JP2014174025A - 電流センサ - Google Patents

Abstract

【課題】被測定電流を流す電線が屈曲されていても電流測定精度を高く維持可能な電流センサを提供すること。
【解決手段】第１部分（１５ａ）及び第１部分に対して角度を持つ第２部分（１５ｂ）を備える電線（１５）の第１部分が挿通される挿通孔（１１ｂ）を有する基板（１１）と、挿通孔を囲むように基板に配置された複数の磁電変換素子（１２）と、を備え、複数の磁電変換素子は、挿通孔に挿通される第１部分と中心（Ｏ１）が重なる円（Ｃ１）に沿うように等間隔に配置されると共に、円を含む平面内において、隣り合ういずれか２個の磁電変換素子（１２ａ，１２ｂ）のそれぞれと第１部分とを結ぶ２本の直線（Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ）のなす角度（θ１ｂ）の４分の１の角度（θ１ａ）の示す方向が、第２部分と平行になるように配置されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、被測定電流によって生じる誘導磁界に基づいて電流値を算出可能な電流センサに関する。

電気自動車やハイブリッドカーなどにおけるモータ駆動技術の分野では、電流値を非接触で測定可能な電流センサが求められている。このような電流センサとして、被測定電流によって生じる磁界の変化を複数の磁電変換素子で検出する電流センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載される電流センサは、電線の周りを囲むように所定の間隔で配置された複数のホールセンサと、各ホールセンサの出力を演算する演算装置とを備えている。各ホールセンサは、電線を流れる被測定電流による誘導磁界に応じた出力を生じる。複数のホールセンサの出力を演算装置において統計処理（例えば、平均化）することで、電流センサの出力が生成される。

特開２０１０−９１５４５号公報

ところで、電流センサの測定対象となる被測定電流を流す電線は、電流センサの近傍において屈曲されていることがある。屈曲された電線を流れる被測定電流による誘導磁界は、向き、大きさなどの点において、直線状の電線を流れる被測定電流による誘導磁界と異なる。そのため、被測定電流を流す電線が屈曲されていると、電流センサの電流測定精度は低下してしまう。この場合、上述の電流センサのように、複数のホールセンサの出力電圧を演算装置で統計処理しても、電流値を精度良く測定するのは難しい。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、被測定電流を流す電線が屈曲されていても電流測定精度を高く維持可能な電流センサを提供することを目的とする。

本発明の電流センサは、第１部分及び前記第１部分に対して角度を持つ第２部分を備える電線の前記第１部分が挿通される挿通孔を有する基板と、前記挿通孔を囲むように前記基板に配置された複数の磁電変換素子と、を備え、前記複数の磁電変換素子は、前記挿通孔に挿通される前記第１部分と中心が重なる円に沿うように等間隔に配置されると共に、前記円を含む平面内において、隣り合ういずれか２個の磁電変換素子のそれぞれと前記第１部分とを結ぶ２本の直線のなす角度の４分の１の角度の示す方向が、前記第２部分と平行になるように配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、複数の磁電変換素子は、隣り合ういずれか２個の磁電変換素子のそれぞれと電線の第１部分とを結ぶ２本の直線のなす角度の４分の１の角度の示す方向が、電線の第２部分と平行になるように配置されているので、電線の第２部分を流れる被測定電流による誘導磁界の影響を相殺して、電流測定精度を高く維持できる。

本発明の電流センサにおいて、前記複数の磁電変換素子を収容する筐体を備え、前記複数の磁電変換素子は、前記２本の直線のなす角度の４分の１の角度の示す方向が、前記筐体のいずれかの外壁面と平行になるように前記筐体に収容されていることが好ましい。この構成によれば、電線の第２部分を筐体の外壁面と平行に配置することで、複数の磁電変換素子に対して電線の第２部分を容易に位置合わせできる。

本発明によれば、被測定電流を流す電線が屈曲されていても電流測定精度を高く維持可能な電流センサを提供できる。

実施の形態１に係る電流センサの構成例を示す模式図である。 実施の形態１に係る電流センサの構成例を示す機能ブロック図である。 電線の第２部分を流れる被測定電流によって生じる誘導磁界の影響を確認するためのシミュレーションについて説明する図である。 実施の形態１に係る電流センサの変形例を示す模式図である。 実施の形態１に係る電流センサの変形例を示す機能ブロック図である。 被測定電流を流す電線の第１の変形例を示す模式図である。 被測定電流を流す電線の第２の変形例を示す模式図である。 実施の形態２に係る電流センサの構成例を示す模式図である。 実施の形態２に係る電流センサの構成例を示す機能ブロック図である。 実施の形態３に係る電流センサの構成例を示す模式図である。 被測定電流を流す電線を囲む複数の磁電変換素子で構成される電流センサの代表的な構成例を示す模式図である。 電流センサの出力の理想値からのずれの傾向を示すグラフである。

電流センサの測定対象となる被測定電流を流す電線が、電流センサの近傍において屈曲されていると、電流センサの電流測定精度は低下してしまう。この現象は、被測定電流を流す電線を囲む複数の磁電変換素子で構成される電流センサにおいても同様に発生する。

図１１Ａは、被測定電流を流す電線を囲む複数の磁電変換素子を備える電流センサの代表的な構成例を模式的に示す斜視図であり、図１１Ｂは、電流センサの平面図である。図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、電流センサ５は、基板５１を備えている。基板５１は、被測定電流Ｉ５を流す電線５５が挿通される挿通孔５１ｂを有している。電線５５は、互いに直交する第１部分５５ａ及び第２部分５５ｂを有しており、挿通孔５１ｂには第１部分５５ａが挿通されている。なお、図１１Ｂでは、電線５５を破線で示している。

基板５１の主面５１ａには、挿通孔５１ｂを囲むように６個の磁電変換素子５２（５２ａ〜５２ｆ）が配置されている。各磁電変換素子５２の感度方向Ｓ５（図１１Ｂ参照）は、例えば、電線５５の第１部分５５ａに中心Ｏ５が重なる円Ｃ５の周回方向Ｃ５ａに一致している。なお、図１１Ｂは、基板５１の主面５１ａに垂直な方向から見た状態を示しており、特に言及しない場合、各構成要素の位置関係などは、この方向から見た状態で説明する。

電線５５の第１部分５５ａを流れる被測定電流Ｉ５によって第１部分５５ａの周りに誘導磁界Ｈ５ａが発生すると、各磁電変換素子５２の電気的な状態は誘導磁界Ｈ５ａに応じて変化する。例えば、磁電変換素子５２として磁気抵抗効果素子を用いる場合、磁電変換素子５２の電気抵抗は誘導磁界Ｈ５ａによって変化する。これにより、誘導磁界Ｈ５ａの大きさに対応する電気信号を得ることができる。複数の磁電変換素子５２によって得られる電気信号は、演算装置（不図示）で処理され電流センサ５のセンサ出力となる。このように、電線５５の第１部分５５ａを流れる被測定電流Ｉ５によって生じる誘導磁界Ｈ５ａを、各磁電変換素子５２で検出することにより、被測定電流Ｉ５の大きさを測定できる。

ところで、被測定電流Ｉ５を流す電線５５は、図１１に示すように、第１部分５５ａと直交する第２部分５５ｂを有している。この第２部分５５ｂが電流センサ５に近接されると、各磁電変換素子５２は第２部分５５ｂを流れる被測定電流Ｉ５で生じる誘導磁界Ｈ５ｂの影響を受けてしまうので、電流測定精度は低下する。

図１２は、電流センサ５の出力の理想値からのずれの傾向を示すグラフである。図１２では、電線５５の第１部分５５ａと各磁電変換素子５２との位置関係を固定した状態で、第２部分５５ｂを円Ｃ５に沿って回転させる場合の電流センサ５の出力変動を示している。図１２に示すような正弦関数的な出力変動は、電流センサ５が有限個（６個）の磁電変換素子５２で構成されていることに起因している。

本発明者はこの点に着目し、被測定電流が流れる電線を囲む複数（２以上）の磁電変換素子で構成される電流センサにおいて、電線と磁電変換素子との位置関係を工夫すれば、電線が屈曲されていても電流測定精度を高く維持できるのではないかと考えた。そして、この考えに基づき本発明を完成させた。すなわち、本発明の骨子は、電線の屈曲の影響を相殺できるように複数の磁電変換素子を配置することである。以下、実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１Ａは、本実施の形態に係る電流センサの構成例を模式的に示す斜視図であり、図１Ｂは、電流センサの平面図である。なお、図１Ａ及び図１Ｂでは、説明の便宜上、電流センサ１の構成の一部のみを示しているが、電流センサ１は、必要な構成を不足なく備えているものとする。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、電流センサ１は、略平坦な主面１１ａを有する基板１１を備えている。基板１１は、被測定電流Ｉ１を流す電線１５が挿通される挿通孔１１ｂを有している。

電線１５は、互いに略直交する直線状の第１部分１５ａ及び第２部分１５ｂを有しており、挿通孔１１ｂには、第１部分１５ａが挿通されている。基板１１の主面１１ａには、挿通孔１１ｂを囲むように６個の磁電変換素子１２（１２ａ〜１２ｆ）が配置されている。なお、電線１５の第１部分１５ａと第２部分１５ｂとは、必ずしも直交しなくて良い。少なくとも、第１部分１５ａと第２部分１５ｂとのなす角度がゼロ（つまり、第１部分１５ａと第２部分１５ｂとが平行）でなければ良い。すなわち、第２部分１５ｂは、第１部分１５ａに対して角度を持っていれば良い。また、特に言及しない場合、各構成要素の位置関係などは、電線１５の第１部分１５ａに平行な方向（基板１１の主面１１ａに垂直な方向）から見た状態で説明する。

基板１１は、電線１５の第１部分１５ａに対して略垂直に配置される。すなわち、基板１１の主面１１ａは、電線１５の第１部分１５ａと略直交している。基板１１は、各種の電子部品を実装可能なプリント基板であり、主面１１ａには、後述する接続関係を形成する複数の配線（不図示）が設けられている。基板１１に形成された挿通孔１１ｂは、略円形の外周形状を有している。なお、本実施の形態では、略円形の挿通孔１１ｂを有する矩形状の基板１１を示しているが、基板１１の構成や挿通孔１１ｂの形状などは特に限定されない。

６個の磁電変換素子１２は、挿通孔１１ｂを囲むように略等間隔に配置されている。具体的には、６個の磁電変換素子１２は、挿通孔１１ｂを囲む円Ｃ１（図１Ｂ参照）に沿って略等角度間隔に配置されている。この円Ｃ１の中心Ｏ１は、挿通孔１１ｂに挿通される電線１５の第１部分１５ａと重なっている。また、６個の磁電変換素子１２は、各磁電変換素子１２の感度方向Ｓ１が円Ｃ１の周回方向Ｃ１ａを向くように配置されている。このため、各磁電変換素子１２の電気的な状態は、第１部分１５ａの周りに生じる誘導磁界Ｈ１ａによって同様に変化される。なお、磁電変換素子１２としては、例えば、磁気抵抗効果素子やホール素子などを用いることができる。

図２は、本実施の形態に係る電流センサの構成例を示す機能ブロック図である。図２に示すように、電流センサ１は、各磁電変換素子１２と接続される演算装置１３を備えている。演算装置１３は、各磁電変換素子１２を通じて得られる出力信号ＯＵＴ＿ａ〜ＯＵＴ＿ｆを加算して、合計値である電流センサ１の出力信号ＯＵＴを生成する。なお、出力信号ＯＵＴ＿ａ〜ＯＵＴ＿ｆ、及び出力信号ＯＵＴは、例えば、電圧信号である。生成された出力信号ＯＵＴは、演算装置１３の出力端から外部に出力される。なお、演算装置１３の演算機能は、ハードウェアで実現されても良いしソフトウェアで実現されても良い。

図１に示すように、被測定電流Ｉ１を流す電線１５は、第１部分１５ａと直交する直線状の第２部分１５ｂを有している。第２部分１５ｂは、隣り合う２個の磁電変換素子１２ａ，１２ｂの近傍に位置付けられる。このような環境では、電線１５の第２部分１５ｂを流れる被測定電流Ｉ１によって生じる誘導磁界Ｈ１ｂの影響で、電流測定精度は低下してしまう。そこで、本実施の形態の電流センサ１では、演算装置１３の演算処理によって、第２部分１５ｂを流れる被測定電流Ｉ１による誘導磁界Ｈ１ｂの影響を相殺できるように６個の磁電変換素子１２を配置する。

例えば、図１Ｂに示すように、第２部分１５ｂに最も近い磁電変換素子１２ａと第１部分１５ａ（円Ｃ１の中心Ｏ１）とを結ぶ直線Ｌ１ａと、第２部分１５ｂに対して平行な直線Ｌ１ｃとが、所定の角度θ１ａをなすように磁電変換素子１２を配置する。ここで、直線Ｌ１ａ，Ｌ１ｃは、基板１１の主面１１ａを含む平面内（円Ｃ１を含む平面内）の直線であり、角度θ１ａは、６個の磁電変換素子１２で検出される誘導磁界Ｈ１ｂの影響を、電流センサ１全体で相殺できるように決められる。例えば、角度θ１ａは、誘導磁界Ｈ１ｂによる６個の磁電変換素子１２の出力変動の和がゼロとなるように決定される。

より具体的には、角度θ１ａは、第１部分１５ａ（円Ｃ１の中心Ｏ１）から２個の磁電変換素子１２ａ，１２ｂに向かって延びる２本の直線Ｌ１ａ，Ｌ１ｂのなす角度θ１ｂの約４分の１の角度である。また、直線Ｌ１ｂは、基板１１の主面１１ａを含む平面内（円Ｃ１を含む平面内）の直線である。本実施の形態の電流センサ１は、６個の磁電変換素子１２が略等間隔（略等角度間隔）に配置されているので、２本の直線Ｌ１ａ，Ｌ１ｂのなす角度θ１ｂは約６０°であり、直線Ｌ１ａ，Ｌ１ｃのなす角度θ１ａは約１５°となる。

図３は、電線の第２部分を流れる被測定電流によって生じる誘導磁界の影響を確認するためのシミュレーションについて説明する図である。図３Ａ〜図３Ｃは、それぞれ、角度θ１ａを３０°，１５°，０°とする場合のシミュレーションモデルを示しており、図３Ｄは、電線１５の第２部分１５ｂと、基板１１の主面１１ａとの距離を変化させる場合の電流センサの出力変動をシミュレーションモデル毎に示している。

図３Ｄに示すように、電線１５の第２部分１５ｂと基板１１の主面１１ａとの距離が短くなると、図３Ａ、図３Ｃに示す角度θ１ａが３０°，０°のシミュレーションモデルでは、出力変動が大きくなる。一方、本実施の形態の電流センサ１に対応する角度θ１ａが１５°のシミュレーションモデル（図３Ｂ）では、第２部分１５ｂと主面１１ａとの距離に関わらず出力変動は小さい。このように、電線１５の屈曲の影響を相殺できるように６個の磁電変換素子１２を配置すれば、電流測定精度の低下を防ぐことができる。

以上のように、本実施の形態では、複数の磁電変換素子１２は、隣り合う２個の磁電変換素子１２ａ，１２ｂのそれぞれと電線１５の第１部分１５ａとを結ぶ２本の直線Ｌ１ａ，Ｌ１ｂのなす角度θ１ｂの４分の１の角度θ１ａの示す方向が、電線１５の第２部分１５ｂと平行になるように配置されているので、電線１５の第２部分１５ｂを流れる被測定電流Ｉ１による誘導磁界Ｈ１ｂの影響を相殺して、電流測定精度を高く維持できる。

なお、本実施の形態の電流センサは、上述のように、感度方向Ｓ１が円Ｃ１の周回方向Ｃ１ａを向くように配置された複数の磁電変換素子１２と、全ての磁電変換素子１２の出力を加算する演算装置１３とを備える構成に限定されない。

図４は、本実施の形態に係る電流センサの変形例を示す模式図である。図４に示す電流センサ２は、電流センサ１と同様、略平坦な主面２１ａを有する基板２１を備えている。基板２１は、被測定電流Ｉ２を流す電線２５が挿通される挿通孔２１ｂを有している。基板２１の主面２１ａには、挿通孔２１ｂを囲むように６個の磁電変換素子２２（２２ａ〜２２ｆ）が配置されている。

６個の磁電変換素子２２は、挿通孔２１ｂを囲むように略等間隔に配置されている。具体的には、６個の磁電変換素子２２は、挿通孔２１ｂを囲む円Ｃ２に沿って略等角度間隔に配置されている。この円Ｃ２の中心Ｏ２は、挿通孔２１ｂに挿通される電線２５の第１部分２５ａと重なっている。３個の磁電変換素子２２ａ，２２ｃ，２２ｅは、感度方向Ｓ２が円Ｃ２の周回方向Ｃ２ａを向くように配置されており、残りの３個の磁電変換素子２２ｂ，２２ｄ，２２ｆは、感度方向Ｓ２が周回方向Ｃ２ａとは異なる周回方向Ｃ２ｂを向くように配置されている。なお、磁電変換素子２２の配置はこれに限定されない。感度方向Ｓ２が周回方向Ｃ２ａを向く磁電変換素子２２と、周回方向Ｃ２ｂを向く磁電変換素子２２とが同数であれば、同等の効果を得ることができる。例えば、半数の磁電変換素子２２（磁電変換素子２２ｅ，２２ｆ，２２ａ）を、感度方向Ｓ２が周回方向Ｃ２ａを向くように配置し、残りの半数の磁電変換素子２２（磁電変換素子２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ）を、感度方向Ｓ２が周回方向Ｃ２ｂを向くように配置しても良い。

各磁電変換素子２２の配置位置は、電流センサ１と同様である。すなわち、第２部分２５ｂを流れる被測定電流Ｉ２による誘導磁界Ｈ２ｂの影響を相殺できるように、第２部分２５ｂに最も近い磁電変換素子２２ａと第１部分２５ａ（円Ｃ２の中心Ｏ２）とを結ぶ直線Ｌ２ａと、第２部分２５ｂに対して平行な直線Ｌ２ｃとのなす角度θ２ａが設定される。具体的には、角度θ２ａが約１５°となるように各磁電変換素子２２を配置する。

図５は、本実施の形態に係る電流センサの変形例を示す機能ブロック図である。図５に示すように、電流センサ２は、３個の磁電変換素子２２ａ，２２ｃ，２２ｅに接続される演算装置２３ａと、３個の磁電変換素子２２ｂ，２２ｄ，２２ｆに接続される演算装置２３ｂと、演算装置２３ａ，２３ｂに接続される演算装置２３ｃとを備えている。

演算装置２３ａは、磁電変換素子２２ａ，２２ｃ，２２ｅの出力信号ＯＵＴ＿ａ，ＯＵＴ＿ｃ，ＯＵＴ＿ｅを加算して、第１出力合計値ＯＵＴ＿１を生成する。演算装置２３ｂは、磁電変換素子２２ｂ，２２ｄ，２２ｆの出力信号ＯＵＴ＿ｂ，ＯＵＴ＿ｄ，ＯＵＴ＿ｆを加算して、第２出力合計値ＯＵＴ＿２を生成する。演算装置２３ｃは、第１出力合計値ＯＵＴ＿１及び第２出力合計値ＯＵＴ＿２の一方から他方を減算して出力信号ＯＵＴを生成する。生成された出力信号ＯＵＴは、演算装置２３の出力端から外部に出力される。

上述のように、電流センサ２は、感度方向Ｓ２が円Ｃ２の周回方向Ｃ２ａを向くように配置された第１グループの磁電変換素子２２と、感度方向Ｓ２が周回方向Ｃ２ａとは異なる周回方向Ｃ２ｂを向くように配置された第２グループの磁電変換素子２２とを備えている。そのため、第１グループの磁電変換素子２２の出力を合計して得られる第１出力合計値ＯＵＴ＿１の極性（正負）と、第２グループの磁電変換素子２２の出力を合計して得られる第２出力合計値ＯＵＴ＿２の極性とは逆になる。極性の異なる第１出力合計値ＯＵＴ＿１及び第２出力合計値ＯＵＴ＿２の一方から他方を減算することで、外部磁界の影響を除去しつつセンサ出力を増大させて高い電流測定精度を実現できる。

なお、本実施の形態では、被測定電流Ｉ１（Ｉ２）を流す電線１５（２５）として、円柱形状の導線を用いる場合を示しているが、角柱形状の導線を用いても良い。例えば、図６に示すように、基板１１（図６において不図示）の内部に形成された角柱形状の配線１６ａから、円柱形状の導線１６ｂを引き出す場合などにも、本実施の形態の電流センサ１（２）は有効である。この場合、導線１６ｂ及び配線１６ａを、それぞれ電線１５（２５）の第１部分１５ａ（２５ａ）、及び第２部分１５ｂ（２５ｂ）として、複数の磁電変換素子１２（２２）を配置すればよい。

また、図７に示すように、角柱形状（平板形状）の１本の電線１７ａが、複数の角柱形状の電線１７ｂに分岐されている場合などにも、本実施の形態の電流センサ１（２）は有効である。この場合、電線１７ｂ，１７ａを、それぞれ電線１５（２５）の第１部分１５ａ（２５ａ）、及び第２部分１５ｂ（２５ｂ）として、複数の磁電変換素子１２（２２）を配置すればよい。なお、電線１７ａ，１７ｂの形状は、角柱形状に限定されない。本実施の形態に係る構成は、他の実施の形態に係る構成と適宜組み合わせて実施することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、８個の磁電変換素子を用いる電流センサについて説明する。図８は、本実施の形態に係る電流センサの構成例を示す模式図である。なお、本実施の形態に係る電流センサの構成の多くは、電流センサ１の構成と共通している。このため、共通する構成についての詳細な説明は省略する。

図８に示すように、本実施の形態に係る電流センサ３は、電流センサ１と同様、略平坦な主面３１ａを有する基板３１を備えている。基板３１は、被測定電流Ｉ３を流す電線３５が挿通される挿通孔３１ｂを有している。基板３１の主面３１ａには、挿通孔３１ｂを囲むように８個の磁電変換素子３２（３２ａ〜３２ｈ）が配置されている。

８個の磁電変換素子３２は、挿通孔３１ｂを囲むように略等間隔に配置されている。具体的には、８個の磁電変換素子３２は、挿通孔３１ｂを囲む円Ｃ３に沿って略等角度間隔に配置されている。この円Ｃ３の中心Ｏ３は、挿通孔３１ｂに挿通される電線３５の第１部分３５ａと重なっている。また、８個の磁電変換素子３２は、各磁電変換素子３２の感度方向Ｓ３が円Ｃ３の周回方向Ｃ３ａを向くように配置されている。

第２部分３５ｂに最も近い磁電変換素子３２ａと第１部分３５ａ（円Ｃ３の中心Ｏ３）とを結ぶ直線Ｌ３ａと、第２部分３５ｂに対して平行な直線Ｌ３ｃとは、所定の角度θ３ａを満たしている。ここで、直線Ｌ３ａ，Ｌ３ｃは、基板３１の主面３１ａを含む平面内（円Ｃ３を含む平面内）の直線であり、角度θ３ａは、８個の磁電変換素子３２で検出される誘導磁界Ｈ３ｂの影響を、電流センサ３全体で相殺できるように決められる。例えば、角度θ３ａは、誘導磁界Ｈ３ｂによる８個の磁電変換素子３２の出力変動の和がゼロとなるように決定される。

角度θ３ａは、例えば、第１部分３５ａ（円Ｃ３の中心Ｏ３）から２個の磁電変換素子３２ａ，３２ｂに向かって延びる２本の直線Ｌ３ａ，Ｌ３ｂのなす角度θ３ｂの約４分の１の角度である。また、直線Ｌ３ｂは、基板３１の主面３１ａを含む平面内（円Ｃ３を含む平面内）の直線である。本実施の形態の電流センサ３は、８個の磁電変換素子３２が略等間隔（略等角度間隔）に配置されているので、２本の直線Ｌ３ａ，Ｌ３ｂのなす角度θ３ｂは約４５°であり、直線Ｌ３ａ，Ｌ３ｃのなす角度θ３ａは約１１．２５°となる。

図９は、本実施の形態に係る電流センサの構成例を示す機能ブロック図である。図９に示すように、電流センサ３は、各磁電変換素子３２と接続される演算装置３３を備えている。演算装置３３は、各磁電変換素子３２の出力信号ＯＵＴ＿ａ〜ＯＵＴ＿ｈを加算して、合計値である電流センサ３の出力信号ＯＵＴを生成する。出力信号ＯＵＴ＿ａ〜ＯＵＴ＿ｈ、及び出力信号ＯＵＴは、例えば、電圧信号である。生成された出力信号ＯＵＴは、演算装置３３の出力端から外部に出力される。

以上のように、本実施の形態の電流センサ３においても、複数の磁電変換素子３２は、隣り合う２個の磁電変換素子３２ａ，３２ｂのそれぞれと電線３５の第１部分３５ａとを結ぶ２本の直線Ｌ３ａ，Ｌ３ｂのなす角度θ３ｂの４分の１の角度θ３ａの示す方向が、電線３５の第２部分３５ｂと平行になるように配置されているので、電線３５の第２部分３５ｂを流れる被測定電流Ｉ３による誘導磁界Ｈ３ｂの影響を相殺して、電流測定精度を高く維持できる。

本実施の形態に係る構成は、他の実施の形態に係る構成と適宜組み合わせて実施することができる。例えば、実施の形態１に示す変形例のように、磁電変換素子を感度方向の異なる２グループに分けるようにしても良い。

（実施の形態３）
本実施の形態では、磁電変換素子を収容する筐体を含む電流センサについて説明する。図１０は、本実施の形態に係る電流センサの構成例を示す模式図である。なお、本実施の形態に係る電流センサの構成の多くは、電流センサ１の構成と共通している。このため、共通する構成についての詳細な説明は省略する。

図１０に示すように、本実施の形態に係る電流センサ４は、筐体４４を除き実施の形態１に係る電流センサ１と共通の構成を有している。すなわち、電流センサ４は、略平坦な主面（不図示、主面１１に相当）を有する基板４１を備えている。基板４１は、被測定電流Ｉ４ａを流す電線４５が挿通される挿通孔４１ｂを有している。基板４１の主面には、挿通孔４１ｂを囲むように６個の磁電変換素子４２（４２ａ〜４２ｆ）が配置されている。

基板４１の主面には、内部に収容空間を有する筐体４４が取り付けられており、筐体４４の収容空間には、６個の磁電変換素子４２が収容されている。筐体４４は、基板４１の主面に対向する矩形状の側壁４４ａと、側壁４４ａの各辺に対応する４枚の側壁（図１０では、２枚の側壁４４ｂ，４４ｃのみを図示）とを含んでいる。４枚の側壁は、それぞれ、側壁４４ａに対して垂直に設けられている。側壁４４ａには、電線４５の第１部分４５ａを挿通するための挿通孔４４ｄが形成されている。

この電流センサ４は、使用状態において、電線４５の第２部分４５ｂと、少なくともいずれかの側壁の外表面とが平行になるように構成されている。具体的には、６個の磁電変換素子４２は、上述した２本の直線（直線Ｌ１ａ，Ｌ１ｂに相当）のなす角度（角度θ１ｂに相当）の４分の１の角度の示す方向（直線Ｌ１ｃの方向）と、筐体４４の側壁４４ａ，４４ｂの外表面（外壁面）とが平行になるように、筐体４４に収容されている。

このため、電線４５の第２部分４５ｂを筐体４４の側壁４４ａ，４４ｂの外表面（外壁面）と平行に配置することで、６個の磁電変換素子４２に対して電線の第２部分４５ｂを容易に位置合わせできる。つまり、電流測定精度を高く維持するのが容易になる。本実施の形態に係る構成は、他の実施の形態に係る構成と適宜組み合わせて実施することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することができる。例えば、上記実施の形態では、偶数個の磁電変換素子を備える電流センサを例示しているが、電流センサは奇数個の磁電変換素子を備えていても良い。すなわち、電流センサの備える磁電変換素子は、２個以上であれば良い。また、上記実施の形態では、基板上に複数の磁電変換素子が配置された電流センサを例示しているが、複数の磁電変換素子は、例えば、ワイヤーなどの基板以外の部材に配置されても良い。

また、電流センサに用いられる複数の磁電変換素子は、それぞれ、１個の素子で構成されていても良いし、複数の素子を含んでも良い。例えば、２個又は４個の磁気抵抗効果素子を含む磁電変換素子などを用いることができる。

さらに、上記実施の形態における各素子の接続関係、大きさなどは、発明の趣旨を変更しない限りにおいて適宜変更することが可能である。また、上記実施の形態に示す構成、方法などは、適宜組み合わせて実施することが可能である。その他、本発明は、その範囲を逸脱しないで適宜変更して実施できる。

本発明の電流センサは、被測定電流を流す電線が屈曲された使用環境において、高い電流測定精度を実現するために有用である。

１ 電流センサ
１１ 基板
１１ａ 主面
１１ｂ 挿通孔
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ 磁電変換素子
１３ 演算装置
１５ 電線
１５ａ 第１部分
１５ｂ 第２部分
Ｃ１ 円
Ｃ１ａ 周回方向
Ｈ１ａ，Ｈ１ｂ 誘導磁界
Ｉ１ 被測定電流
Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃ 直線
Ｏ１ 中心
Ｓ１ 感度方向
θ１ａ，θ１ｂ 角度

Claims (2)

1. 第１部分及び前記第１部分に対して角度を持つ第２部分を備える電線の前記第１部分が挿通される挿通孔を有する基板と、
   前記挿通孔を囲むように前記基板に配置された複数の磁電変換素子と、を備え、
   前記複数の磁電変換素子は、前記挿通孔に挿通される前記第１部分と中心が重なる円に沿うように等間隔に配置されると共に、前記円を含む平面内において、隣り合ういずれか２個の磁電変換素子のそれぞれと前記第１部分とを結ぶ２本の直線のなす角度の４分の１の角度の示す方向が、前記第２部分と平行になるように配置されていることを特徴とする電流センサ。
2. 前記複数の磁電変換素子を収容する筐体を備え、
   前記複数の磁電変換素子は、前記２本の直線のなす角度の４分の１の角度の示す方向が、前記筐体のいずれかの外壁面と平行になるように前記筐体に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の電流センサ。

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