JP2014070914A - 電流センサ - Google Patents

Abstract

【課題】 ボビンの中空部の寸法精度に関係なく、ボビン内における接合アーム同士の接合を確実に行う。
【解決手段】 本発明は、磁性体コア３が複数に分割されたコア分割タイプの電流センサ１に関する。電流センサ１は、外周面にコイル５が巻き付けられたボビン４と、接合アーム８Ａ，８Ｂをそれぞれ有する分割コア３Ａ，３Ｂと、押圧部材（板ばね部材１５）とを備える。押圧部材は、一方の開口からボビン４に挿入された一方の接合アーム８Ａの接合面１２を、他方の開口からボビン４に挿入された他方の接合アーム８Ｂの接合面１２に圧接させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、導体を流れる電流を非接触で検出するための、磁気平衡式の電流センサに関する。

非接触で直流電流を検出する電流センサとして、磁気平衡式の電流センサが知られている。この電流センサは、例えばＨＥＶ（ハイブリッド自動車）やＥＶ（電気自動車）などに好適な、大電流検出用の電流センサとして認知されている。
磁気平衡式の電流センサの原理は、被検出電流によって磁性体コアに生じる磁束を打ち消す磁束（キャンセル磁束）を、磁性体コアに巻かれたコイルのキャンセル電流にて発生させ、このキャンセル電流を測定値として取り出すものである。

このため、磁気平衡式の電流センサでは、キャンセル磁束を発生させるコイル（二次巻き線）が、磁性体コアの一部に巻回した状態で装着される。
しかし、磁性体コアは、ギャップのみが開放されたほぼ環状の部材であるため、磁性体コアにコイルを直接装着する場合には、一巻きごとにギャップを通過させつつ巻き線を巻き付けねばならず、その巻き付け作業に非常に工数がかかる。

そこで、予めコイルを巻き付けたボビンに分割コアを挿入し、そのボビンの内部で分割コア同士を連結することにより、コイル付きの磁性体コアを構成する、コア分割タイプの電流センサが提案されている（特許文献１参照）。
図８（ａ）は、特許文献１に記載の従来の分割コア５３Ａ，５３Ｂの接合状態を示す斜視図であり、図８（ｂ）は、その分割コア５３Ａ，５３Ｂとボビン５４の組立前の斜視図である。

図８に示す方向Ｘ，Ｙ，Ｚは、磁性体コア５３の構成部材の位置を特定するための３次元座標の方向を示す。なお、Ｘ方向を「接合アーム５８Ａ，５８Ｂの長手方向」、Ｙ方向を「接合アーム５８Ａ，５８Ｂの厚さ方向」、方向Ｚを「接合アーム５８Ａ，５８Ｂの幅方向」ということがある。
図８に示すように、従来のコア分割タイプの電流センサでは、磁性体コア５３が第１分割コア５３Ａと第２分割コア５３Ｂの２つに分割構成されている。これらの分割コア５３Ａ，５３Ｂは、Ｘ方向に長い接合アーム５８Ａ，５８Ｂを有する。

また、各接合アーム５８Ａ，５８Ｂの幅方向Ｚの寸法は、磁性体コア５３の他の部分に比べてほぼ半分程度になっており、各分割コア５３Ａ，５３Ｂの接合面６２は、長手方向Ｘに延びかつ法線方向ｎが接合アーム５８Ａ，５８Ｂの幅方向Ｚに向く平面よりなる。
そして、接合面６２同士を互いに接合させて各分割コア５３Ａ，５３Ｂの接合アーム５８Ａ，５８Ｂを幅方向Ｚに重ね合わせると、図８（ａ）に示すように、右下のコーナー部にギャップ５２を有する磁性体コア５３が構成される。

また、図８（ｂ）に示すように、第１分割コア５３Ａの接合アーム５８Ａを左側の開口からボビン５４に挿入し、第２分割コア５３Ｂの接合アーム５８Ｂを右側の開口からボビン４に挿入すると、各分割コア５３Ａ，５３Ｂの接合アーム５８Ａ，５８Ｂがボビン４の内部で重ね合わさった状態となる。
この場合、ボビン５４内における接合アーム５８Ａ，５８Ｂ同士の接合が不十分であると、接合面６２における磁気抵抗が増大して磁性体コア５３の透磁率が低下し、電流センサの検出感度が低下する。

そこで、従来の電流センサでは、ボビン５４内における接合アーム５８Ａ，５８Ｂ同士の固定を、例えば、ボビン５４の中空部６３の締め付け力（中空部６３そのものの弾性変形又は弾塑性変形によって発生する復元力）によって確保することとされている。

特公平７−４５８８号公報

しかしながら、ボビン５４の中空部６３の締め付け力によって接合アーム５８Ａ，５８Ｂ同士を固定する手段では、ボビン５４の中空部６３全体を高い寸法精度で成型しないと、接合面６２の長手方向Ｘにおいて均一な締め付け力を確保することができない。
換言すると、ボビン５４の中空部６３の寸法誤差が大きい場合には、締め付け力の弱い部分の接合面６２での接着が弱くなって磁路が分断し、磁性体コア５３の透磁率が低下して電流センサの検出感度が低下する可能性がある。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、ボビンの中空部の寸法精度に関係なく、ボビン内における接合アーム同士の接合を確実に行える、コア分割タイプの電流センサを提供することを目的とする。

（１） 本発明の電流センサは、磁性体コアが複数に分割されたコア分割タイプの電流センサであって、外周面にコイルが巻き付けられたボビンと、前記ボビンの軸心方向に延びる接合面が形成された接合アームをそれぞれ有し、前記接合面同士を互いに接合させて前記接合アームを重ね合わせることで、前記磁性体コアを構成する複数の分割コアと、一方の開口から前記ボビンに挿入された一方の前記接合アームの前記接合面を、他方の開口から前記ボビンに挿入された他方の前記接合アームの前記接合面に圧接させる押圧部材と、を備えていることを特徴とする。

本発明の電流センサによれば、押圧部材が、一方の開口からボビンに挿入された一方の接合アームの接合面を、他方の開口からボビンに挿入された他方の接合アームの接合面に圧接させるので、ボビンの中空部の寸法精度に関係なく、ボビン内における接合アーム同士の接合を確実に行うことができる。
このため、磁路が接合面で分断されて磁性体コアの透磁率が低下することによる、電流センサの検出感度の低下を未然に防止することができる。

（２） 本発明の電流センサにおいて、前記接合面は、その法線方向が前記接合アームの厚さ方向に向く平面よりなり、前記分割コアは、前記接合アームを含む各部が同じ幅寸法に形成されていることが好ましい。
この場合、分割コアをプレス成型のみで製作できるようになるので、プレス成型の後に切削が必要な形状の分割コア（例えば、図８に示す従来の分割コア５３Ａ，５３Ｂ）を採用する場合に比べて、電流センサの製作コストを低減することができる。

（３） 本発明の電流センサは、前記接合アームの前記ボビンに対する軸心方向の相対位置を、当該ボビンと前記接合アームとの間の凹凸係合によって位置決めする位置決め部材を、更に備えていることが好ましい。
この場合、位置決め部材が、接合アームのボビンに対する軸心方向の相対位置を上記凹凸係合によって位置決めするので、磁性体コアを所定寸法に組み立てる作業が簡単になる。また、凹凸係合の位置を複数設けておけば、ギャップ幅を調整することもできる。

（４） 本発明の電流センサにおいて、前記分割コアにおける磁路に影響しない角部を取り除くようにすれば、分割コアの寸法や重量を削減することができ、電流センサの性能を有効に確保しつつ、コンパクト化を図ることができる。
（５） また、本発明の電流センサにおいて、前記接合アームを、前記ボビンの内面に対して隙間がある状態で当該ボビン内に収納すれば、かかる隙間がない場合に比べて、磁性体コアとコイルとの絶縁性をより高めることができる。

（６） 本発明の電流センサにおいて、前記押圧部材は、一方の前記接合アームのみに当接して圧接力を付与する位置に配置することができる。
この場合、双方の接合アームに当接して押圧力を付与する後述の押圧部材の場合に比べて、接合面における圧接力が低下する反面、ボビンの内空寸法をより小さくできるという利点がある。

（７） また、前記押圧部材は、双方の前記接合アームに当接して押圧力を付与する位置に配置することもできる。
この場合、片方の接合アームに当接して押圧接力を付与する押圧部材の場合に比べて、ボビンの内空寸法が肥大化する反面、接合面における圧接力をより向上できるという利点がある。

なお、後の実施形態でも説明するが、上記押圧部材の具体例としては、例えば、ボビンに一体に設けた「板ばね部材」、ボビンに別体に設けた「クリップ部材」、及び、ボビンと接合アームの間に打ち込む「くさび部材」などがある。

（８） 本発明の電流センサにおいて、前記接合アーム間の幅方向の横ずれを防止するための第２の押圧部材を、更に備えていることが好ましい。
この場合、第２の押圧部材が、接合アーム間の幅方向の横ずれを防止するので、その横ずれによって接合面が部分的に接合しないことに伴う、磁性体コアの透磁率の低下を未然に防止することができる。

（９） 本発明の電流センサにおいて、前記分割コアの構成材料は、例えば、電磁鋼鈑、パーマロイ板及び磁性粉末の成形体などを採用することができる。
もっとも、電磁鋼鈑やパーマロイ板の場合は、面内方向に比べて板厚方向の透磁率が悪いのに対し、磁性粉末の成形体の場合は、透磁率が全方向でほぼ同じであるという特性がある。このため、磁路が接合面を跨ぐ経路となる本発明の場合には、磁性粉末の成形体を採用することが好ましい。

（１０） 本発明の電流センサにおいて、前記接合アームと前記ボビンの内面との間の隙間が樹脂で固められていることが好ましい。
このようにすれば、接合アームとボビンとの固定が確実になるとともに、磁性体コアとコイルとの絶縁性を向上することができる。

以上の通り、本発明によれば、ボビンの中空部の寸法精度に関係なく、ボビン内における接合アーム同士の接合を確実に行うことができる。

（ａ）は第１実施形態に係る電流センサの正面図であり、（ｂ）はその電流センサの平面図である。 （ａ）は第１実施形態に係る分割コアの接合状態を示す斜視図であり、（ｂ）はその分割コアとボビンの組立前の斜視図である。 （ａ）は第２実施形態に係る電流センサの正面図であり、（ｂ）はその電流センサの平面図である。 （ａ）は第３実施形態に係る電流センサの正面図であり、（ｂ）はその電流センサの平面図である。 （ａ）は第４実施形態に係る電流センサの正面図であり、（ｂ）はその電流センサの平面図である。 （ａ）は第５実施形態に係る電流センサの正面図であり、（ｂ）はその電流センサの平面図である。 第５実施形態に係る電流センサの背面図である。 （ａ）は従来の分割コアの接合状態を示す斜視図であり、（ｂ）はその分割コアとボビンの組立前の斜視図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
〔第１実施形態〕
図１（ａ）は、第１実施形態に係る電流センサ１の正面図であり、図１（ｂ）は、その電流センサ１の平面図である。図１（ａ）では、ボビン４は断面図で示されている。
図２（ａ）は、第１実施形態に係る分割コア３Ａ，３Ｂの接合状態を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、その分割コア３Ａ，３Ｂとボビン４の組立前の斜視図である。

図２に示す方向Ｘ，Ｙ，Ｚは、磁性体コア３の構成部材の位置を特定するための３次元座標の方向を示す。
以下の説明において、方向Ｘを「接合アーム８Ａ，８Ｂの長手方向」、方向Ｙを「接合アーム８Ａ，８Ｂの厚さ方向」、方向Ｚを「接合アーム８Ａ，８Ｂの幅方向」ということがある。また、方向Ｘは、接合アーム８Ａ，８Ｂをボビン４に挿通した状態（図１の状態）では、ボビン４の軸心方向と一致する。

本実施形態の電流センサ１は、磁気平衡式の電流センサであり、所定の間隔に設定されたギャップ２を磁路上に有する正面視ほぼＣ字状の磁性体コア３と、磁性体コア３の図示の上辺部分に装着された絶縁性を有するボビン４と、ボビン４の外周面に巻き付けられたコイル５と、磁束を電気信号として検出する磁気センサ６とを備えている。
磁性体コア３は、第１分割コア３Ａと第２分割コア３Ｂの２つに分割構成されており、これらの分割コア３Ａ，３Ｂは、正面視ほぼコの字状に形成されている。

第１分割コア３Ａは、方向Ｘに長い接合アーム８Ａと、接合アーム８Ａの左端から方向Ｙの下方に延びる縦辺部９Ａと、縦辺部９Ａの下端から方向Ｘの右方に延びる下辺部１０Ａとを一体に有し、下辺部１０Ａは接合アーム８Ａのほぼ半分程度の長さである。
第２分割コア３Ｂは、方向Ｘに長い接合アーム８Ｂと、接合アーム８Ｂの右端から方向Ｙの下方に延びる縦辺部９Ｂと、縦辺部９Ｂの下端から方向Ｘの左方に延びる下辺部１０Ｂとを一体に有し、下辺部１０Ｂは接合アーム８Ｂのほぼ半分程度の長さである。

なお、第２分割コア３Ｂにおける縦辺部９Ｂの上端部には、第１分割コア３Ａの接合アーム８Ａの先端面が突き当たる、ほぼ長方形状の突出部１１が形成されている。
各分割コア３Ａ，３Ｂにおいて、接合アーム８Ａ，８Ｂの厚さ方向Ｙの寸法は、分割コア３Ａ，３Ｂの他の部分の厚さ寸法に比べて小さい。また、接合アーム８Ａ，８Ｂの接合面１２は、接合アーム８Ａ，８Ｂの長手方向Ｘに延び、かつ、法線方向ｎが接合アーム８Ａ，８Ｂの厚さ方向Ｙに向く平面よりなる。

従って、接合面１２同士を互いに接合させて各分割コア３Ａ，３Ｂの接合アーム８Ａ，８Ｂを厚さ方向Ｙに重ね合わせると、図２（ａ）に示すように、下辺部１０Ａ，１０Ｂの端面間でギャップ２が形成された、ほぼＣ字状の磁性体コア３が構成される。
また、図２（ｂ）に示すように、第１分割コア３Ａの接合アーム８Ａを左側の開口からボビン４に挿入し、第２分割コア３Ｂの接合アーム８Ｂを右側の開口からボビン４に挿入すると、各分割コア３Ａ，３Ｂの接合アーム８Ａ，８Ｂが、ボビン４の内部において厚さ方向Ｙに重ね合わさった状態となる。

分割コア３Ａ，３Ｂの材質は、電磁鋼鈑やパーマロイ板などの板材でもよいが、本実施形態では、磁性粉末の成形体である「圧粉成形体」を用いている。
かかる圧粉成形体は、代表的には、表面にシリコーン樹脂などからなる絶縁被膜を備える軟磁性粉末や、この軟磁性粉末に加えて適宜結合剤を混合した混合粉末を成形後、上記絶縁被膜の耐熱温度以下で焼成することにより得られる。

圧粉成形体の作製に当たり、軟磁性粉末の材質や、軟磁性粉末と結合剤との混合比、絶縁被膜を含む種々の被膜の量などを調整したり、成形圧力を調整したりすることで飽和磁束密度を変化させることができる。
例えば、飽和磁束密度の高い軟磁性粉末を用いたり、結合剤の配合量を低減して軟磁性材料の割合を高めたり、成形圧力を高くしたりすることで、飽和磁束密度が高い圧粉成形体が得られる。

コイル５は、例えば、ポリイミド樹脂などの絶縁材料で被覆された平角導線を、絶縁材料よりなるボビン４に予め整列巻きすることによって構成されている。
本実施形態のコイル５は、サーチコイルであって、磁性体コア３の内部を通過する被測定電流によって発生する磁界を打ち消す方向で、ボビン４の外周に巻き付けられている。

磁気センサ６は、例えばホール素子、磁気インピーダンス素子又はフラックスゲート等よりなる。
図示していないが、磁気センサ６の出力は増幅回路（図示せず）によって増幅され、増幅回路が出力する増幅信号は、コイル５の一端にフィードバックされている。これにより、磁気センサ６からの出力を増幅したキャンセル電流が、コイル５に通電されるようになっている。

すなわち、本実施形態の電流センサ１では、磁性体コア３に挿通された導電部材に被測定電流が流れると、電流に応じた磁界によって磁気センサ６に出力電圧が発生し、その電圧信号が増幅回路によって電流に変換され、コイル５にフィードバックされる。
この際、コイル５に生じるキャンセル磁界と被測定電流により生じる磁界が打ち消し合い、ギャップ２内の磁界が常にゼロになるように、コイル５に流れるキャンセル電流を電圧に変換することにより、被測定電流の測定が行われる。

ボビン４は、硬質プラスチックや樹脂で被覆された金属材料などの絶縁部材により構成されており、角筒状の中空部１３と、この中空部１３の両端開口にそれぞれ設けられたフランジ部１４とを一体に有する。
フランジ部１４は、中空部１３の外周に巻き付けられたコイル５が、その軸方向外側に解けるのを未然に防止している。

ボビン４の中空部１３を構成する壁部のうちの１つには「押圧部材」が設けられている。本実施形態の押圧部材は、中空部１３の壁部を内部に切り起こし形成してなる板ばね部材１５よりなる。
この板ばね部材１５は、先端部が反り上がるように長さ方向中途部が屈曲されている。このため、中空部１３に挿通された接合アーム８Ａの背面（接合面１２の反対側の面）には、板ばね部材１５の屈曲部が当接し、その先端部は当接しない。

図１に示すように、板ばね部材１５は、中空部１３に挿通された２つの接合アーム８Ａ，８Ｂのうちの一方（図例では上側の接合アーム８Ａ）の背面に当接し弾性変形し、一方の接合アーム８Ａを常に他方の接合アーム８Ｂ側に押圧する。
このため、板ばね部材１５は、ボビン４に挿入された一方の接合アーム８Ａの接合面１２を、他方の開口からボビン４に挿入された他方の接合アーム８Ｂの接合面１２に圧接させる「押圧部材」として機能している。

〔第１実施形態の効果〕
第１実施形態の電流センサ１によれば、板ばね部材１５が、上記押圧部材としての機能を有するので、ボビン４の中空部１３の寸法精度に関係なく、ボビン４内における接合アーム８Ａ，８Ｂ同士の接合を確実に行うことができる。
このため、磁路が接合面１２で分断されて磁性体コア３の透磁率が低下することによる、電流センサ１の検出感度の低下を未然に防止することができる。

第１実施形態の電流センサ１では、接合面１２が、その法線方向ｎが接合アーム８Ａ，８Ｂの厚さ方向Ｙに向いた平面よりなり、双方の分割コア３Ａ，３Ｂは、接合アーム８Ａ，８Ｂを含む各部が同じ幅寸法に形成されている。
この場合、分割コア３Ａ，３Ｂをプレス成型のみで製作でき、プレス成型の後に切削が必要な形状の分割コア（例えば、図８に示す従来の分割コア５３Ａ，５３Ｂ）を採用する場合に比べて、電流センサ１の製作コストを低減することができる。

すなわち、図８に示す従来の分割コア５３Ａ，５３Ｂでは、接合アーム５８Ａ，５８Ｂを幅方向Ｚで２分割しているため、接合アーム５８Ａ，５８Ｂの根元に段差面が形成され、分割コア５３Ａ，５３Ｂが、切削工程を経ないと作製できない複雑な形状になる。
この点、第１実施形態の分割コア３Ａ，３Ｂでは、接合アーム８Ａ，８Ｂの根元に段差面が形成されず、幅方向Ｚのどこで切っても正面形状が一定であるから、分割コア３Ａ，３Ｂをプレス成型のみで製作することができる。

また、第１実施形態の電流センサ１では、中空部１３に形成した板ばね部材１５で接合アーム８Ａを押圧する構成であるから、ボビン４の中空部１３の内面と接合アーム８Ａとの間に隙間が形成される。
このため、かかる隙間が形成されない図８に示す従来の電流センサ１に比べて、磁性体コア３とコイル５との絶縁性がより高まるという利点もある。

第１実施形態の電流センサ１では、分割コア３Ａ，３Ｂの構成材料が、磁性粉末の成形体よりなるので、電磁鋼鈑やパーマロイ板を構成材料とする場合に比べて、磁性体コア３の透磁率を向上することができる。
すなわち、電磁鋼鈑やパーマロイ板で分割コア３Ａ，３Ｂを構成する場合、通常、その板厚方向が接合アーム８Ａ，８Ｂの厚さ方向Ｙに一致するように製作されるが、電磁鋼鈑やパーマアロイ板は板厚方向の透磁率が悪い。

一方、コア分割タイプの磁性体コア３では、磁路が必ず接合面１２を跨ぐことになり、接合アーム８Ａ，８Ｂの厚さ方向Ｙの成分を有する経路となる。従って、板厚方向の透磁率が悪い電磁鋼鈑やパーマアロイ板では、接合アーム８Ａ，８Ｂが重なり合う部分での透磁率が他の部分よりも悪くなり、所望の検出感度が得られないおそれがある。
これに対して、磁性粉末の成形体は、透磁率が全方向でほぼ同じであり、接合アーム８Ａ，８Ｂが重なり合う部分の透磁率がさほど悪くならないので、コア分割タイプの磁性体コア３の構成材料としてより優れていると言える。

〔第２実施形態〕
図３（ａ）は、第２実施形態に係る電流センサ１の正面図であり、図３（ｂ）は、その電流センサ１の平面図である。図３（ａ）では、ボビン４は断面図で示されている。
第２実施形態の電流センサ１が第１実施形態（図１）の電流センサ１と異なる点は、板ばね部材１５よりなる押圧部材が、ボビン４の中空部１３に上下１対設けられている点にある。

すなわち、図３（ａ）に示すように、上側の板ばね部材１５は、中空部１３の左側開口付近に配置されており、上側の接合アーム８Ａの背面を上方から押圧している。
また、下側の板ばね部材１５は、中空部１３の右側開口付近に配置されており、下側の接合アームの背面を下方から押圧している。

〔第２実施形態の効果〕
第２実施形態の電流センサ１によれば、板ばね部材１５よりなる押圧部材が、中空部１３で重なっている双方の接合アーム８Ａ，８Ｂに当接して押圧力を付与する位置に配置されているので、第１実施形態の電流センサ１に比べて、弾性変形に伴う押圧力が倍加し、接合面１２における圧接力を向上させることができる。

もっとも、板ばね部材１５よりなる押圧部材を上下双方に配置すると、ボビン４の接合アーム８Ａ，８Ｂの厚さ方向Ｙでのボビン４の内空寸法が肥大化するので、ボビン４のサイズダウンによって電流センサ１をコンパクト化するという観点からすると、第１実施形態の電流センサ１の方が好ましい。
なお、第２実施形態の電流センサ１は、上記以外の構成については第１実施形態（図１）と同じであるから、第１実施形態の場合と同様の作用効果を奏する。

〔第３実施形態〕
図４（ａ）は、第３実施形態に係る電流センサ１の正面図であり、図４（ｂ）は、その電流センサ１の平面図である。図４（ａ）では、ボビン４は断面図で示されている。
第３実施形態の電流センサ１が第２実施形態（図３）の電流センサ１と異なる点は、接合アーム８Ａ，８Ｂのボビン４に対する軸心方向Ｘの相対位置を、凹凸係合によって位置決めする位置決め部材１７を有する点にある。

第３実施形態では、上記位置決め部材１７が、ボビン４側の突条部１８と、接合アーム８Ａ，８Ｂ側の凹溝部１９とから構成されている。
すなわち、図４（ａ）に示すように、ボビン４の両開口部の内側縁には、先端が鋭利な突条部１８が形成され、各接合アーム８Ａ，８Ｂの背面に、その突条部１８の先端が係合する凹溝部１９が形成されている。この凹溝部１９は、接合アーム８Ａ，８Ｂの長手方向Ｘに複数並んで形成されている。

この場合、突条部１８がいずれかの凹溝部１９に嵌り込むと、接合アーム８Ａ，８Ｂのボビン４に対する軸心方向Ｘの移動が規制される。
従って、第３実施形態の突条部１８と凹溝部１９は、それらの凹凸係合により、接合アーム８Ａ，８Ｂのボビン４に対する軸心方向Ｘの相対位置を位置決めする、位置決め部材１７を構成している。

〔第３実施形態の効果〕
第３実施形態の電流センサ１によれば、位置決め部材１７による上記凹凸係合により、接合アーム８Ａ，８Ｂのボビン４に対する軸心方向Ｘの相対位置を位置決めできるので、接合アーム８Ａ，８Ｂのボビン４に対する挿入深さを容易に決定することができ、磁性体コア３を所定寸法に組み立てる作業が簡単になる。なお、この効果は、凹溝部１９が１つの場合でも奏功するので、凹溝部１９は必ずしも複数設ける必要はない。

また、第３実施形態の電流センサ１では、凹溝部１９が軸心方向Ｘに複数設けられているので、いずれか１つの凹溝部１９を選択することで、ギャップ２の幅を調整できるという利点もある。
なお、第３実施形態の電流センサ１は、上記以外の構成については第２実施形態（図３）と同じであるから、第２実施形態の場合と同様の作用効果を奏する。

〔第４実施形態〕
図５（ａ）は、第４実施形態に係る電流センサ１の正面図であり、図５（ｂ）は、その電流センサ１の平面図である。図５（ａ）では、ボビン４は断面図で示されている。
第４実施形態の電流センサ１が第２実施形態（図３）の電流センサ１と異なる点は、ボビン４の中空部１３に上下１対設けられる押圧部材が、板ばね部材１５ではなく、ボビン４とは別体のクリップ部材２０よりなる点にある。

すなわち、図５（ａ）に示すように、上側のクリップ部材２０は、その基端部をボビン４の左側開口縁に形成された凹部に嵌合させて取り付けられており、上側の接合アーム８Ａの背面を上方から押圧している。
また、下側のクリップ部材２０は、その基端部をボビン４の右側開口縁に形成された凹部に嵌合させて取り付けられており、下側の接合アーム８Ｂの背面を下方から押圧している。

〔第４実施形態の効果〕
第４実施形態の電流センサ１によれば、押圧部材が、ボビン４に一体に形成された板ばね部材１５ではなく、ボビン４は別部材のクリップ部材２０をボビン４に後付けする構成であるから、ボビン４の中空部１３の構造が従来同様に簡便になる。従って、ボビン４を簡単に製作できるという利点がある。
なお、第４実施形態の電流センサ１は、上記以外の構成については第２実施形態（図３）と同じであるから、第２実施形態の場合と同様の作用効果を奏する。

なお、図５の例では、クリップ部材２０を上下双方に配置した場合を例示しているが、第１実施形態（図１）の板ばね部材１５と同様に、クリップ部材２０を１つだけ設けることにしてもよい。
また、押圧部材の構成要素としては、ボビン４と一体の板ばね部材１５や、ボビン４に予め結合しておくクリップ部材２０に限らず、中空部１３の内面と接合アーム８Ａ，８Ｂの間の隙間に打ち込んで使用する、「くさび部材」（図示せず）であってもよい。

〔第５実施形態〕
図６（ａ）は、第５実施形態に係る電流センサ１の正面図であり、図６（ｂ）は、その電流センサ１の平面図である。図７は、第５実施形態に係る電流センサ１の背面図である。図６（ａ）では、ボビン４は断面図で示されている。
第５実施形態の電流センサ１が第１実施形態（図１）の電流センサ１と異なる点は、接合アーム８Ａ，８Ｂ間の幅方向Ｚの横ずれを防止するための第２の押圧部材として、クリップ部材２０を更に追加した点にある。

すなわち、図６（ｂ）及び図７に示すように、中空部１３の開口部には、上下の接合アーム８Ａ，８Ｂを側方から押圧する上下一対のクリップ部材２０が取り付けられている。
そのうち、上側のクリップ部材２０は、上側の接合アーム８Ａの先端部側面を押圧し、下側のクリップ部材１５は、下側の接合アーム８Ｂの先端部側面を押圧している。これにより、各接合アーム８Ａ，８Ｂが幅方向Ｚに横ずれしなくなり、接合面１２の全面で接合する。

〔第５実施形態の効果〕
第５実施形態の電流センサ１によれば、追加的に設けたクリップ部材２０が、接合アーム間８Ａ，８Ｂの幅方向Ｚの横ずれを防止する第２の押圧部材として機能するので、その幅方向Ｚの横ずれによって接合面１２が部分的に接合しないことに伴う、磁性体コア３の透磁率の低下を未然に防止することができる。

〔その他の変形例〕
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
例えば、上述の各実施形態において、接合アーム８Ａ，８Ｂとボビン４の中空部１３の内面との間にできる隙間に、樹脂を充填して固めることにしてもよい。

このようにすれば、接合アーム８Ａ，８Ｂとボビン４の固定がより確実になり、また、磁性体コア３とコイル５との絶縁性がより向上する。
また、かかる樹脂モールドを行う場合には、ボビン４と磁性体コア３の露出面を全体的に樹脂でモールドして被覆することにしてもよい。

上述の各実施形態において、第２分割コア３Ｂの突出部１１は、接合アーム８Ｂの根元部分から、磁気センサ６とは反対側となる上方に突出しているので、磁性体コア３に形成される磁路に余り影響しない角部となっている。
従って、突出部１１がなくても電流センサ１の性能には殆ど影響がなく、これを取り除けばサイズダウンや軽量化に寄与する点で好ましい。そこで、上述の各実施形態において、突出部１１を切除した形状の第２分割コア３Ｂを採用することにしてもよい。

１：電流センサ ２：ギャップ
３：磁性体コア ３Ａ：第１分割コア ３Ｂ：第２分割コア
４：ボビン ５：コイル ６：磁気センサ
８Ａ：接合アーム ８Ｂ：接合アーム １１：突出部 １２：接合面
１３：中空部 １５：板ばね部材
１７：位置決め部材 １８：突条部 １９：凹溝部 ２０：クリップ部材

Claims (10)

1. 磁性体コアが複数に分割されたコア分割タイプの電流センサであって、
   外周面にコイルが巻き付けられたボビンと、
   前記ボビンの軸心方向に延びる接合面が形成された接合アームをそれぞれ有し、前記接合面同士を互いに接合させて前記接合アームを重ね合わせることで、前記磁性体コアを構成する複数の分割コアと、
   一方の開口から前記ボビンに挿入された一方の前記接合アームの前記接合面を、他方の開口から前記ボビンに挿入された他方の前記接合アームの前記接合面に圧接させる押圧部材と、を備えていることを特徴とする電流センサ。
2. 前記接合面は、その法線方向が前記接合アームの厚さ方向に向く平面よりなり、
   前記分割コアは、前記接合アームを含む各部が同じ幅寸法に形成されている請求項１に記載の電流センサ。
3. 前記接合アームの前記ボビンに対する軸心方向の相対位置を、当該ボビンと前記接合アームとの間の凹凸係合によって位置決めする位置決め部材を、更に備えている請求項１又は２に記載の電流センサ。
4. 前記分割コアにおける磁路に影響しない角部が取り除かれている請求項１〜３のいずれか１項に記載の電流センサ。
5. 前記接合アームは、前記ボビンの内面に対して隙間がある状態で当該ボビン内に収納されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の電流センサ。
6. 前記押圧部材は、一方の前記接合アームのみに当接して押圧力を付与する位置に配置されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の電流センサ。
7. 前記押圧部材は、双方の前記接合アームに当接して押圧力を付与する位置に配置されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の電流センサ。
8. 前記接合アーム間の幅方向の横ずれを防止するための第２の押圧部材を、更に備えている請求項６又は７に記載の電流センサ。
9. 前記分割コアは、磁性粉末の成形体よりなる請求項１〜８のいずれか１項に記載の電流センサ。
10. 前記接合アームと前記ボビンの内面との間の隙間が樹脂で固められている請求項１〜９のいずれか１項に記載の電流センサ。

Images