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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024141520
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】電流センサ
(51)【国際特許分類】
G01R 15/20 20060101AFI20241003BHJP
【ＦＩ】
G01R15/20 C
【審査請求】有
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023053220
(22)【出願日】2023-03-29
(71)【出願人】
【識別番号】000006895
【氏名又は名称】矢崎総業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100134832
【弁理士】
【氏名又は名称】瀧野 文雄
(74)【代理人】
【識別番号】100165308
【弁理士】
【氏名又は名称】津田 俊明
(74)【代理人】
【識別番号】100115048
【弁理士】
【氏名又は名称】福田 康弘
(72)【発明者】
【氏名】福原 聡明
【テーマコード（参考）】
2G025
【Ｆターム（参考）】
2G025AA05
2G025AB01
2G025AB02
2G025AC01
(57)【要約】
【課題】低コストで小型な構成で大電流に対応可能な磁気平衡式電流センサを提供する。
【解決手段】電流センサが、バスバと、第１の磁気センサと、第１のコイルと、を有し、前記バスバの長手方向をＸ軸方向とし、前記バスバの幅方向をＹ軸方向としたときに、前記第１の磁気センサは、Ｙ軸方向の磁場を測定し、前記第１のコイルは、当該第１のコイルの軸がＹ軸方向に平行になるように配置され、前記第１の磁気センサは、前記第１のコイルの内部に配置される。
【選択図】図２
【解決手段】電流センサが、バスバと、第１の磁気センサと、第１のコイルと、を有し、前記バスバの長手方向をＸ軸方向とし、前記バスバの幅方向をＹ軸方向としたときに、前記第１の磁気センサは、Ｙ軸方向の磁場を測定し、前記第１のコイルは、当該第１のコイルの軸がＹ軸方向に平行になるように配置され、前記第１の磁気センサは、前記第１のコイルの内部に配置される。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
バスバと、
第１の磁気センサと、
第１のコイルと、を有し、
前記バスバの長手方向をＸ軸方向とし、前記バスバの幅方向をＹ軸方向としたときに、
前記第１の磁気センサは、Ｙ軸方向の磁場を測定し、
前記第１のコイルは、当該第１のコイルの軸がＹ軸方向に平行になるように配置され、
前記第１の磁気センサは、前記第１のコイルの内部に配置される、電流センサ。
第１の磁気センサと、
第１のコイルと、を有し、
前記バスバの長手方向をＸ軸方向とし、前記バスバの幅方向をＹ軸方向としたときに、
前記第１の磁気センサは、Ｙ軸方向の磁場を測定し、
前記第１のコイルは、当該第１のコイルの軸がＹ軸方向に平行になるように配置され、
前記第１の磁気センサは、前記第１のコイルの内部に配置される、電流センサ。
【請求項2】
第１の遮蔽部材と、
第２の遮蔽部材と、をさらに有し、
前記第１の遮蔽部材は、第１の部分と、第２の部分と、第３の部分と、を有し、
前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向に垂直な方向をＺ軸方向としたときに、
前記第１の遮蔽部材の第１の部分および第２の部分は、前記Ｘ軸方向および前記Ｚ軸方向に広がっており、
前記第１の遮蔽部材の第３の部分は、前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向に広がっており、
前記第１の遮蔽部材の第１の部分は、前記第１の遮蔽部材の第３の部分のＹ軸方向の一端に接続され、前記第１の遮蔽部材の第２の部分は、前記第１の遮蔽部材の第３の部分のＹ軸方向の他端に接続され、
前記第２の遮蔽部材は、第１の部分と、第２の部分と、第３の部分と、を有し、
前記第２の遮蔽部材の第１の部分および第２の部分は、前記Ｘ軸方向および前記Ｚ軸方向に広がっており、
前記第２の遮蔽部材の第３の部分は、前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向に広がっており、
前記第２の遮蔽部材の第１の部分は、前記第２の遮蔽部材の第３の部分のＹ軸方向の一端に接続されており、前記第２の遮蔽部材の第２の部分は、前記第２の遮蔽部材の第３の部分のＹ軸方向の他端に接続されており、
前記第１の遮蔽部材の前記Ｙ軸方向の長さと、前記第２の遮蔽部材のＹ軸方向の長さと、は同じであり、
第１の遮蔽部材と第２の遮蔽部材は、前記第１の遮蔽部材の第１の部分の端部と、前記第２の遮蔽部材の第１の部分の端部と、が互いに向き合い、前記第１の遮蔽部材の第２の部分の端部と、前記第２の遮蔽部材の第２の部分の端部と、が互いに向き合いように、配置され、
前記バスバ、前記第１の磁気センサ、および前記第１のコイルは、前記第１の遮蔽部材と第２の遮蔽部材により囲まれる領域の内部に配置される、請求項１に記載の電流センサ。
第２の遮蔽部材と、をさらに有し、
前記第１の遮蔽部材は、第１の部分と、第２の部分と、第３の部分と、を有し、
前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向に垂直な方向をＺ軸方向としたときに、
前記第１の遮蔽部材の第１の部分および第２の部分は、前記Ｘ軸方向および前記Ｚ軸方向に広がっており、
前記第１の遮蔽部材の第３の部分は、前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向に広がっており、
前記第１の遮蔽部材の第１の部分は、前記第１の遮蔽部材の第３の部分のＹ軸方向の一端に接続され、前記第１の遮蔽部材の第２の部分は、前記第１の遮蔽部材の第３の部分のＹ軸方向の他端に接続され、
前記第２の遮蔽部材は、第１の部分と、第２の部分と、第３の部分と、を有し、
前記第２の遮蔽部材の第１の部分および第２の部分は、前記Ｘ軸方向および前記Ｚ軸方向に広がっており、
前記第２の遮蔽部材の第３の部分は、前記Ｘ軸方向および前記Ｙ軸方向に広がっており、
前記第２の遮蔽部材の第１の部分は、前記第２の遮蔽部材の第３の部分のＹ軸方向の一端に接続されており、前記第２の遮蔽部材の第２の部分は、前記第２の遮蔽部材の第３の部分のＹ軸方向の他端に接続されており、
前記第１の遮蔽部材の前記Ｙ軸方向の長さと、前記第２の遮蔽部材のＹ軸方向の長さと、は同じであり、
第１の遮蔽部材と第２の遮蔽部材は、前記第１の遮蔽部材の第１の部分の端部と、前記第２の遮蔽部材の第１の部分の端部と、が互いに向き合い、前記第１の遮蔽部材の第２の部分の端部と、前記第２の遮蔽部材の第２の部分の端部と、が互いに向き合いように、配置され、
前記バスバ、前記第１の磁気センサ、および前記第１のコイルは、前記第１の遮蔽部材と第２の遮蔽部材により囲まれる領域の内部に配置される、請求項１に記載の電流センサ。
【請求項3】
前記第１の磁気センサの前記Ｙ軸方向の位置は、前記第１の遮蔽部材の第３の部分の前記Ｙ軸方向の中心および前記第２の遮蔽部材の第３の部分の前記Ｙ軸方向の中心を通る線と、Ｘ軸方向に平行な線と、により張られる面からずれている、請求項２に記載の電流センサ。
【請求項4】
前記第１の遮蔽部材の第１の部分のＸ軸方向およびＺ軸方向に広がる２つの面のうちの前記第１の磁気センサ側の面を前記第１の遮蔽部材の第１の部分の内側面とし、前記第１の遮蔽部材の第３の部分のＸ軸方向およびＹ軸方向に広がる２つの面のうちの前記第１の磁気センサ側の面を前記第１の遮蔽部材の第３の部分の内側面とし、Ｘ軸方向に平行な線およびＹ軸方向に平行な線により張られる面を水平面とし、前記第１の遮蔽部材の第１の部分の内側面から前記第１の遮蔽部材の第１の部分の端部と前記第１の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面との間の距離を第１の距離としたときに、
前記第１の磁気センサと、前記第１の遮蔽部材の第１の部分の内側面から前記第１の距離だけ離れて位置にする面と、の間の距離は、第１の値以下である、請求項３に記載の電流センサ。
前記第１の磁気センサと、前記第１の遮蔽部材の第１の部分の内側面から前記第１の距離だけ離れて位置にする面と、の間の距離は、第１の値以下である、請求項３に記載の電流センサ。
【請求項5】
前記第２の遮蔽部材の第３の部分のＸ軸方向およびＹ軸方向に広がる２つの面のうちの前記第１の磁気センサ側の面を前記第２の遮蔽部材の第３の部分の内側面とし、
前記第１の遮蔽部材の第１の部分の端部と、前記第１の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面と、の間の距離は、前記第１の遮蔽部材の第２の部分の端部と、前記第１の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面と、の間の距離と同じであり、
前記第２の遮蔽部材の第１の部分の端部と、前記第２の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面と、の間の距離は、前記第２の遮蔽部材の第２の部分の端部と、前記第２の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面と、の間の距離と同じである、請求項４に記載の電流センサ。
前記第１の遮蔽部材の第１の部分の端部と、前記第１の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面と、の間の距離は、前記第１の遮蔽部材の第２の部分の端部と、前記第１の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面と、の間の距離と同じであり、
前記第２の遮蔽部材の第１の部分の端部と、前記第２の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面と、の間の距離は、前記第２の遮蔽部材の第２の部分の端部と、前記第２の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面と、の間の距離と同じである、請求項４に記載の電流センサ。
【請求項6】
前記第１の磁気センサと、前記第１の遮蔽部材の第１の部分の端部と前記第２の遮蔽部材の第１の部分の端部との間の中心および前記第１の遮蔽部材の第２の部分の端部と前記第２の遮蔽部材の第２の部分の端部との間の中心を含む水平面と、の距離は、第２の値以上である、請求項５に記載の電流センサ。
【請求項7】
前記第１の遮蔽部材の第１の部分の端部と前記第１の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面との間の距離は、前記第２の遮蔽部材の第１の部分の端部と前記第２の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面との間の距離以上である、請求項５に記載の電流センサ。
【請求項8】
前記Ｙ軸方向の磁場を測定する第２の磁気センサと、
第２のコイルと、を有し、
前記第２のコイルは、当該第２のコイルの軸がＹ軸方向に平行になるように配置され、
前記第２の磁気センサは、前記第２のコイルの内部に配置される、請求項４に記載の電流センサ。
第２のコイルと、を有し、
前記第２のコイルは、当該第２のコイルの軸がＹ軸方向に平行になるように配置され、
前記第２の磁気センサは、前記第２のコイルの内部に配置される、請求項４に記載の電流センサ。
【請求項9】
前記第１の遮蔽部材の第２の部分のＸ軸方向およびＺ軸方向に広がる２つの面のうちの前記第１の磁気センサ側の面を前記第１の遮蔽部材の第２の部分の内側面としたときに、
前記第２の磁気センサと、前記第１の遮蔽部材の第２の部分の内側面から前記第１の距離だけ離れて位置にする面と、の距離は、第３の値以下である、請求項８に記載の電流センサ。
前記第２の磁気センサと、前記第１の遮蔽部材の第２の部分の内側面から前記第１の距離だけ離れて位置にする面と、の距離は、第３の値以下である、請求項８に記載の電流センサ。
【請求項10】
前記第２の遮蔽部材の第３の部分のＸ軸方向およびＹ軸方向に広がる２つの面のうちの前記第１の磁気センサ側の面を前記第２の遮蔽部材の第３の部分の内側面とし、
前記第１の遮蔽部材の第１の部分の端部と、前記第１の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面と、の間の距離は、前記第１の遮蔽部材の第２の部分の端部と、前記第１の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面と、の間の距離と同じであり、
前記第２の遮蔽部材の第１の部分の端部と、前記第２の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面と、の間の距離は、前記第２の遮蔽部材の第２の部分の端部と、前記第２の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面と、の間の距離と同じであり、
前記第２の磁気センサと、前記第１の遮蔽部材の第１の部分の端部と前記第２の遮蔽部材の第１の部分の端部との間の中心および前記第１の遮蔽部材の第２の部分の端部と前記第２の遮蔽部材の第２の部分の端部との間の中心を含む水平面と、の距離は、第４の値以上である、請求項９に記載の電流センサ。
前記第１の遮蔽部材の第１の部分の端部と、前記第１の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面と、の間の距離は、前記第１の遮蔽部材の第２の部分の端部と、前記第１の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面と、の間の距離と同じであり、
前記第２の遮蔽部材の第１の部分の端部と、前記第２の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面と、の間の距離は、前記第２の遮蔽部材の第２の部分の端部と、前記第２の遮蔽部材の第３の部分の内側面を含む水平面と、の間の距離と同じであり、
前記第２の磁気センサと、前記第１の遮蔽部材の第１の部分の端部と前記第２の遮蔽部材の第１の部分の端部との間の中心および前記第１の遮蔽部材の第２の部分の端部と前記第２の遮蔽部材の第２の部分の端部との間の中心を含む水平面と、の距離は、第４の値以上である、請求項９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、電流センサに関する。
【背景技術】
【0002】
磁気平衡式電流センサが開発されている（例えば、特許文献１）。従来の磁気平衡式電流センサは、図６に示すように、バスバと、磁性コアと、磁気センサと、電流変換器と、コイルと、測定抵抗と、を有する。磁気センサが、バスバを流れる被測定電流により磁性コアの内部に発生した磁場に比例する電圧値の電圧を出力し、電流変換器が、この電圧をフィードバック電流に変換する。このフィードバック電流は、コイルを流れるフィードバック電流により磁性コアの内部に発生する磁場が、バスバを流れる被測定電流により磁性コアの内部に発生する磁場を打ち消すように調整される。このため、フィードバック電流の値は、被測定電流の値にコイルの巻き数Ｎの逆数（１／Ｎ）を乗算した値に比例する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１４－２３５０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
磁気平衡式電流センサでは、上述したように、フィードバック電流の値は、被測定電流の値に比例する。このため、バスバに大電流が流れたときには、フィードバック電流の値が増大してしまう。上述したように、フィードバック電流の値は、コイルの巻き数Ｎの逆数（１／Ｎ）にも比例する。このため、コイルの巻き数Ｎを多くすることで、このフィードバック電流の増大を抑制することが可能である。しかしながら、コイルの巻き数Ｎを多くした場合、製造コストや、電流センサのサイズが大きくなってしまう。
【0005】
そこで、本発明は、低コストで小型な構成で大電流に対応可能な磁気平衡式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】
【0006】
上記課題を解決するため、本発明に係る一実施形態に係る電流センサは、バスバと、第１の磁気センサと、第１のコイルと、を有し、前記バスバの長手方向をＸ軸方向とし、前記バスバの幅方向をＹ軸方向としたときに、前記第１の磁気センサは、Ｙ軸方向の磁場を測定し、前記第１のコイルは、当該第１のコイルの軸がＹ軸方向に平行になるように配置され、前記第１の磁気センサは、前記第１のコイルの内部に配置される。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、低コストで小型な構成で大電流に対応可能な磁気平衡式電流センサを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の一実施形態に係る電流センサ１００を示す図である。
【図2】電流センサ１００を第１の磁気センサ１２０が存在する位置においてＸ軸方向に垂直な面により切断した際の電流センサ１００の断面図である。
【図3】第１の磁気センサ１２０と第１のコイル１３０により構成される磁気平衡式電流センサを説明する図である。
【図4】外部磁場により第１の遮蔽部材１４０と第２の遮蔽部材１５０により囲まれる領域の内部に発生する磁場の、Ｘ軸方向に垂直な面における方向を説明する図である。
【図5】第２の磁気センサ１６０と第２のコイル１７０により構成される磁気平衡式電流センサを説明する図である。
【図6】従来の磁気平衡式電流センサの説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
＜電流センサ１００＞
図１は、本発明の一実施形態に係る電流センサ１００を示す図である。電流センサ１００は、バスバ１１０と、第１の磁気センサ１２０と、第１のコイル１３０と、を有する。本実施形態では、バスバ１１０の長手方向を、Ｘ軸方向とし、バスバ１１０の幅方向を、Ｙ軸方向とし、バスバ１１０の長手方向および幅方向に垂直な方向を、Ｚ軸方向とする。また、Ｘ軸方向に平行な線およびＹ軸方向に平行な線により張られる面を水平面とする。図２は、電流センサ１００を第１の磁気センサ１２０が存在する位置においてＸ軸方向に垂直な面により切断した際の電流センサ１００の断面図である。
図１は、本発明の一実施形態に係る電流センサ１００を示す図である。電流センサ１００は、バスバ１１０と、第１の磁気センサ１２０と、第１のコイル１３０と、を有する。本実施形態では、バスバ１１０の長手方向を、Ｘ軸方向とし、バスバ１１０の幅方向を、Ｙ軸方向とし、バスバ１１０の長手方向および幅方向に垂直な方向を、Ｚ軸方向とする。また、Ｘ軸方向に平行な線およびＹ軸方向に平行な線により張られる面を水平面とする。図２は、電流センサ１００を第１の磁気センサ１２０が存在する位置においてＸ軸方向に垂直な面により切断した際の電流センサ１００の断面図である。
【0010】
バスバ１１０は、電気導電体により構成される。バスバ１１０には、測定対象となる電流が流される。
【0011】
第１の磁気センサ１２０は、Ｙ軸方向の磁場を測定する磁気センサであり、例えば、ホール素子や磁気抵抗効果素子である。ホール素子は、ホール効果を利用し、磁場に比例した電圧を出力する素子である。磁気抵抗素子は、磁気抵抗効果を利用し、磁場の大きさを測定する素子であり、例えば、ＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子や、ＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌ Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子である。第１の磁気センサ１２０は、例えば、図２に示すように、基板ＰＢに設置される。
【0012】
第１のコイル１３０は、その軸がＹ軸方向に平行なコイルであり、第１の磁気セン１２０は、図２の示すように、この第１のコイル１３０の内部に配置される。
【0013】
第１の磁気センサ１２０と第１のコイル１３０は、例えば、図３に示すように、磁気平衡式電流センサを構成する。第１のコイル１３０に流される電流の向きは、第１のコイル１３０の内部において、第１のコイル１３０を流れる電流により発生する磁場の向きが、バスバ１１０を流れる電流により発生する磁場の向きとは逆になるように設定される。
【0014】
第１の磁気センサ１２０と第１のコイル１３０により構成される磁気平衡式電流センサでは、第１の磁気センサ１２０が、バスバ１１０を流れる被測定電流により発生する磁場に比例する電圧値（つまり、被測定電流の値に比例する電圧値）の電圧を出力する。第１の磁気センサ１３０から出力された電圧は、増幅器（例えば、オペアンプ）により増幅された後に電流変換器によりフィードバック電流に変換され、このフィードバック電流が第１のコイル１３０を流れる。
【0015】
上述したように、本実施形態に係る電流センサ１００は、磁性コアを有しておらず、第１の磁気センサ１２０は、バスバ１１０を流れる被測定電流が発生する磁場を直接測定している。このため、本実施形態では、バスバ１１０に大電流が流れたとしても、磁性コアを有する電流センサに比べ、フィードバック電流が大きくなることを防ぐことが可能である。また、本実施形態では、磁性コアを有してない分、製造コストを低くすることが可能である。結果、本実施形態では、低コストで小型な構成で大電流に対応可能な磁気平衡式電流センサを提供することが可能である。
【0016】
＜遮蔽部材１４０、１５０＞
外部磁場（バスバ１１０を流れる電流により発生する磁場以外の磁場）を遮蔽するために、電流センサ１００は、第１の遮蔽部材１４０と、第２の遮蔽部材１５０と、をさらに有するようにすると良い。第１の遮蔽部材１４０、第２の遮蔽部材１５０は、例えば、軟磁性体により構成される。
外部磁場（バスバ１１０を流れる電流により発生する磁場以外の磁場）を遮蔽するために、電流センサ１００は、第１の遮蔽部材１４０と、第２の遮蔽部材１５０と、をさらに有するようにすると良い。第１の遮蔽部材１４０、第２の遮蔽部材１５０は、例えば、軟磁性体により構成される。
【0017】
第１の遮蔽部材１４０は、第１の部分１４１と、第２の部分１４２と、第３の部分１４３と、を有する。第１の遮蔽部材１４０の第１の部分１４１、第２の部分１４２は、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に広がっている。第１の遮蔽部材１４０の第３の部分１４３は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に広がっている。第１の遮蔽部材１４０の第３の部分１４３のＹ軸方向の一端に、第１の部分１４１が接続されており、他端に、第２の部分１４２が接続されている。このため、第１の遮蔽部材１４０の断面は、図２に示すように、Ｕ字状をしている。
【0018】
また、第２の遮蔽部材１５０は、第１の部分１５１と、第２の部分１５２と、第３の部分１５３と、を有する。第２の遮蔽部材１５０の第１の部分１５１、第２の部分１５２は、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に広がっている。第２の遮蔽部材１５０の第３の部分１５３は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に広がっている。第２の遮蔽部材１５０の第３の部分１５３のＹ軸方向の一端に、第１の部分１５１が接続されており、他端に、第２の部分１５２が接続されている。このため、第２の遮蔽部材１５０の断面は、図２に示すように、Ｕ字状をしている。
【0019】
図２に示すように、第１の遮蔽部材１４０のＹ軸方向の長さと、第２の遮蔽部材１５０のＹ軸方向の長さと、は同じである。また、第１の遮蔽部材１４０と第２の遮蔽部材１５０は、図２に示すように、第１の遮蔽部材１４０の第１の部分１４１の端部１４１１と、第２の遮蔽部材１５０の第１の部分１５１の端部１５１１と、が互いに向き合い、第１の遮蔽部材１４０の第２の部分１４２の端部１４２１と、第２の遮蔽部材１５０の第２の部分１５２の端部１５２１と、が互いに向き合うように、配置される。
【0020】
また、第１の遮蔽部材１４０の第１の部分１４１の端部１４１１と、第１の遮蔽部材１４０の第３の部分１４３の内側面（第３の部分１４３のＸ軸方向およびＹ軸方向に広がる２つの面のうちの第１の磁気センサ１２０側の面）１４３１を含む水平面ＰＨ１と、の間の距離（第１の距離Ｌ１）は、図２に示すように、第１の遮蔽部材１４０の第２の部分１４２の端部１４２１と、水平面ＰＨ１と、の間の距離と同じである。つまり、第１の遮蔽部材１４０の第１の部分１４１のＺ軸方向の長さは、第１の遮蔽部材１４０の第２の部分１４２のＺ軸方向の長さと同じである。
【0021】
また、第２の遮蔽部材１５０の第１の部分１５１の端部１５１１と、第２の遮蔽部材１５０の第１の部分１５１の端部１５１１と第２の遮蔽部材１５０の第３の部分１５３の内側面（第３の部分１５３のＸ軸方向およびＹ軸方向に広がる２つの面のうちの第１の磁気センサ１２０側の面）１５３１を含む水平面ＰＨ２と、の間の距離（第２の距離Ｌ２）は、第２の遮蔽部材１５０の第２の部分１５２の端部１５２１と、水平面ＰＨ２と、の間の距離と同じである。つまり、第２の遮蔽部材１５０の第１の部分１５１のＺ軸方向の長さは、第２の遮蔽部材１５０の第２の部分１５２のＺ軸方向の長さと同じである。
【0022】
バスバ１１０、第１の磁気センサ１２０、および第１のコイル１３０は、図１、２に示すように、第１の遮蔽部材１４０と第２の遮蔽部材１５０により囲まれる領域の内部に配置される。このため、本実施形態に係る電流センサ１００は、外部磁場の影響を低減した状態で、バスバを流れる被測定電流を測定することが可能である。
【0023】
図４は、外部磁場により第１の遮蔽部材１４０と第２の遮蔽部材１５０により囲まれる領域の内部に発生する磁場の、Ｘ軸方向に垂直な面における方向を説明する図である。外部磁場により発生する磁場は、図４に示すように、中心面ＰＣ上においてＹ軸方向を向いている。中心面ＰＣは、第１の遮蔽部材１４０の第３の部分１４３のＹ軸方向の中心およぶ第２の遮蔽部材１５０の第３の部分１５３の中心を通る線と、Ｘ軸方向に平行な線と、により張られる面である。
【0024】
そこで、第１の磁気センサ１２０のＹ軸方向の位置は、図２に示すように、中心面ＰＣからずれるようにすると良い。このようにすることで、外部磁場の影響をより低減した状態で、バスバを流れる被測定電流を測定することが可能になる。
【0025】
図４に示すように、Ｘ軸方向に垂直な面において、第１の遮蔽部材１４０の第１の部分１４１の内側面（第１の部分１４１のＸ軸方向およびＺ軸方向に広がる２つの面のうちの第１の磁気センサ１２０側の面）１４１２から、Ｙ軸方向に、第１の距離Ｌ１だけ離れて位置する線上において、外部磁場により発生する磁場は、Ｚ軸方向を向いており、外部磁場により発生する磁場のＹ軸成分はゼロである。
【0026】
そこで、第１の磁気センサ１２０は、図２に示すように、Ｘ軸方向に垂直な面において、第１の遮蔽部材１４０の第１の部分１４１の内側面１４１２から第１の距離Ｌ１だけ離れて位置する線の近傍に配置するようにする良い。つまり、第１の磁気センサ１２０（例えば、第１の磁気センサ１２０のセンサ領域の中心）と、第１の遮蔽部材１４０の第１の部分１４１の内側面１４１２から第１の距離Ｌ１だけ離れて位置にする面と、の距離は、第１の値以内にするようにすると良い。第１の値は、適宜設置される。このようにすることで、外部磁場の影響をより低減した状態で、バスバを流れる被測定電流を測定することが可能になる。
【0027】
また、Ｘ軸方向に垂直な面において、図４に示すように、第１の遮蔽部材１４０の第１の部分１４１の内側面１４１２から第１の距離Ｌ１だけ離れて位置する線の近傍であっても、第１の遮蔽部材１４０の第１の部分１４１の端部１４１１と第２の遮蔽部材１５０の第１の部分１５１の端部１５１１との間の中心および第１の遮蔽部材１４０の第２の部分１４２の端部１４２１と第２の遮蔽部材１５０の第２の部分１５２の端部１５２１との間の中心を含む水平面ＰＨ３の近傍では、外部磁場により発生する磁場は、Ｙ軸方向に向いている。
【0028】
そこで、第１の磁気センサ１２０は、図２に示すように、水平面ＰＨ３の近傍から離れた位置に配置するようにする良い。つまり、第１の磁気センサ１２０（例えば、第１のセンサ１２０のセンサ領域の中心）と、水平面ＰＨ３と、の距離は、第２の値以上にするようにすると良い。第２の値は、適宜設置される。このようにすることで、外部磁場の影響をより低減した状態で、バスバを流れる被測定電流を測定することが可能になる。
【0029】
また、第１の遮蔽部材１４０の第１の部分１４１の端部１４１１と水平面ＰＨ１との間の距離である第１の距離Ｌ１は、第２の遮蔽部材１５０の第１の部分１５１の端部１５１１と水平面ＰＨ２との間の距離である第２の距離Ｌ２以上であるようにすると良い。つまり、第１の遮蔽部材１４０の第１の部分１４１のＺ軸方向の長さは、第２の遮蔽部材１５０の第１の部分１５１のＺ軸方向の長さ以上であるようにすると良い。このようにすることで、第１の遮蔽部材１４０に囲まれる領域のうち、磁場のＹ軸成分はゼロである領域が広がる。結果、第１の磁気センサ１２０の配置が容易になる。
【0030】
＜第２の磁気センサ１６０、第２のコイル１７０＞
電流センサ１００は、図１、２に示すように、第２の磁気センサ１６０と第２のコイル１７０を有するようにしも良い。
電流センサ１００は、図１、２に示すように、第２の磁気センサ１６０と第２のコイル１７０を有するようにしも良い。
【0031】
第２の磁気センサ１６０は、Ｙ軸方向の磁場を測定する磁気センサであり、例えば、ホール素子や磁気抵抗効果素子である。第２の磁気センサ１６０は、例えば、図２に示すように、基板ＰＢに設置される。
【0032】
第２のコイル１７０は、その軸がＹ軸方向に平行なコイルであり、第２の磁気センサ１２０は、図２の示すように、この第２のコイル１７０の内部に配置される。
【0033】
第２の磁気センサ１６０と第２のコイル１７０も、例えば、図５に示すように、磁気平衡式電流センサを構成する。第２のコイル１７０に流される電流の向きは、第２のコイル１７０の内部において、第２のコイル１７０を流れる電流により発生する磁場の向きが、バスバ１１０を流れる電流により発生する磁場の向きとは逆になるように設定される。
【0034】
第２の磁気センサ１６０と第２のコイル１７０により構成される磁気平衡式電流センサでは、第２の磁気センサ１６０が、バスバ１１０を流れる被測定電流により発生する磁場に比例する電圧値（つまり、被測定電流の値に比例する電圧値）の電圧を出力する。第２の磁気センサ１６０から出力された電圧は、増幅器（例えば、オペアンプ）により増幅された後に電流変換器によりフィードバック電流に変換され、このフィードバック電流が第２のコイル１７０を流れる。
【0035】
このようにすることで、電流センサ１００は、第１の磁気センサ１２０と第１のコイル１３０により構成される磁気平衡式電流センサに加え、第２の磁気センサ１６０と第２のコイル１７０により構成される磁気平衡式電流センサも備えることになる。つまり、電流センサは、２つの磁気平衡式電流センサを備えることになり、冗長性が得られる。
【0036】
Ｘ軸方向に垂直な面において、図４に示すように、第１の遮蔽部材１４０の第２の部分１４２の内側面（第２の部分１４２のＸ軸方向およびＺ軸方向に広がる２つの面のうちの第１の磁気センサ１２０側の面）１４２２から、Ｙ軸方向に、第１の距離Ｌ１だけ離れて位置する線上において、外部磁場により発生する磁場は、Ｚ軸方向を向いており、外部磁場により発生する磁場のＹ軸成分はゼロである。
【0037】
そこで、第２の磁気センサ１２０は、図２に示すように、Ｘ軸方向に垂直な面において、第１の遮蔽部材１４０の第２の部分１４２の内側面１４２２から第１の距離Ｌ１だけ離れて位置する線の近傍に配置するようにする良い。つまり、第２の磁気センサ１２０（例えば、第２のセンサ１６０のセンサ領域の中心）と、第１の遮蔽部材１４０の第２の部分１４２の内側面１４２２から第１の距離Ｌ１だけ離れて位置にする面と、の距離は、第３の値以内にするようにすると良い。第３の値は、適宜設置される。このようにすることで、外部磁場の影響をより低減した状態で、第２の磁気センサ１６０を用いて、バスバを流れる被測定電流を測定することが可能になる。
【0038】
また、Ｘ軸方向に垂直な面において、図４に示すように、第１の遮蔽部材１４０の第２の部分１４２の内側面１４２２から第１の距離Ｌ１だけ離れて位置する線の近傍であっても、水平面ＰＨ３の近傍では、外部磁場により発生する磁場は、Ｙ軸方向を向いている。
【0039】
そこで、第２の磁気センサ１６０は、図２に示すように、Ｘ軸方向に垂直な面において、水平面ＰＨ３の近傍から離れた位置に配置するようにする良い。つまり、第２の磁気センサ１６０（例えば、第２のセンサ１６０のセンサ領域の中心）と、水平面ＰＨ３と、の距離は、第４の値以上にするようにすると良い。第４の値は、適宜設置される。このようにすることで、外部磁場の影響をより低減した状態で、第２の磁気センサ１６０を用いて、バスバを流れる被測定電流を測定することが可能になる。
【0040】
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に記載した本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更が可能である。
【符号の説明】
【0041】
１００ 電流センサ
１１０ バスバ
１２０ 第１の磁気センサ
１３０ 第１のコイル
１４０ 第１の遮蔽部材
１４１ 第１の遮蔽部材１４０の第１の部分
１４１１ 第１の部分１４１の端部
１４１２ 第１の部分１４１の内側面
１４２ 第１の遮蔽部材１４０の第２の部分
１４２１ 第２の部分１４２の端部
１４２２ 第２の部分１４２の内側面
１４３ 第１の遮蔽部材１４０の第３の部分
１４３１ 第３の部分１４３の内側面
１５０ 第２の遮蔽部材
１５１ 第２の遮蔽部材１５０の第１の部分
１５１１ 第１の部分１５１の端部
１５１２ 第１の部分１５１の内側面
１５２ 第２の遮蔽部材１５０の第２の部分
１５２１ 第２の部分１５２の端部
１５２２ 第２の部分１５２の内側面
１５３ 第２の遮蔽部材１５０の第３の部分
１５３１ 第３の部分１５３の内側面
１６０ 第２の磁気センサ
１７０ 第２のコイル
１１０ バスバ
１２０ 第１の磁気センサ
１３０ 第１のコイル
１４０ 第１の遮蔽部材
１４１ 第１の遮蔽部材１４０の第１の部分
１４１１ 第１の部分１４１の端部
１４１２ 第１の部分１４１の内側面
１４２ 第１の遮蔽部材１４０の第２の部分
１４２１ 第２の部分１４２の端部
１４２２ 第２の部分１４２の内側面
１４３ 第１の遮蔽部材１４０の第３の部分
１４３１ 第３の部分１４３の内側面
１５０ 第２の遮蔽部材
１５１ 第２の遮蔽部材１５０の第１の部分
１５１１ 第１の部分１５１の端部
１５１２ 第１の部分１５１の内側面
１５２ 第２の遮蔽部材１５０の第２の部分
１５２１ 第２の部分１５２の端部
１５２２ 第２の部分１５２の内側面
１５３ 第２の遮蔽部材１５０の第３の部分
１５３１ 第３の部分１５３の内側面
１６０ 第２の磁気センサ
１７０ 第２のコイル
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】