(57)【要約】【課題】本発明は、環状の磁気コアを備えている電流センサに関する。【解決手段】磁気コアが、測定すべき電流が流される一次導体を囲んでおり、磁気コアが、空隙を有しており、空隙内には、磁気コアの磁気誘導を計測するためのセンサ要素が配置されており、空隙の断面積が、磁気コアの断面積より大きい。【選択図】図２
2012225921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の磁気コア（１）を備えている電流センサであって、
前記磁気コア（１）が、測定すべき電流が流される一次導体（２）を囲んでおり、
前記磁気コア（１）が、空隙（３）を有しており、
前記空隙（３）内には、前記磁気コア（１）の磁気誘導を計測するためのセンサ要素（７）が配置されており、
前記空隙（３）の断面積が、前記磁気コア（１）の断面積より大きいことを特徴とする電流センサ。
【請求項２】
前記空隙（３）の向きが、環状の前記磁気コア（１）の軸線方向に向いていることを特徴とする請求項１に記載の電流センサ（１）。
【請求項３】
前記磁気コア（１）が、少なくとも１つのオーバーラップ領域（９）を有しており、
前記オーバーラップ領域（９）では、前記磁気コア（１）が環状の形態に組み立てられた場合にオーバーラップ面積を形成するように、第１の終端部分（１３）及び第２の終端部分（１４）が重なり合っており、
前記オーバーラップ領域（９）が、前記センサ要素（７）を収容するように構成されている前記空隙（３）を形成していることを特徴とする請求項２に記載の電流センサ（１）。
【請求項４】
前記磁気コア（１）が、第１の部分（１ａ）と第２の部分（１ｂ）とから構成されており、
前記第１の部分（１ａ）と前記第２の部分（１ｂ）とが、組み立てられた場合に環状の前記磁気コア（１）を形成し、
前記第１の部分（１ａ）と前記第２の部分（１ｂ）とが、第１のオーバーラップ領域（９）と第２のオーバーラップ領域（１０）とにおいて、第１のオーバーラップ面積及び第２のオーバーラップ面積で重なり合っており、
前記第１のオーバーラップ領域（９）が、前記センサ要素（７）を収容するように構成されている前記空隙（３）を形成しており、
前記第１の部分（１ａ）と前記第２の部分（１ｂ）とが、前記第２のオーバーラップ領域（１０）において直接接触していることを特徴とする請求項３に記載の電流センサ（１）。
【請求項５】
前記第２のオーバーラップ領域（１０）におけるオーバーラップ面積が、前記第１のオーバーラップ領域（９）のオーバーラップ面積より大きいことを特徴とする請求項４に記載の電流センサ（１）。
【請求項６】
前記第１のオーバーラップ領域（９）と前記第２のオーバーラップ領域（１０）とが、第１の間隙及び第２の間隙を形成しており、
前記第１の間隙が、前記センサ要素（７）を収容するための前記空隙（３）として構成されており、
前記第２の間隙が、前記第２の間隙を磁気的に短絡させるための軟磁性を有しているスペーサ手段で充填されていることを特徴とする請求項４に記載の電流センサ（１）。
【請求項７】
環状の前記磁気コア（１）が、間隙を有しない第１の部分的なコアと、前記空隙（３）を有している第２の部分的なコアとを有しており、
前記空隙（３）には、前記磁気コア（１）の磁気誘導を計測するための前記センサ要素（７）が収容されており、
前記空隙（３）の断面積が、前記第２の部分的なコアの断面積より大きく、
前記第１の部分的なコアと前記第２の部分的なコアとが、共通の二次巻線を備えている組み合わせ式磁気コア（１）を形成していることを特徴とする請求項１に記載の電流センサ（１）。
【請求項８】
前記第１の部分的なコアが、前記第２の部分的なコアより大きな断面を有しており、高飽和磁性材料から作られていることを特徴とする請求項７に記載の電流センサ（１）。
【請求項９】
前記空隙（３）の向きが、環状の前記磁気コア（１）の径方向に向いていることを特徴とする請求項１に記載の電流センサ（１）。
【請求項１０】
前記空隙（３）の向きが、環状の前記磁気コア（１）の軸線方向に対して、９０°ではない所定の角度を形成していることを特徴とする請求項１に記載の電流センサ（１）。
【請求項１１】
前記空隙（３）の向きが、環状の磁気コア（１）の径方向に対して、９０°ではない所定の角度を形成していることを特徴とする請求項１に記載の電流センサ（１）。
【請求項１２】
前記所定の角度が、１０°〜８０°とされることを特徴とする請求項１０に記載の電流センサ（１）。
【請求項１３】
前記所定の角度が、１０°〜８０°とされることを特徴とする請求項１１に記載の電流センサ（１）。
【請求項１４】
前記磁気コア（１）が、積層されたコアシートから形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電流センサ。
【請求項１５】
前記スペーサ手段が、非磁性材料から作られているか、又は第２の磁束センサとされることを特徴とする請求項６に記載の電流センサ（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状の磁気コアを備えている電流センサであって、磁気コアが、測定すべき電流が流される一次導体を囲んでおり、磁気コアが、空隙を有しており、空隙内には、磁気コアの磁気誘導を計測するためのセンサ要素が配置されている、電流センサに関する。
【０００２】
本発明は、特に、交流電流及び直流電流の両方を測定可能な２つのタイプの電流センサ、すなわち開ループ型電流センサ及び閉ループ型電流センサに関する。これら電流センサの特徴は、軟磁性を有している環状のコアが、測定すべき電流が流される一次導体を囲んでいることである。一般に、コアは、ストリップ状の巻き付け可能な金属テープ、積層された磁性鋼板、又はバルク状のフェライトから構成されている。コアは、コアの周方向に沿って配置されている空隙をさらに有している。図１は、既知の従来技術に基づくこのような構成の概略図である。環状とは、コアの外形が、小さいと仮定される空隙から離隔した位置にて周方向において略閉塞していることを意味する。この意味において、環状が、例えば円状、楕円状、又は矩形状を意味する場合がある。
【０００３】
本明細書では、空隙の方向は空隙内の磁場の主方向として定義されている。空隙の断面積はコアの断面積と同一である。
【０００４】
磁気コアの磁気誘導を計測するためのセンサ要素が、空隙３内に設けられている。このセンサ要素としては、ホールセンサ、集積回路ベースのホールセンサ、磁気抵抗センサや磁束センサが挙げられる。
【背景技術】
【０００５】
従来技術において知られている電流センサは、平坦な形状の空隙と平坦な形状のセンサ要素とを利用している。
【０００６】
また、補償の定理に従って動作する電流センサは、閉ループ型電流センサと呼称される。電流センサが閉ループ型電流センサである場合には、磁気コアは、補償電流を伝送する二次巻線を備えている。補償電流の目的は、交流電流及び直流電流の両方において略ゼロフラックスで確実に動作するように、一次電流が発生させる磁束密度を相殺することである。このように一次電流が発生させる磁束密度を相殺するために、空隙３内に配置されている磁束センサ要素７が、この回路内で磁気誘導される任意の磁束を検出し、比例信号を発生させる。この比例信号は、ブースター回路と呼称される幾つかの電力段（electronic power stage）によって増幅され、これにより、二次巻線を介して電流を発生させる。従って、二次電流は、一次電流の逆電流であり、負フィードバックを確立するので、磁気回路に対する影響を補償することができる。
【０００７】
開ループ型電流センサは高い精度を有しており、特に閉ループ型電流センサが高い精度を有している。しかしながら、他の導体及び電流を有している多相システムでは、磁気クロストークがセンサの精度に影響を及ぼす。このことは、磁気コアの磁気誘導から浮遊磁場を発生させると同時に外部磁場に対する電流センサの脆弱性を発生させる、空隙の影響に主に起因する。
【０００８】
空隙の磁気抵抗を低減させることによって、空隙の方向の長さと空隙の断面積との比に比例して、磁気クロストークの感度を低減することができる。公知技術に基づく電流センサの構成では、磁気コアが小さなコア断面を有しているにすぎない場合には、空隙の長さを磁束センサ要素の最小厚みよりも小さくすることができないので、磁気抵抗の低減が制限される。そして、電流センサは、最小限度の横方向寸法を必要とする。このことは、磁気コアによる磁束センサ要素の遮蔽が不十分となる可能性、又は磁束センサ要素の空隙からの突出が不十分となる可能性があり、これにより外部浮遊磁場の影響を受けることを意味する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明の解決すべき課題は、磁気コアの断面積が潜在的に制限されているにも関わらず、開ループ型及び閉ループ型の両方の構成において、磁気クロストークの感度が低減されている電流センサを提供することである。
【００１０】
本発明の解決すべき課題は、請求項１の特徴部分を備えている電流センサによって解決される。また、本発明では、空隙の断面積が磁気コアの断面積より大きい。
【００１１】
空隙の断面積は、空隙の向きに対して垂直な断面の面積を意味する。従って、空隙の向きは、空隙内の磁場の主方向として定義される。磁気コアの断面積は、磁気コアの周方向に対して垂直な断面の面積を意味する。
【００１２】
本発明における電流センサの優位な効果は、空隙の磁気抵抗を可能な限り低減することができるにも関わらず、磁気コアの断面積を大きくする必要が全く無いことである。また、本発明における電流センサは、空隙の磁気抵抗を低減するように構成されているので、磁気センサ要素の厚さと磁気コアの大きさ及び形状に起因する制限を考慮する必要が無い。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明における好ましい実施例では、空隙の向きは、環状の磁気コアの軸線方向に向いている。この軸線方向は、環状の磁気コアが配置されている平面に対して垂直な方向である。
【００１４】
さらなる好ましい実施例では、磁気コアは、第１の終端部分と第２の終端部分とを重ね合せることによって、磁気コアが環状の形態に組み立てられた場合にオーバーラップ面積を形成する、少なくとも１つのオーバーラップ領域を有している。オーバーラップ領域は、センサ要素を収容するように構成されている空隙を形成している。オーバーラップ領域の断面は、磁気コアの断面より大きくすることができるので、オーバーラップ領域内に形成されている空隙の断面も、磁気コアの断面より大きい。
【００１５】
さらなる好ましい実施例では、磁気コアは、第１の部分及び第２の部分から構成されており、第１の部分と第２の部分とが、組み立てられた場合に、環状の磁気コアを形成する。第１の部分及び第２の部分が、第１のオーバーラップ面積及び第２のオーバーラップ面積を有している第１のオーバーラップ領域及び第２のオーバーラップ領域において重なっている。これにより、第１のオーバーラップ領域は、センサ要素を収容するように構成されている空隙を形成しており、第１の部分と第２の部分とが、第２のオーバーラップ領域において直接接触している。
【００１６】
磁気コアは、円状、楕円状、又は矩形状であっても良い。好ましい実施例では、磁気コアは、１つ以上の磁性材料シートから作られている積層されたコアから成る、少なくとも２つの部分から構成されている。磁性材料シートが、一次導体を囲んでいる環を形成しており、磁気コアの２つの平面領域において重なり合っている。
【００１７】
さらなる好ましい実施例では、第１のオーバーラップ領域と第２のオーバーラップ領域とが、第１の間隙及び第２の間隙を形成しており、第１の間隙が、センサ要素を収容するための空隙として構成されており、第２の間隙には、第２の間隙を磁気的に短絡させるための、軟磁性を有しているスペーサ手段が充填されている。また、オーバーラップ領域のうち一方のオーバーラップ領域が、センサ要素を収容する狭い間隙を形成している。他方のオーバーラップ領域において、２つの平面領域が、空隙を意図的に形成しなくても良好に磁気的に接触されている。
【００１８】
さらなる好ましい実施例では、スペーサ手段は、非磁性のスペーサ材料から作られているか、又は第２の磁束センサとされる。
【００１９】
さらなる好ましい実施例では、第２のオーバーラップ領域のオーバーラップ面積は、第１のオーバーラップ領域におけるオーバーラップ面積より大きい。また、非対称な部品を利用することによって、第２のオーバーラップ領域のオーバーラップ面積が空隙におけるオーバーラップ面積より大きくし、これにより磁束遷移が改善される。
【００２０】
本発明におけるセンサの構成上の優位性は、空隙の断面が磁気コアの断面より大きく、且つ、センサ要素の良好な検出範囲及び遮蔽を実現するのに十分な大きさとされることである。
【００２１】
第１のコア部品と第２のコア部品とが、間隙を有する平面的な重なりと間隙を有しない平面的な重なりとを製造中に同時に形成するために、コア部品のうち少なくとも１つのコア部品において、積層されたコアを形成する金属シートが面外方向に屈曲されている。このような屈曲は、例えば機械的歪みが発生している面積若しくは程度を最小限度に抑えるために、又は磁気コアの大部分を同一平面内に維持するために、磁気コアの小さな区域に限定されて分布しているか、又は磁気コアの全周に亘って等間隔で分布している。しかしながら、屈曲の分布は、上述の２つの分布形態の間であれば任意の分布として良い。
【００２２】
積層されたコアを構成している金属シートは、単一の穿孔−曲げプロセスにおいて大型のコイル状シートから製造することができる。好ましくは、金属シートは、最適な軟磁性を回復させるために、機械的なプロセスを経た後に焼き鈍しプロセスを受ける。
【００２３】
その後に、組み立てられた磁気コアは、機械的なクランプ、リベット接合、樹脂含浸、モールディング、テーピング、又はプラスチック材料製ケース内に収容することによって固定される。
【００２４】
センサ要素は、径方向、周方向、又は軸線方向に向いている接続ピンを利用することによって空隙内に取り付けられるので、その用途に特有な要件に適合させることができる。このような特有な要件は、例えば二次巻線を形成するプロセスから、又はケース内に若しくはプリント回路基板（ＰＣＢ）上に対する磁気コアの取り付けから発生する。
【００２５】
さらなる実施例では、複数のコア部品が、例えばフェライト材料のような、積層されていると共にストリップ状の巻き付け可能な又はバルク状の材料から作られており、平坦とされ、実質的に湾曲していない。これらコア部品は、２つのオーバーラップ領域において互いの頂部に取り付けられている。これらオーバーラップ領域のうち一方のオーバーラップ領域では、間隙がコア部品同士の間に形成されており、他方のオーバーラップ領域では、コア部品同士が直接接触している。このことは、これらコア部品のうち一方のコア部品を他方のコア部品に対して傾けることによって実現される。これにより、互いに対して完全に平行になっていない端面において、間隙が形成された状態及び接触した状態が生じる。傾斜を小さく維持するために、この方法では、好ましくは、オーバーラップ領域を磁気コアの短辺側に配置した細長いコア部品が利用される。
【００２６】
さらなる実施例では、平坦なコア部品が、平行に配向された状態で互いの頂部に取り付けられているので、同一の空隙が、オーバーラップ領域内に形成されている。第２の間隙には、第２のセンサ及び非磁性スペーサが設けられているか、又は軟磁性材料が設けられており、この場合には第２の間隙が磁気的に短絡するであろう。両方の構成において、オーバーラップ領域の断面は磁気コアの断面より大きい。
【００２７】
さらなる好ましい実施例では、環状の磁気コアが、間隙を有しない第１の部分的なコアと、コアの軸線方向に向いている空隙を有している第２の部分的なコアとを有しており、空隙には、磁気コアの磁気誘導を計測するためのセンサ要素が収容されており、空隙の断面積が、第２の部分的なコアの断面積より大きく、第１の部分的なコアと第２の部分的なコアとが、互いの頂部に配置されており、共通の二次巻線を備えている組み合わせ式磁気コアを形成している。さらなる好ましい実施例では、第１の部分的なコアの高さが第２の部分的なコアの高さより高く、第１の部分的なコアが高飽和磁性材料から作られている。
【００２８】
後者の実施例は、磁束センサを備えている第１の部分的なコアが、その高さが低く、高品質な、例えば摩擦係数μが大きく、ロックウェル硬さＨｃが低いコア材料である場合には、特に優位である。上述のタイプのコアの構成は、同軸に配置されていると共に同一の外径を有しているが比較的大きな高さを有している、間隙を有しないコアの頂部に配置するのに適している。このようなコアは高飽和磁性材料から作られている。さらに、２つの部分的なコアは、共通の二次巻線を備えている組み合わせ式磁気コアを形成している。このような手法によって、当該実施例は、閉ループ型電流センサを構築すると同時に、ダイナミックレンジが大きいこと、クロストークが低いこと、及びＤＣオフセットが低いことを特徴とする。
【００２９】
さらなる好ましい実施例では、空隙の向きが、環状の磁気コアの径方向に向いている。径方向は、上述の軸線方向に対して略垂直な方向として定義されている。
【００３０】
また、当該実施例では、磁気コアの大部分は、円状、楕円状、又は矩形状とされ、積層されたシート状のコアから又は数層のストリップ状の巻き付け可能な薄肉の磁性テープから作られており、これにより一次導体を囲んでいる環を形成している。磁気コアは、磁気コアの平坦な領域において重なっており、平坦な領域には、磁束センサ要素を完全に囲んでいる空隙が形成されている。磁気コアは、必要なオーバーラップを確保するために湾曲部分又は局所的な屈曲部分を有している場合がある。磁気コアは、樹脂含浸、スポット溶接、モールディング、プラスチック封止等によって固定されている。オーバーラップ領域の断面は磁気コアの断面より大きい。
【００３１】
さらなる好ましい実施例では、環状の磁気コアが、間隙を有しない第１の部分的なコアと、磁気コアの径方向に向いている空隙を有している第２の部分的なコアとを有しており、空隙には、磁気コアの磁気誘導を計測するためのセンサ要素が収容されており、空隙の断面積が、第２の部分的なコアの断面積より大きく、２つの環状のコアのうち一方のコアが、他方のコアの内側に配置されており、第１の部分的なコアと第２の部分的なコアとが、共通の二次巻線を備えている組み合わせ式磁気コアを形成している。さらなる好ましい実施例では、第１の部分的なコアが、第２の部分的なコアより大きな径方向厚さを有しており、高飽和磁性材料から作られている。
【００３２】
後者の実施例は、磁束センサを備えている第１の部分的なコアが、小さな径方向コア厚さと、第２の部分的なコアと同一のコア高さとを有しており、高品質な、例えば摩擦係数μが大きく、ロックウェル硬さＨｃが低いコア材料を有している場合には、特に優位である。このような手法によって、当該実施例は、閉ループ型電流センサを構築すると同時に、ダイナミックレンジが大きいこと、クロストークが低いこと、及びＤＣオフセットが低いことを特徴とする。
【００３３】
さらなる好ましい実施例では、空隙の方向が、環状のコアの径方向又は軸線方向に対して所定の角度を形成している。所定の角度は、４５°であるが、１０°〜８０°の範囲であれば任意の他の角度とすることができる。磁気コアは、ストリップ状の巻き付け可能な材料、積層された材料、又はバルク状の材料から作られており、上述の方法のうち一の方法によって固定可能とされる。
【００３４】
まとめると、上述の解決手段の利点うち幾つかの利点は以下のとおりである。
−  磁気コアの断面を小さくする一方、空隙の断面を大きくすることができる。
−  センサ要素は、外部磁場の干渉から良好に保護される。
−  磁気コアの小さな断面についても、完全なセンサの検出範囲を実現することができる。
−  磁気コアの小さな断面のみが必要とされる場合には、占有する空間と使用する材料とを抑制することができる。
−  空隙は、干渉磁場がより小さくなる方向に沿って向いている。
【００３５】
本明細書では、磁気コアの断面に起因する典型的な制限を克服して、利便性が高くなるように間隙を配置することによって、及び、間隙の磁気抵抗を低減することによって、クロストークの感度を低減することを目的とする磁気コア及び空隙の実施可能な構成について説明する。
【００３６】
上述の説明及び添付図面に鑑みて、幾つかの構成について以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】従来技術における、空隙内にセンサが設けられている磁気コアを表わす。
【図２】本発明の第１の実施例における、空隙３’内にセンサ７’が設けられている磁気コアを表わす。磁気コア１’は、第１の部分１ａ及び第２の部分１ｂから構成されており、第１の部分１ａと第２の部分１ｂとが、組み立てられた場合に、環状の磁気コア１’を形成する。
【図３】図２に表わす実施例の変形例における、空隙内にセンサが設けられている磁気コアを表わす。
【図４】本発明の第２の実施例における、空隙内にセンサが設けられている磁気コアを表わす。
【図５】図４に表わす実施例における磁気コアの代替的な磁気コアを表わす。
【図６】本発明の第３の実施例における、空隙内にセンサが設けられている磁気コアを表わす。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
同一の機能及び同一の動作態様を有している要素については、図１〜図６において同一の参照符号が付与されている。
【００３９】
図１は、従来技術として知られている、閉ループ型電流センサのための磁気コア１の概略図である。電流センサは、高透水性材料から成る磁気コア１を備えている磁気回路ベースである。磁気コア１は、当該実施例では円に囲まれている十字２によって示されている、一次導体を囲んでおり、一次導体は、計測すべき電流を伝送する。磁気コアは、丸みを帯びた角を有している略矩形状の形態とされる。磁気コアは、小さな空隙３を除外すれば、閉じた外周形状を有しているので、環状の磁気コア１として表現される場合がある。磁気コアの環状形態が、環状の磁気コア１が配置されている平面４を規定している。円に囲まれている十字２は、環状の磁気コア１の平面４に対して垂直な方向を示している。平面４に対して垂直な方向は、環状の磁気コアの軸線方向と呼称される。
【００４０】
当該図面では、一次導体は、平面４に対して垂直な方向を有している。また言うまでもなく、一次導体は、平面４に対して９０°ではない角度の方向を有している。言い換えれば、一次導体は、平面４に対して傾斜している。
【００４１】
矢印５は、磁気コア１の軸線方向２に対して垂直な方向を示しており、磁気コアの中心と空隙３の位置とによって規定されている。この矢印は、径方向５と呼称される。矢印６は、軸線方向及び径方向の両方に対して垂直な方向を示す。この方向は、周方向６と呼称される。
【００４２】
上述のように、磁気コア１は空隙３を有している。空隙の断面領域は、磁気コア１の周方向６に対して垂直に向いている。従って、空隙３の断面領域は、磁気コア１の断面領域と同一の大きさであり、これ以上大きくすることはできない。空隙３内において、磁場の主方向は、空隙３の断面領域に対して垂直に向いており、すなわち磁気コア１の周方向６に沿って向いている。
【００４３】
磁気コアの磁気誘導を計測するためのセンサ要素７が、空隙３内に設けられている。このセンサ要素としては、ホールセンサ、集積回路ベースのホールセンサ、磁気抵抗センサや磁束センサが挙げられる。言うまでもなく、電流センサは、平坦な形状の空隙３と平坦な形状のセンサ要素７とを利用している。図１ａ）すなわち図１の左側に表わす実施例では、センサ要素７の接続ピン８は径方向５に向かっている。図１ｂ）すなわち図１の右側に表わす実施例では、センサ要素７の接続ピン８は軸線方向２に向かっている。
【００４４】
図１に表わす磁気コアが閉ループ型電流センサで利用されるように構成されている場合には、磁気コア１が、補償電流を伝送する二次巻線（図示しない）を備えている。補償電流の目的は、交流電流及び直流電流の両方において略ゼロフラックスで確実に動作するように、一次電流が発生させる磁束密度を相殺することである。このように一次電流が発生させる磁束密度を相殺するために、空隙３内に配置されている磁束センサ要素７が、この回路内で磁気誘導される任意の磁束を検出し、比例信号を発生させる。この比例信号は、ブースター回路と呼称される幾つかの電力段（electronic power stage）によって増幅され、これにより、二次巻線を介して電流を発生させる。従って、二次電流は、一次電流の逆電流であり、負フィードバックを確立するので、磁気回路に対する影響を補償することができる。
【００４５】
図２は、本発明の第１の実施例における、空隙３’内にセンサ要素７’を備えている磁気コアの構成を表わす。磁気コア１’は、第１の部分１ａ及び第２の部分１ｂから構成されており、第１の部分１ａと第２の部分１ｂとが、組み立てられた場合に、環状の磁気コア１’を形成する。第１の部分１ａ及び第２の部分１ｂが、第１のオーバーラップ面積及び第２のオーバーラップ面積を有している第１のオーバーラップ領域９及び第２のオーバーラップ領域１０において重なっている。第１のオーバーラップ領域９は、センサ要素７’を収容するように構成されている空隙３’を形成している。図２ａ）すなわち図２の左側では、センサ要素７’の接続ピン８’が磁気コア１’の周方向６に沿って向いている。代替的には、これら接続ピンは、図１ｂ）に表わすように径方向に沿って、又は周方向と径方向との間の任意の方向に向いている。第１の部分１ａと第２の部分１ｂとが、第２のオーバーラップ領域１０において直接接触している。
【００４６】
環状の磁気コア１’は、例えば円状、楕円状、又は矩形状であっても良い。図２ａ）すなわち図２の左側は、角が丸みを帯びた略矩形状とされる環状の磁気コア１’を、軸線方向に沿って表わす。図２ｂ）すなわち図２の右側は、２つの重なっている第１の部分１ａ及び第２の部分１ｂから組み立てられている磁気コア１’を、空隙の径方向に沿って表わす。この場合、磁気コアは楕円形状とされ、磁気センサ要素の接続ピンは径方向に沿って向いている。図示の如く、第１のオーバーラップ領域９に形成されている空隙３’の方向は、磁気コア１’の軸線方向２に向いている。これにより、第１のオーバーラップ領域９の面積は、（図２ｂ）において参照符号１１の破線によって示される）磁気コアの断面積より大きくすることができるので、第１のオーバーラップ領域９に形成されている空隙３’の断面は、磁気コア１’の断面１１より大きい。
【００４７】
磁気コアの第１のコア部品１ａ及び第２のコア部品１ｂそれぞれが、磁性材料から成る１つ以上の層から作られている積層コア部品である。第１のコア部品１ａ及び第２のコア部品１ｂは、磁気コア１’に組み付けられた場合に、一次導体２を囲んでいると共に磁気コアの２つの平坦なオーバーラップ領域９，１０において重なっている、環状の構造を形成する。
【００４８】
非対称な部品を利用することによって、第２のオーバーラップ領域１０のオーバーラップ面積が、第１のオーバーラップ領域９のオーバーラップ面積より大きくなるので、その結果として、第２のオーバーラップ領域１０内において磁束遷移が改善される。
【００４９】
本発明における磁気センサ要素の構成は、空隙の断面が磁気コアの断面より大きく、且つ、センサ要素の良好な検出範囲（coverage）及び遮蔽を実現するのに十分な大きさとされるという点において優位である。
【００５０】
図３ａ）に表わすさらなる実施例では、２つのコア部品１ａ’，１ｂ’は、例えばフェライト材料のような、積層されていると共にストリップ状の巻き付け可能な又はバルク状の材料から作られており、平坦とされ湾曲していない。これらコア部品は、２つのオーバーラップ領域９’，１０’において互いの頂部に取り付けられている。第１のオーバーラップ領域９’には、空隙３’’が形成されており、空隙３’’内には、磁束センサ要素７’’が収容されている一方、第２のオーバーラップ領域１０’において、第１の部分１ａ’と第２の部分１ｂ’とが直接接触している。このことは、コア部品１ａ’，１ｂ’のうち一方のコア部品を他方のコア部品に対して傾けることによって実現される。これにより、互いに対して完全に平行になっていない端面において、間隙が形成された状態及び接触した状態が生じる。傾斜を小さく維持するために、この方法では、好ましくは、オーバーラップ領域を磁気コアの短辺側に配置した細長いコア部品が利用される。
【００５１】
図３ｂ）に表わすさらなる実施例では、平坦なコア部品１ａ’’，１ｂ’’が、平行に配向された状態で互いの頂部に取り付けられているので、同一の空隙３’’’，３ａ’’’が、オーバーラップ領域９’’，１０’’内に形成されている。第２のオーバーラップ領域１０’’の空隙３ａ’’’には、（図３ｂ）に表わす）第２のセンサ７ａ’’及び非磁性スペーサが設けられているか、又は軟磁性材料が設けられており、この場合には空隙が磁気的に短絡するであろう。この２つの構成では、オーバーラップ領域９’，１０’，９’’，１０’’の断面は、磁気コアの断面１１’より大きくすることができる。
【００５２】
図４は、本発明のさらなる実施例を表わす。図４は、空隙３ｂとセンサ要素７ｂの受感軸とが磁気コア１ｃの径方向に向いているように構成された、磁気コアを表わす。環状の磁気コア１ｃの大部分が、円状、楕円状、又は矩形状であっても良く（図４では、その大部分が矩形状とされる）、環状の磁気コア１ｃは、積層されたコアシートから、又は数層のストリップ状の巻き付け可能な薄肉の磁気テープから作られており、一次導体２を囲んでいる環状構造体を形成している。磁気コア１ｃの２つの終端部分１３，１４は平坦なオーバーラップ領域９ｂにおいて重なっており、オーバーラップ領域９ｂでは、終端部分１３，１４がセンサ要素７ｂを完全に囲んでいる空隙３ｂを形成している。磁気コア１ｃは、必要なオーバーラップ９ｂを生み出すために局所的に屈曲させることによって形成されている、湾曲部分１２を有している。磁気コア１ｃの２つの終端部分１３，１４は、オーバーラップ領域９ｂを形成しており、樹脂含浸、スポット溶接、モールディングやプラスチック封止（plastic encapsulation）等によって固定されている。オーバーラップ領域９ｂの断面が磁気コアの断面１１ｂより大きくすることができる。
【００５３】
図５ａ）、図５ｂ）、及び図５ｃ）に表わす代替的な実施例では、空隙３ｂ’，３ｂ’’，３ｂ’’’とセンサ要素７ｂ’，７ｂ’’，７ｂ’’’の受感軸とが、磁気コア１ｂ’，１ｂ’’，１ｂ’’’の径方向５に向いているように構成されている。図５ａ）及び図５ｂ）に表わす実施例では、オーバーラップ領域９ｂ’，９ｂ’’の近傍には湾曲部分も局所的な湾曲も形成されていない。図５ａ）に表わす実施例では、磁気コアが、略矩形状の形状とされ、磁気コアの重なり合っている終端部分が、対向して配置されている長手方向ブランチ１５に対して傾斜している。図５ｂ）に表わす実施例では、磁気コアが、略矩形状とされ、磁気コアの重なり合っている終端部分が、長手方向ブランチ１５に対して平行とされる。図５ｃ）に表わす実施例では、磁気コアが略円状とされる。
【００５４】
図６に表わす実施例では、空隙が軸線方向又は径方向の軸線を中心として幾らか回転されているように構成されている。図６ａ）では、空隙３ｃとセンサ要素７ｃの受感軸１６とが、磁気コア１ｄの軸線方向を中心として角度αで回転されている。図６ｂ）では、空隙３ｃ’とセンサ要素７ｃ’の受感軸１６’とが、径方向を中心として角度βで回転されている。また、このような回転を任意に組み合わせ可能である。ここで、磁気コア１ｄ，１ｄ’は、略矩形状とされるが、他の形状であっても良い。図６ａ）は磁気コア１ｄの軸線方向に沿った図面であり、図６ｂ）は磁気コア１ｄ’の空隙の径方向に沿った図面である。角度α又はβは約４５°であるが、１０°〜８０°の範囲であれば任意の角度であっても良い。また、所定の角度範囲に９０°を加えた範囲内の角度α及びβの任意の組み合わせ（通常の角度配向）であっても良い。また、磁気コア１ｄは、ストリップ状の巻き付け可能な積層材料又はバルク材料ベースであり、上述の方法のうち一の方法によって固定可能とされる。
【００５５】
空隙３ｃ，３ｃ’近傍のオーバーラップ領域は、磁気コア１ｄ，１ｄ’を斜めに切断することによって形成されている。空隙を傾けることによって、空隙の断面積が磁気コアの断面積より大きくなっている。
【符号の説明】
【００５６】
１          磁気コア
１’        磁気コア
１ａ        磁気コア１’の第１の部分（第１のコア部品）
１ａ’      磁気コア１’の第１の部分（第１のコア部品）
１ａ’’    磁気コア１’の第１の部分（第１のコア部品）
１ｂ        磁気コア１’の第２の部分（第２のコア部品）
１ｂ’      磁気コア１’の第２の部分（第２のコア部品）
１ｂ’’    磁気コア１’の第２の部分（第２のコア部品）
１ｃ        磁気コア
１ｃ’      磁気コア
１ｃ’’    磁気コア
１ｃ’’’  磁気コア
１ｄ        磁気コア
１ｄ’      磁気コア
２          一次導体；軸線方向
３          空隙
３’        空隙
３’’      空隙
３’’’    空隙
３ａ’’’  空隙
３ｂ’      空隙
３ｂ’’    空隙
３ｂ’’’  空隙
３ｃ        空隙
３ｃ’      空隙
４          平面
５          径方向
６          周方向
７          センサ要素
７’        センサ要素
７’’      センサ要素
７ａ’’    センサ要素
７ｂ        センサ要素
７ｂ’      センサ要素
７ｂ’’    センサ要素
７ｂ’’’  センサ要素
７ｃ        センサ要素
７ｃ’      センサ要素
８          接続ピン
８’        接続ピン
９          第１のオーバーラップ領域
９’        第１のオーバーラップ領域
９’’      第１のオーバーラップ領域
９ｂ        オーバーラップ領域
９ｂ’      オーバーラップ領域
９ｂ’’    オーバーラップ領域
９ｂ’’’  オーバーラップ領域
１０          第２のオーバーラップ領域
１０’        第２のオーバーラップ領域
１０’’      第２のオーバーラップ領域
１１          磁気コア１’の断面
１１’        磁気コア１’の断面
１１ｂ        磁気コア１’の断面
１１ｃ        磁気コア１’の断面
１２          湾曲部分
１３          終端部分
１４          終端部分
１５          長手方向ブランチ
１６          センサ要素の受感軸
１６’        センサ要素の受感軸
【図１】
2012225921.tif 000003
【図２】
2012225921.tif 000004
【図３】
2012225921.tif 000005
【図４】
2012225921.tif 000006
【図５】
2012225921.tif 000007
【図６】
2012225921.tif 000008
【外国語明細書】
2012225921.tif 000009
2012225921.tif 000010
2012225921.tif 000011
2012225921.tif 000012
2012225921.tif 000013
2012225921.tif 000014
2012225921.tif 000015
2012225921.tif 000016
2012225921.tif 000017
2012225921.tif 000018
2012225921.tif 000019
2012225921.tif 000020
2012225921.tif 000021
2012225921.tif 000022
2012225921.tif 000023
2012225921.tif 000024
2012225921.tif 000025
2012225921.tif 000026
2012225921.tif 000027
2012225921.tif 000028
2012225921.tif 000029