特許 6188399 電流センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6188399

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30日

(54)【発明の名称】電流センサ

(51)【国際特許分類】

   G01R 15/20 20060101AFI20170821BHJP

【ＦＩ】

   G01R15/20 C

【請求項の数】2

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-90935(P2013-90935)

(22)【出願日】2013年4月24日

(65)【公開番号】特開2014-215103(P2014-215103A)

(43)【公開日】2014年11月17日

【審査請求日】2016年2月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000227180

【氏名又は名称】日置電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104787

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 伸司

(72)【発明者】

【氏名】関 憲一

(72)【発明者】

【氏名】長屋 実

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 英雄

【審査官】 小川 浩史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１６３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１６３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１２２８８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−７１４５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１４５３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−８３２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２３０４５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第９２／１２４３２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表平９−５０８２０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ １５／００−１５／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に被測定電線が挿通される環状の磁気コアと、当該磁気コアに配置された磁電変換素子とを備えている電流センサであって、
前記磁気コアは、当該磁気コアの厚み方向に離間して平行な一対の仮想平面上に互いに対向して配設された同一形状の一対の環状コアを有し、
前記一対の環状コアは、周方向に沿った同じ位置でそれぞれ分割されて当該分割された各位置に空隙部がそれぞれ形成され、
前記磁電変換素子は、当該一対の環状コアにおける前記分割された位置の近傍に配設され、
前記磁電変換素子の配設位置は、前記一対の環状コアによって挟まれた空間内における当該一対の環状コアの間の前記厚み方向の中間の位置であって前記各空隙部に対向する位置に規定されている電流センサ。

【請求項2】

前記一対の環状コアおよび前記磁電変換素子を収容する環状の磁気シールドコアを有している請求項１記載の電流センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内部に被測定電線が挿通される環状の磁気コアと、磁気コアに配置された磁電変換素子とを備えて、被測定電線に流れる測定電流を検出する電流センサに関するものである。

【背景技術】

【0002】

この種の電流センサとして、下記特許文献１に開示された電流センサが知られている。この電流センサは、図５，６に示すように、磁気コア５１および磁電変換素子５２を備えている。この磁気コア５１は、図５，６に示すように、磁電変換素子５２を保持するための第１素子保持孔５３が形成された第１開放端面５１ａと、第１開放端面５１ａに対向して形成されると共に磁電変換素子５２を保持するための第２素子保持孔５４が形成された第２開放端面５１ｂとを有している。

【0003】

この磁気コア５１では、磁気コア５１からの磁束が、第１開放端面５１ａと第２開放端面５１ｂとの間に形成された空隙部Ｇ（磁束漏入部）を介して、第１素子保持孔５３および第２素子保持孔５４に漏れやすくなっている。したがって、この磁気コア５１を使用した電流センサによれば、磁気コア５１からの磁束が漏れやすい第１素子保持孔５３および第２素子保持孔５４に亘って磁電変換素子５２が保持されているため、磁気コア５１に挿通された被測定電線に流れる微小な電流によって磁気コア５１に発生する磁束をより多く磁電変換素子５２に集めることができ、これによって感度（電流の検出感度）を向上させることが可能になっている。

【0004】

また、この磁気コア５１では、図６に示すように、第１開放端面５１ａと第２開放端面５１ｂとの間の距離（空隙部Ｇの幅）をＷとし、第１素子保持孔５３を形成する側面のうちの第２素子保持孔５４に対向する第１側面５５ａと第２素子保持孔５４を形成する側面のうちの第１側面５５ａに対向する第２側面５６ａとの間の距離をＬ１（第１素子保持孔５３および第２素子保持孔５４で構成される保持孔全体の長さ）とし、第１素子保持孔５３および第２素子保持孔５４における磁電変換素子５２の厚み方向（図６中の上下方向）における孔幅をＬ２としたときに、孔幅Ｌ２が小さいほど、磁気コア５１における第１素子保持孔５３の開口部と第２素子保持孔５４の開口部とを連絡する部位（同図中の×印を付した部位）で測定される磁束密度が大きくなる（つまり、電流センサの検出感度が向上する）ことが実験で確認されている。

【0005】

また、この磁気コア５１では、距離Ｗが小さいほど、測定される磁束密度が大きくなる（つまり、検出感度が向上する）ことも実験で確認されている。また、この磁気コア５１では、距離Ｌ１については、小さいほど、測定される磁束密度は大きくなる（つまり、検出感度が向上する）が、その差は僅かであるため、距離Ｌ１を変化させることによる顕著な効果は認められないことも実験で確認されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第４９９８６３１号公報（第３−４，１３−１４頁、第１，９図）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところが、上記の磁気コア５１を使用した電流センサには、以下のような解決すべき課題が存在している。すなわち、この電流センサでは、磁気コア５１に規定の距離Ｗで空隙部Ｇを形成する加工を施すと共に、磁気コア５１における第１開放端面５１ａに規定の寸法の第１素子保持孔５３を形成し、かつ第２開放端面に第１素子保持孔５３と同一の寸法の第２素子保持孔５４を形成する加工を施すことで、測定感度を向上させている。しかしながら、磁性材で形成された磁気コア５１にこのような複数の加工を高い精度で施すには、時間と手間が掛かる。このため、この電流センサには、磁気コア５１の製造コスト、ひいては電流センサ自体の製造コストが高くなるという課題が存在している。

【0008】

本発明は、かかる課題を改善すべくなされたものであり、十分な感度を維持しつつ、製造コストを低減し得る電流センサを提供することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成すべく請求項１記載の電流センサは、内部に被測定電線が挿通される環状の磁気コアと、当該磁気コアに配置された磁電変換素子とを備えている電流センサであって、前記磁気コアは、当該磁気コアの厚み方向に離間して平行な一対の仮想平面上に互いに対向して配設された同一形状の一対の環状コアを有し、前記一対の環状コアは、周方向に沿った同じ位置でそれぞれ分割されて当該分割された各位置に空隙部がそれぞれ形成され、前記磁電変換素子は、当該一対の環状コアにおける前記分割された位置の近傍に配設され、前記磁電変換素子の配設位置は、前記一対の環状コアによって挟まれた空間内における当該一対の環状コアの間の前記厚み方向の中間の位置であって前記各空隙部に対向する位置に規定されている。

【0010】

また、請求項２記載の電流センサは、請求項１記載の電流センサにおいて、前記一対の環状コアおよび前記磁電変換素子を収容する環状の磁気シールドコアを有している。

【発明の効果】

【0011】

請求項１記載の電流センサでは、磁気コアが、磁気コアの厚み方向に離間して平行な状態で互いに対向して配設された同一形状の一対の環状コアを有し、各環状コアが周方向に沿った同じ位置で分割されて分割された各位置に空隙部がそれぞれ形成され、一対の環状コアにおける分割された位置の近傍としての、一対の環状コアによって挟まれた空間内における一対の環状コアの間の厚み方向の中間の位置であって各空隙部に対向する位置に磁電変換素子が配設されている。

【0012】

したがって、この電流センサによれば、分割された環状コアの一部を構成する弧状コアを複数製造し、これらを使用して各環状コアを形成するだけで磁気コアを構成することができるため、従来の磁気コアとは異なり、磁電変換素子を保持するための保持孔を磁気コア自体に形成する作業を不要にすることができ、これにより、製造コストを大幅に低減することができる。また、磁電変換素子を一対の環状コアにおける分割部位の近傍に配設する構成を採用したことにより、一対の環状コア間の間隔を小さくし、かつ分割された位置での空隙部の距離を小さくすることにより、各環状コアの空隙部から磁電変換素子に向かう磁束の磁束密度を大きくすることができる。したがって、この電流センサによれば、上記のようにして製造コストを大幅に低減しつつ、十分な検出感度を確保することができる。

【0013】

請求項２記載の電流センサによれば、一対の環状コアおよび磁電変換素子を収容する環状の磁気シールドコアを備えたことにより、不要な外部磁界の影響を十分に低減することができ、この結果、検出精度を充分に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】電流センサ１の基本構成を説明するための磁気シールドコア２１の一部を切り欠いた状態での説明図である。

【図2】磁気コア１１および磁電変換素子３（３ａ，３ｂ）の構成を説明するための斜視図である。

【図3】図１，２の磁気コア１１および磁電変換素子３ｂを図２の矢印側から見た要部拡大正面図である。

【図4】磁気コア１１、磁電変換素子３（３ａ，３ｂ）および磁気シールドコア２１を含むコア部２の分解斜視図である。

【図5】従来の電流センサにおける磁気コア５１および磁電変換素子５２の構成を説明するための説明図である。

【図6】図５中のＸ−Ｘ線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、添付図面を参照して、電流センサ１の実施の形態について説明する。

【0016】

まず、電流センサ１の構成について、図１を参照して説明する。

【0017】

電流センサ１は、図１に示すように、環状（リング状）のコア部２、複数の磁電変換素子３（本例では一例として、２つの磁電変換素子３ａ，３ｂ。特に区別しないときには、「磁電変換素子３」ともいう）、負帰還コイル４、電圧電流変換回路５および検出抵抗回路６を備えているゼロフラックス方式の電流センサであって、コア部２の内部に挿通されている被測定電線６１に流れる測定電流Ｉ１の電流値に応じて電圧値が変化する検出電圧Ｖ２を出力する。

【0018】

コア部２は、図１に示すように、磁気コア１１および磁気シールドコア２１を基本的な構成要素として備えている。具体的には、磁気コア１１は、図１，２に示すように、平行な一対の仮想平面ＰＬ１，ＰＬ２上に互いに対向して配設された同一形状の一対の環状コア１２，１３を有している。本例では一例として、各環状コア１２，１３は、平面形状が円形の環状（円環状）に形成されているが、平面形状が三角形や四角形などの多角形の環状であってもよいし、また、楕円形の環状であってもよい。また、環状コア１２，１３は、１枚のコア材で構成してもよいし、複数のコア材を積層して構成してもよい。つまり、積層コアで構成してもよい。

【0019】

また、各環状コア１２，１３は、周方向に沿った同じ位置で複数に分割されている。本例では一例として、環状コア１２は、仮想平面ＰＬ１上の仮想直線であって環状コア１２の中心を通過する仮想直線と交差する位置において、２つ（半円状の弧状コア１２ａ，１２ｂ）に分割されている。また、環状コア１３は、周方向に沿った環状コア１２と同じ位置において、２つ（半円状の弧状コア１３ａ，１３ｂ）に分割されている。この構成により、環状コア１２を構成する一方の弧状コア１２ａは、環状コア１３を構成する一方の弧状コア１３ａと正対し、環状コア１２を構成する他方の弧状コア１２ｂは、環状コア１３を構成する他方の弧状コア１３ｂと正対している。

【0020】

また、図１，２における矢印方向から各環状コア１２，１３の１つの分割された部位（分割部位）を見た各環状コア１２，１３の要部拡大正面図である図３に示されるように、環状コア１２の各分割部位、および環状コア１３の各分割部位には、一定の距離（間隔）Ｗの空隙部（ギャップ）Ｇが形成されている。また、各環状コア１２，１３は、一定の間隔Ｌ２を空けて正対している。

【0021】

本例では一例として、図４に示すように、弧状コア１２ａ，１２ｂは、内面に隔壁やリブなどの空隙形成部（本例では一例としてリブ）３１ａが配設された環状の収容部３１ｂを一方の面（同図中の上面）に有し、かつ他方の面（同図中の下面）に磁電変換素子３ａ，３ｂ用の保持部３１ｃを有する合成樹脂製のコアケース３１のこの収容部３１ｂに収容される。これにより、弧状コア１２ａ，１２ｂは、空隙形成部３１ａによって相互間に上記した空隙部Ｇが形成された状態で環状コア１２に構成される。また、各保持部３１ｃのコアケース３１の周方向に沿った形成位置は、保持部３１ｃの中心が各空隙形成部３１ａの形成位置と一致するように規定されている。また、本例では、コアケース３１の収容部３１ｂは、弧状コア１２ａ，１２ｂを収容した状態で合成樹脂製の環状の蓋体３２で閉塞される構成を採用しているが、蓋体３２を省略する構成を採用することもできる。

【0022】

また、図４に示すように、弧状コア１３ａ，１３ｂは、コアケース３１と同じ構成を有するコアケース３３の一方の面（同図中の下面）の収容部３３ｂに収容されることにより、この収容部３３ｂに形成された不図示の空隙形成部によって相互間に上記した空隙部Ｇが形成された状態で環状コア１３を構成する。また、本例では、コアケース３３の収容部３３ｂもまたコアケース３１の収容部３１ｂと同様にして、弧状コア１３ａ，１３ｂを収容した状態で蓋体３２と同一の構成の蓋体３４で閉塞される構成を採用しているが、蓋体３４を省略する構成を採用することもできる。

【0023】

コアケース３３は、磁電変換素子３ａ，３ｂ用の保持部３３ｃを有する他方の面（同図中の上面）とコアケース３１の他方の面（同図中の下面）との間で磁電変換素子３ａ，３ｂおよび磁電変換素子３ａ，３ｂ用の環状の回路基板３５を挟んだ状態で、コアケース３１に連結される。一例として本例では、コアケース３１の他方の面には連結用の柱状突起３１ｄが４つ形成されると共に、コアケース３３の他方の面にも連結用の柱状突起３３ｄが４つ形成されて、コアケース３１の柱状突起３１ｄがコアケース３３の対応する柱状突起３３ｄと凹凸嵌合することで、コアケース３１，３３が互いに連結される。

【0024】

このコアケース３１，３３の連結状態においては、一方の磁電変換素子３ａは、対向する一対の保持部３１ｃ，３３ｃ間で保持され、他方の磁電変換素子３ｂは、対向する他の一対の保持部３１ｃ，３３ｃ間で保持されている。また、各収容部３１ｂ，３３ｂに収容されている各環状コア１２，１３は、図２に示すように、互いに平行な状態に維持されている。

【0025】

なお、上記したように、コアケース３１では、各保持部３１ｃのコアケース３１の周方向に沿った形成位置は、保持部３１ｃの中心が各空隙形成部３１ａの形成位置と一致するように規定され、コアケース３１と同じ構造のコアケース３３でも、各保持部３３ｃのコアケース３３の周方向に沿った形成位置は、保持部３３ｃの中心が各空隙形成部の形成位置と一致するように規定されている。

【0026】

したがって、このコアケース３１，３３の構成により、このコアケース３１，３３の連結状態においては、図３に示されるように、各環状コア１２，１３の分割部位に形成された空隙部Ｇは、そのコアケース３１，３３の周方向に沿った位置が保持部３１ｃ，３３ｃ（同図では図示を省略している）で保持された磁電変換素子３ｂの中心（同図中の×印の部位）に一致した状態になっている。また、図示はしないが、各環状コア１２，１３の他の分割部位においても、この分割部位に形成された空隙部Ｇは、そのコアケース３１，３３の周方向に沿った位置が磁電変換素子３ａの中心に一致した状態になっている。つまり、磁電変換素子３ａ，３ｂは、一対の環状コア１２，１３で挟まれた状態で、一対の環状コア１２，１３における分割部位（分割された位置）の近傍に配設されている。

【0027】

また、連結されたコアケース３１，３３に収容されることによって互いに平行な状態で一体化された環状コア１２，１３で構成される磁気コア１１は、図１に示すように、磁気シールドコア２１内に収容されている。磁気シールドコア２１は、パーマロイやフェライトなどの磁性材料を用いて、環状コア１２，１３の平面形状に合わせた平面形状を有する環状体に形成されている。本例では、環状コア１２，１３の平面形状が円形の環状であるため、磁気シールドコア２１の平面形状も円形の環状体に形成されている。

【0028】

本例では一例として、磁気シールドコア２１は、図４に示すように、径方向に沿った断面形状がＵ字状に形成された同一構造の円環状の溝体４１，４２が組み合わされて構成されている。

【0029】

各磁電変換素子３ａ，３ｂは、ホール素子やフラックスゲートなどで構成されている。また、磁電変換素子３ａ，３ｂは、作動状態において、それぞれの近傍に位置する空隙部Ｇから漏れ出す磁束に基づいて磁気コア１１の内部に発生する磁束を検出して、磁束密度に応じた（具体的には、比例、またはほぼ比例した）電圧値の電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂを出力する。本例では一例として、コア部２（具体的には磁気コア１１）に挿通された被測定電線６１に測定電流Ｉ１が流れることによって磁気コア１１に磁束φ１が発生しているときには、磁電変換素子３ａは電圧Ｖ１ａを出力し、磁電変換素子３ｂは電圧Ｖ１ａとは逆極性で電圧Ｖ１ｂを出力するように、磁電変換素子３ａ，３ｂの極性が規定されている。

【0030】

なお、磁気コア１１の内部に発生する磁束とは、磁気コア１１に挿通された被測定電線６１に測定電流Ｉ１が流れることによって発生する磁束φ１と、負帰還コイル４に後述する負帰還電流Ｉ２が流れることによって発生する磁束φ２との差分（φ１−φ２）の磁束である。

【0031】

負帰還コイル４は、図１に示すように、磁気シールドコア２１の外面に巻回されている。なお、同図中では、負帰還コイル４は、磁気シールドコア２１の一部の外面に集中して巻回されているが、磁気シールドコア２１の全体に亘って巻回する構成を採用することもできる。

【0032】

電圧電流変換回路５は、本例では一例として差動増幅器を有して構成されて、入力される電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂの差分に応じた電流値の負帰還電流Ｉ２を生成して、負帰還コイル４の一端に供給する。上記したように、磁電変換素子３ａ，３ｂは互いの電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂの極性が逆になる状態で環状コア１２，１３間に配設されているため、電圧電流変換回路５は、電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂの加算値Ｖ１ａ＋Ｖ１ｂ（＝（Ｖ１ａ−（−Ｖ１ｂ）））に応じた電流値の負帰還電流Ｉ２を生成する。

【0033】

この場合、磁気コア１１内において被測定電線６１が磁電変換素子３ａ側に接近したときには、電圧Ｖ１ａが増加して、電圧Ｖ１ｂが減少する。また、磁気コア１１内において被測定電線６１が磁電変換素子３ｂ側に接近したときには、電圧Ｖ１ｂが増加して、電圧Ｖ１ａが減少する。したがって、この２つの磁電変換素子３ａ，３ｂを使用する構成により、磁気コア１１内における被測定電線６１の位置に拘わらず、加算値Ｖ１ａ＋Ｖ１ｂの全体はほぼ一定に維持される。つまり、電流センサ１では、磁気コア１１内における被測定電線６１の位置による負帰還電流Ｉ２の変動が低減されている。

【0034】

なお、磁電変換素子３ａが出力する電圧Ｖ１ａと、磁電変換素子３ｂが出力する電圧Ｖ１ｂの極性が同じ極性になるように、磁電変換素子３ａ，３ｂの極性が規定されていたときには、電圧電流変換回路５の構成を差動増幅器を有する構成に代えて、加算器を有する構成にする。これにより、電圧電流変換回路５は、加算値Ｖ１ａ＋Ｖ１ｂ（＝（Ｖ１ａ−（−Ｖ１ｂ）））に応じた電流値の負帰還電流Ｉ２を生成して、負帰還コイル４の一端に供給することが可能になる。

【0035】

また、電圧電流変換回路５は、加算値Ｖ１ａ＋Ｖ１ｂがゼロボルトになるように、つまり、各磁電変換素子３において検出される磁気コア１１の内部に発生している磁束（φ１−φ２）の磁束密度がゼロになるように（言い換えれば、磁束φ２で磁束φ１を相殺するように）、負帰還電流Ｉ２の電流値を制御する。

【0036】

検出抵抗回路６は、負帰還コイル４の他端と基準電位（本例ではグランド電位）との間に接続されて、負帰還電流Ｉ２を検出電圧Ｖ２に変換する。本例では一例として、検出抵抗回路６は、１つの検出抵抗で構成されているが、複数の抵抗の並列回路および直列回路のいずれかで構成することもできるし、これらを組み合わせた回路で構成することもできる。

【0037】

次に、電流センサ１の動作について、図面を参照して説明する。

【0038】

測定電流Ｉ１の流れている被測定電線６１がコア部２（具体的には磁気コア１１）の内部に挿通されている状態において、各磁電変換素子３ａ，３ｂは、環状コア１２，１３の各空隙部Ｇから漏れ出す磁束を検出することにより、磁気コア１１の内部に発生する磁束（φ１−φ２）を検出して、磁束密度に応じた電圧値の電圧Ｖ１を出力する。

【0039】

この場合、磁気コア１１は、単純な弧状（本例では半円弧状）の弧状コア１２ａ，１２ｂを相互間に一定の距離Ｗの空隙部Ｇを設けて平面視円環状に配置して環状コア１２とし、また、弧状コア１２ａ，１２ｂと同じ形状の弧状コア１３ａ，１３ｂを相互間に一定の距離Ｗの空隙部Ｇを設けて、弧状コア１３ａが弧状コア１２ａに対向し、かつ弧状コア１３ｂが弧状コア１２ｂに対向する状態で平面視円環状に配置して環状コア１３とするという、極めて簡単な構造で構成されている。このため、磁気コア１１では、従来の磁気コア５１とは異なり、磁電変換素子３ａ，３ｂを保持するための保持孔を磁気コア自体に形成する作業が不要になっていることから、製造コストの大幅な低減が図られている。

【0040】

また、各磁電変換素子３ａ，３ｂは、一定の間隔Ｌ２を空けて正対して配置された一対の環状コア１２，１３で挟まれた状態で、一対の環状コア１２，１３における分割部位（分割された位置）の近傍、本例では、環状コア１２，１３の対向する各分割部位間（各空隙部Ｇ間）に配設されている。したがって、従来の磁気コア５１とは異なり、磁気コア自体に磁電変換素子３ａ，３ｂを保持するための保持孔は形成されていないものの、一対の環状コア１２，１３を全体として１つのコアとして見たときに、正対する一対の環状コア１２，１３で挟まれた空間部（環状コア１２，１３の各内周面を連結する仮想円筒体の周面、環状コア１２，１３の各外周面を連結する仮想円筒体の周面、および環状コア１２，１３の各対向面で囲まれた環状（本例では円環状）の空間部）が、磁電変換素子３ａ，３ｂを保持する保持孔に相当すると考えることができる。

【0041】

したがって、この電流センサ１では、従来の磁気コア５１と同様にして、一対の環状コア１２，１３間の間隔Ｌ２を小さくし（磁電変換素子３ａ，３ｂを挟める範囲内で小さくし）、かつ弧状コア１２ａ，１２ｂおよび弧状コア１３ａ，１３ｂ間に設けられている空隙部Ｇの距離Ｗを小さくすることで、各環状コア１２，１３の空隙部Ｇから各磁電変換素子３ａ，３ｂに向かう磁束の磁束密度を大きくすることが可能になっている。

【0042】

なお、本例の磁気コア１１では、磁電変換素子３ａ，３ｂの保持孔としての上記の環状の空間部（環状コア１２，１３の各対向面で囲まれた環状の空間部）内に、すなわち、環状コア１２の円周と同じ長さの環状の空間部内に、２つの磁電変換素子３ａ，３ｂが等間隔で配設される構成のため、磁電変換素子３の１つ分の空間部の長さは環状コア１２の円周の半分に相当するとも考えられる。これにより、本例の磁気コア１１では、従来の磁気コア５１における保持孔の長さ（磁気コア１１の周方向に沿った長さ）Ｌ１に相当する長さは、環状コア１２の円周の半分の長さ、つまり、弧状コア１２ａの１つ分の長さに相当するとも考えられ、従来の磁気コア５１の保持孔の長さＬ１よりも大幅に長いものとなっている。

【0043】

しかしながら、背景技術で述べたように、長さＬ１を小さくした方が感度は向上するものの、その差は僅かである。したがって、この磁気コア１１のように、この長さＬ１に相当する長さが大幅に長い構成においても、この構成に起因した感度の低下は僅かであると考えられる。したがって、この電流センサ１では、従来の磁気コア５１に対して磁気コア１１の構造を簡易にしつつ、従来の磁気コア５１と同等の検出感度（測定電流Ｉ１についての測定感度）を磁気コア１１において確保することが可能になっている。

【0044】

電圧電流変換回路５は、各磁電変換素子３ａ，３ｂから入力している電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂに基づいて、これらの加算値Ｖ１ａ＋Ｖ１ｂがゼロボルトになるように、つまり、磁気コア１１の内部に発生している磁束（φ１−φ２）の磁束密度がゼロになるように、負帰還電流Ｉ２の電流値を制御しつつ、負帰還電流Ｉ２を生成して負帰還コイル４に出力する。検出抵抗回路６は、この負帰還電流Ｉ２を検出電圧Ｖ２に変換して出力する。

【0045】

この場合、負帰還電流Ｉ２の電流値は、測定電流Ｉ１の電流値を負帰還コイル４の巻線数で除算した値になる。したがって、この電流センサ１では、検出電圧Ｖ２の電圧値、検出抵抗回路６の抵抗値、および負帰還コイル４の巻線数に基づいて、測定電流Ｉ１の電流値を検出することが可能である。

【0046】

このように、この電流センサ１では、磁気コア１１が、平行な状態で互いに対向して配設された同一形状の一対の環状コア１２，１３を有し、各環状コア１２，１３が周方向に沿った同じ位置で分割され、磁電変換素子３ａ，３ｂが一対の環状コア１２，１３で挟まれた状態で、一対の環状コア１２，１３における分割部位（分割された位置）の近傍に配設されている。

【0047】

したがって、この電流センサ１によれば、弧状コアを複数（本例では４つ）製造して、これらを弧状コア１２ａ，１２ｂおよび弧状コア１３ａ，１３ｂとして使用して環状コア１２，１３を形成するだけで磁気コア１１を構成することができるため、従来の磁気コア５１とは異なり、磁電変換素子３ａ，３ｂを保持するための保持孔を磁気コア自体に形成する作業を不要にすることができ、これにより、製造コストを大幅に低減することができる。

【0048】

また、磁電変換素子３ａ，３ｂを一対の環状コア１２，１３で挟まれた状態で、一対の環状コア１２，１３における分割部位の近傍に配設する構成を採用したことにより、一対の環状コア１２，１３間の間隔Ｌ２を小さくし、かつ弧状コア１２ａ，１２ｂおよび弧状コア１３ａ，１３ｂ間（分割部位）に設けられている空隙部Ｇの距離Ｗを小さくすることにより、各環状コア１２，１３の空隙部Ｇから各磁電変換素子３ａ，３ｂに向かう磁束の磁束密度を大きくすることができる。したがって、この電流センサ１によれば、上記のようにして製造コストを大幅に低減しつつ、測定電流Ｉ１に対する十分な検出感度（測定感度）を確保することができる。

【0049】

また、磁電変換素子３ａ，３ｂについては、一対の環状コア１２，１３における分割部位の近傍に配置されていればよい。このため、上記の一対の環状コア１２，１３で挟まれた状態で配設する構成に限定されず、例えば、一対の環状コア１２，１３における分割部位の近傍において、環状コア１２，１３の内周側や外周側に若干ずらして配設する構成を採用することもできる。この構成を採用したときには、磁電変換素子３ａ，３ｂが一対の環状コア１２，１３間に形成された上記の環状の空間部内から外れるため、一対の環状コア１２，１３間の間隔Ｌ２をより小さくすることが可能となる。このため、この構成の電流センサ１によれば、環状コア１２，１３における分割部位間で挟まれた位置から磁電変換素子３ａ，３ｂがずれたことで磁電変換素子３ａ，３ｂへの磁束の密度の低下分を、環状コア１２，１３間の間隔Ｌ２をより小さくすることで補うことができる結果、測定電流Ｉ１に対する十分な検出感度（測定感度）を確保することができる。

【0050】

また、この電流センサ１によれば、一対の環状コア１２，１３および磁電変換素子３ａ，３ｂを収容する環状の磁気シールドコア２１を備えたことにより、不要な外部磁界の影響を十分に低減することができ、この結果、検出精度を充分に向上させることができる。

【0051】

なお、上記の電流センサ１では、環状コア１２，１３をそれぞれ弧状コア１２ａ，１２ｂおよび弧状コア１３ａ，１３ｂの２つに分割する構成を採用しているが、３つ以上に分割すると共に、各分割部位の近傍に磁電変換素子３を配設する構成を採用することもできる。

【0052】

また、上記の電流センサ１は、磁気コア１１（具体的には、磁気シールドコア２１）に巻回された負帰還コイル４、および電流電圧変換回路５を有するゼロフラックス方式の電流センサとして構成されているが、負帰還コイル４および電流電圧変換回路５を省く構成（非ゼロフラックス方式の構成）を採用することもできる。

【符号の説明】

【0053】

１ 電流センサ
３ 磁電変換素子
４ 負帰還コイル
５ 電圧電流変換回路
６ 検出抵抗回路
１１ 磁気コア
１２，１３ 環状コア
１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ 弧状コア
２１ 磁気シールドコア

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】