な方向に素子保持孔５が設けられ、その素子保持孔５に磁電変換素子２０が保持されている場合であっても、上記と同様の効果を奏しうる。

〔2-3.感度向上に関するデータ(２)〕
さらに、磁束漏入部３の幅（第１開放端面３ａと第２開放端面３ｂとの距離）、素子保持孔５のサイズ等によって、磁気コア１による磁束密度の測定感度が影響を受けることを図９を用いて説明する。図９は、磁気コア１を用いた磁束密度の測定結果を示す図であり、同図の（ａ）は、各記号の定義を示すための図であり、同図の（ｂ）は、Ｌ２を変化させたときの磁束密度を、同図の（ｃ）は、Ｌ１を変化させたときの磁束密度を示すグラフである。

まず、同図の（ａ）を用いて、後出の各記号の定義を説明する。なお、同図の（ａ）は、図８から磁電変換素子２０を消去した図に相当するものと考えてよい。

図９の（ａ）に示すように、Ｗは、磁束漏入部３の幅（第１開放端面３ａと第２開放端面３ｂとの距離）を表す。

Ｌ１は、第１素子保持孔５ａを形成する側面のうち、第２素子保持孔５ｂを形成する側面と対向する側面を側面（第１側面）１６、第２素子保持孔５ｂを形成する側面のうち、側面１６と対向する側面を側面（第２側面）１７としたときの、側面１６と側面１７との距離を表す。

Ｌ２は、第１素子保持孔５ａを形成する側面のうち、側面１６を除く側面を側面１８ａ、側面１８ｂとしたときの、側面１８ａと側面１８ｂとの距離を表す。なお、Ｌ２は、第２素子保持孔５ｂを形成する側面のうち、側面１７を除く側面を側面１９ａ、側面１９ｂとしたときの、側面１９ａと側面１９ｂとの距離でもある。

このようにＷ、Ｌ１、Ｌ２が定義される。次に、図９の（ｂ）の測定結果を説明する。同図の（ｂ）は、Ｌ１を１ｍｍに固定したうえで、Ｌ２を０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、０．８ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍと変化させ、かつ、Ｗを０〜１ｍｍの範囲で変化させたときの磁束密度を示す。

このとき、同図の（ｂ）に示すように、Ｌ２が小さいほど、測定される磁束密度は大きくなる、つまり、測定感度が向上することが分かる。このことから、次のことが言える。つまり、第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂは、磁電変換素子２０を、磁電変換素子２０の感磁方向が磁気コア１の周方向となるように保持することが好ましい。これにより、磁電変換素子２０の厚み方向におけるサイズが小さい磁電変換素子２０を、図面上下方向に相当する側面１８ａから側面１８ｂへ向かう方向（あるいは、側面１９ａから側面１９ｂへ向かう方向）に合わせることができ、それによりＬ２を小さくすることができる。つまり、磁電変換素子２０は、その厚み方向が長手方向よりも短い。そこで、その厚み方向を図面上下方向に相当する側面１８ａから側面１８ｂへ向かう方向（あるいは、側面１９ａから側面１９ｂへ向かう方向）に合わせることにより、Ｌ２を小さくすることができる。その結果、磁気コア１の測定感度を向上させることができる。

また、同図の（ｂ）に示すように、Ｗが小さいほど、測定される磁束密度は大きくなる、つまり、測定感度が向上することも分かる。従って、磁気コア１では、Ｗを小さくすることにより、磁気コア１を用いた電流センサの測定感度を向上させることができる。

次に、同図の（ｃ）について説明する。同図の（ｃ）では、Ｗを０．１ｍｍに固定した上で、Ｌ１を１．０ｍｍ、１．２ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍと変化させ、かつ、Ｌ２を０〜１．５ｍｍの範囲で変化させたときの磁束密度を示す。

このとき、同図の（ｃ）に示すように、Ｌ２が小さいほど、測定される磁束密度は大きくなる、つまり、測定感度が向上することが分かる。このことからも、上記と同様の理由により、第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂは、磁電変換素子２０を、磁電変換素子２０の感磁方向が磁気コア１の周方向となるように保持することが好ましいことと言える。

なお、Ｌ１を１．０ｍｍ、１．２ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍと変化させたときに、Ｌ１が小さい方が、測定される磁束密度は大きくなる、つまり、測定感度は向上する。しかしながら、その差は僅かであるため、Ｌ１を変化させることによる顕著な効果は認められなかった。

〔2-4.突き当て構造に関するデータ(３)〕
上述したように、製造上・加工上の理由により、磁気コア１が突き当て構造となる場合がある。そのような場合にも、磁気コア１は、ギャップ構造の場合と同様の効果を有する。このことを図１０を用いて説明する。

図１０は、ギャップ構造およびの磁気コア１を示す図であり、同図の（ａ）は、ギャップ構造の磁気コア１を、同図の（ｂ）は、第１開放端面３ａおよび第２開放端面３ｂが２箇所で接触している突き当て構造の磁気コア１を、同図の（ｃ）は、第１開放端面３ａおよび第２開放端面３ｂが１６箇所で接触している突き当て構造の磁気コア１を、それぞれ示す図である。

なお、何れの磁気コア１も磁束漏入部３の幅は３０μｍに保たれている。また、同図の（ｂ）および同図の（ｃ）において、第１開放端面３ａおよび第２開放端面３ｂが互いに接触している点を接触点７としている。

また、接触点７の接触面積は、第１開放端面３ａまたは第２開放端面３ｂの断面積よりも十分に小さい３μｍ^２としている。これは、実際に突き当て構造の磁気コアが作製・加工されるときに、接触点７の接触面積は、第１開放端面３ａまたは第２開放端面３ｂの断面積よりも十分に小さいという事実を反映したものである。

このような条件のもと、各図の磁気コア１による磁束密度の測定結果は、いずれも２．５ｍＴであった。このことから、磁気コア１は、たとえ突き当て構造であったとしても、測定感度に変化がないと言える。それゆえ、第１開放端面３ａおよび第２開放端面３ｂを一切接触させずに製造・加工することが困難な場合には、突き当て構造のままで使用することができる。これにより、電流センサの検知感度を高めることが可能な磁気コア１を実現するとともに、製造・加工上の追加的な工程を不要とし、かつ低価格化をも実現することができる。

〔2-5.素子保持孔５のサイズ、磁束漏入部３の幅の影響に関するデータ〕
さらに、素子保持孔５のサイズ（Ｌ１、Ｌ２）、及び磁束漏入部３の幅（Ｗ）が測定結果に与える影響について図１１を参照して説明する。図１１は、磁気コア１を用いた磁束密度の測定結果を示す図であり、同図の（ａ）は、各記号の定義を示すための図であり、同図の（ｂ）は、Ｌ１を１ｍｍとしたときの磁束密度を、同図の（ｃ）は、Ｌ１を１．５ｍｍとしたときの磁束密度を、同図の（ｄ）は、Ｌ１を２ｍｍとしたときの磁束密度を示すグラフである。なお、図１１は、下記の表１をグラフ化したものである。

表１および図１１から得られる考察として次のことが言える。

まず、Ｌ１＝１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍの何れの場合においても、Ｌ２がＬ１の１．７５倍よりも大きいと、磁束漏入部３の幅（Ｗ）に関係なく磁束密度に変化がなくなる。例えば、Ｌ１＝１ｍｍのとき、Ｌ２＝１．７５ｍｍにおいて、Ｗ＝０．０２ｍｍのときには１．２６ｍＴとなり、Ｗ＝０．１ｍｍ、０．２ｍｍのときには１．２７ｍＴとなり、Ｗ＝１ｍｍのときには１．２５ｍＴとなり、磁束密度には多少の変化が認められる。しかしながら、Ｌ２＝２ｍｍのとき、Ｗの値に関係なく、すべての磁束密度は１．２５ｍＴとなる。同様のことが、Ｌ１＝１．５ｍｍ、２ｍｍの場合にも言える。つまり、Ｌ２がＬ１の１．７５倍よりも大きいと、磁束漏入部３の幅（Ｗ）に関係なく磁束密度に変化がなくなるため、磁気コア１では、Ｌ２をＬ１の１．７５倍以下とする必要がある。

さらに、Ｌ１とＷが同一となると、Ｌ２の値に関係なく、磁束密度の値が一定の値に収束する。それゆえ、磁気コア１では、Ｌ１＞Ｗとする必要がある。

〔2-6.磁気コア１よりも透磁率の低い磁性剤を磁束漏入部３に封入〕
上記〔2-2.感度向上の仕組み〕において、磁気コアの感度は、磁束漏入部３の磁気抵抗がある程度低い方が良好となること、そのためには、磁束漏入部３の幅（Ｗ）が狭い方が、磁束漏入部３の磁気抵抗が低下することを述べた。ここでは、磁束漏入部３の磁気抵抗を下げる他の方法を図１２により説明する。

図１２は、磁性剤（低透磁率材料）の有無によって、磁気コア１による磁束密度の測定感度が影響を受けることを説明するための図であり、同図の（ａ）は、磁束漏入部３および素子保持孔５の何れにも磁性剤が封入されていないケースを、同図の（ｂ）は、磁束漏入部３にのみ磁性剤が封入されているケースを、同図の（ｃ）は、素子保持孔５にのみ磁性剤が封入されているケースを、同図の（ｄ）は、磁束漏入部３および素子保持孔５の何れにも磁性剤が封入されているケースを、それぞれ示す図である。

なお、磁性剤は、比透磁率２０であって、磁気コア１本体よりも比透磁率が低い材料である。また、各図に示される×印は、磁束密度の測定ポイントを示す。

このような条件のもと、各図の磁気コアによる磁束密度の測定結果は、同図の（ａ）の磁気コア１では２．４４ｍＴ、同図の（ｂ）の磁気コア１では２．９０ｍＴ、同図の（ｃ）の磁気コア１では４８．６８ｍＴ、同図の（ｄ）の磁気コア１では４８．１４ｍＴであった。このことから、とくに素子保持孔５に磁性剤を封入することにより、磁束密度の測定感度が著しく向上することが分かった。また、素子保持孔５に磁性剤を封入すると、磁性剤の比透磁率と同じ倍率で感度が向上することが分かった。

それゆえ、素子保持孔５（または、磁束漏入部３および素子保持孔５）に磁気コアよりも比透磁率の低い材料を封入することにより、磁束漏入部３の磁気抵抗が低下すること、それにより磁気コア１の感度が向上することが示された。

なお、そのような磁性剤（物質）として、フェライト含有エポキシ樹脂、磁性流体、空気などを用いることができる。

〔2-7.ノイズ耐性について〕
次に、磁気コア１によってノイズ耐性が向上することを図１３を用いて説明する。図１３は、公知の磁気コアおよび磁気コア１を用いたノイズ耐性の測定結果を示す図であり、同図の（ａ）は、図１７の（ａ）の公知の磁気コアを用いた測定結果を、同図の（ｂ）は、図１７の（ｂ）の公知の磁気コアを用いた測定結果を、同図の（ｃ）は、同図の（ｂ）の磁気コアに、さらに空隙部（本実施形態の磁束漏入部３に相当）が設けられた磁気コアによる測定結果を、同図の（ｄ）は、磁気コア１を用いた測定結果をそれぞれ示す。

なお、各図において、Ｐは被測定電線を、Ｑは外部電線を示し、ＰとＱとの距離を２０ｍｍとしている。また、ノイズ耐性の判定方法としては、被測定電線Ｐに３０ｍＡの電流を流し、そのときの磁束密度を測定する。さらに、外部磁界としての影響を与えるため、被測定電線Ｐに３０ｍＡの電流を流しつつ、外部電線Ｑに２０Ａの電流を流し、そのときの磁束密度を測定する。そのうえで、測定された２つの磁束密度にどの程度の測定誤差が生じるかを算出する。そして、測定誤差が小さいほどノイズ耐性が高く、誤差が大きいほどノイズ耐性が低いと判定する、というものである。

このような条件のもと、各図の磁気コアによる測定誤差は、同図の（ａ）の磁気コアでは１１．３％、同図の（ｂ）の磁気コアでは５２％、同図の（ｃ）の磁気コアでは７３％、同図の（ｄ）の磁気コアでは８．４％であった。このことからも、磁気コア１は、公知の磁気コアに比べて、ノイズ耐性が高いことが分かる。その理由を図１４を用いて説明する。図１４は、磁気コア１のノイズ耐性が高いことを説明するための図である。

そもそも、従来の電流センサは、磁気コア自体にノイズ耐性がないため、数１０ｍＡの電流を測定する際に外部磁界の影響を受け、検知すべき値がノイズに埋もれてしまうという問題があった。

この点、磁気コア１では、図中の破線で囲った磁束漏入部３が、地磁気あるいは外部電流などにより発生する外部磁界に対してシールドの役目を果たし、そのシールド効果により、素子保持孔５に保持された磁電変換素子２０が外部磁界から受ける影響を軽減しているものと考えられる。

さらに、磁束漏入部３がシールドとしての役割を果たすことにより、従来技術の課題、つまり、磁気コアをシールド材で覆うことによって小型化・低コスト化が阻害されるという課題も併せて解決することができる。

次に、磁気コアの厚さがノイズ耐性に与える影響を図１５により説明する。図１５は、磁気コア厚さと測定誤差との関係を示すグラフである。

同図に示すグラフでは、横軸が磁気コア厚さ（ｍｍ）、縦軸が測定誤差（％）を示す。なお、測定条件は、図１３の（ｄ）を参照して説明した条件と同一である。

同図に示すように、磁気コアが厚いほど、測定誤差は低下する。つまり、磁気コアが厚いほど、ノイズ耐性は向上する。これは、磁気コアが厚いほど磁束漏入部３が大きくなり、それに伴い磁束漏入部３のシールド効果が大きくなることによる。それゆえ、磁気コアの厚みを適宜調節することにより、電流センサの小型化と測定精度の向上を両立させることができる。
〔3.磁気コア１によって得られる効果〕
以下、磁気コア１によって得られる効果を説明する。

図１の（ｃ）等を参照して、磁気コア１は、電流センサに用いられる磁気コアであって、磁電変換素子２０が保持されるための第１素子保持孔５ａが形成された第１開放端面３ａと、磁電変換素子２０が保持されための第２素子保持孔５ｂが形成された、第１開放端面３ａに対向する第２開放端面３ｂと、を有することを特徴としている。

磁気コア１は、互いに対向する第１開放端面３ａおよび第２開放端面３ｂを有する。そして、第１開放端面３ａには第１素子保持孔５ａが形成され、第２開放端面３ｂには第２素子保持孔５ｂが形成され、第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂに磁電変換素子２０が保持される。

従って、第１開放端面３ａおよび第２開放端面３ｂが存在することにより、すなわち、第１開放端面３ａと第２開放端面３ｂとの間に空隙部（以下、「磁束漏入部３」と称する。）が存在することにより、その磁束漏入部３を介して、第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂに対して磁気コア１からの磁束が漏れやすくなっており、第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂに保持された磁電変換素子２０がその磁束の漏れを感知することができる。

加えて、磁気コア１の感度は、磁束漏入部３の磁気抵抗が低い方が良好となるところ、磁束漏入部３の幅（第１開放端面３ａと第２開放端面３ｂとの距離）が狭い方が、磁束漏入部３の磁気抵抗は低下する。この点、磁気コア１では、磁電変換素子２０は、第１開放端面３ａおよび第２開放端面３ｂに形成された第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂに保持されている。従って、第１開放端面３ａと第２開放端面３ｂとの距離は、その間に磁電変換素子２０が載置されるほどには広くする必要がない。換言すると、素子保持孔５が存在するので、第１開放端面３ａと第２開放端面３ｂとの距離を、磁電変換素子２０の載置スペースを考慮せずに、狭くすることができる。従って、磁気コア１では、磁束漏入部３の幅は狭く、それゆえ磁束漏入部３の磁気抵抗も低下するため、当該磁気コア１を用いる電流センサの感度を向上させることができる。

このような理由により、磁気コア１は、図１７の（ａ）を参照して説明した従来の課題（磁電変換素子２０を切断部に設けるため、切断部の幅を広くせざるを得ず、それに伴い磁気コア１の感度が低下するという課題）を解決することができる。

また、磁気コア１では、第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂは、磁気コア１から磁束が漏れにくい磁気コア１の外縁に沿った位置ではなく、第１開放端面３ａおよび第２開放端面３ｂに形成されている。そして、上記の理由により、磁気コア１では、磁電変換素子２０は、磁気コア１から磁束が漏れやすい第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂに保持されており、微小な電流により発生する磁束をより多く磁電変換素子に集めて感度を向上させることができる。

従って、磁気コア１は、図１７の（ｂ）を参照して説明した従来の課題（磁気コアの外縁に沿って形成された切欠部に磁電変換素子２０を載置するため、磁気コアから磁束が漏れにくく、磁電変換素子２０が検知する磁束が微小となり、それによって磁気コアの感度が低下するという課題）を解決することができる。

このように、磁気コア１は、構成により、電流センサの検知感度を高めることが可能な磁気コアを実現することができる。

加えて、磁気コア１は、次のような効果をも奏する。

しかしながら、磁気コア１では、磁束漏入部３が、地磁気あるいは外部電流などにより発生する外部磁界に対するシールドとしての役割を果たす。それゆえ、磁気コア１は、磁気コアをシールド材で覆うことによって小型化・低コスト化が阻害されるという従来の課題をも解決することができる。

さらに、図９の（ａ）〜図９の（ｃ）等を参照して、磁気コア１では、第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂでは、磁電変換素子２０は、当該磁電変換素子２０の感磁方向が磁気コア１の周方向となるように保持される構成であってよい。

上記構成とすることにより、磁電変換素子２０の厚み方向（磁気コア１の周方向に対して垂直な磁気コア１の厚み方向）における、サイズが小さい磁電変換素子２０を選択することができ、磁電変換素子２０を保持する第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂの磁気コアの厚み方向における幅を小さくすることができる。そして、磁気コア１の厚み方向における第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂの幅が狭いほど、磁気コア１から漏れる磁束が増幅するため、上記構成とすることにより、磁電変換素子２０の感度を高めることができる。それゆえ、磁気コア１は、電流センサの検知感度をさらに高めることが可能な磁気コアを実現することができる。

さらに、図１２等を参照して、磁気コア１では、第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂには、磁気コア１よりも透磁率が低い低透磁率材料が充填されている構成であってよい。

第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂに低透磁率材料を充填することによって、低透磁率材料の比透磁率と同じ倍率で感度を向上させることができる。

さらに、図１２等を参照して、磁気コア１では、第１開放端面３ａと第２開放端面３ｂとの間には、磁気コア１よりも透磁率が低い低透磁率材料が充填されている構成であってよい。

第１開放端面３ａと第２開放端面３ｂとの間の磁気抵抗は、その値が低いほど、磁気コア１全体の感度が高くなる。従って、上記構成とすることにより、電流センサの検知感度をさらに高めることが可能な磁気コアを実現することができる。

さらに、磁気コア１では、
低透磁率材料は、フェライト含有エポキシ樹脂、磁性流体、あるいは空気であってもよい。

一般的な磁気コア材料として、ＰＢパーマロイ、ＰＣパーマロイ、アモルファス、珪素鋼板などが知られている。磁気コア１は、何れの材料を用いることができる。そして、そのような磁気コアよりも透磁率が低い低透磁率材料として、フェライト含有エポキシ樹脂、磁性流体、あるいは空気が挙げられる。

従って、第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂに、フェライト含有エポキシ樹脂、磁性流体、あるいは空気を充填することにより、電流センサの検知感度をさらに高めることが可能な磁気コアを実現することができる。

さらに、図１１等を参照して、磁気コア１では、第１素子保持孔５ａを形成する側面のうち、第２素子保持孔５ｂを形成する側面と対向する側面を第１側面、第２素子保持孔５ｂを形成する側面のうち、第１側面と対向する側面を第２側面としたときに、第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂは、保持する磁電変換素子２０の厚み方向における孔幅が、第１側面と第２側面との側面間距離の１．７５倍以下であることが好ましい。

第１開放端面３ａと第２開放端面３ｂとの距離に関わらず、孔幅が側面間距離の１．７５倍より大きいと、第１開放端面と第２開放端面の距離を狭くする効果が無くなることが見出された。

従って、上記構成とすることにより、微小電流によっても多くの磁束を磁電変換素子２０に集めることができるという効果を奏する。

さらに、磁気コア１では、第１開放端面３ａと第２開放端面３ｂとの距離は、２ｍｍよりも小さいことが好ましい。

一般的な磁電変換素子２０のサイズを考慮すると、第１開放端面３ａと第２開放端面３ｂとの距離が２ｍｍ以上である場合には、第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂの存在が無くても、に磁電変換素子２０を配置するスペースがある。

そこで、上記構成とすることにより、第１開放端面３ａと第２開放端面３ｂとの距離が２ｍｍより小さい場合でも、第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂに磁電変換素子２０を保持することができ、また、磁電変換素子２０は、第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂに対して磁気コア１から漏れる磁束を確実に感知することができるという効果を奏する。

さらに、図１０等を参照して、磁気コア１では、第１開放端面３ａおよび第２開放端面３ｂは、一部が互いに当接している構成であってよい。

一般的な磁気コアの構造として、一体型、積層型、ドッキング型などの種々のタイプが知られており、磁気コア１は、何れのタイプにも適用可能である。ただし、何れのタイプの磁気コアであっても、第１開放端面３ａおよび第２開放端面３ｂを一切接触させずに製造・加工することが現実的に困難な場合がある。

この点、磁気コア１では、たとえ第１開放端面３ａおよび第２開放端面３ｂの一部が互いに当接していたとしても、磁束漏入部３を介して、第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂへ磁気コア１から磁束が漏れるため、磁電変換素子２０は、その磁束の漏れを感知することができる。それゆえ、第１開放端面３ａおよび第２開放端面３ｂを一切接触させずに製造・加工することが困難な場合には、そのまま使用することができる。これにより、電流センサの検知感度を高めることが可能な磁気コアを実現するとともに、製造・加工上の追加的な工程を不要とし、かつ低価格化をも実現することができる。

図３等を参照して、第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂはそれぞれ、第１開放端面３ａおよび第２開放端面３ｂにおいて、磁気コア１の厚み方向と平行な方向に沿って延設されている構成であってよい。

また、図２等を参照して、磁気コア１では、第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂはそれぞれ、第１開放端面３ａおよび第２開放端面３ｂにおいて、磁気コア１の厚み方向と垂直な方向に沿って延設されている構成であってよい。

従って、たとえば積層型の磁気コアを作製するときには、同一箇所に第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂが形成された層を複数準備して、それらを順次積層することにより、磁気コア１を簡易かつ低コストで作製することができる。そして、一体型あるいはドッキング型で磁気コア１を作製する場合にも、上記構成とすることにより、簡易かつ低コストで磁気コア１を作製することができる。これにより、大量生産に好適な磁気コア１を実現することができる。

さらに、図１６等を参照して、本発明に係る電流センサは、磁気コア１を備える構成であることが好ましい。

さらに、本発明に係る電流測定方法は、
磁気コア１を備える電流センサによって、被測定電線に流れる電流の電流値を測定することが好ましい。

上記構成とすることにより、高感度の測定を可能とする電流測定方法を実現することができる。
〔4.磁気コア１の一適用事例〕
磁気コア１を備えた電流センサは、種々の用途に適用することができ、例えば、太陽電池・燃料電池などのパワーコンディショナーの漏電検知、ハイブリッドカーやプラグインハイブリッドカー等に車載されるバッテリー監視、あるいは、データセンタＵＰＳのバッテリー監視など、幅広い分野において利用可能である。

そこで、磁気コア１を備えた電流センサの一適用事例を図１６により説明する。図１６は、磁気コア１を備えた電流センサを太陽電池用パワーコンディショナーの漏電検知に利用したときの図である。

同図に示すように、ソーラーパネルから出力された交流電流は、コンバータで整流され、インタバータで直流電流に変換される。そして、磁気コア１は、同図の矢印で示される２本の被測定電線の電流から発生する磁界を増幅する。

ここで、上記２本の被測定電線における電流は、行きと帰りの電流に該当し、トータルの電流値は０Ａとなる。従って、漏電が発生している場合には、トータルの電流値は０Ａとはならない。それゆえ、磁気コア１を備えた電流センサは、トータルの電流値を測定することにより、漏電の有無を検知することができる。

なお、図１６では、被測定電線は、行きと帰りの２本の電線が測定されている。しかしながら、当然に、磁気コア１、および磁気コア１を備えた電流センサは、１本の被測定電線について、電流検知することもできる。

また、同図に示す例では、磁気コア１を備えた漏電センサは、国際規格によって定められた３０ｍＡ、５０ｍＡ、１００ｍＡ、１５０ｍＡの電流値を測定する。しかしながら、他の用途に利用される場合には、磁気コア１は、当然に、種々の電流値を測定することができる。

以上、一適用事例として、磁気コア１が太陽電池用パワーコンディショナーの漏電検知に利用されるケースを挙げて説明した。しかしながら、ここで説明した実施例はあくまで一適用事例であって、その用途に限定されることはない。
〔5. 磁気コアを備えた電流センサ〕
次に、磁気コア１を備えた電流センサ３０を図１８から図２４により説明する。なお、図１等を参照して説明した内容については、その説明を省略する。

図１８は、電流センサ３０の外観図である。電流センサ３０は、その外観がケース３１によって形成されている。ケース３１には、図の上下方向に貫通孔が設けられており、その貫通孔に被測定電線Ｐが配置されている。そして、電流センサ３０は、被測定電線Ｐの電流から発生する磁界を検知することにより、その被測定電線Ｐ内を流れる電流の電流値を測定する。

次に、電流センサ３０の内部構造を図１９から図２１により説明する。図１９は、電流センサ３０の内部構造の斜視図である。図２０は、図１９の水平方向（図の左右方向）における、電流センサ３０の内部構造の一断面図である。図２１は、電流センサ３０の組立分解図である。

図１９に示すように、電流センサ３０は、ケース３１の内部に、磁気コア１ａ・１ｂと、磁束漏入部３と、素子保持孔５と、磁電変換素子２０と、出力信号処理回路３２と、留め具３３ａ・３３ｂとを備える。また、電流センサ３０は、入出力端子３３を介して、外部装置と電気的に接続される。

ケース３１は、図２１に示すように、ケース３１ａとケース３１ｂとが係合されてなり、それにより、図２０に示すように、ケース３１ａが外側ケースとして、ケース３１ｂが内側ケースとしての役割を果たす。つまり、ケース３１ａは電流センサ３０の外観を形成し、ケース３１ｂは、被測定電線Ｐが配置される、上記貫通孔の壁面を形成する。そして、図２０に示すように、ケース３１ａとケース３１ｂとの間に、磁気コア１ａ・１ｂと、磁束漏入部３と、素子保持孔５と、磁電変換素子２０と、出力信号処理回路３２と、留め具３３ａ・３３ｂとが配設される。

磁気コア１は、磁気コア１ａと磁気コア１ｂとからなる２分割可能なドッキング型である（詳細は、図２５等を参照して説明）。磁気コア１ａ・１ｂは、留め具３３ａ・３３ｂに挿入されることで四角形状が保持される。このうち、留め具３３ａ側において、磁気コア１には磁束漏入部３および素子保持孔５が形成され、留め具３３ｂ側において、磁気コア１ａ・１ｂが密着した状態が形成される。その様子が図１９等に示されている。

留め具３３ａは、磁気コア１ａおよび磁気コア１ｂの留め具として機能する一方で、板状の出力信号処理回路３２に連結・支持されている。出力信号処理回路３２は、入出力端子３３と電気的に接続されており、磁電変換素子２０から出力された電圧を処理して、被測定電線Ｐの電流値に対応した電圧を、入出力端子３３を介して外部装置に出力する。出力信号処理回路３２にはＴ字型の小基板が立設されており、また、小基板には磁電変換素子２０が固定されている。その磁電変換素子２０は、素子保持孔５に保持されるように位置決めされている。つまり、図１９から図２１における電流センサ３０では、磁電変換素子２０は、出力信号処理回路３２に固定されており、素子保持孔５とは非接触な状態を保ちつつ、素子保持孔５内に保持されている。

なお、磁電変換素子２０は、素子保持孔５と接触した状態を保ちつつ素子保持孔５内に保持されてもよい。したがって、磁電変換素子２０は、素子保持孔５と接触および／または非接触の状態を保ちつつ、素子保持孔５内に保持される構成で実現される。

なお、磁電変換素子を保持、固定する方法は、ここで説明する実施例に限られない。

次に、電流センサ３０が被測定電線Ｐ内を流れる電流を測定する動作を図２２により説明する。図２２は、電流センサ３０の動作を説明するためのブロック図である。

まず、被測定電線Ｐ内に電流Ｉが流れ、その電流Ｉによって磁界Ｈが発生する。そして、その磁界Ｈによって、磁気コア１に磁束Φが発生する。次に、その磁気コア１に発生した磁束Φが磁束漏入部３に漏入する。ここで、磁束漏入部３に漏入した磁束を磁束Φ_Ｈとすると、その磁束Φ_Ｈが磁電変換素子２０により検知される。磁電変換素子２０は、その検知した磁束Φ_Ｈを電圧に変換し、その変換した電圧Ｖ_Ｍを出力信号処理回路３２に出力する。そして、出力信号処理回路３２は、電圧Ｖ_Ｍを処理して、被測定電線Ｐに流れた電流値に対応する電圧（Ｖ_０）を入出力端子３３に出力する。このようにして、電流センサ３０は、被測定電線Ｐ内を流れる電流を測定する。

このようにして、電流センサ３０は、被測定電線Ｐ内を流れる電流の電流値Ｉを測定することができる。ただし、電流センサ３０は、電流値を測定するだけではなく、例えば漏電検知、及び漏電量の測定にも用いることができる。そのことを、図２３、図２４により説明する。

図２３は、漏電検知、及び漏電量の測定に用いられる電流センサの外観図である。図示するように、電流センサ３０に設けられた貫通孔には、被測定電線Ｐ１・Ｐ２が配置されている。その２本の被測定電線Ｐ１・Ｐ２における電流は、行きと帰りの電流に該当し、漏電がなければトータルの電流値は０Ａとなる。逆に言えば、漏電が発生している場合には、トータルの電流値は０Ａとはならない。この原理を利用して、電流センサ３０は、漏電の有無、そして漏電がある場合にはその漏電量を検知する。

図２４は、電流センサが漏電検知に用いられる場合の、電流センサの動作を説明するためのブロック図を示す。この図２４を用いて、電流センサが漏電検知に用いられる場合の電流センサの動作を説明する。

まず、被測定電線１（Ｐ１）内に電流Ｉ_０が流れ、被測定電線２（Ｐ２）内に電流−（Ｉ_０−Ｉ_Ｌ）が流れるケース、つまり、Ｉ_Ｌの電流が漏電しているケースを考える。このとき、被測定電線Ｐ１内に電流Ｉ_０が流れ、その電流Ｉ_０によって磁界Ｈ_０が発生する。また、被測定電線Ｐ２内に電流−（Ｉ_０−Ｉ_Ｌ）が流れ、その電流−（Ｉ_０−Ｉ_Ｌ）によって磁界（−Ｈ_０＋Ｈ_Ｌ）が発生する。そして、その２つの磁界Ｈ_０および（−Ｈ_０＋Ｈ_Ｌ）によって、磁気コア１に磁束Φ_Ｌが発生する。つまり、磁束Φ_Ｌは、磁気コア１への入力磁界の総和により発生した磁束量を表す。次に、その磁気コア１に発生した磁束Φ_Ｌが磁束漏入部３に漏入する。ここで、磁束漏入部３に漏入した磁束を磁束Φ_ＨＬとすると、その磁束Φ_ＨＬが磁電変換素子２０により検知される。磁電変換素子２０は、その検知した磁束Φ_ＨＬを電圧に変換し、その変換した電圧Ｖ_ＭＬを出力信号処理回路３２に出力する。そして、出力信号処理回路３２は、電圧Ｖ_ＭＬを処理して、漏電した電流の電流値に対応する電圧（Ｖ_０Ｌ）を入出力端子３３に出力する。このようにして、電流センサ３０は、漏電検知、及び漏電量を測定する。
〔6. 磁気コアのバリエーション〕
次に、磁気コアの種々の形状を図２５から図４８により説明する。ただし、ここで説明する磁気コアの形状はあくまで一例であって、これらに限られるものではない。

まず、磁気コアの一形状を図２５および図２６により説明する。図２５は、磁気コアの一形状を示し、図２５の（ａ）は上面図を、図２５の（ｂ）は正面図を示す。また、図２６は、図２５の磁気コア４０を示し、図２６の（ａ）は斜視図を、図２６の（ｂ）は磁束漏入部３および素子保持孔５の拡大図を示す。

図２５を参照して、磁気コア４０の形状は、上面から見ると四角形状をなし、正面から見ると矩形をなす。また、磁気コア４０は、ともにコの字型の第１コア部４０ａおよび第２コア部４０ｂがドッキングしてなる単層型である。その第１コア部４０ａおよび第２コア部４０ｂは、四角形状の一面を構成する面（図２５の（ａ）の図面上側の面）において密着している。そして、その面と対向する面（図２５の（ａ）の図面下側の面）において、第１コア部４０ａおよび第２コア部４０ｂは、磁束漏入部３および素子保持孔５を形成している。ここで、第１コア部４０ａの第１開放端面および第２コア部４０ｂの第２開放端面は離間し、それにより磁束漏入部３が形成されている（図２５の（ｂ））。そして、素子保持孔５は、第１開放端面に設けられた第１素子保持孔と第２開放端面に設けられた第２素子保持孔とによって形成されている。その素子保持孔５は、被測定電線（不図示）を流れる電流に対して放射方向に形成されており、かつ、第１コア部４０ａおよび第２コア部４０ｂを貫通している（図２６）。

図２７は、磁気コアの一形状を示し、図２７の（ａ）は上面図を、図２７の（ｂ）は斜視図を示す。

磁気コア４１は、上面から見ると四角形状をなす単層一体型で構成されている。磁気コア４１では、素子保持孔５は、被測定電線（不図示）を流れる電流に対して平行に形成されており、かつ、第１コア部４１ａおよび第２コア部４１ｂを貫通している。また、第１開放端面および第２開放端面は、離間しており、接していない。

図２７と図２５とを比べて分かるように、素子保持孔は、被測定電線（不図示）を流れる電流に対して放射方向および平行の何れの方向で形成されていてもよい。また、磁気コアを上面から見たときに、磁気コアの厚みは、厚くても薄くてもよい。このように、磁気コアは、その形状が特定の形状に限定されるものではなく、種々の形状とすることができる。したがって、装置の設計や電流センサ内部のレイアウト等に従って、磁気コアの形状を適宜変更することができる。

次に、他の実施例を説明する。図２８から図３０は、磁気コアの形状が同一であるときに、その磁気コア中の素子保持孔の存在範囲が異なる様子を示す図である。以下、図２８から順次説明する。

図２８は、磁気コアの一形状を示し、図２８の（ａ）は立面図を、図２８の（ｂ）は上面図を、図２８の（ｃ）は斜視図を示す。

磁気コア４２は、上面から見ると四角形状をなす単層一体型で構成されている。磁気コア４２では、素子保持孔５は、被測定電線（不図示）を流れる電流に対して放射方向に形成されており、かつ、磁気コア４２を貫通している。ここで、図２８の（ｂ）中の斜線で示される領域は磁気コアを、それ以外の領域は素子保持孔５を示している。このことは、図２９以降でも同様である。なお、図示するように、第１開放端面および第２開放端面は、離間しており、接していない。

図２９は、磁気コアの一形状を示し、図２９の（ａ）は立面図を、図２９の（ｂ）は上面図を、図２９の（ｃ）は斜視図を示す。

磁気コア４３は、図２８の磁気コア４２と次の点で相違する。すなわち、素子保持孔５は、磁気コア４２を貫通することなく、被測定電線（不図示）の側が閉じられており、被測定電線とは反対の側が開放されている。つまり、素子保持孔５は、被測定電線を流れる電流に対して放射方向において、一方の側のみが開放されている。

図３０は、磁気コアの一形状を示し、図３０の（ａ）は立面図を、図３０の（ｂ）は上面図を、図３０の（ｃ）は斜視図を示す。

磁気コア４４は、図２９の磁気コア４３と次の点で相違する。すなわち、素子保持孔５は、被測定電線を流れる電流に対して放射方向において両方の側が閉じられている。したがって、素子保持孔５は磁気コア４４の内部に閉じ込められ、磁束漏入部３のみを介して外部と連通している。

以上、図２８から図３０を用いて、磁気コアの形状が同一であるときに、その磁気コア中の素子保持孔の存在範囲が異なりうる例を説明した。同様に、図３１から図３３を用いて、磁気コアの形状が同一であるときに、その磁気コア中の素子保持孔の存在範囲が異なりうる例を説明する。

図３１は、磁気コアの一形状を示し、図３１の（ａ）は上面図を、図３１の（ｂ）は立面図を示す。

磁気コア４５は、上面から見ると四角形状をなす単層一体型で構成されている。磁気コア４５では、素子保持孔５は、被測定電線（不図示）を流れる電流に対して平行に形成されており、かつ、磁気コア４２を貫通している。なお、第１開放端面および第２開放端面は、離間しており、接していない。

図３２は、磁気コアの一形状を示し、図３２の（ａ）は上面図を、図３２の（ｂ）は立面図を示す。

磁気コア４６は、図３１の磁気コア４５と次の点で相違する。すなわち、素子保持孔５は、磁気コア４６を貫通することなく、図３２の（ｂ）の図面下側が閉じられており、図３２の（ｂ）の上側は開放されている。つまり、素子保持孔５は、被測定電線を流れる電流に対して平行な方向において、一方の側のみが開放されている。

図３３は、磁気コア４７の一形状を示し、図３３の（ａ）は上面図を、図３３の（ｂ）は立面図を示す。

磁気コア４７は、図３２の磁気コア４６と次の点で相違する。すなわち、素子保持孔５は、被測定電線を流れる電流に対して平行な方向において図面上下の両側が閉じられている。したがって、素子保持孔５は磁気コア４７の内部に閉じ込められ、磁束漏入部３を介して外部と連通している。

以上、図３１から図３３を用いて、磁気コアの形状が同一であるときに、その磁気コア中の素子保持孔の存在範囲が異なりうる例を説明した。次に、他の実施例として、磁気コアが単層型または積層型である例を図３４、図３５により説明する。

図３４は、磁気コアの一形状を示し、図３４の（ａ）は斜視図を、図３４の（ｂ）は上面図を示す。

磁気コア４８は、上面から見ると四角形状をなす単層一体型で構成されている。磁気コア４８では、素子保持孔５は、被測定電線（不図示）を流れる電流に対して放射方向に形成されており、かつ、磁気コア４８を貫通している。なお、第１開放端面および第２開放端面は、離間しており、接していない。

図３５は、磁気コアの一形状を示し、図３５の（ａ）は斜視図を、図３５の（ｂ）は上面図を示す。

磁気コア４９は、図３４の磁気コア４８と次の点で相違する。すなわち、磁気コア４９は、上面から見ると四角形状をなすものの、積層型で構成されている。より具体的には、磁気コア４９は、磁気コア４９ａ、磁気コア４９ｂ、磁気コア４９ｃ、及び磁気コア４９ｄがその順に、被測定電線（不図示）の方向に向かって積層されてなる。

つまり、本実施の形態に係る磁気コアは、単層一体型のみならず、積層型によっても実現することができる。なお、磁気コア４９は、磁気コア４９ａ〜磁気コア４９ｄの四層構造で構成されているが、２層、３層、または５層以上の構造で構成されてもよい。

次に、さらに他の実施例として、磁気コアが単層型または積層型である例を図３６から図３８により説明する。

図３６は、磁気コアの一形状を示し、図３６の（ａ）は上面図を、図３６の（ｂ）は立面図を示す。

磁気コア５０は、上面から見ると四角形状をなす単層一体型で構成されている。磁気コア５０では、素子保持孔５は、被測定電線（不図示）を流れる電流に対して平行に形成されており、かつ、磁気コア５０を貫通している。なお、第１開放端面および第２開放端面は、離間しており、接していない。

図３７は、磁気コアの一形状を示し、図３７の（ａ）は上面図を、図３７の（ｂ）は立面図を示す。

磁気コア５１は、図３６の磁気コア５０と次の点で相違する。すなわち、磁気コア５１は、図３７の（ｂ）に示すように、磁気コア５１ａ、磁気コア５１ｂ、磁気コア５１ｃ、及び磁気コア１５ｄがその順に、被測定電線に対して平行に積層されてなる。

つまり、本実施の形態に係る磁気コアは、単層一体型のみならず、積層型によっても実現することができる。なお、磁気コア５１は、磁気コア５１ａ〜磁気コア５１ｄの四層構造で構成されているが、２層、３層、または５層以上の構造で構成されてもよい。

図３８は、磁気コアの一形状を示し、図３８の（ａ）は図３６の磁気コア５０の斜視図を、図３８の（ｂ）は図３７の磁気コア５１の斜視図を示す。

同図から分かるように、磁気コア５０は一体型で形成されているのに対して、磁気コア５１は、被測定電線に対して平行に複数の磁気コアが積層された積層構造となっている。このように、磁気コアは、その形状が特定の形状に限定されるものではなく、種々の形状とすることができる。したがって、装置の設計や電流センサ内部のレイアウト等に従って、磁気コアの形状を適宜変更することができる。

次に、他の実施例を図３９、図４０により説明する。

図３９は、磁気コアの一形状を示し、図３９の（ａ）は上面図を、図３９の（ｂ）は斜視図を示す。

磁気コア５３の形状は、上面から見ると略四角形状をなす。より具体的に、磁気コア５３は、ともにコの字型の第１コア部５３ａおよび第２コア部５３ｂがドッキングしてなる単層型である。その第１コア部５３ａおよび第２コア部５３ｂは、四角形状の一面を構成する面（図面上側の面）において密着している。そして、その面と対向する面（図面下側の面）において、第１コア部５３ａおよび第２コア部５３ｂは、磁束漏入部３および素子保持孔５を形成している。ここで、第１コア部５３ａの第１開放端面および第２コア部５３ｂの第２開放端面は離間し、それにより磁束漏入部３が形成されている。そして、素子保持孔５は、第１開放端面に設けられた第１素子保持孔と第２開放端面に設けられた第２素子保持孔とによって形成されている。その素子保持孔５は、被測定電線（不図示）を流れる電流に対して放射方向に形成されており、かつ、第１コア部５３ａおよび第２コア部５３ｂを貫通している。

図４０は、磁気コアの一形状を示し、図４０の（ａ）は上面図を、図４０の（ｂ）は斜視図を示す。

磁気コア５４は、上面から見ると四角形状をなす単層一体型で構成されている。磁気コア５４では、素子保持孔５は、被測定電線（不図示）を流れる電流に対して放射方向に形成され、かつ、磁気コア５４を貫通している。なお、第１開放端面および第２開放端面は離間しており、接していない。

このように、磁気コアは、ドッキング型又は一体型の何れでも実現することができる。

次に、他の実施例を図４１、図４２により説明する。

図４１は、磁気コアの一形状を示し、図４１の（ａ）は上面図を、図４１の（ｂ）は斜視図を示す。

磁気コア５５の形状は、上面から見ると略四角形状をなす。より具体的に、磁気コア５５は、ともにコの字型の第１コア部５５ａおよび第２コア部５５ｂがドッキングしてなる単層型である。その第１コア部５５ａおよび第２コア部５５ｂは、四角形状の一面を構成する面（図面上側の面）において密着している。そして、その面と対向する面（図面下側の面）において、第１コア部５５ａおよび第２コア部５５ｂは、磁束漏入部３および素子保持孔５を形成している。ここで、第１コア部５５ａの第１開放端面および第２コア部５５ｂの第２開放端面は離間し、それにより磁束漏入部３が形成されている。そして、素子保持孔５は、第１開放端面に設けられた第１素子保持孔と第２開放端面に設けられた第２素子保持孔とによって形成されている。その素子保持孔５は、被測定電線（不図示）を流れる電流に対して平行に形成されており、かつ、第１コア部５５ａおよび第２コア部５５ｂを貫通している。

図４２は、磁気コアの一形状を示し、図４２の（ａ）は上面図を、図４２の（ｂ）は斜視図を示す。

磁気コア５６は、上面から見ると四角形状をなす単層一体型で構成されている。磁気コア５６では、素子保持孔５は、被測定電線（不図示）を流れる電流に対して平行に形成されており、かつ、磁気コア５６を貫通している。なお、第１開放端面および第２開放端面は、離間しており、接していない。

このように、本実施の形態に係る磁気コアは、ドッキング型および一体型の何れでも実現することができる。

次に、他の実施例を図４３、図４４により説明する。

図４３は、磁気コアの一形状を示し、図４３の（ａ）は上面図を、図４３の（ｂ）は斜視図を示す。

磁気コア５７は、上面から見ると四角形状をなす単層一体型で構成されている。磁気コア５７では、素子保持孔５は、被測定電線（不図示）を流れる電流に対して放射方向に形成されており、かつ、磁気コア５７を貫通している。なお、第１開放端面および第２開放端面は、離間しており、接していない。

図４４は、磁気コアの一形状を示し、図４４の（ａ）は上面図を、図４４の（ｂ）は斜視図を示す。

磁気コア５８は、上面から見ると環状をなす単層一体型で構成されている。磁気コア５８では、素子保持孔５は、被測定電線（不図示）を流れる電流に対して放射方向に形成されており、かつ、磁気コア５８を貫通している。なお、第１開放端面および第２開放端面は、離間しており、接していない。

このように、本実施の形態に係る磁気コアは、四角形状、環状、あるいは、ここでは説明をしていないが、他の形状で実現することができる。

次に、他の実施例を図４５、図４６により説明する。

図４５は、磁気コアの一形状を示し、図４５の（ａ）は上面図を、図４５の（ｂ）は斜視図を示す。

磁気コア５９は、上面から見ると四角形状をなす単層一体型で構成されている。磁気コア５９では、素子保持孔５は、被測定電線（不図示）を流れる電流に対して平行に形成されており、かつ、磁気コア５９を貫通している。なお、第１開放端面および第２開放端面は、離間しており、接していない。

図４６は、磁気コアの一形状を示し、図４６の（ａ）は上面図を、図４６の（ｂ）は斜視図を示す。

磁気コア６０は、上面から見ると環状をなす単層一体型で構成されている。磁気コア６０では、素子保持孔５は、被測定電線（不図示）を流れる電流に対して平行に形成されており、かつ、磁気コア６０を貫通している。なお、第１開放端面および第２開放端面は、離間しており、接していない。

次に、他の実施例を図４７、図４８により説明する。

図４７は、磁気コアの一形状を示し、図４７の（ａ）は斜視図を、図４７の（ｂ）は磁束漏入部３および素子保持孔５の拡大図を示す。

磁気コア６１の形状は、上方から見ると四角形状をなす。より具体的に、磁気コア６１は、ともにコの字型の第１コア部６１ａおよび第２コア部６１ｂがドッキングしてなる単層型である。その第１コア部６１ａおよび第２コア部６１ｂは、四角形状の一面を構成する面（図面上側の面）において密着している。そして、その面と対向する面（図面下側の面）において、第１コア部６１ａおよび第２コア部６１ｂは、磁束漏入部３および素子保持孔５を形成している。ここで、第１コア部６１ａの第１開放端面および第２コア部６１ｂの第２開放端面は離間し、それにより磁束漏入部３が形成されている。そして、素子保持孔５は、第１開放端面に設けられた第１素子保持孔と第２開放端面に設けられた第２素子保持孔とによって形成されている。その素子保持孔５は、被測定電線（不図示）を流れる電流に対して放射方向に形成されており、かつ、第１コア部６１ａおよび第２コア部６１ｂを貫通している。

図４８は、磁気コアの一形状を示し、図４８の（ａ）は斜視図を、図４８の（ｂ）は磁束漏入部３および素子保持孔５の拡大図を示す。

磁気コア６２は、ともにコの字型の第１コア部６１ａおよび第２コア部６１ｂがドッキングしてなる単層型である点において、図４７の磁気コア６１と共通する。しかしながら、磁気コア６２では、第１コア部６２ａに係る第１開放端面と第２コア部６２ｂに係る第２開放端面とは離間しておらず、互いに接している。つまり、磁気コア６２は、突き当て構造で形成されている。そして、図１０を参照して説明したように、たとえ突き当て構造であっても、磁気コア６２は、ギャップ構造の磁気コアと同様の効果を得ることができる。

以上、本実施の形態に係る磁気コアの種々の形状を図２５から図４８により説明した。これらの形状は、本実施の形態の一例を示すものであって、ここで説明した以外の形状を、装置の設計や電流センサ内部のレイアウト等に従って当然に採用することができる。

次に、被測定電線を流れる電流に対して放射方向における磁気コアの厚みが、当該磁気コアを備える電流センサ全体としての感度に影響を与えるものではないことを説明する。

一例として、図１の（ａ）および図３９の（ａ）において、上方から見たときの磁気コアの厚みを比較する。このとき、その厚みは、図３９の（ａ）の磁気コア５３の方が、図１の（ａ）の磁気コア１よりも小さいことが分かる。しかしながら、このことは、磁気コア５３が磁気コア１よりも感度が低くなることを示すわけではない。

図４９は、図３９の磁気コア５３を参照して、磁気コアの厚みが小さくとも、当該磁気コアを備える電流センサの感度が低下しないことを説明するための図であり、図４９の（ａ）は斜視図を、図４９の（ｂ）は断面図を示す。なお、図４９の（ａ）では、被測定電線（不図示）を流れる電流に対して放射方向をｘ方向、そのｘ方向における磁気コアの厚みをｔとしている。

このとき、図４９の（ｂ）に示すように、磁気コア５３の厚みｔは、磁電変換素子２０の感磁部分の幅よりも大きく形成されている。そして、素子保持孔５内の磁束の大きさは、ｘ方向においてほぼ一定である。したがって、磁気コア５３を備える電流センサ全体の感度は、たとえｔが小さくとも低下することはない。

つまり、素子保持孔内の磁束の大きさはｘ方向においてほぼ一定であることから、厚みｔが磁電変換素子２０の感磁部分の幅よりも大きければ、当該磁気コアを備える電流センサ全体の感度は低下しない。それゆえ、上述したように、磁気コア５３の方が磁気コア１よりも厚みｔが小さいものの、そのことが、磁気コア５３を備える電流センサ全体の感度に影響を与えることを意味するわけではない。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
〔補足〕
なお、本願発明は、以下の構成によって実現されてもよい。

本発明に係る磁気コアは、電流センサに用いられる磁気コアであって、磁電変換素子を保持するための第１素子保持孔が形成された第１開放端面と、上記磁電変換素子を保持するための第２素子保持孔が形成された、上記第１開放端面に対向する第２開放端面と、を有する構成であってもよい。

本発明に係る磁気コアは、互いに対向する第１開放端面および第２開放端面を有する。そして、第１開放端面には第１素子保持孔が形成され、第２開放端面には第２素子保持孔が形成され、第１素子保持孔および第２素子保持孔によって磁電変換素子が保持される。

加えて、磁気コアの感度は、磁束漏入部の磁気抵抗が低い方が良好となるところ、磁束漏入部の幅（第１開放端面と第２開放端面との距離）が狭い方が、磁束漏入部の磁気抵抗は低下する。この点、本発明に係る磁気コアでは、磁電変換素子は、第１開放端面および第２開放端面に形成された第１素子保持孔および第２素子保持孔によって保持されている。従って、第１開放端面と第２開放端面との距離は、その間に磁電変換素子が載置されるほどには広くならない。換言すると、第１開放端面と第２開放端面との距離は自と狭くなる。従って、本発明に係る磁気コアでは、磁束漏入部の幅は狭く、それゆえ磁束漏入部の磁気抵抗も低下するため、当該磁気コアを用いる電流センサの感度を向上させることができる。

また、本発明に係る磁気コアでは、上記第１素子保持孔および上記第２素子保持孔は、上記磁電変換素子を、当該磁電変換素子の感磁方向が上記磁気コアの周方向となるように保持する構成であってよい。

上記構成とすることにより、磁電変換素子の厚み方向（磁気コアの周方向に対して垂直な磁気コアの厚み方向）における、磁電変換素子を保持する第１素子保持孔および第２素子保持孔を小さくすることができる。そして、上記磁気コアの厚み方向における第１素子保持孔および第２素子保持孔の幅が狭いほど、磁気コアから漏れる磁束が増幅するため、上記構成とすることにより、磁電変換素子の感度を高めることができる。それゆえ、本発明に係る磁気コアは、電流センサの検知感度をさらに高めることが可能な磁気コアを実現することができる。

一般的な磁電変換素子のサイズを考慮すると、上記第１開放端面と上記第２開放端面との距離が２ｍｍ以上であると、上記第１素子保持孔および上記第２素子保持孔に磁電変換素子を保持することができなくなる。

そこで、上記構成とすることにより、上記第１素子保持孔および上記第２素子保持孔に磁電変換素子を保持することができ、また、磁電変換素子は、第１素子保持孔および第２素子保持孔に対して磁気コアから漏れる磁束を確実に感知することができるという効果を奏する。

また、第１素子保持孔５ａの底面を第１底面（図９の参照番号１６）、第２素子保持孔５ｂの底面を第２底面（図９の参照番号１７）としたときに、第１素子保持孔５ａおよび第２素子保持孔５ｂは、保持する磁電変換素子２０の厚み方向における孔幅（Ｌ２）が、第１底面１６と第２底面１７との側面間距離（Ｌ１）の１．７５倍以下であってよい。

また、素子保持孔に関して、「孔」という表現を用いて説明している。この「孔」という表現については、いわゆる「溝」と同義に用いることもできるが、本明細書中では統一的な表現として「孔」を用いている。

また、保持孔という語は、磁電変換素子を配置、格納等するために必要な空間の意味で用いている。

本発明は、電流センサの検知感度を高めることが可能な磁気コア、当該磁気コアを備えた電流センサ、及び上記磁気コアを備えた電流センサを用いた電流測定方法に適用することができる。

１磁気コア
３磁束漏入部
３ａ第１開放端面
３ｂ第２開放端面
５素子保持孔
５ａ第１素子保持孔
５ｂ第２素子保持孔
７接触点
１６側面（第１側面）
１７側面（第２側面）
２０磁電変換素子

Claims

電流センサに用いられる磁気コアであって、
磁電変換素子が保持されるための第１素子保持孔が形成された第１開放端面と、
上記磁電変換素子が保持されるための第２素子保持孔が形成された、上記第１開放端面に対向する第２開放端面と、を有し、
上記第１素子保持孔を形成する側面のうち、上記第２素子保持孔を形成する側面と対向する側面を第１側面、上記第２素子保持孔を形成する側面のうち、上記第１側面と対向する側面を第２側面としたときに、
上記第１素子保持孔および上記第２素子保持孔は、保持する上記磁電変換素子の厚み方向における孔幅が、上記第１側面と上記第２側面との側面間距離の１．７５倍以下であることを特徴とする磁気コア。
上記第１素子保持孔および上記第２素子保持孔では、上記磁電変換素子は、当該磁電変換素子の感磁方向が上記磁気コアの周方向となるように保持されることを特徴とする請求項１に記載の磁気コア。
上記第１素子保持孔および上記第２素子保持孔には、上記磁気コアよりも透磁率の低い低透磁率材料が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気コア。
上記第１開放端面と上記第２開放端面との間には、上記磁気コアよりも透磁率の低い低透磁率材料が充填されていることを特徴とする請求項３に記載の磁気コア。
上記低透磁率材料は、フェライト含有エポキシ樹脂、磁性流体、あるいは空気であることを特徴とする請求項３に記載の磁気コア。
上記低透磁率材料は、フェライト含有エポキシ樹脂、磁性流体、あるいは空気であることを特徴とする請求項４に記載の磁気コア。
上記第１開放端面と上記第２開放端面との距離は、２ｍｍよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の磁気コア。
上記第１開放端面および上記第２開放端面は、一部が互いに当接していることを特徴とする請求項１に記載の磁気コア。
上記第１素子保持孔および上記第２素子保持孔はそれぞれ、上記第１開放端面および上記第２開放端面において、上記磁気コアの厚み方向と平行な方向に沿って延設されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気コア。
上記第１素子保持孔および上記第２素子保持孔はそれぞれ、上記第１開放端面および上記第２開放端面において、上記磁気コアの厚み方向と垂直な方向に沿って延設されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気コア。
請求項１から１０の何れか１項に記載の磁気コアを備えることを特徴とする電流センサ。
請求項１に記載の磁気コアを備える電流センサによって、被測定電線に流れる電流の電流値を測定することを特徴とする電流測定方法。