特許 6035480 電流センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6035480

(24)【登録日】2016年11月11日

(45)【発行日】2016年11月30日

(54)【発明の名称】電流センサ

(51)【国際特許分類】

   G01R 15/20 20060101AFI20161121BHJP

【ＦＩ】

   G01R15/20 B

【請求項の数】7

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2015-534122(P2015-534122)

(86)(22)【出願日】2014年8月7日

(86)【国際出願番号】JP2014070837

(87)【国際公開番号】WO2015029736

(87)【国際公開日】20150305

【審査請求日】2016年2月19日

(31)【優先権主張番号】特願2013-177620(P2013-177620)

(32)【優先日】2013年8月29日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】310014322

【氏名又は名称】アルプス・グリーンデバイス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108006

【弁理士】

【氏名又は名称】松下 昌弘

(74)【代理人】

【識別番号】100085453

【弁理士】

【氏名又は名称】野▲崎▼ 照夫

(74)【代理人】

【識別番号】100135183

【弁理士】

【氏名又は名称】大窪 克之

(72)【発明者】

【氏名】福井 洋文

【審査官】 濱本 禎広

(56)【参考文献】

【文献】 特許第５５３１２１８（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００７−１０７９７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１２０９３９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００６／０９０７６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１３／０５１５６６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ １５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

配線基板に設けられ、被測定電流路を流れる電流によって発生する磁気を検出し、感度軸と、前記感度軸の検出感度に影響を及ぼし前記感度軸に対して直交する感度影響軸を有する複数の磁電変換素子と、を備え、
前記配線基板には、前記被測定電流路の幅以上の幅の切欠が形成され、
複数の前記磁電変換素子は、前記被測定電流路の配設位置を通るように前記切欠の形成方向に延びる第１の仮想線に対して線対称にそれぞれ配設され、
前記被測定電流路の配設位置で前記第１の仮想線と直交する第２の仮想線に対して、複数の磁電変換素子が線対称にそれぞれ配設され、
前記複数の磁電変換素子は、同一個数の磁電変換素子からなる第１の磁電変換素子群及び第２の磁電変換素子群を構成し、
前記第１の磁電変換素子群と、前記第２の磁電変換素子群とは、前記第１の仮想線を挟んで向かい合い、
前記第１及び第２の磁電変換素子群内において隣り合う磁電変換素子の素子間隔は、前記第１の磁電変換素子群と前記第２の磁電変換素子群との間で最も狭い間隔である群間隔よりも狭く、
前記第１及び第２の磁電変換素子群の端に位置する磁電変換素子の前記感度軸の向きは、前記第２の仮想線と平行であり、
前記第１及び第２の磁電変換素子群の端以外に位置する磁電変換素子の前記感度軸の向きは、前記第１の仮想線と平行であり、
前記被測定電流路の配設位置を中心に点対称位置にある前記磁電変換素子同士の前記感度軸の向きはそれぞれ平行であり、前記点対称位置にある前記磁電変換素子同士の前記感度軸の向きが同一方向の場合には、前記点対称位置にある前記磁電変換素子同士の前記感度影響軸の向きも同一方向であり、
前記点対称位置にある前記磁電変換素子同士の前記感度軸の向きが反対方向の場合には、前記点対称位置にある前記磁電変換素子同士の前記感度影響軸の向きも反対方向であることを特徴とする電流センサ。

【請求項2】

前記感度軸及び前記感度影響軸は、前記配線基板と平行である
請求項１に記載の電流センサ。

【請求項3】

前記第１の磁電変換素子群内の最端部に配設された前記磁電変換素子と前記第２の磁電変換素子群内の最端部に配設された前記磁電変換素子との間隔が、前記群間隔であるとともに、前記第１の磁電変換素子群内及び前記第２の磁電変換素子群内で、前記第２の仮想線に最も近い個所に配設された各前記磁電変換素子間の間隔が最も広いことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電流センサ。

【請求項4】

前記磁電変換素子は、前記被測定電流路の前記配設位置を中心とする仮想楕円上に配設され、
前記仮想楕円の半長軸は、前記切欠上に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電流センサ。

【請求項5】

前記磁電変換素子の数は、６個であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電流センサ。

【請求項6】

前記磁電変換素子の数は、８個であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電流センサ。

【請求項7】

前記被測定電流路と隣り合う位置に、近隣電流路が配設され、
前記被測定電流路の前記配設位置の中心及び前記近隣電流路が配設された近隣配設位置の中心が、前記第２の仮想線に沿って設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電流センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被測定電流路に流れる電流を検出する電流センサに関し、特に、磁電変換素子を用いて被測定電流路に流れる電流を検出する電流センサに関する。

【背景技術】

【0002】

各種電子機器の制御や監視のために、被測定電流路に取り付けて被測定電流路に流れる電流を検出する電流センサが良く知られている。この種の電流センサとしては、ホール素子や磁気抵抗素子等の磁電変換素子を用いた電流センサが知られており、磁電変換素子の感度向上や外部磁場からの影響低減等のため、複数の素子を用いられることが知られている。

【0003】

従来、図１７に示すように、不図示の被測定電流路を挟み込むための凹状の切り込みが形成された電流センサ９００が提案されている（特許文献１参照）。図１７は、特許文献１記載の電流センサ９００の構造を概略的に示した斜視図である。図１７に示す電流センサ９００は、被測定電流路を挟み込むための凹状の切り込み部９１１が形成された筐体９２０と、筐体９２０内に配置され切り込み部９２１を有した基板９１０と、切り込み部９１１の近傍に配置され導体に流れる電流によって生じる磁界の強さに応じた電気信号を出力する磁電変換素子（ここではホール素子）９３０、９３１とから構成されている。これにより、小型でしかも組み付け性に優れた電流センサ９００が提供できるとされている。

【0004】

また、電線を保持する電線保持部を中心に、４つの磁気インピーダンス素子を対向配置した電流センサが知られている（特許文献２参照）。この電流センサでは、凸部及び凹部からなる筐体部の係合部分に電線保持部となる円弧状の開口部が形成され、筐体部の凹部側において、この開口部の周囲に４つの磁気インピーダンス素子が周方向に均等間隔となるように対向配置されている。

【0005】

更に、上述した特許文献１及び２に記載された従来技術に対して、測定精度をより向上させるため、より多くの磁電変換素子を用いた電流センサが考えられる。図１３は、比較例に係る電流センサを説明するための平面図であり、図１３Ａは、被測定電流路ＣＢを取り囲む位置に磁電変換素子Ｃ１５を８個配設した比較例１に係る電流センサを示し、図１３Ｂは、被測定電流路ＣＢを取り囲む位置に磁電変換素子Ｃ２５を６個配設した比較例２に係る電流センサを示している。なお、説明を容易にするため、被測定電流路ＣＢ、近隣電流路ＣＮ及び磁電変換素子Ｃ１５、Ｃ２５以外は省略している。

【0006】

図１３に示すように、比較例に係る電流センサは、多数個の磁電変換素子（Ｃ１５、Ｃ２５）が、平面視において被測定電流路ＣＢの中心を中心点とした円周上に配設されていると共に、隣り合う磁電変換素子（Ｃ１５、Ｃ２５）同士の角度がそれぞれ等角度で配置されている。つまり、図１３Ａに示す比較例１の電流センサでは、磁電変換素子Ｃ１５が正八角形の頂点位置にそれぞれ配置され、図１３Ｂに示す比較例２の電流センサでは、磁電変換素子Ｃ２５が正六角形の頂点位置にそれぞれ配置されている。これにより、磁電変換素子（Ｃ１５、Ｃ２５）の検出値を合算することで、被測定電流路ＣＢの位置が多少ずれても、測定精度を低下しにくくすることができるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００１−０６６３２７号公報

【特許文献2】特開２０００−２５８４６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、上述した比較例１や比較例２に係る電流センサでは、被測定電流路ＣＢを、磁電変換素子（Ｃ１５、Ｃ２５）間を通して円周の中心位置に配設しなければいけないので、被測定電流路ＣＢのサイズに応じて磁電変換素子（Ｃ１５、Ｃ２５）間の素子間隔（ＤＣ１、ＤＣ２）が決められてしまうことになる。すなわち、各磁電変換素子の配設位置が、被測定電流路ＣＢの配設位置を中心として正八角形や正六角形等の頂点位置に自ずと決められてしまうため、磁電変換素子の素子間隔として被測定電流路ＣＢが通過可能な寸法を確保する必要があり、これ以上に電流センサを小さくすることができないという課題があった。更に、素子間隔（ＤＣ１、ＤＣ２）を被測定電流路ＣＢが入る間隔まで広げてしまうので、隣り合う他の近隣電流路ＣＮが存在する場合、近隣電流路ＣＮによる外来磁場の影響を受けて、磁電変換素子（Ｃ１５、Ｃ２５）からの検出値を安定して得ることができないという課題もあった。

【0009】

ところで、高感度の磁電変換素子においては、感度軸に対して直交する方向に検出感度に影響を及ぼす軸（以下、「感度影響軸」という）が生じる場合がある。このような高感度の磁電変換素子を備えた電流センサにおいては、被測定電流からの誘導磁界の方向に対して感度軸が所定の角度をなすように磁電変換素子を配置した場合には、感度軸の方向から印加された誘導磁界に基づく出力信号に加えて、感度影響軸の方向から印加された誘導磁界が測定精度に影響を及ぼす場合がある。例えば、感度影響軸の方向から印加された誘導磁界により、感度軸の方向の検出感度そのものが影響を受けて感度変化する場合や、感度影響軸の方向から印加された誘導磁界による出力信号により感度変化が生じる場合がある。このような感度変化は、電流センサの検出精度を落とす要因となる。

【0010】

本発明は、上述した課題を解決するもので、小型化できるとともに、検出値を安定して得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。
また、本発明は、磁電変換素子の感度影響軸に起因した検出精度の低下を抑制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】

【0011】

本発明において、感度軸とは、磁界の検出感度が最大になる磁界の方向である。また、感度影響軸とは、感度軸と直交し、検出感度に影響を与える磁界の方向である。

【0012】

この課題を解決するために、本発明の電流センサは、配線基板に設けられ、被測定電流路を流れる電流によって発生する磁気を検出し、感度軸と、前記感度軸の検出感度に影響を及ぼし前記感度軸に対して直交する感度影響軸を有する複数の磁電変換素子と、を備え、 前記配線基板には、前記被測定電流路の幅以上の幅の切欠が形成され、複数の前記磁電変換素子は、前記被測定電流路の配設位置を通るように前記切欠の形成方向に延びる第１の仮想線に対して線対称にそれぞれ配設され、前記被測定電流路の配設位置で前記第１の仮想線と直交する第２の仮想線に対して、複数の磁電変換素子が線対称にそれぞれ配設され、前記複数の磁電変換素子は、同一個数の磁電変換素子からなる第１の磁電変換素子群及び第２の磁電変換素子群を構成し、前記第１の磁電変換素子群と、前記第２の磁電変換素子群とは、前記第１の仮想線を挟んで向かい合い、前記第１及び第２の磁電変換素子群内において隣り合う磁電変換素子の素子間隔は、前記第１の磁電変換素子群と前記第２の磁電変換素子群との間で最も狭い間隔である群間隔よりも狭く、前記被測定電流路の配設位置を中心に点対称位置にある前記磁電変換素子同士の前記感度軸の向きはそれぞれ平行であり、前記点対称位置にある前記磁電変換素子同士の前記感度軸の向きが同一方向の場合には、前記点対称位置にある前記磁電変換素子同士の前記感度影響軸の向きも同一方向であり、前記点対称位置にある前記磁電変換素子同士の前記感度軸の向きが反対方向の場合には、前記点対称位置にある前記磁電変換素子同士の前記感度影響軸の向きも反対方向であり、前記第１及び第２の磁電変換素子群の端に位置する磁電変換素子の前記感度軸の向きは、前記第２の仮想線と平行であり、前記第１及び第２の磁電変換素子群の端以外に位置する磁電変換素子の前記感度軸の向きは、前記第１の仮想線と平行であることを特徴とする。

【0013】

この構成によれば、被測定電流路が挿通されて且つ配設される切欠を有した配線基板に、第１の磁電変換素子群と第２の磁電変換素子群とが切欠を挟んで第１の仮想線に対して線対称に配設されているので、磁電変換素子が円周上に等間隔で配設されている場合と比較して、被測定電流路が挿通されて且つ配設される磁電変換素子の配設でありながら、磁電変換素子の配設スペースを小さくできる。しかも、第１の磁電変換素子群内及び第２の磁電変換素子群内の隣り合う磁電変換素子との素子間隔が、第１の磁電変換素子群と第２の磁電変換素子群との群間隔よりも狭いので、磁電変換素子が円周上に等間隔で配設されている場合と比較して、隣り合う位置に配設された他の電流路に対して、隣り合う磁電変換素子との素子間隔を狭くすることができる。このため、感度軸と直交する方向の磁界の影響を受ける磁気抵抗効果素子を用いても、隣り合う位置に配設された他の電流路からの外来磁場の影響を低減することができ、外来磁場による磁電変換素子への影響を低減させることができる。特に複数の電流路が第２の仮想線に沿って、狭い間隔で配設された場合、磁電変換素子は、第１の仮想線に沿った直線に近い配設となる。この場合、第１及び第２の磁電変換素子群の端に位置する磁電変換素子の感度軸の向きを、第２の仮想線と平行にして、第１及び第２の磁電変換素子群の端以外に位置する磁電変換素子の感度軸の向きを、前記第１の仮想線と平行にすると、隣の電流路が動いても、測定精度が悪化しにくい。従って、配線基板に被測定電流路を挿通できる切欠を設けても、狭い幅の中に複数の磁電変換素子を配設でき、電流を精度良く測定できる。

【0014】

また、この構成によれば、被測定電流路の配設位置を中心に点対称位置にある磁電変換素子同士の感度軸の向きが同一方向の場合には、点対称位置にある磁電変換素子同士の感度影響軸の向きも同一方向にして、点対称位置にある磁電変換素子同士の感度軸の向きが反対方向の場合には、点対称位置にある磁電変換素子同士の感度影響軸の向きも反対方向になるように設置するため、各磁電変換素子の検出値を加算することで、感度影響軸方向の磁場によって受ける影響を相殺でき、感度影響軸に起因する測定精度悪化を防止できる。尚、各磁電変換素子の検出値を加算するためには、個々の測定値を演算装置で加算してもよい。また、各磁電変換素子を直列に接続することで、加算された値を測定することもできる。

【0015】

また、本発明の電流センサの前記感度軸及び前記感度影響軸は、前記配線基板と平行である。

【0016】

この構成により、電流センサの構造がシンプルになり、その設計、並び製造を容易にすることができ、価格コストを小さくできる。

【0017】

また、本発明の電流センサは、前記第１の磁電変換素子群内の最端部に配設された前記磁電変換素子と前記第２の磁電変換素子群内の最端部に配設された前記磁電変換素子との間隔が、前記群間隔であるとともに、前記第１の磁電変換素子群内及び前記第２の磁電変換素子群内で、前記第２の仮想線に最も近い個所に配設された各前記磁電変換素子間の間隔が最も広いことを特徴としている。

【0018】

この構成によれば、第１の磁電変換素子群と第２の磁電変換素子群の両端側が群間隔であり、第２の仮想線に最も近い個所の磁電変換素子間の間隔が最も広いので、被測定電流路が配設される配設位置の中心とそれぞれの磁電変換素子との配設距離をそれぞれについて同じ距離或いはなるべく同等な距離にすることができる。このため、電流センサが被測定電流路に取り付けられた際に、その取り付け角度がばらついたとしても、各磁電変換素子が、被測定電流路と隣り合う他の電流路との間にバランス良く配されることとなる。従って、隣り合う位置に配設された他の電流路からの外来磁場の影響をより低減することができ、外来磁場による磁電変換素子への影響をより低減させることができる。

【0019】

また、本発明の電流センサは、前記磁電変換素子が、前記被測定電流路の前記配設位置を中心とする仮想楕円上に配設され、前記仮想楕円の半長軸が、前記切欠上に設けられていることを特徴としている。

【0020】

この構成によれば、磁電変換素子が配設される仮想楕円の半長軸が切欠上に設けられているので、半長軸に沿って被測定電流路を切欠に挿通し且つ配設することができる。このため、被測定電流路の外形寸法と群間隔とをできる限り近づけることができ、被測定電流路にできる限り磁電変換素子を近づけて配設することができる。これにより、隣り合う位置に配設された他の電流路からの外来磁場の影響をより低減することができ、外来磁場による磁電変換素子への影響をより低減させることができる。従って、電流センサをより小型にできるとともに、磁電変換素子からの検出値をより安定して得ることができる。

【0021】

【0022】

【0023】

また、本発明の電流センサは、前記磁電変換素子の数が、６個であることを特徴としている。

【0024】

この構成によれば、磁電変換素子の数が６個であるので、充分な精度が得られる最少個数の磁電変換素子により電流センサを構成することができる。これにより、電流センサのコストを低減できるとともに、磁電変換素子の配設スペースを小さくできるので、電流センサをより一層小型にすることができる。

【0025】

また、本発明の電流センサは、前記磁電変換素子の数が、８個であることを特徴としている。

【0026】

この構成によれば、磁電変換素子の数が８個であるので、磁電変換素子が６個の場合と比較して、磁電変換素子の素子間隔をより狭くすることができる。このため、電流センサの測定精度を向上させることができるとともに、隣り合う位置に配設された他の電流路からの外来磁場の影響をより低減することができる。これにより、外来磁場による磁電変換素子への影響を低減させることができ、磁電変換素子からの検出値をより安定して得ることができる。

【0027】

また、本発明の電流センサは、前記被測定電流路と隣り合う位置に、近隣電流路が配設され、前記被測定電流路の前記配設位置の中心及び前記近隣電流路が配設された近隣配設位置の中心が、前記第２の仮想線に沿って設けられていることを特徴としている。

【0028】

この構成によれば、被測定電流路と、被測定電流路の隣り合う位置に配設される近隣電流路と、が第２の仮想線に沿って配設されているので、第１の磁電変換素子群の外側或いは第２の磁電変換素子群の外側に近隣電流路が配設されることとなり、群間隔より狭い素子間隔の外側に近隣電流路が配設されることとなる。これにより、近隣電流路からの外来磁場の影響がより一層低減され、外来磁場による磁電変換素子への影響がより一層低減されるので、磁電変換素子からの検出値をより一層安定して得ることができる。

【発明の効果】

【0029】

本発明の電流センサは、被測定電流路が挿通されて且つ配設される切欠を有した配線基板に、第１の磁電変換素子群と第２の磁電変換素子群とが切欠を挟んで第１の仮想線に対して線対称に配設されているので、磁電変換素子が円周上に等間隔で配設されている場合と比較して、磁電変換素子の配設スペースを小さくできる。しかも、第１の磁電変換素子群内及び第２の磁電変換素子群内の隣り合う磁電変換素子との素子間隔が、第１の磁電変換素子群と第２の磁電変換素子群との群間隔よりも狭いので、磁電変換素子が円周上に等間隔で配設されている場合と比較して、被測定電流路が挿通されて且つ配設される磁電変換素子の配置でありながら、隣り合う位置に配設された他の電流路に対して、隣り合う磁電変換素子との素子間隔を狭くすることができる。このため、隣り合う位置に配設された他の電流路からの外来磁場の影響を低減することができ、外来磁場による磁電変換素子への影響を低減させることができる。これにより、被測定電流路を挿通し且つ配設するスペースを確保しながら、電流センサを小型にできるとともに、磁電変換素子からの検出値を安定して得ることができる。

【0030】

また、本発明の電流センサは、被測定電流路の配設位置を中心に点対称位置にある磁電変換素子同士の前記感度影響軸の向きは、点対称位置にある磁電変換素子同士の感度軸の向きが同一方向の場合には同一方向であり、点対称位置にある磁電変換素子同士の感度軸の向きが反対方向の場合には反対方向である。そのため、感度影響軸方向の磁場によって受ける影響を相殺でき、感度影響軸に起因する測定精度悪化を防止できる。

【0031】

したがって、本発明の電流センサは、小型化できるとともに、検出値を高精度に且つ安定して得ることができる電流センサを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本発明の第１実施形態に係る電流センサを示す分解斜視図である。

【図2】第１実施形態に係る電流センサを示す斜視図である。

【図3】第１実施形態に係る電流センサを説明するための図であって、図１に示すＺ１側から見た配線基板の上面図である。

【図4】第１実施形態に係る電流センサについての計算結果を説明するための図であって、計算に用いたモデル図である。

【図5】第１実施形態に係る電流センサについての計算結果を示したグラフである。

【図6】第１実施形態に係る電流センサについての計算結果を示したグラフであり、図６Ａは、磁電変換素子が第１の仮想線に対して線対称でない場合の結果を示し、図６Ｂは、磁電変換素子が第２の仮想線に対して線対称でない場合の結果を示している。

【図7】第１実施形態に係る電流センサについての計算結果を示したグラフである。

【図8】第１実施形態の変形例に係る電流センサを説明するための図であって、図１に示すＺ１側から見た配線基板の上面図である。

【図9】本発明の第２実施形態に係る電流センサを示す分解斜視図である。

【図10】第２実施形態の電流センサを説明するための図であって、図９に示すＺ１側から見た配線基板の上面図である。

【図11】第２実施形態に係る電流センサについての計算結果を説明するための図であって、計算に用いたモデル図である。

【図12】第２実施形態に係る電流センサについての計算結果を示したグラフである。

【図13】比較例に係る電流センサを説明するための図であって、図１３Ａは、被測定電流路を取り囲む位置に磁電変換素子を８個配設した比較例１に係る電流センサの平面図であり、図１３Ｂは、被測定電流路を取り囲む位置に磁電変換素子を６個配設した比較例２に係る電流センサの平面図である。

【図14】本発明の第１実施形態に係る電流センサと比較した比較例を説明するための図であって、図３の磁電変換素子の配置と比較した比較例３に係る磁電変換素子の配置図である。

【図15】本発明の第２実施形態に係る電流センサと比較した比較例を説明するための図であった、図１０の磁電変換素子の配置と比較した比較例４に係る磁電変換素子の配置図である。

【図16】本発明の第１実施形態の変形例１を説明するための図であって、図１６Ａは、図４のモデル図と比較した変形例１に係る電流センサのモデル図であり、図１６Ｂは、モデルを元に計算した計算結果を示したグラフである。

【図17】従来の電流センサの構造を概略的に示した斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

被測定電流路（電線）を中心として周方向に均等間隔で複数の磁電変換素子を配置する場合には、磁電変換素子間の間隙から被測定電流路を導入して中心位置に配設するため、被測定電流路のサイズ（最大幅寸法）に応じて磁電変換素子の素子間隔が決められてしまうことになる。そのため、磁電変換素子同士の素子間隔として少なくとも被測定電流路が通過可能な寸法を確保すると、磁電変換素子の配設領域が全体的に大きくなり、これに伴い磁電変換素子が配設される基板サイズも大きくなって、電流センサの小型化ができない。また、被測定電流路のサイズに合わせて全ての磁電変換素子間隔を広げてしまうため、隣り合う他の近隣電流路による外来磁場の影響を受けて、磁電変換素子からの検出精度が低下してしまう恐れもある。

【0034】

本発明者はこれらの点に着目し、被測定電流路の周囲に全ての磁電変換素子の素子間隔を均等にするのではなく、一部の素子間隔を異ならせるように磁電変換素子を配置することで、電流センサの小型化を図ると共に、電流センサの検出精度を安定させることができると考えた。すなわち、本発明の骨子は、同一個数の複数の磁電変換素子からなる第１及び第２の磁電変換素子群を、被測定電流路の導入路となる切欠上を通過する第１の仮想線を挟んで配置させ、被測定電流路の配設位置で第１の仮想線と直交する第２の仮想線に対して、第１及び第２の磁電変換素子群を構成する磁電変換素子を、第１及び第２の磁電変換素子群内の隣り合う磁電変換素子の素子間隔が第１及び第２の磁電変換素子群の群間隔よりも狭くなるように線対称に配置させ、被測定電流路の配設位置を中心に点対称位置にある磁電変換素子同士の感度軸の向きをそれぞれ平行にすることである。

【0035】

高感度の磁電変換素子を備えた電流センサにおいては、被測定電流からの誘導磁界の方向に対して感度軸が所定の角度をなすように磁電変換素子を配置した場合には、感度軸の方向から印加された誘導磁界に基づく出力信号に加えて、感度影響軸の方向から印加された誘導磁界が測定精度に影響を及ぼす場合がある。
本実施形態の電流センサは、被測定電流路の配設位置を中心に点対称位置にある磁電変換素子同士の前記感度影響軸の向きを、点対称位置にある磁電変換素子同士の感度軸の向きが同一方向の場合には同一方向となり、点対称位置にある磁電変換素子同士の感度軸の向きが反対方向の場合には反対方向になるように設置する。そのため、点対称位置にある磁電変換素子同士の検出値を、感度影響軸の方向から印加された誘導磁界による成分が相殺されるように処理することで、感度影響軸方向の磁場が測定精度に与える影響を抑制できる。 例えば、磁電変換素子として磁気抵抗効果素子を用いた電流センサでは、磁界の強さに応じて抵抗値を線形変化させるために、感度軸と直交する方向にハードバイアスと呼ばれる一定の磁力を加えている。この為、感度軸と直交する方向に磁界が加わると、磁気抵抗効果素子の感度が変化してしまう。本実施形態の電流センサは、このような場合にも感度影響軸に起因する測定精度悪化を防止できる。
なお、本実施形態において、感度影響軸は、例えば、磁電変換素子において、感度軸と略直交する方向の軸であって、磁場の影響で抵抗値が変化する（感度軸の検出感度を変化させる）方向の軸（「感度変化軸」、「副感度軸」ともいう）である。

【0036】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

【0037】

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る電流センサ１０１を示す分解斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る電流センサ１０１を示す斜視図である。図３は、本発明の第１実施形態に係る電流センサ１０１を説明するための図であって、図１に示すＺ１側から見た配線基板１６の上面図である。図１４は、本発明の第１実施形態に係る電流センサ１０１と比較した比較例を説明するための図であって、図３の磁電変換素子１５の配置と比較した比較例３に係る磁電変換素子の配置図である。

【0038】

図１及び図２に示すように、本発明の第１実施形態に係る電流センサ１０１は、被測定電流路ＣＢに電流が流れたときに発生する磁気を検出する複数の磁電変換素子１５と、複数の磁電変換素子１５が配置された配線基板１６とを備えて構成されている。また、電流センサ１０１は、配線基板１６を収納する収納部１１ｓを有する筐体１１と、磁電変換素子１５からの電気信号を取り出すための取出し端子１３ｔを有したコネクタ１３と、被測定電流路ＣＢを固定し保持するための保持部材１４と、を備えている。

【0039】

筐体１１は、例えば、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の合成樹脂材料で形成されている。この筐体１１は、上方が開口した箱状のケース３１と、ケース３１の開口部を塞ぐような板状のカバー４１と、から構成され、ケース３１内部に、配線基板１６を収納する収納部１１ｓが形成されている。なお、筐体１１の材質に合成樹脂材料を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、金属材料を用いた構成にしても良い。

【0040】

ケース３１には、その一辺側からケース３１の中心側に向かって切り欠かれた凹部（凹溝）３２が形成され、この凹部３２内に被測定電流路ＣＢが導入されて保持されるように構成されている。凹部３２の奥壁３２ａは、被測定電流路ＣＢの外周面と相補形状に形成されている。本実施の形態では、凹部３２の奥壁３２ａは、円筒形状の被測定電流路ＣＢの外周面に対応するように円弧状に湾曲して形成されている。また、奥壁３２ａに連なるケース３１の対向する内側壁３２ｂには、クリップバネ１４Ｋの自由端部側を係止する切欠３２ｃが、それぞれ対峙する位置に形成されている。切欠３２ｃは、内側壁３２ｂの上端部側から下方に向かって切り欠かれ、入り口側の端面が、外方に向かって傾斜するように形成されている。被測定電流路ＣＢは、その外周面の奥側を凹部３２の奥壁３２ａに当接させた状態で、手前側を切欠３２ｃから凹部３２内に突出するクリップバネ１４Ｋによって挟持されることで、筐体１１に対して保持される。この凹部３２の奥壁３２ａとクリップバネ１４Ｋとで挟持される位置が、筐体１１に対する被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰとなる。

【0041】

カバー４１は、一方の辺部に、ケース３１の凹部３２と対応するように同一形状の開口部４２が形成され、この開口部４２の形成された辺部と反対側の辺部に、コネクタ１３の上端部を筐体１１外部に露出させるための開口部４３が形成されている。

【0042】

保持部材１４は、被測定電流路ＣＢを固定し保持するための部材であり、被測定電流路ＣＢの外縁を挟み込んで保持するクリップバネ１４Ｋと、被測定電流路ＣＢが配設位置ＰＰに配設された後にクリップバネ１４Ｋを押さえる押し部材１４Ｈと、を備えている。

【0043】

クリップバネ１４Ｋは、短冊状の板ばねを平面視略円形状に湾曲させて、自由端部側に間隙１４Ｌが形成されるように、２つの自由端部を離間する方向（外方）に折り曲げて形成されている。このクリップバネ１４Ｋは、ケース３１の収納部１１ｓ内に収容され、湾曲部分を凹部３２の奥壁３２ａに沿わせた状態で、自由端部を切欠３２ｃの傾斜面に当接させて自由端部側の折り曲げ部分を切欠３２ｃから凹部３２内に突出させるように配設される。ここで、クリップバネ１４Ｋの自由端部側の折り曲げ部分間の間隙１４Ｌは、被測定電流路ＣＢを配設位置ＰＰへの導入を許容すると共に配設位置ＰＰから容易に脱落しないように、凹部３２内に導入される被測定電流路ＣＢの最大径（最大幅）寸法よりも狭くなるように形成されている。

【0044】

押し部材１４Ｈは、略直方体形状で形成されており、ケース３１に形成された凹部３２に強嵌合されるサイズで作製されている。この押し部材１４Ｈは、クリップバネ１４Ｋを押さえた状態で、ケース３１の凹部３２内に保持される。このように構成された電流センサ１０１において、被測定電流路ＣＢがケース３１の凹部３２に導入されて凹部３２内に露出するクリップバネ１４Ｋの折り曲げ部分に押し当てられると、クリップバネ１４Ｋが撓みを許容して、自由端部が切欠３２ｃの傾斜面に案内されながら折り曲げ部分が収納部１１ｓ内に逃がされ、折り曲げ部分間の間隙１４Ｌが広がっていく。被測定電流路ＣＢをさらに押し込んで奥壁３２ａに当接させると、自由端部が切欠３２ｃの傾斜面に案内されながら折り曲げ部分が凹部３２内に露出する初期位置に復帰する。このとき、被測定電流路ＣＢの外周面は、奥壁３２ａ及びクリップバネ１４Ｋの折り曲げ部分によって挟持される。そして、押し部材１４Ｈが凹部３２内に押し込まれると、クリップバネ１４Ｋ（の折り曲げ部分）が抑え込まれる。この押し部材１４Ｈ及びクリップバネ１４Ｋからなる保持部材１４が凹部３２の奥壁３２ａと協働することによって、被測定電流路ＣＢが配設位置ＰＰに精度良く配設させることができる。なお、本実施形態では、被測定電流路ＣＢの断面形状を円形にしたが、矩形の断面形状の被測定電流路であっても良い。この場合には、保持部材１４のクリップバネ１４Ｋは、矩形の断面形状の被測定電流路に対応した形状にすることが望ましい。

【0045】

配線基板１６は、例えば、一般に広く知られている両面のプリント配線板（ＰＣＢ）を用いられ、ガラス入りのエポキシ樹脂からなるベース基板上に設けられた銅（Ｃｕ）等の金属箔をパターニングして、配線パターンが形成されている。配線基板１６は、ケース３１の収納部１１ｓに収納可能な大きさで形成されており、その一辺部に、被測定電流路ＣＢが挿通されて且つ配設される切欠１７が形成されている。すなわち、配線基板１６は、収納部１１ｓの底面部と相似形状に形成されており、ケース３１の凹部３２と相補形状の切欠部１７が形成されている。図１及び図３に示すように、配線基板１６の切欠１７の近傍には、複数（８個）の磁電変換素子１５が配置され、切欠１７が形成される辺部と対向する辺部近傍にはコネクタ１３が配設されている。なお、磁電変換素子１５の詳細な配置位置については後述する。また、本実施形態では、配線基板１６にガラス入りのエポキシ樹脂からなるプリント配線板（ＰＣＢ）を用いたが、これに限定されるものではなく、絶縁性のリジット基板であれば良く、例えばセラミック配線板を用いても良い。また、本実施形態では、配線基板１６に両面のプリント配線板（ＰＣＢ）を用いたが、回路設計の結果に応じて片面のプリント配線板（ＰＣＢ）を用いても良い。

【0046】

コネクタ１３は、相手側コネクタ（図示省略）と電気的に接続する複数の端子を備えており、これら複数の端子の中に、磁電変換素子１５からの電気信号を取り出すため取出し端子１３ｔを有している。また、コネクタ１３は、相手側コネクタ（図示し省略）と嵌合するための絶縁基体１３Ｋを備えている。絶縁基体１３Ｋは、上方が開口した箱状に形成され、その内部に、取出し端子１３ｔを含む複数の端子が、各端子間を絶縁した状態で保持され収納されている。なお、本実施形態では、磁電変換素子１５からの電気信号を取り出すためにコネクタ１３を用いたが、コネクタ１３に限らず、例えば、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuits）等を用いても良い。

【0047】

磁電変換素子１５は、被測定電流路ＣＢに電流が流れたときに発生する磁気を検出する電流センサ素子であって、例えば、巨大磁気抵抗効果を用いた磁気検出素子（ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）素子と言う）を用いることが可能である。この磁電変換素子１５は、説明を容易にするため詳細な図示は省略したが、ＧＭＲ素子をシリコン基板上に作製した後、切り出されたチップを熱硬化性の合成樹脂でパッケージングし、信号の取り出しのためのリード端子がＧＭＲ素子と電気的に接続されて構成されている。そして、このリード端子により、配線基板１６にはんだ付けがされている。

【0048】

図３に示すように、磁電変換素子１５は、半数（本実施形態では４個）の磁電変換素子１５（１５ａ〜１５ｄ）からなる第１の磁電変換素子群Ａ１５と、残りの半数（本実施形態では４個）の磁電変換素子１５（１５ｅ〜１５ｈ）からなる第２の磁電変換素子群Ｂ１５とからなり、第１の磁電変換素子群Ａ１５と第２の磁電変換素子群Ｂ１５とが、切欠１７を挟んで配設されている。すなわち、複数の磁電変換素子１５は、同一個数の磁電変換素子（１５ａ〜１５ｄ、１５ｅ〜１５ｈ）からなる第１の磁電変換素子群Ａ１５及び第２の磁電変換素子群Ｂ１５を構成し、第１の磁電変換素子群Ａ１５と第２の磁電変換素子群Ｂ１５とが切欠１７を挟んで対向配置されている。

【0049】

また、第１の磁電変換素子群Ａ１５と第２の磁電変換素子群Ｂ１５とは、第１の仮想線ＩＬ１に対して線対称に配設され、第１の磁電変換素子群Ａ１５内の４つの磁電変換素子１５が、第２の仮想線ＩＬ２に対して線対称に配設されるとともに、第２の磁電変換素子群Ｂ１５内の４つの磁電変換素子１５が、第２の仮想線ＩＬ２に対して線対称に配設されている。そして、被測定電流路ＣＢが配線基板１６の切欠１７に配置された際に、第１の仮想線ＩＬ１と第２の仮想線ＩＬ２とは、被測定電流路ＣＢが配設された配設位置ＰＰで、直交している。すなわち、第１の磁電変換素子群Ａ１５と第２の磁電変換素子群Ｂ１５とは、被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰを通るように切欠１７の形成方向に延びる第１の仮想線ＩＬ１を挟むと共に当該第１の仮想線ＩＬ１に沿うようにそれぞれ配設されている。また、第１の磁電変換素子群Ａ１５を構成する磁電変換素子１５ａ〜１５ｄと、第２の磁電変換素子群Ｂ１５を構成する磁電変換素子１５ｅ〜１５ｈとは、被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰで第１の仮想線ＩＬ１と直交する第２の仮想線ＩＬ２に対して、線対象にそれぞれ配設されている。これにより、図１４に示すような磁電変換素子Ｃ３５が円周上に等間隔で配設されている場合（比較例３）と比較して、被測定電流路ＣＢが挿通されて且つ配設される磁電変換素子１５の配置でありながら、磁電変換素子１５の配設スペースを小さくできる。すなわち、比較例３に係る磁電変換素子Ｃ３５の場合には、被測定電流路ＣＢの配設位置を中心として周方向に等間隔で磁電変換素子Ｃ３５が均等配置されている。そのため、磁電変換素子Ｃ３５間から被測定電流路ＣＢを導入して配設位置に配設する場合、磁電変換素子Ｃ３５同士の素子間隔として、少なくとも被測定電流路ＣＢが通過可能な間隔を確保する必要があるので、全ての磁電変換素子Ｃ３５の配設領域が大きくなり、これに伴い配線基板が大型化してしまうことになる。一方、本実施形態に係る磁電変換素子１５の配置の場合には、第１及び第２の磁電変換素子群Ａ１５，Ｂ１５は、被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰを通るように切欠１７の形成方向に延びる第１の仮想線ＩＬ１を挟むと共に当該第１の仮想線ＩＬ１に沿うようにそれぞれ配設されている。すなわち、第１の磁電変換素子群Ａ１５と第２の磁電変換素子群Ｂ１５との群間隔ＤＧ１として、被測定電流路ＣＢの最大径部分が通過するだけの間隔を確保しておけば、第１及び第２の磁電変換素子群Ａ１５、Ｂ１５を構成する各磁電変換素子１５ａ〜１５ｄ、１５ｅ〜１５ｈの素子間隔ＤＡ１は群間隔ＤＧ１よりも小さく（狭く）することが可能である。そのため、比較例３に係る磁電変換素子Ｃ３５の配設領域と比べて、特に切欠１７の形成方向と直交する方向（第２の仮想線ＩＬ２の延在方向）における磁電変換素子１５の配設領域を小さくすることができ、配線基板１６の小型化、つまり電流センサ１０１の小型化が可能である。なお、本実施形態では、第１の仮想線ＩＬ１と第２の仮想線ＩＬ２とは、被測定電流路ＣＢの中心で直交しているが、少なくとも被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰで直交されていれば良く、被測定電流路ＣＢの中心での直交に限るものではない。

【0050】

また、図３に示すように、第１の磁電変換素子群Ａ１５内の最端部に配設された磁電変換素子１５と、第２の磁電変換素子群Ｂ１５内の最端部に配設された磁電変換素子１５との間隔が、最も狭い間隔である群間隔ＤＧ１であると共に、第１の磁電変換素子群Ａ１５内及び第２の磁電変換素子群Ｂ１５内の磁電変換素子１５で、第２の仮想線ＩＬ２に最も近い位置に配設されたそれぞれの磁電変換素子１５間の間隔が最も広くなっている。一方、第１の磁電変換素子群Ａ１５内及び第２の磁電変換素子群Ｂ１５内の隣り合う磁電変換素子１５との間隔である素子間隔ＤＡ１が、第１の磁電変換素子群Ａ１５と第２の磁電変換素子群Ｂ１５との最も狭い間隔である群間隔ＤＧ１よりも狭くなっている。すなわち、切欠１７上を通過する第１の仮想線ＩＬ１を挟む第１及び第２の磁電変換素子群Ａ１５、Ｂ１５の群間隔ＤＧ１に対して、第１の仮想線ＩＬ１の延在方向における第１及び第２の磁電変換素子群Ａ１５、Ｂ１５を構成する磁電変換素子１５の各素子間隔ＤＡ１を小さくし、全ての磁電変換素子１５の素子間隔ＤＡ１を均等にするのではなく、一部の素子間隔ＤＡ１を異ならせるように磁電変換素子１５を配置している。これにより、図１４に示すような磁電変換素子Ｃ３５が円周上に等間隔で配設されている場合（比較例３）と比較して、被測定電流路ＣＢが挿通されて且つ配設される磁電変換素子１５の配置でありながら、隣り合う位置に配設された他の電流路、つまり近隣電流路ＣＮに対して、隣り合う磁電変換素子１５との素子間隔ＤＡ１を狭くすることができる。このため、隣り合う位置に配設された近隣電流路ＣＮからの外来磁場の影響を低減することができる。従って、外来磁場による磁電変換素子１５への影響が低減されるので、磁電変換素子１５からの検出値を安定して得ることができる。

【0051】

更に、図３に示すように、磁電変換素子１５は、被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰを中心とする仮想楕円ＩＥ１上に配設され、仮想楕円ＩＥ１の半長軸ＩＥ１ａが、切欠１７上に設けられている。なお、仮想楕円ＩＥ１の長軸は、第１の仮想線ＩＬ１と重なっており、前述した半長軸ＩＥ１ａは、図３中の仮想楕円ＩＥ１の下半分の半長軸を示している。これにより、半長軸ＩＥ１ａに沿って被測定電流路ＣＢを切欠１７に挿通し且つ配設することができるため、被測定電流路ＣＢの外形寸法と群間隔ＤＧ１とをできる限り近づけることができる。従って、被測定電流路ＣＢにできる限り磁電変換素子１５を近づけて配設することができ、隣り合う位置に配設された近隣電流路ＣＮからの外来磁場の影響をより低減することができる。その結果、外来磁場による磁電変換素子１５への影響がより低減されるので、磁電変換素子１５からの検出値をより安定して得ることができる。

【0052】

また、被測定電流路ＣＢが配線基板１６の切欠１７に配置された際に、磁電変換素子１５は、被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰを中心に点対称となる複数組の磁電変換素子１５におけるＧＭＲ素子の感度軸（磁気を感知する方向）の向きＳＪが、それぞれ平行になるように配設されている。すなわち、被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰを中心に点対称位置にある磁電変換素子１５（例えば、磁電変換素子１５ａと磁電変換素子１５ｈ）同士の感度軸の方向がそれぞれ平行になるように、磁電変換素子１５は配設されている。なお、本実施形態では、被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰを中心に点対称位置にある磁電変換素子１５（例えば、磁電変換素子１５ａと磁電変換素子１５ｈ）同士の感度軸の向きＳＪはそれぞれ反対方向になっているが（すなわち、感度軸の方向が平行であって、感度軸の向きは互いに反対方向）、図８に示すように感度軸の方向が平行であれば、感度軸の向きは同一方向であっても良い。図８は、第１実施形態の変形例に係る電流センサを説明するための図であって、図１に示すＺ１側から見た配線基板の上面図である。図８に示すように、被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰを中心に点対称位置にある磁電変換素子１５（例えば、磁電変換素子１５ａと磁電変換素子１５ｈ）同士は、感度軸の方向が平行であって、感度軸の向きＳＪは同一方向である。感度軸の方向が平行でかつ感度軸の向きが同一方向の場合には、後段の演算回路で符号を反転させて演算処理を行う必要がある。

【0053】

更に、図３に示すように、各磁電変換素子１５の感度軸の方向（図３においては感度軸の向きＳＪ）が、第１の仮想線ＩＬ１または第２の仮想線ＩＬ２と平行になっている。これにより、図１４に示すような磁電変換素子Ｃ３５が円周上に等間隔で配設されている場合（比較例３）と比較して、各磁電変換素子１５を配線基板１６に実装する際に、容易に実装することができると共に、配線基板１６と磁電変換素子１５との位置関係を容易に設計することができる。従って、被測定電流路ＣＢの取付け角度や取付け位置等の精度を高めることができるので、測定精度を向上させることができる。

【0054】

更に、図３に示すように、各磁電変換素子１５ａ〜１５ｈは、その感度軸及び感度影響軸が配線基板１６の表面と平行になるように配線基板１６に実装されている。また、各磁電変換素子１５ａ〜１５ｈの感度軸と感度影響軸（感度変化軸）とがなす角は、全て等しい。図３に示した実施例では、全ての磁電変換素子１５ａ〜１５ｈにおいて、感度軸から見て感度影響軸が反時計回りに略９０°回転した位置となっている。
図３に示す例では、配置位置ＰＰを中心に点対称位置にある磁電変換素子１５ａ〜１５ｈ同士の間で、感度軸の向きは反対方向であり、且つ感度影響軸の向きも反対方向である。
感度影響軸の方向が図３に示すようになるように各磁電変換素子１５ａ〜１５ｈを配置し、点対称位置にある磁電変換素子１５同士の検出値を、感度影響軸の方向から印加された誘導磁界による成分が相殺されるように処理することで、感度影響軸方向の磁場が測定精度に与える影響を抑制できる。よって、感度影響軸に起因する測定精度悪化を防止できる。

【0055】

図３に示す例において、磁電変換素子１５ａ〜１５ｈの感度影響軸の向きは、配置位置ＰＰ中心に点対称位置にある磁電変換素子１５ａ〜１５ｈ同士の間で感度影響軸の向きが反対方向であれば図３に示すものには限定されない。

【0056】

また、図８の例においても、各磁電変換素子１５ａ〜１５ｈは、その感度軸及び感度影響軸が配線基板１６と平行になるように配線基板１６に実装される。
図８に示す例では、配置位置ＰＰを中心に点対称位置にある磁電変換素子１５ａ〜１５ｈ同士の間で、感度軸の向きは同一方向であり、且つ感度影響軸の向きも同一方向である。
図８に示す例において、磁電変換素子１５ａ〜１５ｈの感度影響軸の向きは、配置位置ＰＰ中心に点対称位置にある磁電変換素子１５ａ〜１５ｈ同士の間で感度影響軸の向きが平行であれば図８に示すものには限定されない。
図８の例においても、各磁電変換素子１５ａ〜１５ｈの感度影響軸の方向を上記の通りとすることで、感度影響軸方向の磁場が測定精度に与える影響を抑制できる。

【0057】

次に、本発明の第１実施形態に係る電流センサ１０１について、ビオ・サバールの法則を用いた計算を行い、効果の検証を行った。図４は、本発明の第１実施形態に係る電流センサ１０１についての計算結果を説明する図であって、計算に用いたモデル図である。図４中において、本発明の第１実施形態に係る電流センサ１０１の磁電変換素子１５の楕円配置と、比較例３に係る磁電変換素子Ｃ３５の正八角形配置を重ねて示している。また、近隣電流路ＣＮ１がＹ１方向に少しずつずれた様子を示している。図５は、本発明の第１実施形態に係る電流センサ１０１についての計算結果を示したグラフである。横軸は、近隣電流路ＣＮ１がＹ１方向にずれた移動量を示し、縦軸は、電流センサ１０１の磁電変換素子１５または比較例３に係る磁電変換素子Ｃ３５から出力される出力値の真値との誤差を示している。

【0058】

また、計算に用いた値として、磁電変換素子１５の群間隔ＤＧ１を７ｍｍ、第１の仮想線ＩＬ１からの磁電変換素子１５の距離を最大４.５ｍｍ、第２の仮想線ＩＬ２からの磁
電変換素子１５の距離を最大４.３ｍｍとした。比較例３に係る磁電変換素子Ｃ３５の配
置は、磁電変換素子Ｃ３５の素子間隔を磁電変換素子１５の群間隔ＤＧ１（７ｍｍ）に合わせて、正八角形の頂点に中心がくるような配置にした。なお、近隣電流路ＣＮ１の移動量の“０”は、被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰの中心と、隣り合う位置に配設された近隣電流路ＣＮ１の近隣配設位置ＮＰの中心とが、第２の仮想線ＩＬ２に沿って設けられている場合を示している。そして、被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰの中心と近隣電流路ＣＮ１の近隣配設位置ＮＰの中心との距離は、１０ｍｍにしている。

【0059】

計算の結果、図５に示すように、本発明の電流センサ１０１の磁電変換素子１５の出力値の誤差（図中に示すＡ１）は、比較例３の磁電変換素子Ｃ３５の出力値の誤差（図中に示すＣ）と比較すると、極めて小さい値になっている。また、近隣電流路ＣＮ１の位置の変化に対しても安定した出力値（誤差が小さい）が得られている。このことにより、本発明の第１実施形態の電流センサ１０１は、隣り合う位置に配設された他の電流路（近隣電流路ＣＮ１）からの外来磁場の影響を低減することができ、外来磁場による磁電変換素子１５への影響を低減させることができていると言える。

【0060】

更に、図４に示すモデルを変形して、磁電変換素子１５の楕円配置のバランスが崩れた場合の検証も行った。図６は、本発明の第１実施形態に係る電流センサ１０１についての計算結果を示したグラフであり、図６Ａは、磁電変換素子１５が第１の仮想線ＩＬ１に対して線対称でない場合の結果を示し、図６Ｂは、磁電変換素子１５が第２の仮想線ＩＬ２に対して線対称でない場合の結果を示している。計算に用いた変更値として、図６Ａは、第１の仮想線ＩＬ１からの磁電変換素子１５の片側の距離を５.５ｍｍ（図中に示すＤ）
及び３.５ｍｍ（図中に示すＥ）とずらし、図６Ｂは、第２の仮想線ＩＬ２からの磁電変
換素子１５の片側の距離を５.３ｍｍ（図中に示すＦ）及び３.３ｍｍ（図中に示すＧ）とずらしている。

【0061】

計算の結果、図６Ａに示すように、磁電変換素子１５が第１の仮想線ＩＬ１に対して線対称でない場合の誤差（図中に示すＤ及びＥ）は、図５に示す比較例３に係る磁電変換素子Ｃ３５の出力値の誤差（図５中に示すＣ）より大幅に小さくなっているが、本発明の電流センサ１０１の磁電変換素子１５の出力値の誤差（図中に示すＡ１）と比較すると、大きい値になっている。また、図６Ｂに示すように、磁電変換素子１５が第２の仮想線ＩＬ２に対して線対称でない場合の誤差（図中に示すＦ及びＧ）も同様に、本発明の電流センサ１０１の磁電変換素子１５の出力値の誤差（図中に示すＡ１）と比較すると、大きい値になっている。また、いずれの場合も、近隣電流路ＣＮ１の移動量が大きくなると、結果的に近隣電流路ＣＮ１が遠ざかることになるので、出力値の誤差が小さくなっている。以上のことにより、第１の磁電変換素子群Ａ１５と第２の磁電変換素子群Ｂ１５とは、第１の仮想線ＩＬ１に対して線対称に配設されることがより望ましいと言える。同様に、第１の磁電変換素子群Ａ１５内の磁電変換素子１５が、第２の仮想線ＩＬ２に対して線対称に配設されると共に、第２の磁電変換素子群Ｂ１５内の磁電変換素子１５が、第２の仮想線ＩＬ２に対して線対称に配設されることがより望ましいと言える。

【0062】

更に、図４に示すモデルを変形して、被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰを中心に点対称となる複数組の磁電変換素子１５の感度軸の向きＳＪが、平行にならない場合の検証も行った。図７は、本発明の第１実施形態に係る電流センサ１０１についての計算結果を示したグラフである。計算に用いた変更値として、点対称に配置された磁電変換素子１５同士がなす角度が１８０°に対して、時計回り若しくは反時計回りに５°ずらしたもの（図中に示すＨ若しくはＪ）と、時計回り若しくは反時計回りに１０°ずらしたもの（図中に示すＫ若しくはＬ）を採用した。

【0063】

計算の結果、図７に示すように、本発明の電流センサ１０１の磁電変換素子１５の出力値の誤差（図中に示すＡ１）と比較すると、いずれも大きい値になっている。また、より感度軸の向きＳＪが、平行にならない場合、つまり１０°ずらしたもの（図中に示すＫ若しくはＬ）の方が、誤差が大きくなっている。また、図６に示す線対称に配置されない場合の結果とは違い、近隣電流路ＣＮ１の移動量が大きくなっても、出力値の誤差は小さくなっていない。以上のことにより、被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰを中心に点対称になるように配設された磁電変換素子１５同士のそれぞれの感度軸の向きＳＪが、平行になることがより望ましいと言える。

【0064】

以上のように、本発明の第１実施形態に係る電流センサ１０１は、被測定電流路ＣＢが挿通されて且つ配設される切欠１７を有した配線基板１６に、第１の磁電変換素子群Ａ１５と第２の磁電変換素子群Ｂ１５とが切欠１７を挟んで第１の仮想線ＩＬ１に対して線対称に配設されているので、磁電変換素子Ｃ３５が円周上に等間隔で配設されている場合と比較して、被測定電流路ＣＢが挿通されて且つ配設される磁電変換素子１５配置でありながら、磁電変換素子１５の配設スペースを小さくできる。すなわち、本実施形態に係る磁電変換素子１５の配置の場合には、第１及び第２の磁電変換素子群Ａ１５，Ｂ１５は、被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰを通るように切欠１７の形成方向に延びる第１の仮想線ＩＬ１を挟むと共に当該第１の仮想線ＩＬ１に沿うようにそれぞれ配設されている。そのため、第１の磁電変換素子群Ａ１５と第２の磁電変換素子群Ｂ１５との間隔（群間隔ＤＧ１）として被測定電流路ＣＢの最大径部分が通過するだけの間隔を確保しておけば、第１及び第２の磁電変換素子群Ａ１５、Ｂ１５を構成する各磁電変換素子１５の素子間隔ＤＡ１は群間隔ＤＧ１よりも小さくすることが可能である。従って、特に切欠１７の形成方向と直交する方向（第２の仮想線ＩＬ２の延在方向）における磁電変換素子１５の配設領域を小さくすることができ、配線基板１６の小型化が可能である。しかも、第１の磁電変換素子群Ａ１５内及び第２の磁電変換素子群Ｂ１５内の隣り合う磁電変換素子１５との素子間隔ＤＡ１が、第１の磁電変換素子群Ａ１５と第２の磁電変換素子群Ｂ１５との群間隔ＤＧ１よりも狭いので、磁電変換素子Ｃ３５が円周上に等間隔で配設されている場合と比較して、隣り合う位置に配設された他の電流路に対して、隣り合う磁電変換素子１５との素子間隔ＤＡ１を狭くすることができる。このため、隣り合う位置に配設された他の電流路からの外来磁場の影響を低減することができ、外来磁場による磁電変換素子１５への影響を低減させることができる。これにより、被測定電流路ＣＢを挿通し且つ配設するスペースを確保しながら、電流センサ１０１を小型にできると共に、磁電変換素子１５からの検出値を安定して得ることができる。その結果、小型化できると共に、検出値を安定して得ることができる電流センサ１０１を提供することができる。

【0065】

また、磁電変換素子１５が配設された仮想楕円ＩＥ１の半長軸ＩＥ１ａが切欠１７上に設けられているので、半長軸ＩＥ１ａに沿って被測定電流路ＣＢを切欠１７に挿通し且つ配設することができる。このため、被測定電流路ＣＢの外形寸法と群間隔ＤＧ１とをできる限り近づけることができ、被測定電流路ＣＢにできる限り磁電変換素子１５を近づけて配設することができる。これにより、隣り合う位置に配設された他の電流路からの外来磁場の影響をより低減することができ、外来磁場による磁電変換素子１５への影響をより低減させることができる。その結果、電流センサ１０１をより小型にできるとともに、磁電変換素子１５らの検出値をより安定して得ることができる。

【0066】

また、各磁電変換素子１５の感度軸の方向が、第１の仮想線ＩＬ１または第２の仮想線ＩＬ２と平行であるので、磁電変換素子Ｃ３５が円周上に等間隔で配設されている場合と比較して、各磁電変換素子１５を配線基板１６に実装する際に、容易に実装することができると共に、配線基板１６と磁電変換素子１５との位置関係を容易に設計することができる。これにより、被測定電流路ＣＢの取付け角度や取付け位置等の精度を高めることができるので、測定精度を向上させることができる。

【0067】

また、磁電変換素子１５の数が８個であるので、磁電変換素子１５が６個の場合と比較して、磁電変換素子１５の素子間隔ＤＡ１をより狭くすることができる。このため、電流センサ１０１の測定精度を向上させることができると共に、隣り合う位置に配設された他の電流路からの外来磁場の影響をより低減することができる。これにより、外来磁場による磁電変換素子１５への影響を低減させることができ、磁電変換素子１５からの検出値をより安定して得ることができる。

【0068】

また、電流センサ１０１は、各磁電変換素子１５ａ〜１５ｈを、その感度影響軸が図３および図８に示す向きになるように配線基板１６に実装し、点対称位置にある磁電変換素子１５同士の検出値を、感度影響軸の方向から印加された誘導磁界による成分が相殺されるように処理することで、感度影響軸方向の磁場が測定精度に与える影響を抑制できる。よって、感度影響軸に起因する測定精度悪化を防止できる。

【0069】

［第２実施形態］
図９は、本発明の第２実施形態に係る電流センサ１０２を示す分解斜視図である。図１０は、本発明の第２実施形態に係る電流センサ１０２を示す図であって、図９に示すＺ１側から見た配線基板１６の上面図である。図１５は、本発明の第２実施形態に係る電流センサ１０２と比較した比較例を説明するための図であって、図１０の磁電変換素子２５の配置と比較した比較例４に係る磁電変換素子の配置図である。また、第２実施形態に係る電流センサ１０２は、第１実施形態に対し、磁電変換素子２５の配設位置が異なる。なお、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略し、磁電変換素子２５の配設位置に関わる事項について詳細に説明する。

【0070】

図９に示すように、本発明の第２実施形態に係る電流センサ１０２は、被測定電流路ＣＢに電流が流れたときに発生する磁気を検出する複数の磁電変換素子２５と、複数の磁電変換素子２５が配置された配線基板１６とを備えて構成されている。また、電流センサ１０２は、配線基板１６を収納する収納部１１ｓを有する筐体１１と、磁電変換素子２５からの電気信号を取り出すため取出し端子１３ｔを有したコネクタ１３と、被測定電流路ＣＢを固定し保持するための保持部材１４と、を備えている。

【0071】

磁電変換素子２５は、被測定電流路ＣＢに電流が流れたときに発生する磁気を検出する電流センサ素子であって、第１実施形態と同様に、巨大磁気抵抗効果を用いた磁気検出素子（ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）素子と言う）を用いることが可能である。この磁電変換素子２５は、説明を容易にするため詳細な図示は省略したが、ＧＭＲ素子をシリコン基板上に作製した後、切り出されたチップを熱硬化性の合成樹脂でパッケージングし、信号の取り出しのためのリード端子がＧＭＲ素子と電気的に接続されて構成されている。そして、このリード端子により、配線基板１６にはんだ付けがされている。

【0072】

図１０に示すように、磁電変換素子２５は、半数（本実施形態では３個）の磁電変換素子２５からなる第１の磁電変換素子群Ａ２５と、残りの半数（本実施形態では３個）の磁電変換素子２５からなる第２の磁電変換素子群Ｂ２５とからなり、第１の磁電変換素子群Ａ２５と第２の磁電変換素子群Ｂ２５とが、切欠１７を挟んで配設されている。すなわち、複数の磁電変換素子２５は、同一個数の磁電変換素子からなる第１の磁電変換素子群Ａ２５及び第２の磁電変換素子群Ｂ２５を構成し、第１の磁電変換素子群Ａ２５と第２の磁電変換素子群Ｂ２５とが切欠１７を挟んで対向配置されている。

【0073】

また、第１の磁電変換素子群Ａ２５と第２の磁電変換素子群Ｂ２５とは、第１の仮想線ＩＬ１に対して線対称に配設され、第１の磁電変換素子群Ａ２５内の３つの磁電変換素子２５が、第２の仮想線ＩＬ２に対して線対称に配設されるとともに、第２の磁電変換素子群Ｂ２５内の３つの磁電変換素子２５が、第２の仮想線ＩＬ２に対して線対称に配設されている。そして、被測定電流路ＣＢが配線基板１６の切欠１７に配置された際に、第１の仮想線ＩＬ１と第２の仮想線ＩＬ２とは、被測定電流路ＣＢが配設された配設位置ＰＰで、直交している。すなわち、第１の磁電変換素子群Ａ２５と第２の磁電変換素子群Ｂ２５とは、被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰを通るように切欠１７の形成方向に延びる第１の仮想線ＩＬ１を挟むと共に当該第１の仮想線ＩＬ１に沿うようにそれぞれ配設されている。また、第１の磁電変換素子群Ａ２５を構成する磁電変換素子２５ａ〜２５ｃと、第２の磁電変換素子群Ｂ２５を構成する磁電変換素子２５ｄ〜２５ｆとは、被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰで第１の仮想線ＩＬ１と直交する第２の仮想線ＩＬ２に対して、線対象にそれぞれ配設されている。これにより、図１５に示すような磁電変換素子Ｃ４５が円周上に等間隔で配設されている場合（比較例４）と比較して、被測定電流路ＣＢが挿通されて且つ配設される磁電変換素子２５の配置でありながら、磁電変換素子２５の配設スペースを小さくできる。すなわち、比較例４に係る磁電変換素子Ｃ４５の配置の場合には、被測定電流路ＣＢの配設位置を中心として周方向に等間隔で磁電変換素子Ｃ４５が均等配置されている。そのため、磁電変換素子Ｃ４５間から被測定電流路ＣＢを導入して配設位置に配設する場合、磁電変換素子Ｃ４５同士の素子間隔として、少なくとも被測定電流路ＣＢが通過可能な間隔を確保する必要があるため、全ての磁電変換素子Ｃ４５の配設領域が大きくなり、これに伴い配線基板が大型化してしまうことになる。一方、本実施形態に係る磁電変換素子２５の配置の場合には、第１及び第２の磁電変換素子群Ａ２５，Ｂ２５は、被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰを通るように切欠１７の形成方向に延びる第１の仮想線ＩＬ１を挟むと共に当該第１の仮想線ＩＬ１に沿うようにそれぞれ配設されている。すなわち、第１の磁電変換素子群Ａ２５と第２の磁電変換素子群Ｂ２５との群間隔ＤＧ２として、被測定電流路ＣＢの最大径部分が通過するだけの間隔を確保しておけば、第１及び第２の磁電変換素子群Ａ２５、Ｂ２５を構成する各磁電変換素子２５の素子間隔ＤＡ２は群間隔ＤＧ２よりも小さくすることが可能である。そのため、比較例４に係る磁電変換素子Ｃ４５の配設領域と比べて、特に切欠１７の形成方向と直交する方向（第２の仮想線ＩＬ２の延在方向）における磁電変換素子２５の配設領域を小さくすることができ、配線基板１６の小型化、つまり電流センサ１０２全体の小型化が可能である。なお、本実施形態では、第１の仮想線ＩＬ１と第２の仮想線ＩＬ２とは、被測定電流路ＣＢの中心で直交しているが、少なくとも被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰで直交されていれば良く、被測定電流路ＣＢの中心での直交に限るものではない。

【0074】

また、図１０に示すように、第１の磁電変換素子群Ａ２５内の最端部に配設された磁電変換素子２５と、第２の磁電変換素子群Ｂ２５内の最端部に配設された磁電変換素子２５と、の間隔が、最も狭い間隔である群間隔ＤＧ２であると共に、第１の磁電変換素子群Ａ２５内及び第２の磁電変換素子群Ｂ２５内の磁電変換素子２５で、第２の仮想線ＩＬ２に最も近い位置に配設されたそれぞれの磁電変換素子２５間の間隔が最も広くなっている。一方、第１の磁電変換素子群Ａ２５内及び第２の磁電変換素子群Ｂ２５内の隣り合う磁電変換素子２５との間隔である素子間隔ＤＡ２が、第１の磁電変換素子群Ａ２５と第２の磁電変換素子群Ｂ２５との最も狭い間隔である群間隔ＤＧ２よりも狭くなっている。すなわち、切欠１７上を通過する第１の仮想線ＩＬ１を挟む第１及び第２の磁電変換素子群Ａ２５、Ｂ２５の群間隔ＤＧ２に対して、第１の仮想線ＩＬ１の延在方向における第１及び第２の磁電変換素子群Ａ２５、Ｂ２５を構成する磁電変換素子２５の各素子間隔ＤＡ２を小さくし、全ての磁電変換素子２５（２５ａ〜２５ｆ）の素子間隔ＤＡ２を均等にするのではなく、一部の素子間隔を異ならせるように磁電変換素子２５を配置している。これにより、図１５に示すような磁電変換素子Ｃ４５が円周上に等間隔で配設されている場合（比較例４）と比較して、被測定電流路ＣＢが挿通されて且つ配設される磁電変換素子２５の配置でありながら、隣り合う位置に配設された他の電流路、つまり近隣電流路ＣＮに対して、隣り合う磁電変換素子２５との素子間隔ＤＡ２を狭くすることができる。このため、隣り合う位置に配設された近隣電流路ＣＮからの外来磁場の影響を低減することができる。従って、外来磁場による磁電変換素子２５への影響が低減されるので、磁電変換素子２５からの検出値を安定して得ることができる。

【0075】

更に、図１０に示すように、磁電変換素子２５は、被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰを中心とする仮想円ＩＳ２上に配設されている。これにより、第１の磁電変換素子群Ａ２５と第２の磁電変換素子群Ｂ２５との間に設けられた仮想円ＩＳ２の半径（第２実施形態では、第１の仮想線ＩＬ１）に沿って、被測定電流路ＣＢを切欠１７に挿通し且つ配設することができるため、被測定電流路ＣＢの外形寸法と群間隔ＤＧ２とをできる限り近づけることができる。従って、被測定電流路ＣＢにできる限り磁電変換素子２５を近づけて配設することができ、隣り合う位置に配設された近隣電流路ＣＮからの外来磁場の影響をより低減することができる。その結果、外来磁場による磁電変換素子２５への影響がより低減されるので、磁電変換素子２５からの検出値をより安定して得ることができる。

【0076】

また、被測定電流路ＣＢが配線基板１６の切欠１７に配置された際に、磁電変換素子２５は、被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰを中心に点対称となる複数組の磁電変換素子２５におけるＧＭＲ素子の感度軸（磁気を感知する方向）の向きＳＪが、それぞれ平行になるように配設されている。すなわち、被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰを中心に点対称位置にある磁電変換素子２５（例えば、２５ａと２５ｆ）同士の感度軸の方向がそれぞれ平行になるように、磁電変換素子２５は配設されている。なお、本実施形態では、被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰを中心に点対称位置にある磁電変換素子２５（例えば、２５ａと２５ｆ）同士の感度軸の向きＳＪはそれぞれ反対方向になっているが（すなわち、感度軸の方向が平行であって、感度軸の向きは互いに反対方向）、上記第１実施形態と同様に、感度軸の方向が平行であれば、感度軸の向きは同一方向であっても良い。感度軸の向きが同一方向で平行の場合には、後段の演算回路で符号を反転させて演算処理を行えば良い。

【0077】

更に、図１０に示すように、各磁電変換素子２５の感度軸の方向（図１０においては感度軸の向きＳＪ）が、第１の仮想線ＩＬ１または第２の仮想線ＩＬ２と平行になっている。これにより、図１５に示すような磁電変換素子Ｃ４５が円周上に等間隔で配設されている場合（比較例４）と比較して、各磁電変換素子２５を配線基板１６に実装する際に、容易に実装することができると共に、配線基板１６と磁電変換素子２５との位置関係を容易に設計することができる。従って、被測定電流路ＣＢの取付け角度や取付け位置等の精度を高めることができるので、測定精度を向上させることができる。

【0078】

更に、本実施形態においては、図１０に示すように、被測定電流路ＣＢと隣り合う位置に配設された近隣電流路ＣＮは、近隣電流路ＣＮが配設された近隣配設位置ＮＰの中心が、第２の仮想線ＩＬ２に沿って設けられるように配設されている。これにより、第１の磁電変換素子群Ａ２５の外側或いは第２の磁電変換素子群Ｂ２５の外側に近隣電流路ＣＮが配設されることとなり、群間隔ＤＧ２より狭い素子間隔ＤＡ２の外側に近隣電流路ＣＮが配設されることとなる。従って、近隣電流路ＣＮからの外来磁場の影響がより一層低減され、外来磁場による磁電変換素子２５への影響がより一層低減されるので、磁電変換素子２５からの検出値をより一層安定して得ることができる。

【0079】

更に、図１０に示すように、各磁電変換素子２５ａ〜２５ｆは、その感度軸及び感度影響軸が配線基板１６と平行になるように配線基板１６に実装されている。また、各磁電変換素子２５ａ〜２５ｆの感度軸と感度影響軸（感度変化軸）とがなす角は、全て等しい。図１０に示した実施例では、全ての磁電変換素子２５ａ〜２５ｆにおいて、感度軸から見て感度影響軸が反時計回りに略９０°回転した位置となっている。
図１０に示す例では、配置位置ＰＰを中心に点対称位置にある磁電変換素子２５ａ〜２５ｆ同士の間で、感度軸の向きは反対方向であり、且つ感度影響軸の向きも反対方向である。
感度影響軸の方向が図１０に示すようになるように各磁電変換素子２５ａ〜２５ｆを配置し、点対称位置にある磁電変換素子同士の検出値を、感度影響軸の方向から印加された誘導磁界による成分が相殺されるように処理することで、感度影響軸方向の磁場が測定精度に与える影響を抑制できる。よって、感度影響軸に起因する測定精度悪化を防止できる。

【0080】

図１０に示す例において、磁電変換素子２５ａ〜２５ｆの感度影響軸の向きは、配置位置ＰＰ中心に点対称位置にある磁電変換素子２５ａ〜２５ｆ同士の間で感度影響軸の向きが反対方向であれば図１０に示すものには限定されない。

【0081】

次に、本発明の第２実施形態に係る電流センサ１０２について、ビオ・サバールの法則を用いた計算を行い、効果の検証を行った。図１１は、本発明の第２実施形態に係る電流センサ１０２についての計算結果を説明する図であって、計算に用いたモデル図である。図１１中において、本発明の第２実施形態に係る電流センサ１０２の磁電変換素子２５の楕円配置と、比較例４に係る磁電変換素子Ｃ４５の正六角形配置を示している。また、近隣電流路ＣＮ２がＹ１方向に少しずつずれた様子を示している。図１２は、本発明の第２実施形態に係る電流センサ１０２についての計算結果を示したグラフである。横軸は、近隣電流路ＣＮ２がＹ１方向にずれた移動量を示し、縦軸は、電流センサ１０２の磁電変換素子２５または比較例４に係る磁電変換素子Ｃ４５から出力される出力値の真値との誤差を示している。

【0082】

また、計算に用いた値として、磁電変換素子２５の群間隔ＤＧ２を７ｍｍ、第１の仮想線ＩＬ１からの磁電変換素子２５の距離を４ｍｍと３.５ｍｍ、第２の仮想線ＩＬ２からの磁電変換素子２５の距離を２ｍｍとした。比較例４に係る磁電変換素子Ｃ４５の配置は、磁電変換素子Ｃ４５の素子間隔を磁電変換素子２５の群間隔ＤＧ２（７ｍｍ）に合わせて、正六角形の頂点に中心がくるような配置にした。なお、近隣電流路ＣＮ２の移動量の“０”は、被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰの中心と、隣り合う位置に配設された近隣電流路ＣＮ２の近隣配設位置ＮＰの中心とが、第２の仮想線ＩＬ２に沿って設けられている場合を示している。そして、被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰの中心と近隣電流路ＣＮ２の近隣配設位置ＮＰの中心との距離は、１０ｍｍにしている。

【0083】

計算の結果、図１２に示すように、本発明の電流センサ１０２の磁電変換素子２５の出力値の誤差（図中に示すＡ２）は、比較例４の磁電変換素子Ｃ４５の出力値の誤差（図中に示すＢ）と比較すると、極めて小さい値になっている。また、近隣電流路ＣＮ２の位置の変化に対しても安定した出力値（誤差が小さい）が得られている。このことにより、本発明の第２実施形態の電流センサ１０２は、隣り合う位置に配設された他の電流路（近隣電流路ＣＮ２）からの外来磁場の影響を低減することができ、外来磁場による磁電変換素子２５への影響を低減させることができていると言える。

【0084】

以上のように、本発明の第２実施形態に係る電流センサ１０２は、被測定電流路ＣＢが挿通されて且つ配設される切欠１７を有した配線基板１６に、第１の磁電変換素子群Ａ２５と第２の磁電変換素子群Ｂ２５とが切欠１７を挟んで第１の仮想線ＩＬ１に対して線対称に配設されているので、磁電変換素子Ｃ４５が円周上に等間隔で配設されている場合と比較して、被測定電流路ＣＢが挿通されて且つ配設される磁電変換素子２５配置でありながら、磁電変換素子２５の配設スペースを小さくできる。すなわち、本実施形態に係る磁電変換素子２５の配置の場合には、第１及び第２の磁電変換素子群Ａ２５，Ｂ２５は、被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰを通るように切欠１７の形成方向に延びる第１の仮想線ＩＬ１を挟むと共に当該第１の仮想線ＩＬ１に沿うようにそれぞれ配設されている。そのため、第１の磁電変換素子群Ａ２５と第２の磁電変換素子群Ｂ２５との間隔（群間隔ＤＧ２）として被測定電流路ＣＢの最大径部分が通過するだけの間隔を確保しておけば、第１及び第２の磁電変換素子群Ａ２５、Ｂ２５を構成する各磁電変換素子２５の素子間隔ＤＡ２は群間隔ＤＧ１２よりも小さくすることが可能である。従って、特に切欠１７の形成方向と直交する方向（第２の仮想線ＩＬ２の延在方向）における磁電変換素子２５の配設領域を小さくすることができ、つまり電流センサ１０２全体の小型化が可能である。しかも、第１の磁電変換素子群Ａ２５内及び第２の磁電変換素子群Ｂ２５内の隣り合う磁電変換素子２５との素子間隔ＤＡ２が、第１の磁電変換素子群Ａ２５と第２の磁電変換素子群Ｂ２５との群間隔ＤＧ２よりも狭いので、磁電変換素子Ｃ４５が円周上に等間隔で配設されている場合と比較して、隣り合う位置に配設された他の電流路に対して、隣り合う磁電変換素子２５との素子間隔ＤＡ２を狭くすることができる。このため、隣り合う位置に配設された他の電流路からの外来磁場の影響を低減することができ、外来磁場による磁電変換素子２５への影響を低減させることができる。これにより、被測定電流路ＣＢを挿通し且つ配設するスペースを確保しながら、電流センサ１０２を小型にできると共に、磁電変換素子２５からの検出値を安定して得ることができる。その結果、小型化できると共に、検出値を安定して得ることができる電流センサ１０２を提供することができる。

【0085】

また、第１の磁電変換素子群Ａ２５と第２の磁電変換素子群Ｂ２５の両端側が群間隔ＤＧ２であり、第２の仮想線ＩＬ２に最も近い個所の磁電変換素子２５間の間隔が最も広く、しかも各磁電変換素子２５が仮想円ＩＳ２上に配設されているので、被測定電流路ＣＢが配設される配設位置ＰＰの中心とそれぞれの磁電変換素子２５との配設距離をそれぞれについて同じ距離にすることができる。このため、電流センサ１０２が被測定電流路ＣＢに取り付けられた際に、その取り付け角度がばらついたとしても、各磁電変換素子２５が、被測定電流路ＣＢと隣り合う他の電流路との間にバランス良く配されることとなる。これにより、隣り合う位置に配設された他の電流路からの外来磁場の影響をより低減することができ、外来磁場による磁電変換素子２５への影響をより低減させることができる。

【0086】

また、磁電変換素子２５の数が６個であるので、充分な精度が得られる最少個数の磁電変換素子２５により電流センサ１０２を構成することができる。これにより、電流センサ１０２のコストを低減できるとともに、磁電変換素子２５の配設スペースを小さくできるので、電流センサ１０２をより一層小型にすることができる。

【0087】

また、被測定電流路ＣＢと、被測定電流路ＣＢの隣り合う位置に配設される近隣電流路ＣＮと、が第２の仮想線ＩＬ２に沿って配設されているので、第１の磁電変換素子群Ａ２５の外側或いは第２の磁電変換素子群Ｂ２５の外側に近隣電流路ＣＮが配設されることとなり、群間隔ＤＧ２より狭い素子間隔ＤＡ２の外側に近隣電流路ＣＮが配設されることとなる。これにより、近隣電流路ＣＮからの外来磁場の影響がより一層低減され、外来磁場による磁電変換素子２５への影響がより一層低減されるので、磁電変換素子２５からの検出値をより一層安定して得ることができる。

【0088】

また、電流センサ１０２は、各磁電変換素子２５ａ〜２５ｆを、その感度影響軸が図１０に示す向きになるように配線基板１６に実装し、点対称位置にある磁電変換素子同士の検出値を、感度影響軸の方向から印加された誘導磁界による成分が相殺されるように処理することで、感度影響軸方向の磁場が測定精度に与える影響を抑制できる。よって、感度影響軸に起因する測定精度悪化を防止できる。

【0089】

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。

【0090】

＜変形例１＞
図１６は、本発明の第１実施形態に係る電流センサ１０１の変形例１を説明する図であって、図１６Ａは、図４のモデル図と比較した変形例１のモデル図であり、図１６Ｂは、モデルを元にビオ・サバールの法則を用いて計算した計算結果を示したグラフである。図１６Ａ中には、本発明の第１実施形態に係る電流センサ１０１の磁電変換素子１５の楕円配置と、比較例３に係る磁電変換素子Ｃ３５の正八角形配置と、変形例１の磁電変換素子Ｍ１５の正六角形配置を重ねて示している。図１６Ｂの横軸は、近隣電流路ＣＮ１がＹ１方向（図４に示す）にずれた移動量を示し、縦軸は、電流センサ１０１の磁電変換素子１５、比較例３の磁電変換素子Ｃ３５、及び変形例１の磁電変換素子Ｍ１５から出力される出力値の真値との誤差を示している。また、変形例１の磁電変換素子Ｍ１５の配置は、磁電変換素子Ｍ１５の素子間隔を磁電変換素子１５の群間隔ＤＧ１（７ｍｍ）に合わせて、正六角形の頂点に中心がくるような配置にした。

【0091】

上記第１実施形態では、磁電変換素子１５を８個、配置するように構成したが、図１６Ａに示すように、磁電変換素子Ｍ１５を６個、仮想楕円ＩＥ２上に配置するように構成しても良い。これにより、図１６Ｂに示すように、変形例１の磁電変換素子Ｍ１５の出力値の誤差（図中に示すＭ）は、第１実施形態の磁電変換素子１５の出力値の誤差（図中に示すＡ１）より僅かながら大きくなっているが、比較例３の磁電変換素子Ｃ３５の出力値の誤差（図中に示すＣ）と比較すると、極めて小さい値になっている。このことにより、本発明の第１実施形態に係る電流センサ１０１の変形例１は、隣り合う位置に配設された他の電流路（近隣電流路ＣＮ１）からの外来磁場の影響を低減することができ、外来磁場による磁電変換素子Ｍ１５への影響を低減させることができていると言える。

【0092】

＜変形例２＞
上記第１実施形態では、磁電変換素子１５が仮想楕円ＩＥ１上に配設され、上記第２実施形態では、磁電変換素子２５が仮想円ＩＳ２上に配設されるように構成したが、仮想楕円ＩＥ１や仮想円ＩＳ２に限らず、例えば、四角形状や、中央が窪んだ形状の仮想の軌道上に配設されるように構成しても良い。

【0093】

＜変形例３＞
上記実施形態では、磁電変換素子（１５または２５）としてＧＭＲ素子を好適に用いたが、磁気の方向を検知できる磁気検出素子であれば良く、ＭＲ（Magneto Resistive）素子、ＡＭＲ（Anisotropic Magneto Resistive）素子、ＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistive）素子、ホール素子等であっても良い。但し、ホール素子等の場合は、ＧＭＲ素子
やＭＲ素子の感度軸と異なるので、使用するホール素子の感度軸に合わせて、実装に工夫が必要である。

【0094】

本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。

【符号の説明】

【0095】

１５（１５ａ〜１５ｈ）、２５（２５ａ〜２５ｆ）、Ｃ１５、Ｃ２５、Ｃ３５、Ｃ４５、Ｍ１５ 磁電変換素子
Ａ１５、Ａ２５ 第１の磁電変換素子群
Ｂ１５、Ｂ２５ 第２の磁電変換素子群
１６、 配線基板
１７、 切欠
１０１、１０２ 電流センサ
ＣＢ 被測定電流路
ＣＮ、ＣＮ１、ＣＮ２ 近隣電流路
ＤＡ１、ＤＡ２ 素子間隔
ＤＧ１、ＤＧ２ 群間隔
ＩＬ１ 第１の仮想線
ＩＬ２ 第２の仮想線
ＩＥ１、ＩＥ２ 仮想楕円
ＩＥ１ａ 半長軸
ＰＰ 配設位置
ＳＪ 感度軸の向き

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】