(57)【要約】【課題】電流の測定可能範囲を広げることができる磁気コア、電流センサ、及び計測システムを提供する。【解決手段】計測システム１００は、電流センサ１０と、電流センサ１０の出力に基づいて電流を計測する計測装置５とを備える。電流センサ１０は、磁気コア１と、空隙部１２に配置される磁電変換素子４１とを備える。磁気コア１は、磁性を有し、周方向に磁路を形成する環状の本体１１と、本体１１に形成される空隙部１２とを備える。本体１１は、空隙部１２から周方向に沿って離れるにつれて初透磁率が低くなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性を有し、周方向に磁路を形成する環状の本体と、
前記本体に形成される空隙部と、
を備え、
前記本体は、前記空隙部から前記周方向に沿って離れるにつれて初透磁率が低くなる、
磁気コア。
【請求項２】
前記本体は、初透磁率が異なる複数の部分を有し、
前記複数の部分は、前記空隙部から前記周方向に沿って離れるにつれて初透磁率が低くなるように並んでいる、
請求項１の磁気コア。
【請求項３】
前記複数の部分は、
前記空隙部が形成される第１部分と、
初透磁率が前記第１部分の初透磁率よりも低い第２部分と、
を含み、
前記第１部分は、それぞれ第１端部及び第２端部を有する一対の対向部を備え、
前記一対の対向部の前記第１端部は、前記空隙部を挟んで互いに対向する対向面を有し、
前記第２部分は、
前記一対の対向部の前記第２端部とそれぞれ対向する一対の第１部位と、
前記一対の第１部位同士を連結する第２部位と、
を有する、
請求項２の磁気コア。
【請求項４】
前記第１部分の飽和磁束密度は、前記第２部分の飽和磁束密度よりも低い、
請求項３の磁気コア。
【請求項５】
前記一対の対向部のそれぞれにおいて、前記第１端部の前記周方向に直交する断面の第１面積が、前記第２端部の前記周方向に直交する断面の第２面積よりも小さい、
請求項３または４の磁気コア。
【請求項６】
前記本体における前記周方向に沿って前記空隙部から最も離れた部分の前記周方向に直交する断面の第３面積は、前記第２面積よりも大きい、
請求項５の磁気コア。
【請求項７】
前記一対の対向部のそれぞれにおいて、前記第１端部は、前記周方向と直交する平面における大きさが前記空隙部に向かうにつれて小さくなる、
請求項３〜６の何れか一つの磁気コア。
【請求項８】
前記一対の対向部のそれぞれにおいて、前記第１端部の前記対向面は、
前記空隙部に配置される磁電変換素子の感受面に対向する大きさである、
請求項７の磁気コア。
【請求項９】
前記本体は、
前記一対の対向部の前記第２端部の端面は、凹凸状であり、
前記一対の第１部位の端面は、前記一対の対向部のうちの対応する対向部の前記第２端部の前記端面に対応する凹凸状である、
請求項３〜８の何れか一項の磁気コア。
【請求項１０】
前記一対の対向部の前記第２端部の端面は、階段状であり、
前記一対の第１部位の端面は、前記一対の対向部のうちの対応する対向部の前記第２端部の前記端面に対応する階段状である、
請求項９の磁気コア。
【請求項１１】
前記一対の対向部の前記第２端部の各々と前記第２部分の前記一対の第１部位の各々との一方は、複数の凸部を備え、
他方は前記複数の凸部がそれぞれ嵌る複数の凹部を備える、
請求項９の磁気コア。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか一つの磁気コアと、
前記空隙部に配置される磁電変換素子と、
を備える、
電流センサ。
【請求項１３】
請求項１２の電流センサと、
前記電流センサの出力に基づいて電流を計測する計測装置と、
を備える、
計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気コア、電流センサ、及び計測システムに関し、より詳細には、電流計測用の磁気コア、電流センサ、及び計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一部にギャップを有する環状のコアを使用して電流を測定する電流センサがある。このような電流センサには、ギャップ内に磁電変換素子が配置されている。このような電流センサは、導電部材の周囲を環状のコアが取り囲むように配置されることで導電部材に流れる電流を測定する（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１の電流センサにおいて、被測定電流が導電部材に流れることで、導電部材の周囲に発生する磁界がコアに収束する。特許文献１の電流センサの磁電変換素子は、ギャップを通過する磁界の変化に応じた電気信号を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４７５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の電流センサでは、磁気飽和が発生し難くなるように構成されている。つまり、特許文献１の電流センサでは、磁気飽和の発生を抑制することで、より大きい電流の測定を可能にしている。しかしながら、このような電流センサにおいて、磁気飽和の発生を抑制しようとすると、導電部材に流れる微弱電流の測定感度が低下してしまい、この結果、導電部材に流れる微弱電流の測定が困難になる虞がある。従来の電流センサでは、電流の測定可能範囲を十分に広げることが難しかった。
【０００６】
本発明は、上記事由に鑑みてなされており、電流の測定可能範囲を広げることが可能な磁気コア、電流センサ、及び計測システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様の磁気コアは、磁性を有し、周方向に磁路を形成する環状の本体と、前記本体に形成される空隙部とを備える。前記本体は、前記空隙部から前記周方向に沿って離れるにつれて初透磁率が低い。
【０００８】
本発明の一態様の電流センサは、上述の磁気コアと、前記空隙部に配置される磁電変換素子とを備える。
【０００９】
本発明の一態様の計測システムは、上述の電流センサと、前記電流センサの出力に基づいて電流を計測する計測ユニットとを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の態様の磁気コア、電流センサ、及び計測システムは、電流の測定可能範囲を広げることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１Ａは本発明の一実施形態に係る計測システムの説明図、図１Ｂは上記計測システムの磁気コアの正面図である。
【図２】図２Ａは上記磁気コアの第１部分の要部を示す断面斜視図、図２Ｂは上記磁気コアの第１部分の図２Ｂとは別の要部を示す断面斜視図、図２Ｃは上記実施形態の磁気コアの第２部分の断面斜視図である。
【図３】図３Ａは比較例の磁気コアの正面図、図３Ｂは上記実施形態の磁気コアの正面図である。
【図４】図４Ａは上記実施形態の第１変形例の磁気コアの正面図、図４Ｂは上記実施形態の第２変形例の磁気コアの正面図である。
【図５】図５Ａは上記実施形態の第３変形例の磁気コアの正面図、図５Ｂは上記実施形態の第４変形例の磁気コアの正面図である。
【図６】図６は上記実施形態の第５変形例の電流センサの正面図である。
【図７】図７は上記実施形態の第６変形例の電流センサの正面図である。
【図８】図８Ａは上記実施形態の第７変形例の電流センサの正面図、図８Ｂは上記実施形態の第８変形例の電流センサの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
１．実施形態
以下、本発明の一実施形態に係る磁気コア、電流センサ、及び計測システムについて、図面を参照にして詳細に説明する。
【００１３】
１．１  計測システム
本実施形態の計測システム１００は、図１Ａに示すように、電流センサ１０と、電流センサ１０に電気的に接続される計測装置５とを備える。計測システム１００は、例えば、分電盤などに配置される。電流センサ１０は、例えば、分電盤内の分岐ブレーカに流れる電流を測定するために用いられる。計測装置５は、電流センサ１０の出力に基づいて分岐ブレーカに流れる電流を計測し、さらに別の装置、例えば表示装置に計測結果を出力する。計測装置５は、例えば、マイクロコンピュータを主構成とする。計測装置５は、マイクロコンピュータのメモリに記憶されたプログラムをＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）で実行することにより種々の機能を実現する。なお、計測システム１００は、２つ以上の電流センサ１０を備えてもよい。また、プログラムは、例えばメモリカードのような記録媒体に記録されていてもよい。
【００１４】
１．２  電流センサ
本実施形態の電流センサ１０は、磁気コア１と、磁電変換素子４１と、駆動回路４２とを備える。磁気コア１は、空隙部１２を有して環状に形成される。磁気コア１については後でさらに詳細に説明する。
【００１５】
磁電変換素子４１は、例えばホール素子である。磁電変換素子４１は、空隙部１２を通る磁束を受ける感受面４１１を有する。磁電変換素子４１は、空隙部１２に配置される。より詳細には、磁電変換素子４１は、感受面４１１の法線と、後に説明する空隙部１２を挟む一対の対向面２１１ａの法線とが互いに平行するように、空隙部１２に配置される。言い換えると、感受面４１１は、磁路に直交する方向に向けられて、空隙部１２に配置される。磁電変換素子４１は、感受面４１１で受けた磁束を電圧に変換する。磁電変換素子４１は、駆動回路４２に電気的に接続され、磁束に対応する電圧を駆動回路４２に出力する。
【００１６】
駆動回路４２は、例えば基板４２１に実装される少なくとも１つの電子部品によって構成される。駆動回路４２は、磁電変換素子４１が出力した電圧を増幅する増幅回路などを有する。駆動回路４２は、計測装置５と電気的に接続し、増幅した電圧を計測装置５に出力する。
【００１７】
電流センサ１０で導電部材６に流れる被測定電流Ｉ１を測定する場合、磁気コア１の内側に導電部材６が挿入される。導電部材６は、例えばバスバー又は導線などである。電流センサ１０において、導電部材６に被測定電流Ｉ１が流れると、導電部材６の周囲に、被測定電流Ｉ１の値の大きさに応じた磁界が発生する。そして、磁気コア１には、磁路が形成されて、磁束が発生する。電流センサ１０は、磁電変換素子４１が空隙部１２を通る磁束を受け取ることによって、導電部材６に流れる被測定電流Ｉ１を測定する。なお、本実施形態の電流センサ１０は、直流及び交流の被測定電流Ｉ１を測定することが可能である。
【００１８】
１．３  磁気コア
本実施形態の磁気コア１は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、磁性を有し、周方向Ｃｄ１に磁路を形成する本体１１と、本体１１に形成される空隙部１２とを備える。
【００１９】
本体１１は、第１部分２と、第２部分３とを有する。本体１１は、第１部分２と第２部分３とで矩形の環状に形成されている。本体１１の内側の空間１１１には、被測定電流Ｉ１が流れる導電部材６が挿通される（図１Ａ参照）。より詳細には、被測定電流Ｉ１が周方向Ｃｄ１に直交する方向に流れるように、空間１１１には、導電部材６が配置される。
【００２０】
第１部分２は、図１Ｂに示すように、一対の対向部２１を備える。一対の対向部２１のそれぞれは、空隙部１２側の第１端部２１１と、周方向Ｃｄ１に空隙部１２と離れている側の第２端部２１２とを有する。一対の対向部２１の第１端部２１１は、空隙部１２を挟んで互いに対向する対向面２１１ａを有する。より詳細には、一対の対向部２１のそれぞれは、Ｌ字状に形成される。
【００２１】
一対の対向部２１は、横辺部２ａ及び縦辺部２ｂを有する。横辺部２ａ及び縦辺部２ｂは、それぞれ直方体状である。また、横辺部２ａの長さ方向に直交する断面の面積は、縦辺部２ｂの長さ方向に直交する断面の面積よりも小さい。
【００２２】
横辺部２ａは、長さ方向の一端部が第１端部２１１として用いられ、他端部には縦辺部２ｂが一体に形成される。第１端部２１１は、端面が平坦な面であり、当該端面が対向面２１１ａとして用いられる。また、横辺部２ａの長さ方向に直交する断面の面積が、第１端部２１１の周方向Ｃｄ１に直交する断面の第１面積２１１ｂ（図２Ｂ及び図２Ｃ参照）に等しい。
【００２３】
縦辺部２ｂは、その長さ方向が横辺部２ａの長さ方向と直交するように横辺部２ａから突出している。縦辺部２ｂにおいて横辺部２ａとは反対側の端部が、第２端部２１２として使用される。第２端部２１２は、端面２１２ａが平坦な面である。また、縦辺部２ｂの長さ方向に直交する断面の面積が、第２端部２１２の周方向Ｃｄ１に直交する断面の第２面積２１２ｂに等しい。
【００２４】
第２部分３は、一対の第１部位３１と、一対の第１部位３１同士を連結する第２部位３２とを備える。より詳細には、第２部分３は、Ｕ字状に形成される。一対の第１部位３１は同じ形状である。一対の第１部位３１及び第２部位３２は、それぞれ直方体状である。また、一対の第１部位３１の各々の長さ方向に直交する断面の面積は、第２部位３２の長さ方向に直交する断面の面積よりも小さい。また、第１部位３１の長さ方向に直交する断面の面積は、縦辺部２ｂの長さ方向に直交する断面の面積（つまり、第２端部２１２の周方向Ｃｄ１に直交する断面の第２面積２１２ｂ）に等しい。ここで、第２部位３２の長さ方向に直交する断面の面積が、本体１１において空隙部１２から最も離れた部分の周方向Ｃｄ１に直交する断面の第３面積３２１（図２Ａ参照）に等しい。
【００２５】
一対の第１部位３１は、第２部位３２に一体に形成されている。一対の第１部位３１は、それらの長さ方向が第２部位３２の長さ方向と直交するように第２部位３２の長さ方向の両端部から突出している。一対の第１部位３１の各々の端面３１ａは、平坦な面である。
【００２６】
一対の対向部２１は、空隙部１２を挟んでシンメトリーに配置される。より詳細には、一対の対向部２１は、第１端部２１１の対向面２１１ａが互いに対向し、第２端部２１２の端面２１２ａが同じ方向を向くように配置される。特に、対向面２１１ａ同士は、互いに平行である。また、第２部分３は、一対の第１部位３１の端面３１ａが、第１部分２の一対の対向部２１の第２端部２１２の端面２１２ａにそれぞれ対向するように、配置される。これにより、図１Ａ及び図１Ｂに示すような、環状の本体１１が構成される。
【００２７】
第１部分２及び第２部分３は、例えば、フェライト、アモルファスなどの磁性を有する材料によって形成される。ここで、第１部分２及び第２部分３の材料は、第１部分２の初透磁率が第２部分３よりも大きく、かつ、第２部分３の飽和磁束密度が第１部分２よりも高くなるように選択されている。つまり、特に、第１部分２は、第２部分３の材料よりも初透磁率が大きく、飽和磁束密度が低い材料により形成される。
【００２８】
つまり、第１部分２及び第２部分３は、空隙部１２から周方向Ｃｄ１に沿って離れるにつれて初透磁率が低くなるように並んでいる。これにより、本体１１は、空隙部１２から周方向Ｃｄ１に沿って離れるにつれて初透磁率が低くなる。また、第１部分２及び第２部分３は、空隙部１２から周方向Ｃｄ１に沿って離れるにつれて飽和磁束密度が高くなるように並んでいる。これにより、本体１１は、空隙部１２から周方向Ｃｄ１に沿って離れるにつれて飽和磁束密度が高くなる。
【００２９】
以上述べた磁気コア１では、第１部分２の初透磁率が、第２部分３の初透磁率よりも大きい。これにより、第１部分２は、導電部材６に被測定電流Ｉ１が流れることで発生する磁界が弱くても、第２部分３に比べて磁束が発生し易い。そのため、図３Ｂに示すように、空隙部１２の近傍に漏れ磁束が多く発生しても、第１部分２は、空隙部１２の近傍に、磁電変換素子４１が被測定電流Ｉ１を測定するのに十分な磁束を集めることができる。したがって、第１部分２の初透磁率が第２部分３と同じ場合に比べれば、空隙部１２により多くの磁束（矢印１１０ａ）を通すことができる。つまり、測定可能な電流の最小値を小さくでき、電流の測定可能範囲を広げることができる。
【００３０】
また、磁気コア１では、第２部分３の飽和磁束密度が、第１部分２の飽和磁束密度よりも高い。これにより、第２部分３に多く磁束が集まっても、第２部分３の飽和磁束密度が第１部分２と同じである場合に比べれば、磁気飽和が発生し難くなる。言い換えると、第２部分３では、導電部材６に流れる被測定電流Ｉ１の値が大きくても、磁気飽和が発生し難くなる。そのため、第２部分３の飽和磁束密度が第１部分２と同じである場合に比べれば、より大きい値の電流の測定が可能になる。
【００３１】
１．４  比較例
図３Ａは、比較例の磁気コア８を示す。磁気コア８は、本体８０と、空隙部８４とを備える。本体８０は、同じ磁性を有する材料によって形成される第１部分８１と、第２部分８２とを含む。つまり、磁気コア８では、上記実施形態１の磁気コア１とは異なり、第１部分８１と第２部分８２とが、同じ初透磁率及び飽和磁束密度を有している。なお、図３Ａにおいて、破線の矢印８３０は、漏れ磁束を表す。また、実線の矢印８４０ａ，８４０ｂは、本体８０に発生する磁束を表す。さらに、矢印８４０ａ，８４０ｂの太さは、磁束の多さ（磁束密度）を表す。また、一点鎖線の矢印８５０は、本体８０に発生する磁路を表す。なお、被測定電流Ｉ１の方向によって、矢印８３０，８４０ａ，８４０ｂ，８５０の方向は変化する。
【００３２】
図３Ａに示すように、磁気コア８の空隙部８４の近傍では、漏れ磁束（矢印８３０）が多く発生する。この結果、磁路（矢印８５０）に沿って発生する磁束のうち、第１部分８１を通る磁束（矢印８４０ａ）は、第２部分８２を通る磁束（矢印８４０ｂ）よりも少ない。したがって、被測定電流Ｉ１の値が小さい場合、空隙部８４には、磁電変換素子４１が被測定電流Ｉ１を測定するのに必要な磁束が集まり難くなってしまう。これにより、磁電変換素子４１では、被測定電流Ｉ１の測定に必要な磁束を得ることができない虞がある。言い換えると、比較例の磁気コア８を有する電流センサでは、比較的小さい被測定電流Ｉ１の値を測定することが困難になってしまう。
【００３３】
逆に、第２部分８２に発生する磁束（矢印８４０ｂ）が多くなると、第２部分８２で磁気飽和が発生してしまう虞がある。このような磁気飽和が発生してしまうと、比較的大きな被測定電流Ｉ１を測定することが困難になってしまう。
【００３４】
１．５  まとめ
比較例の磁気コア８とは異なり、本実施形態の磁気コア１では、空隙部１２により多くの磁束が集まり、かつ、磁気飽和が発生し難くなるように、第１部分２と第２部分３とが互いに異なる磁性を有する材料によって形成される。つまり、磁気コア１では、第１部分２及び第２部分３は、第１部分２が第２部分３よりも初透磁率が大きく、飽和磁束密度が低くなるように形成されている。なお、図３Ｂにおいて、破線の矢印１３０は、漏れ磁束を表す。また、実線の矢印１１０ａ，１１０ｂは、本体１１に発生する磁束を表す。さらに、矢印１１０ａ、１１０ｂの太さは、磁束の多さ（磁束密度）を表す。また、一点鎖線の矢印１２０は、本体１１に発生する磁路を表す。なお、被測定電流Ｉ１の方向によって、矢印１１０ａ，１１０ｂ，１２０，１３０の方向は変化する。
【００３５】
上述したように、本実施形態の磁気コア１では、第１部分２の初透磁率が第２部分３の初透磁率よりも高い。これにより、第１部分２の磁束（矢印１１０ａ）は、図３Ｂに示すように、第２部分３の磁束（矢印１１０ｂ）よりも多くなりやすい。言い換えると、第１部分２は、第２部分３と比較して、より多くの磁束（矢印１１０ａ）を集めることができる。そのため、空隙部１２の近傍に漏れ磁束（矢印１３０）が多く発生しても、第１部分２は、空隙部１２の近傍に、磁電変換素子４１が被測定電流Ｉ１を測定するのに必要な磁束を集めることができる。したがって、第１部分２の初透磁率が第２部分３と同じ場合に比べれば、空隙部１２により多くの磁束（矢印１１０ａ）を通すことができる。さらに、第１面積２１１ｂが第２面積２１２ｂよりも小さいため、本実施形態の磁気コア１は、空隙部１２にさらにより多くの磁束（矢印１１０ａ）を通すことができる。この結果、導電部材６に流れる被測定電流Ｉ１の値が小さくても、磁電変換素子４１は、被測定電流Ｉ１を測定するのに必要な磁束を受け取ることができる。したがって、本実施形態の電流センサ１０は、被測定電流Ｉ１の値が小さくても、被測定電流Ｉ１を測定することができる。さらに、本実施形態の計測システム１００は、被測定電流Ｉ１の値が小さくても、電流センサ１０の測定結果に基づいて計測することができる。つまり、測定可能な電流の最小値を小さくでき、電流の測定可能範囲を広げることができる。
【００３６】
また、本実施形態の磁気コア１では、第２部分３の飽和磁束密度が第１部分２の飽和磁束密度よりも高いから、第２部分３の飽和磁束密度が第１部分２と同じ場合に比べれば、第２部分３での磁気飽和が発生し難くなる。さらに、第３面積３２１が第２面積２１２ｂよりも大きいため、第３面積３２１が第２面積２１２ｂと等しい場合に比べて第２部位３２の磁束密度が小さくなる。つまり、第２部分３での磁気飽和がさらに発生し難くなる。これにより、実施形態の電流センサ１０は、被測定電流Ｉ１の値が大きくても、被測定電流Ｉ１を測定することができる。つまり、測定可能な電流の最大値を大きくでき、電流の測定可能範囲を広げることができる。
【００３７】
したがって、本実施形態の磁気コア１、電流センサ１０、及び計測システム１００は、電流の測定可能範囲を広げることができる。
【００３８】
２．変形例
上記実施形態は、本発明の様々な実施形態の１つに過ぎない。また、上記実施形態は、本発明の目的で達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に、上記実施形態の変形例を列挙する。
【００３９】
２．１  第１変形例
図４Ａは、第１変形例の磁気コア１を示す。第１変形例では、一対の対向部２１のそれぞれは、テーパー状の第１端部２１３を備える。一対の第１端部２１３のそれぞれは、空隙部１２に近付くにつれて本体１１の周方向Ｃｄ１に直交する断面の面積が小さくなる。より詳細には、一対の対向部２１において、空間１１１側の側面２１３ｂが空隙部１２に近付くにつれて第２部位３２から離れるように傾斜している。このように、第１変形例の磁気コア１では、上記実施形態に比べて空隙部１２に臨む一対の対向面２１３ａの面積が小さくなる。そのため、第１変形例の磁気コア１では、空隙部１２に、より多くの磁束を通すことができる。
【００４０】
２．２  第２変形例
図４Ｂは、第２変形例の磁気コア１を示す。第２変形例では、一対の対向部２１のそれぞれは、テーパー状の第１端部２１４を備える。一対の第１端部２１４のそれぞれは、空隙部１２に近付くにつれて本体１１の周方向Ｃｄ１に直交する断面の面積が小さくなる。より詳細には、一対の対向部２１において、空間１１１側の側面２１４ｂが空隙部１２に近付くにつれて第２部位３２から離れるように傾斜している。また、一対の対向部２１において、空間１１１とは反対の側面２１４ｃが空隙部１２に近付くにつれて第２部位３２に近付くように傾斜している。このように、第２変形例の磁気コア１では、空隙部１２に臨む一対の対向面２１４ａのそれぞれが、磁電変換素子４１の感受面４１１に対応する大きさに形成されることができる。より詳細には、第２変形例の磁気コア１では、第１変形例と比べて空隙部１２に臨む一対の対向面２１４ａの面積をさらに小さくすることができる。磁電変換素子４１は、空隙部１２を通る磁束を効率よく受け取ることができる。そのため、第２変形例の磁気コア１では、測定可能範囲の下限付近の電流の測定精度を向上することができる。一対の対向面２１４ａのそれぞれにおける感受面４１１に対応する大きさとは、一対の対向面２１４ａのそれぞれの大きさが、感受面４１１の大きさよりも大きい場合、感受面４１１の大きさと同じ場合、及び感受面４１１の大きさよりも小さい場合の大きさを含む。一対の対向面２１４ａのそれぞれの大きさが感受面４１１の大きさよりも大きい場合とは、感受面４１１が空隙部１２を通る磁束を効率よく受け取ることができる場合である。
【００４１】
２．３  第３変形例
図５Ａは、第３変形例の磁気コア１を示す。第３変形例では、一対の対向部２１のそれぞれは、階段状の第２端部２１５を備える。より詳細には、一対の第２端部２１５のそれぞれの端面２１５ａは、本体１１の周方向Ｃｄ１に直交する方向（図５Ａの紙面に直交する方向）から見て、第２端部２１５における空間１１１側が上段（第２端部２１５における外側が下段となる階段状である。第２部分３は、一対の第２端部２１５の端面２１５ａに対応する階段状の一対の第１部位３３を備える。より詳細には、一対の第１部位３３のそれぞれの端面３３ａは、第１部位３３における外側が上段、及び内側（空間１１１側）が下段となる階段状である。第２端部２１５の端面２１５ａにおける上段は、第１部位３３の端面３３ａにおける下段に対向する。また、第２端部２１５の端面２１５ａにおける下段は、第１部位３３の端面３３ａにおける上段に対向する。第３変形例の磁気コア１は、上記実施形態に比べて第２端部２１５の端面２１５ａの面積（端面２１５ａを構成する面の総面積）が大きい。このように、一対の第２端部２１５のそれぞれは、対応する第１部位３３とより大きな領域で対向する。これにより、第３変形例の磁気コア１は、一対の第２端部２１５と一対の第１部位３３とが対向する部位の漏れ磁束をより軽減することができる。このように、第３変形例の磁気コア１では、漏れ磁束を軽減することができる。したがって、第３変形例の磁気コア１では、測定可能範囲の電流の測定精度を向上することができる。
【００４２】
２．４  第４変形例
図５Ｂは、第４変形例の磁気コア１を示す。第４変形例では、一対の対向部２１のそれぞれは、凹凸状の第２端部２１６を備える。言い換えると、一対の第２端部２１６のそれぞれの端面２１６ａは、凹凸状である。より詳細には、一対の第２端部２１６のそれぞれは、複数の凸部２１６ｂを備える。また、第２部分３は、第２端部２１６の端面２１６ａに対応する凹凸状の一対の第１部位３４を備える。言い換えると、一対の第１部位３４のそれぞれの端面３４ａは、凹凸状である。一対の第１部位３４のそれぞれは、対応する第２端部２１６の複数の凸部２１６ｂがそれぞれ嵌る複数の凹部３４ｂを備える。見方を変えれば、一対の第２端部２１６のそれぞれは、複数の凹部２１６ｃを備える。また、一対の第１部位３４のそれぞれは、対応する第２端部２１６の複数の凹部２１６ｃにそれぞれ嵌る複数の凸部３４ｃを備える。第１部位３４のそれぞれは、対応する第２端部２１６に嵌められる。第４変形例の磁気コア１では、第３変形例と比べて第２端部２１６の端面２１６ａの面積（端面２１６ａを構成する面の総面積）が大きい。このように、一対の第２端部２１６のそれぞれは、対応する第１部位３４とより大きな領域で対向する。これにより、第４変形例の磁気コア１では、一対の第２端部２１６と一対の第１部位３４とが対向する部位の漏れ磁束を軽減することができる。このように、第４変形例の磁気コア１では、漏れ磁束を軽減することができる。したがって、第４変形例の磁気コア１では、測定可能範囲の電流の測定精度を向上することができる。
【００４３】
２．５  第５変形例
図６は、第５変形例の磁気コア１を示す。第５変形例の磁気コア１は、周方向に磁路が形成される円環状の本体９０と、本体９０に形成される空隙部９３とを備える。本体９０は、第１部分９１と、第２部分９２とを有する。空隙部９３は、第１部分９１に形成される。上記実施形態と同様に、第１部分９１及び第２部分９２の材料は、第１部分９１の初透磁率が第２部分９２よりも大きく、かつ、第２部分９２の飽和磁束密度が第１部分９１よりも高くなるように選択されている。そのため、本体９０は、実施形態１と同様に、空隙部９３から周方向に沿って離れるにつれて初透磁率が低くなる。また、本体９０は、実施形態１と同様に、空隙部９３から周方向Ｃｄ１に沿って離れるにつれて飽和磁束密度が高くなる。本体９０の内側の空間１１１には、被測定電流Ｉ１が流れる導電部材６が挿通される。被測定電流Ｉ１が導電部材６に流れた場合、本体９０の周方向Ｃｄ１に沿って磁路が形成されれば、第５変形例の磁気コア１は、上述の実施形態の磁気コア１と同様の効果を得ることができる。したがって、第５変形例の磁気コア１は、電流の測定可能範囲を広げることができる。
【００４４】
２．６  第６変形例
図７は、第６変形例の電流センサ１０を示す。第６変形例の電流センサ１０では、磁電変換素子４１の感受面４１１は、磁電変換素子４１が実装されている基板４２１の実装面と平行に配置されている。第６変形例の電流センサ１０では、基板４２１の一部が空隙部１２に配置される。このように、第６変形例の電流センサ１０は、磁電変換素子の種類を限定することなく、被測定電流Ｉ１を測定することができる。
【００４５】
２．７  第７変形例
図８Ａは、第７変形例の電流センサ１０を示す。第７変形例の電流センサ１０は、直方体状の箱型のケース７を備える。ケース７は、本体１１の第１部分２、磁電変換素子４１、駆動回路４２を内部に収納するケース本体７１と、第２部分３を内部に収納するカバー７２とを有する。ケース本体７１及びカバー７２では、互いに向かい合う面が開口している。ケース本体７１は、カバー７２側の面に凹所７１ａを有する。同様に、カバー７２は、ケース本体７１側の面に凹所７２ａを有する。凹所７１ａ及び凹所７２ａは、磁気コア１の空間１１１に導電部材６を通すために用いられる。ケース７は、ケース本体７１とカバー７２を連結する蝶番７３をさらに備える。カバー７２は、ケース本体７１に対して、蝶番７３の軸部を軸に回転可能となる。言い換えると、カバー７２は、ケース本体に対して開閉可能である。このように、電流センサ１０では、カバー７２がケース本体７１に対して容易に開閉される。
【００４６】
また、ケース本体７１の側壁７１２には、外側に突出する突出部７４１が形成される。カバー７２には、突出部７４１に対応する引掛け部７４２が形成される。カバー７２がケース本体７１の開口を閉じるようにして、突出部７４１を引掛け部７４２に引掛けることで、カバー７２は、ケース本体７１に固定される。例えば、ケース本体７１は、駆動回路４２側の底壁７１１が分電盤の内部に固定される。
【００４７】
このようにしてカバー７２をケース本体７１に取り付けると、ケース本体７１に収納された第１部分２とカバー７２に収納された第２部分３とによって、環状の本体１１が形成される。そのため、例えば、導電部材６を、ケース本体７１の凹所７１ａに配置してから、ケース本体７１にカバー７２を取り付けることで、導電部材６を磁気コア１の空間１１１に通すことができる。このように、第７変形例の電流センサ１０では、導電部材６を磁気コア１の空間１１１に挿通させる作業が容易になる。
【００４８】
なお、磁気コア１の第１部分２、磁電変換素子、及び駆動回路４２は、インサート成形により、ケース本体７１と一体に形成されてもよい。さらに、磁気コア１の第２部分３は、インサート成形により、カバー７２と一体に形成されてもよい。あるいは、磁気コア１の第１部分２、磁電変換素子、駆動回路４２をケース本体７１に固定するために、例えばシリコンなどの充填剤をケース本体７１の内部に充填してもよい。さらに、第２部分３がカバー７２に固定するために、例えばシリコンなどの充填剤をカバー７２の内部に充填してもよい。
【００４９】
２．８  第８変形例
図８Ｂは、第８変形例の電流センサ１０を示す。第８変形例の電流センサ１０は、直方体状の箱型のケース７を備える。ケース７は、本体１１の第１部分２、磁電変換素子４１、駆動回路４２を内部に収納するケース本体７１と、第２部分３を内部に収納するカバー７２とを有する。ケース本体７１及びカバー７２では、互いに向かい合う面が開口している。ケース本体７１及びカバー７２は、それぞれ、第７変形例と同様に、凹所７１ａ，７２ａを有する。ケース本体７１は複数の突出部７４１を備える（図７Ｂでは２つ）。カバー７２は、複数の突出部７４１に一対一に対応する複数の引掛け部７４２を備える（図７Ｂでは２つ）。カバー７２がケース本体７１の開口を閉じるように、複数の突出部７４１が複数の引掛け部７４２に引掛けられることで、カバー７２は、ケース本体７１に固定される。第７変形例と同様に、カバー７２をケース本体７１に取り付けると、ケース本体７１に収納された第１部分２とカバー７２に収納された第２部分３とによって、環状の本体１１が形成される。そのため、例えば、導電部材６を、ケース本体７１の凹所７１ａに配置してから、ケース本体７１にカバー７２を取り付けることで、導電部材６を磁気コア１の空間１１１に通すことができる。このように、第８変形例の電流センサ１０では、カバー７２をケース本体７１に容易に取り付けることができる。したがって、第８変形例の電流センサ１０では、導電部材６を磁気コア１の空間１１１に挿通する作業が容易になる。
【００５０】
２．９  その他の変形例
磁気コア１の本体１１は、３つ以上の異なる部分によって形成されてもよい。当該３つ以上の異なる部分は、異なる磁性を有する材料によって形成される。この場合、磁気コア１において、空隙部１２の近傍の部分の材料は、初透磁率が最も大きいことが好ましい。言い換えると、当該３つ以上の異なる部分は、空隙部１２から周方向Ｃｄ１に沿って離れるにつれて初透磁率が低くなるように並んでいることが好ましい。また、空隙部１２から周方向Ｃｄ１に沿って最も遠い部位を有する部分の材料は、飽和磁束密度が最も高いことが好ましい。言い換えると、当該３つ以上の異なる部分は、空隙部１２から周方向Ｃｄ１に沿って離れるにつれて飽和磁束密度が高くなるように並んでいることが好ましい。
【００５１】
また、第１部分２と第２部分３とは、一体に形成されてもよい。
【００５２】
さらに、第１部分２は、空隙部１２を挟んだＩ字状の直方体状でもよい。つまり、第１部分２の一対の対向部２１の各々は、横辺部２ａのみで構成されていてもよい。また、第２部分３は、Ｉ字状の直方体状でもよい。つまり、第２部分３は、第２部位３２のみで構成されていてもよい。このように、磁気コア１が第１部分２と第２部分３とで空隙部１２を有する環状に形成されていれば、第１部分２及び第２部分３の形状は、上述の実施形態及び変形例の第１部分及び第２部分の形状に限定されない。
【００５３】
また、電流センサ１０は、磁気コア１の本体１１の少なくとも一部に巻かれたコイルをさらに備えてもよい。
【００５４】
３．態様
上記実施形態及び変形例から明らかなように、第１の態様の磁気コア１は、磁性を有し、周方向（Ｃｄ１）に磁路を形成する環状の本体（１１）と、本体（１１）に形成される空隙部（１２）とを備える。本体（１１）は、空隙部（１２）から周方向（Ｃｄ１）に沿って離れるにつれて初透磁率が低くなる。第１の態様によれば、磁気コア（１）は上述のように構成されるので、電流の測定可能範囲を広げることができる。
【００５５】
第２態様の磁気コア１は、第１態様との組み合わせにより実現され得る。第２の態様では、本体（１１）は、初透磁率が異なる複数の部分（２，３）を有する。複数の部分（２，３）は、空隙部（１２）から周方向（Ｃｄ１）に沿って離れるにつれて初透磁率が低くなるように並んでいる。第２の態様によれば、簡易な構造で電流の測定可能範囲を広げることができる。
【００５６】
第３の態様の磁気コア１は、第２の態様との組み合わせにより実現され得る。第３の態様では、複数の部分（２，３）は、空隙部１２が形成される第１部分（２）と、初透磁率が第１部分（２）の初透磁率よりも低い第２部分（３）とを含む。第１部分（２）は、それぞれ第１端部（２１１）及び第２端部（２１２）を有する一対の対向部（２１）を備える。一対の対向部（２１）の第１端部（２１１）は、空隙部（１２）を挟んで互いに対向する対向面（２１１ａ）を有する。第２部分（３）は、一対の対向部（２１）の第２端部（２１２）とそれぞれ対向する一対の第１部位（３１）と、一対の第１部位（３１）同士を連結する第２部位（３２）とを有する。第３の態様によれば、簡易な構造で電流の測定可能範囲を広げることができる。
【００５７】
第４の態様の磁気コア（１）は、第３の態様との組み合わせにより実現され得る。第４の態様では、第１部分（２）の飽和磁束密度は、第２部分（３）の飽和磁束密度よりも低い。第４の態様によれば、磁気飽和し難くなるので、測定可能範囲の上限を高くすることができる。
【００５８】
第５の態様の磁気コア（１）は、第３又は第４の態様との組み合わせにより実現され得る。第５の態様では、一対の対向部（２１）のそれぞれにおいて、第１端部（２１１）の周方向（Ｃｄ１）に直交する断面の第１面積（２１１ｂ）が、第２端部（２１２）の周方向（Ｃｄ１）に直交する断面の第２面積（２１２ｂ）よりも小さい。第５態様によれば、空隙部（１２）に磁束が集まるので、電流の計測精度を向上することができる。
【００５９】
第６の態様の磁気コア（１）は、第５の態様との組み合わせにより実現され得る。第６の態様では、本体（１１）における周方向（Ｃｄ１）に沿って空隙部（１２）から最も離れた部分の周方向（Ｃｄ１）に直交する断面の第３面積（３２１）は、第２面積（２１２ｂ）よりも大きい。第６の態様によれば、磁気飽和し難くなるので、測定可能範囲の上限を高くすることができる。
【００６０】
第７の態様の磁気コア（１）は、第３〜第６の態様のいずれか一つと組み合わせることにより実現され得る。第７の態様では、一対の対向部（２１）のそれぞれにおいて、第１端部（２１３）は、周方向（Ｃｄ１）と直交する平面における大きさが空隙部（１２）に向かうにつれて小さくなる。第７の態様によれば、空隙部（１２）により多くの磁束を通すことができる。
【００６１】
第８の態様の磁気コア（１）は第７の態様との組み合わせにより実現され得る。第８態様では、一対の対向部（２１）のそれぞれにおいて、第１端部（２１４）の対向面（２１４ａ）は、空隙部（１２）に配置される磁電変換素子（４１）の感受面（４１１）に対応する大きさである。第８の態様によれば、磁電変換素子（４１）が感受面（４１１）に効率よく磁束を受けとることができ、測定可能範囲の下限付近の電流の測定精度を向上することができる。
【００６２】
第９の態様の磁気コア（１）は第３〜第８の態様の何れか一つとの組み合わせにより実現され得る。第９の態様では、本体（１１）は、一対の対向部（２１）の第２端部（２１５，２１６）の端面（２１５ａ，２１６ａ）は、凹凸状である。一対の第１部位（３３，３４）の端面（３３ａ，３４ａ）は、一対の対向部（２１）のうちの対応する対向部（２１）の第２端部（２１５，２１６）の端面（２１５ａ，２１６ａ）に対応する凹凸状である。第９の態様によれば、本体（１１）における漏れ磁束を軽減することができる。
【００６３】
第１０の態様の磁気コア（１）は、第９態様との組み合わせにより実現され得る。一対の対向部（２１）の第２端部（２１５）の端面（２１５ａ）は、階段状である。一対の第１部位（３３）の端面（３３ａ）は、一対の対向部（２１）のうちの対応する対向部の第２端部（２１５）の端面（２１５ａ）に対応する階段状である。第１０の態様によれば、本体（１１）における漏れ磁束を軽減することができる。
【００６４】
第１１の態様の磁気コア（１）は、第９態様との組み合わせにより実現され得る。第１１態様では、一対の対向部（２１）の第２端部（２１６）の各々と第２部分（３）の一対の第１部位（３４）の各々との一方は、複数の凸部（２１６ｂ，３４ｃ）を備える。他方は、複数の凸部（２１６ｂ，３４ｃ）がそれぞれ嵌る複数の凹部（２１６ｃ，３４ｂ）を備える。第１１の態様によれば、本体（１１）における漏れ磁束を軽減することができる。
【００６５】
第１２の態様の電流センサ（１０）は、磁気コア（１）と、空隙部（１２）に配置される磁電変換素子（４１）とを備える。第１２の態様によれば、という効果を奏する。第１２の態様によれば、電流の測定可能範囲を広げることができる。
【００６６】
第１３の態様の計測システム（１００）は、電流センサ（１０）と、電流センサ（１０）の出力に基づいて電流を計測する計測装置（５）とを備える。第１３の態様によれば、という効果を奏する。第１３の態様によれば、電流の測定可能範囲を広げることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１  磁気コア
１０  電流センサ
１００  計測システム
１１  本体
１２  空隙部
２  第１部分
２１  対向部
２１１  第１端部
２１１ａ  対向面
２１１ｂ  第１面積
２１２  第２端部
２１２ｂ  第２面積
２１５  第２端部
２１５ａ  第２端部の端面
２１６  第２端部
２１６ａ  第２端部の端面
３  第２部分
３１  第１部位
３２  第２部位
３３  第１部位
３４  第１部位
３２１  第３面積
４１  磁電変換素子
４１１  感受面
５  計測装置
Ｃｄ１  周方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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