(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、利便性が良くしかも構造が簡単な磁性体を提供する。【解決手段】  本発明は、絶縁性の磁性粉末をモールドして成る磁性コア２と該磁性コアに設けて成る電流経路１とを備えた磁性体１０において、通電によって電流経路の周囲に生じる磁束の相互誘導作用を利用して電流経路における電流を検出する検出部３を磁性コアに備えたことを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の磁性粉末をモールドして成る磁性コアと該磁性コアに設けて成る電流経路とを備えた磁性体において、
通電によって前記電流経路の周囲に生じる磁束の相互誘導作用を利用して前記電流経路における電流を検出する検出パターンを前記磁性コア上に表装していることを特徴とする磁性体。
【請求項２】
前記電流経路は、前記磁性コアに内包されたコイルであることを特徴とする請求項１記載の磁性体。
【請求項３】
前記電流経路は、前記検出パターンと同じ面に表装されて成る配線パターンであることを特徴とする請求項１記載の磁性体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁性の磁性粉末をモールドして成る磁性コアと該磁性コアに設けて成る電流経路を有する磁性体に関し、特に電流経路に流れる電流の検出を行う磁性体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電流の検出にカレントトランス（以降、ＣＴと略称する）と称される磁性体が用いられている。このカレントトランスは、例えば特許文献１の図８に示されているようにコイルボビンの側部にハトメ２５を設け、該ハトメ２５にＵ字形状を有して成る電流検出用の１次コイル２０を係合させて配置する。更に、当該コイルボビンに２次コイル２２を巻き回し、これらをコア２４に係合してＣＴを形成する。
【０００３】
一方、直流抵抗を利用して電流検出を検出するために磁性体が用いられている。この磁性体は、例えば特許文献２にインダクタンスコイルとして開示されている。この磁性体は、磁性粉末をモールド形成して成るコイル封止体３に、金属線材から成るコイル本体部を内包しており、コイル本体部を構成する金属線材の材料に工夫を施すことで、通常必要なマイクロオーム素子（電流検出用抵抗）が不用となることを特徴としている。
【特許文献１】特開２００２−０６４０２０
【特許文献２】特開２００６−１２０６６９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の特許文献１に示されているコイルボビンを使用した磁性体では、当該磁性体を構成するための各種部品とそれらを組み合わせる必要があり、構造が複雑になることが問題となっていた。また、特開２００６−１２０６６９に開示された磁性体は、直流抵抗を利用して電流検出を行なうことから、予め直流検出用抵抗に対応した電流値を求める必要があり、利便性が悪いことが問題となっていた。
従って、本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は利便性が良くしかも構造が簡単な磁性体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
絶縁性の磁性粉末をモールドして成る磁性コアと該磁性コアに設けて成る電流経路とを備えた磁性体において、通電によって前記電流経路の周囲に生じる磁束の相互誘導作用を利用して電流経路における電流を検出する検出パターンを磁性コア上に表装していることを特徴とする磁性体。
電流経路は、磁性コアに内包されたコイルであってもよい。
電流経路は、検出パターンと同じ面に表装されて成る配線パターンであってもよい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の磁性体は、絶縁性の磁性粉末をモールドして成る磁性コアに設けた電流経路の周囲に生じる磁束の相互誘導作用を磁性コアに備えた検出部で検出することにより、構造を簡素化することができ、しかも直流検出用抵抗が不用であるため、予め直流検出用抵抗に対応した電流値を求める必要が無く、良好な利便性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を用いて、本発明の実施形態を詳細に説明するが、以下の説明では、実施の形態に用いる図面について同一の構成要素は同一の符号を付し、かつ重複する説明は可能な限り省略する。
【実施例１】
【０００８】
本発明の磁性体１０は、図１に示すように、電流経路としてのコイル１と、該コイル１を内包する磁性コア２と、検出パターン３とを有する。
コイル１は、導電性の部材によって螺旋状に形成されており、通電によりその周囲に磁束が形成される。
【０００９】
磁性コア２は、絶縁性の磁性粉末を圧縮して加熱することによって所望の形状に形成されており、本実施例では方形平板状に形成されている例が示されている。
【００１０】
磁性コア２を形成するための磁性粉末は、例えば特開２００６−２８３１９０および特開２００２−３０５１０８などに示されている絶縁性を有する必要があり、所望形状に加工した後でも絶縁性を保つ必要がある。
【００１１】
磁性コア２は、螺旋状のコイル１を内包しており、このコイル１の先端が磁性コア２の外周に引き出されている。磁性コア２から引き出されたコイル１の先端は、図示省略の電気回路に接続されており、この電気回路からの電流がコイル１へ流れる。
【００１２】
検出パターン３は、銅箔又は銅板等の導電材であり、磁性コア２を圧縮する際、当該磁性コア２の表面に埋設される。具体的には、磁性コア２を所望形状に形成するために金型に所望形状の銅箔を配置し、その上に絶縁性磁性粉末を堆積させて圧縮した後、金型から取り出して熱処理を行い硬化させる。これにより、磁性コア２の表面に検出パターン３が表装される。
【００１３】
また、別の方法としては、先ず金型に絶縁性磁性粉末を堆積させて圧縮した後、金型から取り出して磁性コア２を形成し、該磁性コア２の表面全体に銅箔を取り付け、該銅箔に対しエッチングを施すことで所望形状の検出パターン３を形成する。
【００１４】
ところで、検出パターン３の形状は、コイル１に流れる電流によって生じる磁束の形状に応じて形成されており、当該実施例では環状を基調とする形状に形成されている（図２参照）。環状を基調とする検出パターン３は、当該磁性体を平面から見たとき、螺旋状のコイル１上に配置されるよう、寸法および表装位置が調整されている。これにより、コイル１に流れる電流によって生じる磁束の相互誘導作用を得ることができる。
【００１５】
尚、環状の切れ目において円の外側に向って突出する２箇の矩形の領域は、端子を接続するための領域であり、この端子領域間の電圧を計測することで相互誘導作用によって生じる電流を検出することができる。
【００１６】
前記した検出パターン３は、環状を基調とするものであったが、例えば図３に示すように渦巻状の形状（ｎ＝２：ｎはターン数）であってもよい。
【００１７】
次に、本発明の磁性体１０による電流検出について説明する。
図１に示す磁性体１０のコイル１に電流が流れると、図４に示すようにコイル１の周囲に磁束４が形成される。この磁束４の一部は、図４に示すように磁性コア２に表装されている検出パターン３の環状内を通過するように形成される。
【００１８】
検出パターン３には、コイル１の周囲に形成される磁束によって相互誘導作用が生じており、この相互誘導作用によって生じる電流が検出される。尚、この電流検出において直流検出用抵抗は不用である。
【００１９】
また、検出パターン３に流れる電流検出では、電流値を直接取得するようにしても良いが、例えば従来から知られている電流増幅回路により増幅した値を検出結果として取得するようにしてもよい。
【００２０】
ところで、検出パターン３によって検出した値は、次に示す式１の関係にある。
Ｖ＝Ｌ・ｄｉ／ｄｔ・・・・（式１）
ここで、Ｌ＝ｋ・μ・Ｓ・ｎ２／ｌ・・・・（式２）であり、
式２におけるｋは長岡係数、μは透磁率、ｎは検出パターンにおける巻き数（ターン数）、Ｓは検出パターンにおける面積（検出パターンによって規定される円の面積（ｍ２）  すなわち図６において示す網掛け格子状の斜線領域の面積）、ｌは図５に示すように、検出パターンによって規定される円（図６の斜線で示す網掛け格子状の領域）を通過する磁束４の磁路長（ｍ）を示す。
【００２１】
従って、例えば図２に示す検出パターン３と、図３に示す渦巻状の検出パターンとを比較した場合では、図５に示すように渦巻状の検出パターンの方が、巻き数が多く、磁路長が長いため、図３に示す渦巻状の検出パターンは図２に示す検出パターン３と比較して略４倍の感度を得ることができる。
【００２２】
尚、図３に示す検出パターンであっても、図２に示す検出パターンと同様に絶縁性の磁性粉末によって形成される磁性コア２に表装することができる。
【００２３】
以上述べたように、本発明の磁性体１０によれば、複数の部材を組合せる必要がなく、構造を簡素化することができ、しかも組合せのための構成が不要であることから、その堆積を低減することができる。しかも、本発明の磁性体１０によれば、直流検出用抵抗が不用であるため、予め直流検出用抵抗に対応した電流値を求める必要が無く、良好な利便性を得ることができる。
【実施例２】
【００２４】
次に、磁性コアに表装される配線パターンを電流経路とする磁性体を説明する。
実施例２の磁性体２０は、図７に示すように、電流経路としての配線パターン２１と、該配線パターンが表装される磁性コア２と、該磁性コア２に表装される検出パターン２３とを備える。
【００２５】
配線パターン２１は、銅箔等の剥状の導電材であり、当該配線パターン２１に流れる電流が検出される。配線パターン２１は、図８に示すように、磁性コア２に表装された検出パターン２３と同じ面に表装されており、複数の直角を有するように階段状にパターン形成されている。
【００２６】
尚、配線パターン２１および検出パターン２３を同じ導電材で形成する場合、これらを同時的に形成することが、製造工程の簡便化および製造コストの低減を図る上で好ましい。
【００２７】
実施例２の検出パターン２３は、実質的な機能は実施例１と同様であるが、配線パターン２１の形状応じて形成されている。すなわち、検出パターン２３は、図８に示すように、その一部が階段状の配線パターン２１に沿う様に、環状を成す矩形状に形成されている。
【００２８】
検出パターン２３は、図９に示すように、配線パターン２１に流れる電流によって形成される磁束４によって相互誘導作用が生じ、この相互誘導作用によって生じる電流を検出することで、配線パターン２１に流れる電流を検出することができる。
【００２９】
ところで、検出パターン２３は、図８に示した形状に限る必要はなく、例えば図１０に示すように、所定の間隔を有した螺旋状に形成してもよい。尚、この場合の磁束は、図１１に示すように形成され、検出パターン２３が螺旋状に形成されることで、図８に示す検出パターンと比較して、ターン数を２倍にすることができ、都合４倍の感度で電流を検出することができる。
【００３０】
また、図１０に示す検出パターン２３は、所望形状に形成する際、従来から知られているエッチングを用いることで容易に微細化することができる。これにより、微細化によって単位面積当りのターン数を容易に増やすことができる。
【００３１】
前記した実施例では、磁性コア２を方形平板状に形成した例で説明を行なったが、本発明は実施例の形状に限定する必要はなく、設計仕様に応じて適宜その形状を変更してもよい。
【００３２】
検出パターンは、実施例に示された形状に限定されるべきではなく、本発明と同様の効果を得ることができる形状変更であって、当業者によって容易に想到可能な形状変更については、本発明の技術的範囲に属するものと解する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施例１の磁性体を透過的に模式した斜視図である。
【図２】実施例１の磁性体におけるコイルと検出パターンとの関係を模式した平面図である。
【図３】実施例１の磁性体にいて検出パターンの変形例を模式した平面図である。
【図４】実施例１の磁性体における磁束の様子を模式した断面図である。
【図５】実施例１における検出パターンの変形例における磁束の様子を模式した断面図である。
【図６】検出パターンによって規定される円の面積を示す平面図である。
【図７】実施例２の磁性体を透過的に模式した斜視図である。
【図８】実施例２の磁性体の平面図である。
【図９】実施例２の磁性体における磁束の様子を模式した断面図である。
【図１０】実施例２における検出パターンの変形例を示す平面図である。
【図１１】実施例２における検出パターンの変形例における磁束の様子を模式した断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  コイル
２  磁性コア
３、２３  検出パターン
４  磁束
１０、２０  磁性体
２１  配線パターン
【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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【図１０】
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【図１１】
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