(57)【要約】【課題】計測電流により発生する磁束以外の磁束の発生源がある場合であっても、被計測電流の電流量の計測誤差を抑制することができる電流センサを提供する。【解決手段】電流センサ１は、磁束測定用ギャップ１１１と少なくとも一つの磁気飽和防止用ギャップ１１２とを含む環状コア１１と、磁束測定用ギャップ１１１に設けられ、バスバー５０によって生じる磁束を測定するホール素子１３とを有する。また、バスバー５０以外からの漏れ磁束の進入部分から環状コア１１に沿って磁気測定用ギャップ１１１に到達する第一の経路、及び進入部分から磁気測定用ギャップに到達する経路であって第一の経路とは逆方向の第二の経路において、各経路で通過する磁気飽和防止用ギャップ１１２の幅の合計が同じである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁束測定用ギャップと少なくとも一つの磁気飽和防止用ギャップとを含む環状コアと、前記磁束測定用ギャップに設けられ、電流路によって生じる磁束を測定する感磁素子とを有する電流センサであって、
前記電流路以外からの漏れ磁束の進入部分から前記環状コアに沿って前記磁気測定用ギャップに到達する第一の経路、及び該第一の経路とは逆方向の前記進入部分から前記磁気測定用ギャップに到達する第二の経路において、各経路で通過する前記磁気飽和防止用ギャップの幅の合計が同じである
電流センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電流センサに関し、特に磁束測定用ギャップと磁気飽和防止用ギャップとを含む環状コアを有する電流センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
バスバーなどの電流路に流れる電流を計測する電流センサとして、計測対象の電流路を囲むように配置された磁性体（コア）を用いたものが知られている。このような電流センサでは、コアの一部にギャップ（隙間）を有し、このギャップにホール素子などの感磁素子が設けられる。この電流センサでは、コアが、電流路に流れる電流が誘起する磁束を集磁し、ギャップに設けられた感磁素子が、磁束密度を測定することにより、電流路に流れる電流量を計測する。
【０００３】
また、感磁素子を設けるためのギャップに加え、さらにギャップを追加した構成の電流センサがある。例えば、特許文献１では、コア内での磁気飽和により正確に電流が検出できなくなることを防ぐために、磁気飽和を防ぐためのギャップ（以下、磁気飽和防止用ギャップという。）を追加する構成について開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０７１４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電流センサの近くに、計測対象のバスバー以外のバスバーが配置されている場合、このバスバーから漏れる磁束が電流センサのコアを経由して、感磁素子に到達することが考えられる。その際、磁気飽和防止用ギャップを経由する経路で感磁素子に到達する漏れ磁束と、磁気飽和防止用ギャップを経由しない逆回りの経路で感磁素子に到達する漏れ磁束とでは、磁束の大きさに差が生じる。このため、感磁素子部分において、コアの周方向の磁束が残ることとなり、計測対象のバスバーの電流測定において測定誤差が生じる恐れがある。
【０００６】
この点について、図を用いてより具体的に説明する。まず、ギャップが、感磁素子が設けられるギャップ（以下、磁束測定用ギャップという。）１つだけであり磁気飽和防止用ギャップを有しないコア（シングルギャップコア）における漏れ磁束の影響について説明する。次に、磁束測定用ギャップに加え磁気飽和防止用ギャップを１つ有するコア（ダブルギャップコア）における漏れ磁束の影響について説明する。以下に説明する通り、磁気飽和防止用ギャップを有しないコアに比べ、磁気飽和防止用ギャップを有するコアでは、電流測定に与える漏れ磁束の影響は大きい。
【０００７】
図８は、磁気飽和防止用ギャップを有しないコアにおいて、隣接するバスバーによる漏れ磁束の影響について説明する図である。ここで、図８（ａ）は、磁気飽和防止用ギャップを有しないコアで構成された電流センサ１０ａ、１０ｂの正面図であり、各計測対象のバスバー６０ａ、６０ｂについては断面が描かれている。図８（ａ）に示した例では、互いに隣接する２本のバスバー６０ａ、６０ｂのそれぞれに、電流センサ１０ａ、１０ｂが設けられている。また、各電流センサ１０ａ、１０ｂは、コア２００ａ、２００ｂを有し、その上部には磁束測定用ギャップ２１０ａ、２１０ｂが設けられている。また、このギャップ内に感磁素子３００ａ、３００ｂが設けられている。
【０００８】
図８（ｂ）は、バスバー６０ｂに電流を流した際に電流センサ１０ａに進入する漏れ磁束の様子について示す模式図である。なお、図８（ｂ）において、矢印は、漏れ磁束を示している。右側のバスバー６０ｂで発生した磁束は、右側のコア２００ｂで収磁されるが、一部の磁束が左側のコア２００ａに漏れる。漏れてきた磁束は、左側のコア２００ａの右端（隣接するバスバー６０ｂ側のコア２００ａの端部）から進入し、進入部分から上下に分かれて、それぞれコア２００ａを左回りする経路と、コア２００ａを右回りする経路をたどって、感磁素子３００ａ部分で再度合流する。
【０００９】
図８（ｃ）は、バスバー６０ｂに電流を流した際に電流センサ１０ａに進入する漏れ磁束の様子について、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）解析による結果を図示した模式図であり、感磁素子３００ａ付近の磁束ベクトルが破線矢印で描画されている。なお、感磁素子３００ａから上方向に延びる実線の矢印は、破線矢印で示される磁束ベクトルの合成ベクトルを図示したものである。
【００１０】
図８（ｃ）に示されるように、磁束測定用ギャップ２１０ａへ右側から到達する磁束ベクトルと磁束測定用ギャップ２１０ａへ左側から到達する磁束ベクトルとはほぼ同じ大きさのため、これらの合成ベクトルは、感磁素子３００ａ部分において垂直方向（図中のｙ軸方向）に延びるベクトルとなっている。すなわち、感磁素子３００ａの感磁方向（図中のｘ軸方向）であるコアの周方向のベクトル成分が打ち消しあっているため、漏れ磁束が測定されない。厳密には、図８（ｂ）における右回りの経路と左回りの経路とでは磁路長が異なるので、磁気抵抗に差があり、感磁素子３００ａにおける漏れ磁束の測定が０であるとは限らないが、これは無視できる程度の影響である。
【００１１】
次に、磁気飽和防止用ギャップを有するコアにおける漏れ磁束の影響について説明する。図９は、磁気飽和防止用ギャップを有するコアにおいて、隣接するバスバーによる漏れ磁束の影響について説明する図である。ここで、図９（ａ）は、磁気飽和防止用ギャップを有するコアで構成された電流センサ２０ａ、２０ｂの正面図であり、各計測対象のバスバー６１ａ、６１ｂについては断面が描かれている。図９（ａ）に示した例では、図８（ａ）と同様、互いに隣接する２本のバスバー６１ａ、６１ｂのそれぞれに、電流センサ２０ａ、２０ｂが設けられている。また、各電流センサ２０ａ、２０ｂは、コア２０１ａ、２０１ｂを有する。コア２０１ａ、２０１ｂの上部にはそれぞれ磁束測定用ギャップ２１１ａ、２１１ｂが設けられている。コア２０１ａ、２０１ｂの下部にはそれぞれ磁気飽和防止用ギャップ２１２ａ、２１２ｂが設けられている。また、上部の磁束測定用ギャップ２１１ａ、２１１ｂ内に感磁素子３０１ａ、３０１ｂが設けられている。
【００１２】
図９（ｂ）は、バスバー６１ｂに電流を流した際に電流センサ２０ａに進入する漏れ磁束の様子について示す模式図である。なお、図９（ｂ）において、矢印は、漏れ磁束を示している。右側のバスバー６１ｂで発生した磁束は、右側のコア２０１ｂで収磁されるが、上記の例と同様、一部の磁束が左側のコア２０１ａに漏れる。漏れてきた磁束は、左側のコア２０１ａの右端（隣接するバスバー６１ｂ側のコア２０１ａの端部）から進入し、進入部分から上下に分かれて、それぞれコア２０１ａを左回りする経路と、コア２０１ａを右回りする経路をたどって、感磁素子３０１ａ部分で再度合流する。
【００１３】
図９（ｃ）は、バスバー６１ｂに電流を流した際に電流センサ２０ａに進入する漏れ磁束の様子について、ＣＡＥ解析による結果を図示した模式図であり、感磁素子３０１ａ付近の磁束ベクトルが破線矢印で描画されている。なお、感磁素子３０１ａから上方向に延びる実線の矢印は、破線矢印で示される磁束ベクトルの合成ベクトルを図示したものである。
【００１４】
図９（ｂ）に示すように、コア２０１ａの右端から進入した漏れ磁束は、右回りの経路と左回りの経路とに分かれて感磁素子３０１ａ部分で合流するが、右回りの磁束はコア２０１ａの下部に設けられた飽和防止用ギャップ２１２ａを跨いで感磁素子３０１ａに到達するのに対し、左回りの磁束は飽和防止用ギャップ２１２ａを跨ぐことなく感磁素子３０１ａに到達する。ギャップ部分は、磁性体部分に比べ、磁気抵抗が著しく大きいため、ギャップを跨ぐ場合には磁束密度が低下する。このため、経路によって磁束密度に差が生じている。
【００１５】
このため、図９（ｃ）に示されるように、図８（ｃ）で示した例と異なり、磁束測定用ギャップ２１１ａへ右側から到達する磁束の磁束密度が、磁束測定用ギャップ２１１ａへ左側から到達する磁束の磁束密度よりも大きくなっており、磁束のＸ軸方向の成分が打ち消しあっていない。このため、感磁素子３０１ａ部分において、磁束の合成ベクトルは、図中の左方向に傾いたものとなっている。したがって、感磁素子３０１ａの感磁方向（図中のｘ軸方向）であるコアの周方向に磁束が残り、漏れ磁束が感磁素子３０１ａにより検出されることになる。これが電流量の測定誤差の要因となると考えられる。
【００１６】
本発明は、上記した事情を背景としてなされたものであり、被計測電流により発生する磁束以外の磁束の発生源がある場合であっても、被計測電流の電流量の計測誤差を抑制することができる電流センサ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】
【００１７】
本発明にかかる電流センサは、磁束測定用ギャップと少なくとも一つの磁気飽和防止用ギャップとを含む環状コアと、前記磁束測定用ギャップに設けられ、電流路によって生じる磁束を測定する感磁素子とを有する電流センサであって、前記電流路以外からの漏れ磁束の進入部分から前記環状コアに沿って前記磁気測定用ギャップに到達する第一の経路、及び該第一の経路とは逆方向の前記進入部分から前記磁気測定用ギャップに到達する第二の経路において、各経路で通過する前記磁気飽和防止用ギャップの幅の合計が同じである
。
【００１８】
このような構成によれば、第一の経路と第二の経路とで、漏れ磁束が感磁素子へと到達するまでに通過するギャップの幅を同じにすることができるので、両経路の磁気抵抗の差を抑えることができる。したがって、漏れ磁束に起因する計測誤差を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、被計測電流により発生する磁束以外の磁束の発生源がある場合であっても、被計測電流の電流量の計測誤差を抑制することができる電流センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態１にかかる電流センサ１の斜視図である。
【図２】実施の形態１にかかる電流センサ１の正面図である。
【図３】実施の形態１にかかるインバータの内部回路３の斜視図である。
【図４】実施の形態１にかかるインバータの内部回路３の正面図である。
【図５】実施の形態１にかかる電流センサ１ａにおける漏れ磁束について説明する図であり、（ａ）は電流センサ１ａに進入する漏れ磁束の様子について示す模式図であり、（ｂ）はＣＡＥ解析による結果を図示した模式図である。
【図６】実施の形態２にかかる電流センサ２の正面図である。
【図７】実施の形態２にかかる電流センサ２を用いた場合のインバータの内部回路３について示す模式図である。
【図８】磁気飽和防止用ギャップを有しない場合の漏れ磁束の影響について説明する図であり、（ａ）は電流センサ１０ａ、１０ｂの正面図であり、（ｂ）は漏れ磁束の様子について示す模式図であり、（ｃ）はＣＡＥ解析による結果を図示した模式図である。
【図９】磁気飽和防止用ギャップを有する場合の漏れ磁束の影響について説明する図であり、（ａ）は電流センサ２０ａ、２０ｂの正面図であり、（ｂ）は漏れ磁束の様子について示す模式図であり、（ｃ）はＣＡＥ解析による結果を図示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態１にかかる電流センサ１の斜視図である。また、図２は、実施の形態１にかかる電流センサ１の正面図である。なお、図１及び図２では、電流センサ１の他に測定対象の電流路であるバスバー５０が図示されている。
【００２２】
電流センサ１は、環状コア１１と、ホール素子１３とを有する。電流センサ１は、バスバー５０を囲むよう設けられている。
環状コア１１は、磁束測定用ギャップ１１１、磁気飽和防止用ギャップ１１２、磁性体部１１３、１１４を有する。磁束測定用ギャップ１１１は、環状コア１１の上部に設けられている。また、磁気飽和防止用ギャップ１１２は、環状コア１１における漏れ磁束の進入部分に設けられている。ここで、漏れ磁束とは、計測対象の電流路に流れる電流以外に起因する他の磁束をいう。漏れ磁束の進入部分は、具体的には、例えば、環状コア１１の周方向のうち、被計測電流により発生する磁束以外の磁束の発生源に最も近接した部分が該当する。
このように環状コア１１は、磁性体部分と、２つのギャップ部分とを含んだ構成となっており、磁性体部分とギャップ部分とにより環状の形状をなしている。
【００２３】
ホール素子１３は、磁束測定用ギャップ１１１内に配置された感磁素子であり、環状コア１１の周方向の磁束成分を測定する。
【００２４】
電流センサ１において、環状コア１１に進入した漏れ磁束は、二つの経路に分かれてホール素子１３に到達する。すなわち、進入部分から上方向へと進んで左回りに環状コア１１を経由して（磁性体部１１３を経由して）ホール素子１３に到達する第一の経路と、第一の経路とは逆回りの経路として、進入部分から下方向へと進んで右回りに環状コア１１を経由して（磁性体部１１４を経由して）ホール素子１３に到達する第二の経路とに、漏れ磁束は分かれることとなる。
【００２５】
このとき、第一の経路と第二の経路とでは、磁路の磁気抵抗が等しくなる。これは、経路ごとの磁気抵抗の差は経路中で経由するギャップに依存するところ、第一の経路と第二の経路とにおいて、それぞれ経由するギャップの幅が同じであるからである。なお、ギャップの幅とは、環状コア１１の周方向のギャップの長さをいう。環状コア１１における漏れ磁束の進入位置が磁気飽和防止用ギャップ１１２の周方向中央であるとすると、磁気飽和防止用ギャップ１１２の幅をｄとした場合の磁束測定用ギャップ１１１までの各経路におけるギャップ幅は、それぞれｄ／２であり両者は同じである。なお、磁束測定用ギャップ１１１を両経路の始点に含めないものとして捉えた場合（すなわち、第一の経路の始点を磁性体部１１３における磁気飽和防止用ギャップ１１２に面する部分とし、第二の経路の始点を磁性体部１１４における磁気飽和防止用ギャップ１１２に面する部分として捉えた場合）においても、磁束測定用ギャップ１１１までの各経路におけるギャップ幅は、いずれも０となり両者は同じである。
【００２６】
このため、ホール素子１３の位置で、環状コア１１の周方向（感磁方向）の漏れ磁束のベクトルが互いに打ち消され、バスバー５０の電流計測における漏れ磁束による測定誤差を抑制することができる。
【００２７】
次に、上述の電流センサ１の具体的な適用例について説明する。図３は、モータに通電するインバータの内部回路３の一部を示す斜視図である。また、図４は、図３に示したインバータの内部回路３の正面図である。図３及び図４に示されるインバータの内部回路３では、バスバー５１ａとバスバー５１ｂとが互いに隣接して設けられている。また、バスバー５１ａ、５１ｂには、それぞれ、上述の電流センサ１が設けられている。以下、バスバー５１ａに流れる電流量を測定する電流センサ１及びその構成要素について、符号ａを付し、バスバー５１ｂに流れる電流量を測定する電流センサ１及びその構成要素について、符号ｂを付して区別する。
【００２８】
ここで、電流センサ１ａ、１ｂは、図３に示されるように、バスバー５１ａ及びバスバー５１ｂが並走する位置に、互いに隣接して配置されている。より具体的には、電流センサ１ａ、１ｂは、それぞれ、バスバー５１ａ、５１ｂを囲むように設置されており、向きが互いに対称となるように設けられている。すなわち、電流センサ１ａは、磁束測定用ギャップ１１１ａが環状コア１１ａの上部に設けられ、磁気飽和防止用ギャップ１１２ａがバスバー５１ｂに対向する部分（環状コア１１ａの右端部）に設けられている。これに対し、電流センサ１ｂは、磁束測定用ギャップ１１１ｂが環状コア１１ｂの上部に設けられ、磁気飽和防止用ギャップ１１２ｂがバスバー５１ａに対向する部分（環状コア１１ｂの左端部）に設けられている。
【００２９】
より具体的には、図３及び図４に示した適用例では、環状コア１１ａにおける漏れ磁束の進入部分に磁気飽和防止用ギャップ１１２ａを設けるべく、環状コア１１ａの中心と、漏れ磁束の発生源となる環状コア１１ｂ中の隣接するバスバー５１ｂとを結ぶ線分が環状コア１１ａと交わる部分に磁気飽和防止用ギャップ１１２ａを設けている。また、同様に、図３及び図４に示した適用例では、環状コア１１ｂの中心と、漏れ磁束の発生源となる環状コア１１ａ中の隣接するバスバー５１ａとを結ぶ線分が環状コア１１ｂと交わる部分に磁気飽和防止用ギャップ１１２ｂを設けている。
【００３０】
上述の構成により、電流センサ１ａでは、環状コア１１ａがバスバー５１ａに流れる電流による磁束を集磁し、ホール素子１３ａがその磁束密度を検出することによりバスバー５１ａに流れる電流量を計測する。また、同様に、電流センサ１ｂでは、環状コア１１ｂがバスバー５１ｂに流れる電流による磁束を集磁し、ホール素子１３ｂがその磁束密度を検出することによりバスバー５１ｂに流れる電流量を計測する。
【００３１】
このとき、バスバー５１ａ、５１ｂは互いに近接しているため、環状コア１１ａはバスバー５１ａに流れる電流による磁束に限らずバスバー５１ｂに流れる電流による磁束も集磁してしまう。また、環状コア１１ｂはバスバー５１ｂに流れる電流による磁束に限らずバスバー５１ａに流れる電流による磁束も集磁してしまう。
【００３２】
しかしながら、以下の通り、図３及び図４に示される適用例においては、漏れ磁束による電流の測定誤差を抑えることができる。
図５（ａ）は、バスバー５１ｂに電流を流した際に電流センサ１ａに進入する漏れ磁束の様子について示す模式図である。なお、図５（ａ）において、矢印が、漏れ磁束を示している。
【００３３】
図５（ｂ）は、バスバー５１ｂに電流を流した際に電流センサ１ａに進入する漏れ磁束の様子について、ＣＡＥ解析による結果を図示した模式図であり、ホール素子１３ａ付近の磁束ベクトルが破線矢印で描画されている。なお、ホール素子１３ａから上方向に延びる実線の矢印は、破線矢印で示される磁束ベクトルの合成ベクトルを図示したものである。
【００３４】
図５（ａ）に示されるように、バスバー５１ｂで発生した漏れ磁束は、環状コア１１ａの磁気飽和防止用ギャップ１１２ａ部分から進入し、上下に分かれて、それぞれ環状コア１１ａを左回りする第一の経路と、環状コア１１ａを右回りする第二の経路をたどって、ホール素子１３ａ部分で再度合流する。その際、第一の経路と第二の経路とにおいて、漏れ磁束がそれぞれ経由するギャップの幅が同じとなっており、両経路におけるギャップによる磁気抵抗の差が生じない。このため、図５（ｂ）に示されるように、磁束測定用ギャップへ右側から到達する磁束ベクトルと磁束測定用ギャップへ左側から到達する磁束ベクトルとはほぼ同じ大きさとなる。よって、これらの合成ベクトルは、ホール素子１３ａ部分において、感磁方向（図中のｘ軸方向）が打ち消しあい、垂直方向（図中のｙ軸方向）に延びるベクトルとなっている。したがって、ホール素子１３ａにおいて漏れ磁束は測定されず、測定誤差の発生が抑制される。同様に、ホール素子１３ｂにおいても漏れ磁束は測定されず、測定誤差の発生が抑制される。
【００３５】
以上、測定誤差を抑制できる電流センサ１について説明したが、電流センサ１によれば、測定誤差を抑制しつつ電流センサを小型化することが容易となる。図３及び図４に示されるように、狭い領域に電流センサを設ける必要がある場合には、電流センサ自体の小型化が要求される。電流センサを小型化する際、コアの小型化がボトルネックとなる場合がある。例えば、図８に示したようなシングルギャップコアの電流センサの場合、上述の通り漏れ磁束が電流測定に与える影響は磁気飽和防止用ギャップが設けられている場合に比べて小さい。しかし、単純にコア自体を小さくすると、磁気飽和が発生してしまい、Ｂ−Ｈ特性（磁化特性）の直線性が失われる。このため、電流の計測精度が悪化する。
【００３６】
一方、特開２０１４−６１６１号公報に示されるように、磁束測定用ギャップのギャップ幅を大きくすれば、Ｂ−Ｈ特性の直線性は保たれるが、ギャップの幅は、コア幅よりも大きくすることができない。そこで、特開２０１３−２００１４０号公報に示されるように、複数のギャップをコアに設けることにより、磁路上のギャップの合計の長さが大きくなり、コアの小型化と、Ｂ−Ｈ特性の直線性の確保とを両立させることができる。
【００３７】
しかしながら、これでも問題が残る。すなわち、このように複数のギャップをコアに設けたとしても、被計測電流により発生する磁束以外の他の磁束の発生源が電流センサに近接している場合には、この他の磁束の影響により測定誤差が生じる恐れがある。これに対し、電流センサ１においては、上述の通り、この他の磁束の影響による測定誤差の発生を抑制することができるため、測定精度の悪化を防ぎつつ、小型化することができる。
【００３８】
実施の形態２
図６は、実施の形態２にかかる電流センサ２の正面図である。なお、図６では、電流センサ２の他に測定対象の電流路であるバスバー５２の断面が図示されている。実施の形態１にかかる電流センサ１は、磁気飽和防止用ギャップが１つの例を示したが、本実施の形態２では、複数の磁気飽和防止用ギャップを有する点で、実施の形態１に示した電流センサ１と異なる。なお、電流センサ２において、電流センサ１と同じ構成については、同一の符号を付すとともに、その説明を省略する。
【００３９】
電流センサ２は、１つの磁束測定用ギャップ１１１と、ｎ（ただし、ｎは３以上の整数）個の磁気飽和防止用ギャップ１２１＿１〜１２１＿ｎ(以下、符号１２１で総称することがある)とを含む環状コア１２を有している。ここで、ｎ個の磁気飽和防止用ギャップ１２１のうちいずれか１つについては、電流センサ１と同様、環状コア１２における漏れ磁束の進入部分に設けられている。
【００４０】
また、環状コア１２における漏れ磁束の進入部分から上方向へと進んで左回りに環状コア１２を経由してホール素子１３に到達する第一の経路上には、少なくとも１つの磁気飽和防止用ギャップ１２１が設けられており、漏れ磁束の進入部分から下方向へと進んで右回りに環状コア１２を経由してホール素子１３に到達する第二の経路上にも、少なくとも１つの磁気飽和防止用ギャップ１２１が設けられている。
【００４１】
ここでは、磁気飽和防止用ギャップ１２１＿ｋ（ただし、１＜ｋ＜ｎを満たす整数）が、環状コア１２における漏れ磁束の進入部分に設けられているものとし、磁気飽和防止用ギャップ１２１＿１〜１２１＿ｋ−１が第一の経路上に設けられ、磁気飽和防止用ギャップ１２１＿ｋ＋１〜１２１＿ｎが第二の経路上に設けられているものとする。
【００４２】
ここで、環状コア１２に設けられた磁気飽和防止用ギャップ１２１は、以下の関係が成り立つよう設けられている。すなわち、第一の経路上に設けられた磁気飽和防止用ギャップ１２１＿１〜１２１＿ｋ−１のギャップの幅の総和と、第二の経路上に設けられた磁気飽和防止用ギャップ１２１＿ｋ＋１〜１２１＿ｎのギャップの幅の総和とが同じになるように構成されている。
【００４３】
なお、環状コア１２に設けられた磁気飽和防止用ギャップ１２１は、第一の経路上のギャップの幅の総和と、第二の経路上ギャップの幅の総和とが同じであればよく、第一の経路と第二の経路とで異なる数の磁気飽和防止用ギャップ１２１が設けられていてもよい。
【００４４】
電流センサ２において、環状コア１２に進入した漏れ磁束は、第一の経路と第二の経路とに分かれてホール素子１３に到達する。このとき、第一の経路と第二の経路とでは、ギャップの幅の総和が同じであるため、両磁路の磁気抵抗は等しくなる。このため、ホール素子１３の位置で、環状コア１２の感磁方向である周方向（図のｘ軸方向）の漏れ磁束のベクトルが互いに打ち消され、漏れ磁束によるバスバー５２の電流計測における測定誤差を抑制することができる。
【００４５】
次に、電流センサ２の具体的な適用例について説明する。ここでは、図３及び図４で示したインバータの内部回路３において、電流センサ１を、３つの磁気飽和防止用ギャップ１２１を備えた電流センサ２に置き換えた場合の適用例について説明する。図７は、インバータの内部回路３において、２つの電流センサ１の代わりに２つの電流センサ２を用いた場合の様子を示す模式図である。なお、以下、バスバー５１ａに流れる電流量を測定する電流センサ２及びその構成要素について符号ａを付し、バスバー５１ｂに流れる電流量を測定する電流センサ２及びその構成要素について符号ｂを付して区別する。
【００４６】
本適用例においても、図３及び図４に示した電流センサ１の適用例と同様、電流センサ２ａ、２ｂは、バスバー５１ａ及びバスバー５１ｂが並走する位置に、互いに隣接した位置に、向きが互いに対称となるように設けられている。すなわち、電流センサ２ａは、磁束測定用ギャップ１１１ａが環状コア１２ａの上部に設けられ、磁気飽和防止用ギャップ１２１＿２ａがバスバー５１ｂに対向する部分（環状コア１２ａの右端部）に設けられている。これに対し、電流センサ２ｂは、磁束測定用ギャップ１１１ｂが環状コア１２ｂの上部に設けられ、磁気飽和防止用ギャップ１２１＿２ｂがバスバー５１ａに対向する部分（環状コア１２ｂの左端部）に設けられている。
【００４７】
また、環状コア１２ａの第一の経路上には、磁気飽和防止用ギャップ１２１＿１ａが設けられ環状コア１２ａの第二の経路上には、磁気飽和防止用ギャップ１２１＿３ａが設けられている。さらに、環状コア１２ｂの第一の経路上には、磁気飽和防止用ギャップ１２１＿１ｂが設けられ、環状コア１２ｂの第二の経路上には、磁気飽和防止用ギャップ１２１＿３ｂが設けられている。
【００４８】
ここで、磁気飽和防止用ギャップ１２１＿１ａのギャップの幅と、磁気飽和防止用ギャッ１２１＿３ａのギャップの幅とは同じに設定されている。このため、電流センサ２ａにおいて、第一の経路と第二の経路とでは、ギャップの幅の総和が同じであるため、バスバー５１ａの電流計測における漏れ磁束による測定誤差を抑制することができる。また、磁気飽和防止用ギャップ１２１＿１ｂのギャップの幅と、磁気飽和防止用ギャップ１２１＿３ｂのギャップの幅とは同じに設定されている。このため、電流センサ２ｂにおいて、第一の経路と第二の経路とでは、ギャップの幅の総和が同じであるため、バスバー５１ｂの電流計測における漏れ磁束による測定誤差を抑制することができる。
【００４９】
以上、電流センサ２の適用例について、図７を用いて説明したが、電流センサ２ａ、２ｂは、必ずしも同じ構成でなくてもよい。例えば、図７に示した例では、環状コア１２ａ、１２ｂにおける第一の経路上に配置される磁気飽和防止用ギャップ１２１＿１ａ、１２１＿１ｂは、互いに対称となる位置に設けられているが、これらの位置は互いに対応する必要はない。また、同様に、各磁気飽和防止用ギャップ１２１＿３ａ、１２１＿３ｂについても、これらの位置は互いに対応する必要はない。また電流センサ２ａと電流センサ２ｂとは、第一の経路又は第二の経路上のギャップ数が異なっていてもよい。
【００５０】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記の実施の形態１、２では、環状コアにおける漏れ磁束の進入部分に磁気飽和防止用ギャップを設ける構成について示したが、必ずしも漏れ磁束の進入部分に磁気飽和防止用ギャップを設ける必要はない。上述の通り、漏れ磁束の進入部分から感磁素子へ至る第一の経路とこれと逆方向の第二の経路において、漏れ磁束が通過するギャップの幅が同じであれば、漏れ磁束が感磁素子により検知されることを防ぐことができる。したがって、例えば、漏れ磁束の進入部分には磁気飽和防止用ギャップを設けず、第一の経路及び第二の経路上にそれぞれ１以上の磁気飽和防止用ギャップを設け、各経路における磁気飽和防止用ギャップのギャップ幅の合計値が同じになるように構成してもよい。
【００５１】
また、上記実施の形態では、一例として磁束測定用ギャップを環状コアの上部に設ける構成について示したが、磁束測定用ギャップは、上部に限らず他の位置に設けてもよい。また、例えば、感磁素子の一例として、ホール素子を挙げたが、感磁素子は、磁気を検出できる素子あればよく、例えば、磁気抵抗素子などでもよい。また、環状コアに設けられるギャップのうち感磁素子を設けないものについて、磁気飽和防止用ギャップとして説明したが、磁気飽和防止以外の用途に用いられるギャップであってもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１、２              ：電流センサ
１１、１２          ：環状コア
１３                ：ホール素子
５０、５１、５２    ：バスバー
１１１              ：磁束測定用ギャップ
１１２、１２１      ：磁気飽和防止用ギャップ
【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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【図９】
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