特許 7003609 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】

(24)【登録日】2022-01-06

(45)【発行日】2022-01-20

(54)【発明の名称】電流センサ

(51)【国際特許分類】

   G01R 15/20 20060101AFI20220113BHJP

【ＦＩ】

G01R15/20 D ZHV

G01R15/20 B

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2017233681

(22)【出願日】2017-12-05

(65)【公開番号】P2019100923

(43)【公開日】2019-06-24

【審査請求日】2020-06-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000005083

【氏名又は名称】日立金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002583

【氏名又は名称】特許業務法人平田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】奥山 健

(72)【発明者】

【氏名】二口 尚樹

(72)【発明者】

【氏名】駒野 晴保

(72)【発明者】

【氏名】梅津 潤

(72)【発明者】

【氏名】冨田 雄二朗

【審査官】青木 洋平

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１９０７８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２００４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１７５７５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１８８６６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１０－３０７１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０１９７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／００５５４５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３２７５９４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ １５／２０

Ｇ０１Ｒ ３３／００－３３／１８

Ｇ０１Ｒ １９／００－１９／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

帯状かつ板状に形成され、三相交流における各相の電流が流れる３本のバスバと、
対応する前記バスバを流れる電流により発生する磁界の強度を検出する３つの磁気検出素子と、を備え、
前記３本のバスバは、
前記バスバを電流が流れる方向を長さ方向、前記バスバの表裏面に垂直な方向を板厚方向、前記長さ方向及び前記板厚方向に垂直な方向を板幅方向としたとき、
板幅方向に離間して整列配置された第１及び第２バスバと、
前記第１及び第２バスバに対して、板厚方向が一致し、かつ長さ方向が互いに直交するように配置された第３バスバと、を有し、
前記３つの磁気検出素子は、
前記板厚方向において前記第１及び第２バスバとそれぞれ対向して配置された第１及び第２磁気検出素子と、
前記板厚方向において前記第３バスバと対向して配置された第３磁気検出素子と、を有し、
前記第１及び第２磁気検出素子のそれぞれは、磁界強度を検出する検出軸方向が同じ方向である２つの感磁位置を有し、当該２つの感磁位置でそれぞれ検出した磁界強度の差分を出力する磁気検出素子であり、その検出軸方向が、前記第１及び第２バスバの長さ方向に対して垂直な方向となり、かつ、前記板厚方向に対して傾くように配置されており、
前記第１磁気検出素子は、その検出軸方向の前記板厚方向に対する傾き角度が、前記第２バスバからの磁界により検出される磁界強度が前記２つの感磁位置で等しい値となる角度とされ、
前記第２磁気検出素子は、その検出軸方向の前記板厚方向に対する傾き角度が、前記第１バスバからの磁界により検出される磁界強度が前記２つの感磁位置で等しい値となる角度とされ、
前記第３磁気検出素子は、磁界強度を検出する検出軸方向が、前記第３バスバの板幅方向と一致するように配置されている、
電流センサ。

【請求項2】

前記第３磁気検出素子は、２つの感磁位置を有し、当該２つの感磁位置でそれぞれ検出した磁界強度の差分を出力する磁気検出素子である、
請求項１に記載の電流センサ。

【請求項3】

前記第１及び第２バスバは、前記第３バスバの前記板厚方向における一側に配置されており、
前記第３磁気検出素子は、前記第３バスバの一側で、かつ、前記第１及び第２バスバの板幅方向における前記第１バスバと前記第２バスバとの間の位置に配置されている、
請求項１または２に記載の電流センサ。

【請求項4】

前記第１及び第２磁気検出素子は、その中心位置が、前記第３バスバの板幅方向中心位置と前記板厚方向に対向して配置されている、
請求項１乃至３の何れか１項に記載の電流センサ。

【請求項5】

前記第１及び第２磁気検出素子は、それぞれ対応する前記バスバからの前記板厚方向に沿った距離が略等しくなるように配置されている、
請求項１乃至４の何れか１項に記載の電流センサ。

【請求項6】

前記第１及び第２磁気検出素子は、前記第１及び第２バスバの前記板幅方向を法線方向とする面に対して略対称に配置されている、
請求項１乃至５の何れか１項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】

従来、電流センサとして、測定対象となる電流により発生する磁界の強度を検出する磁気検出素子を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。磁気検出素子により磁界の強度を検出することで、その磁界の強度を基に、電流を演算により求めることが可能である。

【0003】

特許文献１では、２本のバスバ（導体）を流れる電流を２つの磁気検出素子を用いてそれぞれ検出する電流センサが記載されている。この電流センサでは、感磁方向直線（検出軸方向に沿った直線）が電流検出対象でないバスバを向くように、より好ましくは電流検出対象でないバスバを流れる電流に起因する磁界の方向と直交するように磁気検出素子を配置することで、電流検出対象でないバスバを流れる電流の影響を抑制する点が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－２００４３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、例えばインバータとモータ間では三相交流が伝送される。このような三相交流の各相の電流を測定する電流センサにおいては、磁気検出素子に対する電流検出対象でない他の相のバスバを流れる電流の影響をできるだけ小さくすること、すなわち三相間の干渉をできるだけ小さくすることが望まれる。

【0006】

そこで、本発明は、三相間の干渉を抑制し検出精度の向上を図った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】

【0007】

本発明は、上記課題を解決することを目的として、帯状かつ板状に形成され、三相交流における各相の電流が流れる３本のバスバと、対応する前記バスバを流れる電流により発生する磁界の強度を検出する３つの磁気検出素子と、を備え、前記３本のバスバは、前記バスバを電流が流れる方向を長さ方向、前記バスバの表裏面に垂直な方向を板厚方向、前記長さ方向及び前記板厚方向に垂直な方向を板幅方向としたとき、板幅方向に離間して整列配置された第１及び第２バスバと、前記第１及び第２バスバに対して、板厚方向が一致し、かつ長さ方向が互いに直交するように配置された第３バスバと、を有し、前記３つの磁気検出素子は、前記板厚方向において前記第１及び第２バスバとそれぞれ対向して配置された第１及び第２磁気検出素子と、前記板厚方向において前記第３バスバと対向して配置された第３磁気検出素子と、を有し、前記第１及び第２磁気検出素子のそれぞれは、磁界強度を検出する検出軸方向が同じ方向である２つの感磁位置を有し、当該２つの感磁位置でそれぞれ検出した磁界強度の差分を出力する磁気検出素子であり、その検出軸方向が、前記第１及び第２バスバの長さ方向に対して垂直な方向となり、かつ、前記板厚方向に対して傾くように配置されており、前記第１磁気検出素子は、その検出軸方向の前記板厚方向に対する傾き角度が、前記第２バスバからの磁界により検出される磁界強度が前記２つの感磁位置で等しい値となる角度とされ、前記第２磁気検出素子は、その検出軸方向の前記板厚方向に対する傾き角度が、前記第１バスバからの磁界により検出される磁界強度が前記２つの感磁位置で等しい値となる角度とされ、前記第３磁気検出素子は、磁界強度を検出する検出軸方向が、前記第３バスバの板幅方向と一致するように配置されている、電流センサを提供する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、三相間の干渉を抑制し検出精度の向上を図った電流センサを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施の形態に係る電流センサを示す図であり、（ａ）は第１及び第２バスバの長さ方向に垂直な断面を示す断面図、（ｂ）はその１Ａ－１Ａ線断面図である。

【図2】バスバの配置を示す斜視図である。

【図3】（ａ）は、第１バスバに直流電流を流した際に、第１磁気検出素子の両感磁素子で検出される磁界強度の角度φによる変化を示すグラフ図であり、（ｂ）は、第１バスバに直流電流を流した際に、第２磁気検出素子の両感磁素子で検出される磁界強度の角度φによる変化を示すグラフ図である。

【図4】第１バスバに直流電流を流した際における、第２磁気検出素子の出力の角度φによる変化を示すグラフ図である。

【図5】本発明の一変形例に係る電流センサの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

【0011】

図１は、本実施の形態に係る電流センサを示す図であり、（ａ）は第１及び第２バスバの長さ方向に垂直な断面を示す断面図、（ｂ）はその１Ａ－１Ａ線断面図である。図２は、バスバの配置を示す斜視図である。図１，２に示すように、電流センサ１は、３本のバスバ２と、３つの磁気検出素子３と、を備えている。なお、図２では磁気検出素子３を省略して示している。

【0012】

バスバ２は、銅やアルミニウム等の電気良導体からなる板状の導体であり、電流を流す電流路となるものである。バスバ２は、例えば電気自動車やハイブリッド車におけるモータとインバータ間の電源ラインとして用いられるものである。本実施の形態では、三相交流に対応した３本のバスバ２を用いる場合を説明する。バスバ２の厚さは、例えば３ｍｍである。

【0013】

３本のバスバ２は、板幅方向に離間して整列配置された第１バスバ２ａ及び第２バスバ２ｂと、第１及び第２バスバ２ａ，２ｂに対して、板厚方向が一致し、かつ長さ方向が互いに直交するように配置された第３バスバ２ｃと、を有している。第１及び第２バスバ２ａ，２ｂは、第３バスバ２ｃの板厚方向における一側に並んで配置されている。本実施の形態では、第１バスバ２ａにはＵ相、第２バスバ２ｂにはＶ相、第３バスバ２ｃにはＷ相の電流が流れている。

【0014】

以下、第１及び第２バスバ２ａ，２ｂの長さ方向（第３バスバ２ｃの板幅方向）をＸ方向、各バスバ２ａ～２ｃの板厚方向をＹ方向、第１及び第２バスバ２ａ，２ｂの板幅方向（第３バスバ２ｃの長さ方向）をＺ方向という。第３バスバ２ｃと第１バスバ２ａ、及び第３バスバ２ｃと第２バスバ２ｂのＹ方向に沿った距離は、同じ距離とされる。

【0015】

磁気検出素子３は、対応するバスバ２を流れる電流により発生する磁界の強度を検出するものである。３つの磁気検出素子３は、Ｙ方向（板厚方向）において第１及び第２バスバ２ａ，２ｂとそれぞれ対向して配置されると共に、対応する第１及び第２バスバ２ａ，２ｂからのＹ方向（板厚方向）に沿った距離ｄ１が等しくなるように配置された第１及び第２磁気検出素子３ａ，３ｂと、Ｙ方向（板厚方向）において第３バスバ２ｃと対向して配置された第３磁気検出素子３ｃと、を有している。第１磁気検出素子３ａと第２磁気検出素子３ｂとは、Ｚ方向に並んで配置されている。なお、第２バスバ２ｂと第２磁気検出素子３ｂとの距離が、第１バスバ２ａと第１磁気検出素子３ａとの距離と等しくなることが望ましいが、例えば、製造誤差等の理由により０．９９～１．０１倍（略等しい場合）であってもよい。

【0016】

ここで、バスバ２ａ，２ｂと磁気検出素子３ａ，３ｂとの距離ｄ１とは、より詳細には、バスバ２ａ，２ｂの磁気検出素子３ａ，３ｂ側の面から、磁気検出素子３ａ，３ｂの中心位置（幅方向、長さ方向、及び厚さ方向における中心位置）までの距離である。同様に、第３バスバ２ｃと第３磁気検出素子３ｃとの距離、すなわち第３バスバ２ｃの第３磁気検出素子３ｃ側の面から第３磁気検出素子３ｃの中心位置までの距離をｄ３とする。

【0017】

３つの磁気検出素子３ａ～３ｃは、その中心位置が、対応するバスバ２ａ～２ｃの板幅方向中心位置と厚さ方向に対向するように配置されている。本実施の形態では、第３磁気検出素子３ｃは、第３バスバ２ｃの第１及び第２バスバ２ａ，２ｂ側で、かつ、Ｚ方向における第１バスバ２ａと第２バスバ２ｂとの間の位置に配置されている。より詳細には、第３磁気検出素子３ｃは、その中心位置が、Ｚ方向における第１バスバ２ａと第２バスバ２ｂの中間位置とＹ方向に対向するように配置されている（つまり中心位置のＺ方向位置が、第１バスバ２ａと第２バスバ２ｂの中間位置のＺ方向位置と等しくなっている）。

【0018】

第３磁気検出素子３ｃを、第３バスバ２ｃの第１及び第２バスバ２ａ，２ｂ側に配置することで、３つの磁気検出素子３ａ～３ｃの配置位置を近づけ、共通の回路基板（不図示）に搭載することが可能となり、電流センサ１の小型化に寄与する。但し、これに限らず、第３バスバ２ｃの第１及び第２バスバ２ａ，２ｂと反対側に、第３磁気検出素子３ｃを配置してもよい。この場合、第３磁気検出素子３ｃと第１及び第２バスバ２ａ，２ｂの距離が離れるので、第３磁気検出素子３ｃにおける外乱の影響（第１及び第２バスバ２ａ，２ｂで発生する磁界の影響）がより抑えられる。

【0019】

本実施の形態に係る電流センサ１では、第１及び第２磁気検出素子３ａ，３ｂとして、２つの感磁位置Ａ，Ｂを有し、両感磁位置でそれぞれ検出した磁界強度の差分を出力する勾配検知タイプの磁気検出素子を用いる。第１及び第２磁気検出素子３ａ，３ｂとしては、例えば、勾配検知タイプのＧＭＲ（Giant Magneto Resistive effect）素子を用いることができる。

【0020】

勾配検知タイプの磁気検出素子３では、感磁位置Ａ，Ｂで検出した磁界強度の差分を出力するため、空間に対して一様な分布とみなせる外乱（十分に離れた位置に配置された機器からの磁界や地磁気など）はキャンセルされる。つまり、勾配検知タイプの磁気検出素子３を用いることによって、外乱の影響による検出精度の低下を抑制することが可能になる。

【0021】

（Ｕ相とＶ相との間の干渉抑制）
勾配検知タイプの磁気検出素子３では、２つの感磁位置Ａ，Ｂが離間しているため、磁界の発生位置が近く磁気検出素子３の位置で磁場勾配が大きい外乱に対しては、感磁位置Ａ，Ｂで同じ磁界強度が検出されないため検出誤差の要因となってしまう。そのため、電流検出対象でないバスバ２（第１磁気検出素子３ａに対する第２バスバ２ｂ、第２磁気検出素子３ｂに対する第１バスバ２ａ。以下、隣接バスバ２と呼称する）で発生する磁界は、検出誤差の要因となってしまう。

【0022】

そこで、本実施の形態では、第１及び第２磁気検出素子３ａ，３ｂを、その検出軸方向が、Ｘ方向（第１及び第２バスバ２ａ，２ｂの長さ方向）に対して垂直な方向となり、かつ、Ｙ方向（板厚方向）に対して傾くように配置した。これにより、第１及び第２磁気検出素子３ａ，３ｂの両感磁位置Ａ，Ｂで検出される隣接バスバ２からの磁界を同等に調整することが可能になり、隣接バスバ２で発生する磁界の影響を抑制することが可能になる。図１（ａ），（ｂ）では、検出軸を符号Ｄで表している。

【0023】

さらに、本実施の形態では、第１及び第２磁気検出素子３ａ，３ｂにおける検出軸方向のＹ方向（板厚方向）に対する傾き角度θ（絶対値）を略同じ角度とし、かつＹ方向（板厚方向）に対する傾き方向を逆方向とした。図１（ａ）の例では、図示左側に配置された第１磁気検出素子３ａの検出軸方向を反時計回り方向に傾け、図示右側に配置された第２磁気検出素子３ｂの検出軸方向を時計回り方向に傾けた場合を示している。ただし、これに限らず、第１磁気検出素子３ａの検出軸方向を時計回り方向に傾けると共に、第２磁気検出素子３ｂの検出軸方向を反時計回り方向に傾けてもよい。第１及び第２磁気検出素子３ａ，３ｂの傾き角度θについては、後述する。

【0024】

両磁気検出素子３ａ，３ｂは、Ｚ方向（第１及び第２バスバ２ａ，２ｂの板幅方向）を法線方向とする面、すなわちＸＹ平面に対して対称となるように配置されている。なお、ここでいう対称は、両磁気検出素子３ａ，３ｂの感磁位置Ａ，Ｂが対称に配置されていることも含んでいる。つまり、第１及び第２磁気検出素子３ａ，３ｂは、感磁位置Ａ，ＢがＸ方向（第１及び第２バスバ２ａ，２ｂの長さ方向）に垂直な断面視で左右対称となるように配置される。両磁気検出素子３ａ，３ｂを対称配置することにより、両磁気検出素子３ａ，３ｂで検出される磁束密度の振幅を同等とすることが可能になり、電流センサ１の取り扱い（検出精度の管理等）が容易になる。

【0025】

（Ｕ相及びＶ相と、Ｗ相との間の干渉抑制）
本実施の形態では、第１及び第２バスバ２ａ，２ｂに対して、第３バスバ２ｃを直交するように配置している。そのため、第３バスバ２ｃを流れる電流により発生する磁界の向きは、第１及び第２磁気検出素子３ａ，３ｂの感磁位置Ａ，Ｂにおいて、検出軸Ｄに対して略垂直な方向となる。これにより、第３バスバ２ｃを流れる電流により発生する磁界が、第１及び第２磁気検出素子３ａ，３ｂの検出結果に影響を与えることが抑制される。

【0026】

第３バスバ２ｃを流れる電流により発生する磁界の影響をより抑制するために、第１及び第２磁気検出素子３ａ，３ｂは、その中心位置が、第３バスバ２ｃの板幅方向中心位置とＹ方向（板厚方向）に対向して配置されていることが好ましい。

【0027】

さらに、本実施の形態では、第３磁気検出素子３ｃは、その検出軸方向が、Ｘ方向（第３バスバ２ｃの板幅方向）と一致するように配置されている。そのため、第１及び第２バスバ２ａ，２ｂを流れる電流により発生する磁界の向きは、第３磁気検出素子３ｃの感磁位置Ａ，Ｂにおいて、検出軸Ｄに対して略垂直な方向となる。これにより、第１及び第２バスバ２ａ，２ｂを流れる電流により発生する磁界が、第３磁気検出素子３ｃの検出結果に影響を与えることが抑制される。

【0028】

本実施の形態では、外乱による影響を抑制するため、第３磁気検出素子３ｃとしても勾配検知タイプのものを用いている。ただし、第３磁気検出素子３ｃについては、上述のように第１及び第２バスバ２ａ，２ｂを流れる電流により発生する磁界に対しては不感となるので、１つの感磁位置にて磁界の大きさを検出するタイプの磁気検出素子を用いてもよい。

【0029】

また、上述のように、第１及び第２磁気検出素子３ａ，３ｂはＸＹ平面に対して対称配置することにより検出される磁束密度の振幅を同等とすることができるが、第３磁気検出素子３ｃについては、第３バスバ２ｃからの距離ｄ３を適宜調整することにより、検出される磁束密度の振幅を第１及び第２磁気検出素子３ａ，３ｂと同等とすることが可能である。

【0030】

（第１及び第２磁気検出素子３ａ，３ｂの傾き角度θについて）
感磁位置Ａ，Ｂ間の距離ｄが１．２ｍｍである磁気検出素子３ａ，３ｂを用いた場合に、傾き角度θを変化させた際の両磁気検出素子３ａ，３ｂの感磁位置Ａ，Ｂで検出される磁界強度をシミュレーションにより求めた。シミュレーションでは、第１及び第２バスバ２ａ，２ｂと第１及び第２磁気検出素子３ａ，３ｂとの距離ｄ１を１０ｍｍとし、バスバ２ａ，２ｂ及び磁気検出素子３ａ，３ｂの幅方向配置ピッチ（バスバ２ａ，２ｂ及び磁気検出素子３ａ，３ｂのＺ方向中心位置同士の間隔）ｄ２を２０．５ｍｍ、両バスバ２ａ，２ｂの幅を１５ｍｍ、両バスバ２ａ，２ｂの厚さを３ｍｍとした。

【0031】

第１バスバ２ａに直流電流を流した際に、第１磁気検出素子３ａの両感磁位置Ａ，Ｂで検出される磁界強度（磁束密度）の角度φによる変化を図３（ａ）に示す。また、第１バスバ２ａに直流電流を流した際に、第２磁気検出素子３ｂの両感磁位置Ａ，Ｂで検出される磁界強度（磁束密度）の角度φによる変化を図３（ｂ）に示す。さらに、第１バスバ２ａに直流電流を流した際における、第２磁気検出素子３ｂの出力（感磁位置Ａ，Ｂの磁束密度の差分）の角度φによる変化を図４に示す。なお、角度φは、検出軸方向と垂直な方向とＹ方向（板厚方向）とのなす角度であり、φ＝９０－θで表される（図１（ａ）参照）。

【0032】

図３（ａ），（ｂ）では、縦軸の磁束密度については、φ＝０度としたときの第１磁気検出素子３ａの感磁位置Ｂで検出される磁束密度を基準として規格化している。また、図４では、縦軸の磁束密度の差分について、絶対値が最大となる値（角度φが約１２０度における磁束密度の差分）にて規格化している。

【0033】

図３（ａ）に示されるように、対応する第１バスバ２ａに電流が流れている場合、第１磁気検出素子３ａの角度φ（傾き角度θ）を変化させると、両感磁位置Ａ，Ｂで検出される磁束は周期的に変化する。なお、図３（ａ）では、第１バスバ２ａに電流を流した場合に第１磁気検出素子３ａの感磁位置Ａ，Ｂで検出される磁束密度を示しているが、第２バスバ２ｂに電流を流した場合に第２磁気検出素子３ｂの感磁位置Ａ，Ｂで検出される磁束密度も同様の特性となる。

【0034】

他方、図３（ｂ）に示されるように、対応しない第１バスバ２ａに電流が流れている場合であっても、第２磁気検出素子３ｂの感磁位置Ａ，Ｂでは磁束密度が検出される。この場合も、第２磁気検出素子３ｂの角度φ（傾き角度θ）を変化させると、図３（ａ）と同様に、両感磁位置Ａ，Ｂで検出される磁束は周期的に変化する。図３に示されるように、第２磁気検出素子３ｂの出力、すなわち両感磁位置Ａ，Ｂで検出した磁束密度の差分についても、第２磁気検出素子３ｂの角度φ（傾き角度θ）を変化させると、周期的に変化する。なお、図３（ｂ）及び図４では、第１バスバ２ａに電流を流した場合に第２磁気検出素子３ｂの感磁位置Ａ，Ｂで検出される磁束密度及びその差分を示しているが、第２バスバ２ｂに電流を流した場合に第１磁気検出素子３ａの感磁位置Ａ，Ｂで検出される磁束密度及びその差分も同様の特性となる。

【0035】

ここで、図３（ｂ）および図４に白抜き矢印で示されるように、この例では、角度φが約７０度及び約１７０度（傾き角度θが約２０度及び約－８０度）にて、両感磁位置Ａ，Ｂで検出される磁束密度が同等の値となり、出力（両感磁位置Ａ，Ｂで検出した磁束密度の差分）が略ゼロになる。つまり、角度φを約７０度あるいは約１７０度とすることで、隣接バスバ２からの磁界の影響を抑制することが可能になる。

【0036】

なお、検出軸方向が隣接バスバ２からの磁界の方向と直交するように磁気検出素子を配置する従来技術では、図３（ｂ）に塗り潰し矢印で示されるように、検出される磁界強度が０となる角度に角度φ（傾き角度θ）を設定することになる。この例では、角度φが約３０度あるいは約２１０度に設定されることになる。しかし、図４に塗り潰し矢印で示されるように、この角度においては、両感磁位置Ａ，Ｂで検出した磁束密度の差分がゼロとはならず、隣接バスバ２からの磁界の影響を抑制することはできない。この例では、従来技術に従って角度φを設定した場合、第２磁気検出素子３ｂの出力が略極大値となり、隣接バスバ２からの磁界の影響が非常に大きくなってしまうことになる。

【0037】

図３，４に示した特性は、第１及び第２磁気検出素子３ａ，３ｂの感磁位置Ａ，Ｂ間の距離ｄ、第１及び第２バスバ２ａ，２ｂと第１及び第２磁気検出素子３ａ，３ｂとの距離ｄ１、第１及び第２バスバ２ａ，２ｂ及び第１及び第２磁気検出素子３ａ，３ｂの幅方向配置ピッチｄ２等によって変化し、それに伴って、最適な傾き角度θ（角度φ）も変化する。よって、第１及び第２バスバ２ａ，２ｂと第１及び第２磁気検出素子３ａ，３ｂの配置等を考慮し、隣接するバスバ２からの磁界の影響が最も小さくなる傾き角度θ（角度φ）に設定するとよい。

【0038】

対応するバスバ２ａ，２ｂを流れる電流により両感磁位置Ａ，Ｂで検出された磁界強度の差分Ｄａに対する、対応しないバスバ２ａ，２ｂを流れる電流により両感磁位置Ａ，Ｂで検出された磁界強度の差分Ｄｂの比率Ｄｂ／Ｄａ×１００は、０．５％以下とされることが望ましく、より望ましくは０．１％以下とされるとよい。つまり、傾き角度θは、比率Ｄｂ／Ｄａ×１００が０．５％以下、より好ましくは０．１％以下となる角度に設定されるとよい。

【0039】

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係る電流センサ１では、板幅方向に離間して整列配置された第１及び第２バスバ２ａ，２ｂと、第１及び第２バスバ２ａ，２ｂに対して、板厚方向が一致し、かつ長さ方向が互いに直交するように配置された第３バスバ２ｃと、板厚方向において第１及び第２バスバ２ａ，２ｂとそれぞれ対向して配置されると共に、対応する第１及び第２バスバ２ａ，２ｂからの板厚方向に沿った距離ｄ１が等しくなるように配置された第１及び第２磁気検出素子３ａ，３ｂと、板厚方向において第３バスバ２ｃと対向して配置された第３磁気検出素子３ｃと、を有している。さらに、第１及び第２磁気検出素子３ａ，３ｂは、２つの感磁位置Ａ，Ｂでそれぞれ検出した磁界強度の差分を出力する勾配検知タイプの磁気検出素子であり、その検出軸方向が、第１及び第２バスバ２ａ，２ｂの長さ方向に対して垂直な方向となり、かつ、板厚方向に対して傾くように配置されており、第３磁気検出素子３ｃは、その検出軸方向が、第３バスバ２ｃの板幅方向と一致するように配置されている。

【0040】

これにより、Ｕ相とＶ相との間の干渉抑制、及びＵ相及びＶ相とＷ相との間の干渉抑制を共に実現でき、三相間の相互干渉を抑制した高精度な電流センサ１を実現できる。

【0041】

（変形例）
上記実施の形態では、平行配置した第１及び第２バスバ２ａ，２ｂにＵ相とＶ相、これに直交する第３バスバ２ｃにＷ相の電流をそれぞれ流す場合について説明したが、各バスバ２ａ～２ｃに流す電流の相はこれに限定されるものではなく、例えば、第３バスバ２ｃにＵ相の電流を流しても良い。

【0042】

また、上記実施の形態では、第１及び第２バスバ２ａ，２ｂの第３バスバ２ｃと反対側に各磁気検出素子３ａ～３ｃを配置したが、図５に示す電流センサ１ａのように、第１及び第２バスバ２ａ，２ｂと第３バスバ２ｃとを板厚方向に離して配置し、第１及び第２バスバ２ａ，２ｂと第３バスバ２ｃとの間に、各磁気検出素子３ａ～３ｃを配置してもよい。

【0043】

また、上記実施の形態では、第１バスバ２ａと第１磁気検出素子３ａとの距離が、第２バスバ２ｂと第２磁気検出素子３ｂとの距離が等しくなる場合について説明したが、これに限らず、これらの距離が異なっていても良い。この場合も、第１及び第２磁気検出素子３ａ，３ｂは、上記実施の形態と同様に、比率Ｄｂ／Ｄａ×１００が０．５％以下となるように配置されることが望ましく、より望ましくは０．１％以下となるように配置されるとよい。つまり、この場合は、第１磁気検出素子３ａの傾き角度は、第２磁気検出素子３ｂの傾き角度と違う角度となる。なお、両磁気検出素子３の厚さ方向に対する傾き方向は、上記実施の形態と同様に、逆方向となるように配置される。

【0044】

さらに、上記実施の形態では言及しなかったが、外乱による影響をより抑制するために、バスバ２ａ～２ｃと磁気検出素子３ａ～３ｃとを厚さ方向から挟み込むように、一対のシールド板を設けてもよい。また、バスバ２ａ～２ｃと磁気検出素子３ａ～３ｃとをモールド樹脂で覆うようにしてもよい。

【0045】

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

【0046】

［１］板状に形成され、三相交流における各相の電流が流れる３本のバスバ（２）と、対応する前記バスバ（２）を流れる電流により発生する磁界の強度を検出する３つの磁気検出素子（３）と、を備え、前記３本のバスバ（２）は、板幅方向に離間して整列配置された第１及び第２バスバ（２ａ，２ｂ）と、前記第１及び第２バスバ（２ａ，２ｂ）に対して、板厚方向が一致し、かつ長さ方向が互いに直交するように配置された第３バスバ（２ｃ）と、を有し、前記３つの磁気検出素子（３）は、前記板厚方向において前記第１及び第２バスバ（２ａ，２ｂ）とそれぞれ対向して配置された第１及び第２磁気検出素子（３ａ，３ｂ）と、前記板厚方向において前記第３バスバ（２ｃ）と対向して配置された第３磁気検出素子（３ｃ）と、を有し、前記第１及び第２磁気検出素子（３ａ，３ｂ）は、２つの感磁位置でそれぞれ検出した磁界強度の差分を出力する勾配検知タイプの磁気検出素子であり、その検出軸方向が、前記第１及び第２バスバ（２ａ，２ｂ）の長さ方向に対して垂直な方向となり、かつ、前記板厚方向に対して傾くように配置されており、前記第３磁気検出素子（３ｃ）は、その検出軸方向が、前記第３バスバ（２ｃ）の板幅方向と一致するように配置されている、電流センサ（１）。

【0047】

［２］前記第３磁気検出素子（３ｃ）は、２つの感磁位置でそれぞれ検出した磁界強度の差分を出力する勾配検知タイプの磁気検出素子である、［１］に記載の電流センサ（１）。

【0048】

［３］前記第１及び第２バスバ（２ａ，２ｂ）は、前記第３バスバ（２ｃ）の前記板厚方向における一側に配置されており、前記第３磁気検出素子（３ｃ）は、前記第３バスバ（２ｃ）の一側で、かつ、前記第１及び第２バスバ（２ａ，２ｂ）の板幅方向における前記第１バスバ（２ａ）と前記第２バスバ（２ｂ）との間の位置に配置されている、［１］または［２］に記載の電流センサ。

【0049】

［４］前記第１及び第２磁気検出素子（３ａ，３ｂ）は、その中心位置が、前記第３バスバ（２ｃ）の板幅方向中心位置と前記板厚方向に対向して配置されている、［１］乃至［３］の何れか１項に記載の電流センサ（１）。

【0050】

［５］前記第１及び第２磁気検出素子（３ａ，３ｂ）は、それぞれ対応する前記バスバからの前記板厚方向に沿った距離が略等しくなるように配置されている、［１］乃至［４］の何れか１項に記載の電流センサ（１）。

【0051】

［６］前記第１及び第２磁気検出素子（３ａ，３ｂ）は、前記第１及び第２バスバ（２ａ，２ｂ）の前記板幅方向を法線方向とする面に対して略対称に配置されている、［１］乃至［５］の何れか１項に記載の電流センサ（１）。

【0052】

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。

【符号の説明】

【0053】

１…電流センサ
２…バスバ
２ａ…第１バスバ
２ｂ…第２バスバ
２ｃ…第３バスバ
３…磁気検出素子
３ａ…第１磁気検出素子
３ｂ…第２磁気検出素子
３ｃ…第３磁気検出素子
Ａ，Ｂ…感磁位置
Ｄ…検出軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】