JP2024037680A - 電流測定モジュール、電流測定用導体、および、電流測定装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】２つの本体部と、上記２つの本体部の間に配され、間隙を有して平行に伸びる２つの電流経路とを有する導体と、上記２つの電流経路を流れる電流によって生じる磁界が互いに逆向きに貫通するよう感磁面がそれぞれ配された２つの磁気検出素子と、上記２つの磁気検出素子を支持し、上記導体に取り付けられた基板と、備え、上記２つの本体部のそれぞれは、上記間隙から伸びる、上記間隙より狭いスリットを有し、上記基板は、上記スリットおよび上記間隙に挿入されている、電流測定モジュールを提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、電流測定モジュール、電流測定用導体、および、電流測定装置に関する。

特許文献１には、「長手方向に対して平行に設置される２本の被測定電流導体に流れる電流の大きさを測定する電流測定装置および電流測定方法」が開示されている。特許文献２には、「磁気検出素子を用いて電流路に流れる電流を検出する電流検出装置、及び電流検出方法」が開示されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２００５－２８３４５１号公報
［特許文献２］ 国際公開２０１６／０５６１３５号公報

本発明の第１の態様においては、電流測定モジュールを提供する。上記電流測定モジュールは、２つの本体部と、上記２つの本体部の間に配され、間隙を有して平行に伸びる２つの電流経路とを有する導体を備えてよい。上記電流測定モジュールは、上記２つの電流経路を流れる電流によって生じる磁界が互いに逆向きに貫通するよう感磁面がそれぞれ配された２つの磁気検出素子を備えてよい。上記電流測定モジュールは、上記２つの磁気検出素子を支持し、上記導体に取り付けられた基板を備えてよい。上記２つの本体部のそれぞれは、上記間隙から伸びる、上記間隙より狭いスリットを有してよく、上記基板は、上記スリットおよび上記間隙に挿入されてよい。

上記基板を上記２つの本体部に対して固定する固定部をさらに備えてよい。

上記２つの電流経路はそれぞれ、上記２つの電流経路が並んでいる方向について、上記２つの本体部の外縁より内側に配されてよい。

上記２つの電流経路が並んでいる方向のそれぞれの断面幅Ｌ１と、上記２つの電流経路の間隙の長さＬ２と、上記断面幅Ｌ１に直交する断面幅Ｌ４と、上記２つの磁気検出素子の距離Ｌ５とが、Ｌ２＞１．５×Ｌ１、かつ、Ｌ５＞Ｌ４の関係を満たしてよい。

さらに、Ｌ２≦４×Ｌ１の関係を満たしてよい。

上記２つの本体部のそれぞれは、上記２つの電流経路に電流が流れる方向とは直交する方向に拡張した延伸部を備えてよく、上記２つの本体部の上記延伸部は互いに逆方向に拡張されていてよい。

本発明の第２の態様においては、電流測定用導体を提供する。上記電流測定用導体は、上記いずれかに記載の電流測定モジュールを有してよい。

本発明の第３の態様においては、電流測定用導体を提供する。上記電流測定用導体は、２つの本体部と、上記２つの本体部の間に配され、間隙を有して平行に伸びる２つの電流経路を有する導体と、を備えてよい。上記２つの本体部のそれぞれは、上記間隙から伸びる、上記間隙より狭いスリットを有してよい。

上記２つの本体部のそれぞれは、上記２つの電流経路に電流が流れる方向とは直交する方向に拡張した延伸部を備え、上記２つの本体部の上記延伸部は互いに逆方向に拡張されてよい。

本発明の第４の態様においては、電流測定用導体を提供する。上記電流測定用導体は、２つの本体部と、上記２つの本体部の間に配され、間隙を有して平行に伸びる２つの電流経路を有する導体と、を備えてよい。上記２つの本体部のそれぞれは、上記２つの電流経路に電流が流れる方向とは直交する方向に拡張した延伸部を備えてよく、上記２つの本体部の上記延伸部は互いに逆方向に拡張されてよい。

本発明の第５の態様においては、電流測定モジュールを提供する。上記電流測定モジュールは、第４の態様の電流測定用導体を備えてよい。上記電流測定モジュールは、上記２つの電流経路を流れる電流によって生じる磁界が互いに逆向きに貫通するよう感磁面がそれぞれ配された２つの磁気検出素子を備えてよい。上記電流測定モジュールは、上記２つの磁気検出素子を支持し、上記電流測定用導体に取り付けられた基板を備えてよい。

本発明の第６の態様においては、電流測定装置を提供する。上記電流測定装置は、複数の突出部を備える基板と、上記電流測定用導体を複数備えてよい。上記複数の突出部のそれぞれは、２つの磁気検出素子を支持し、上記複数の電流測定用導体のそれぞれに取り付けられてよい。上記複数の突出部は、上記複数の電流測定用導体における上記２つの電流経路の延伸方向と並行な方向に並んで配置されてよい。

本発明の第７の態様においては、電流測定装置を提供する。上記電流測定装置は、複数の突出部を備える基板と、上記電流測定用導体を複数備えてよく、上記複数の突出部のそれぞれは、２つの磁気検出素子を支持し、上記複数の電流測定用導体のそれぞれに取り付けられており、上記複数の突出部は、上記複数の電流測定用導体における上記２つの電流経路の延伸方向と並行な方向に並んで配置されており、上記延伸部が拡張した方向から見たときに、上記基板と上記複数の電流測定用導体が当接した状態において、上記 ２つの電流経路の中心線が上記２つの磁気検出素子の間に位置してよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

第１の実施形態における電流測定モジュール１００の概略構成の一例を示す斜視図である。 第１の実施形態における電流測定用導体１０の概略構成の一例を示す斜視図である。 第１の実施形態における基板２０の概略構成の一例を示す斜視図である。 ケース１からケース４の電流測定用導体の一例を示す。 周波数（Ｈｚ：横軸）と磁場変動量（ｄＢ：縦軸）との関係について図示したグラフである。 第２の実施形態における電流測定用導体２００の概略構成の一例を示す斜視図である。 第３の実施形態におけるインバーターユニット３００の概略構成の一例を示す斜視図である。 第３の実施形態におけるインバーターユニット３００の磁場方向を示す図である。 第３の実施形態におけるインバーターユニット３００の配線系統図を示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

［第１の実施形態の構成］
図１は、第１の実施形態における電流測定モジュール１００の概略構成の一例を示す斜視図である。図２は、第１の実施形態における電流測定用導体１０の概略構成の一例を示す斜視図である。図３は、第１の実施形態における基板２０の概略構成の一例を示す斜視図である。各図には、ｘｙｚ座標系が示される。図１に示すように、電流測定モジュール１００は、電流測定用導体１０と、基板２０と、を有する。

図２に示すように、電流測定用導体１０は、２つの本体部１１，１２と、２つの電流経路１３，１４とを有する。２つの電流経路１３，１４は、２つの本体部１１，１２の間に配されており、互いに平行に伸びている。２つの電流経路１３，１４の間には、間隙１５が配される。２つの本体部１１，１２のそれぞれは、間隙１５から伸びる、間隙１５より狭いスリット１６，１７を有する。なお、電流測定用導体１０はバスバーとも呼ばれる。

２つの電流経路１３，１４のそれぞれには、被測定電流が同一方向に流れる。本実施形態において、２つの電流経路１３，１４は、横断面形状が矩形で直線状に伸びる導体である。なお、２つの電流経路１３，１４は、横断面形状が円形で全体が直線状の導体として構成してもよい。２つの電流経路１３，１４はそれぞれ、２つの電流経路１３，１４が並んでいる方向について、２つの本体部１１，１２の外縁より内側に配される。

図２に示すように、２つの電流経路１３，１４は、２つの電流経路１３，１４が並んでいる方向のそれぞれのｘ方向の長さ（断面幅）Ｌ１を有する。また、２つの電流経路１３，１４の間の間隙１５は、ｘ方向の長さＬ２を有する。本実施形態において、長さＬ２＞１．５×長さＬ１、かつ、長さＬ２≦４×長さＬ１の関係を満たすように、長さＬ１および長さＬ２が設定される。また、２つのスリット１６，１７は、ｘ方向の長さＬ３を有する。長さＬ３は、長さＬ２よりも短い。また、電流測定用導体１０は、ｙ方向の長さ（断面幅）Ｌ４を有する。

図３に示すように、基板２０には、２つの磁気検出素子２２，２３が、パッケージ２１にて封止されて固定されている。パッケージ２１には、磁気検出素子２２，２３を駆動するとともに、磁気検出素子２２，２３から信号を取り出すためのリード端子が設けられている。パッケージ２１としては、ＩＣモールドパッケージ等を用いることができる。図１に示す電流測定モジュール１００において、２つの磁気検出素子２２，２３は間隙１５を挟んでその上下に配される。

磁気検出素子２２，２３は、２つの電流経路１３，１４にそれぞれ被測定電流が流れることによって各感磁面に生じる磁界の強さ（大きさ）をそれぞれ検出し、この検出強度に応じた検出信号を出力する。磁気検出素子２２，２３は、２つの電流経路１３，１４に同方向にそれぞれ流れる被測定電流によって生じる磁界が互いに逆向きに感磁面を貫通するようにそれぞれ配置される。すなわち、２つの電流経路１３，１４間に感磁面の向きが互いに一致するように磁気検出素子２２，２３が配置される。さらに、磁気検出素子２２，２３は、電流経路１３，１４に対して対称な位置に配されることが好ましい。具体的には、磁気検出素子２２の感磁面と磁気検出素子２３の感磁面とは電流経路１３，１４が作る平面を挟んで等距離に配され、かつ、磁気検出素子２２，２３の感磁面のそれぞれは電流経路１３と電流経路１４との間隙の中央に配される。

図３の例では、感磁面の向き、すなわち当該面の法線方向は、＋ｘ方向である。２つの磁気検出素子２２，２３は、２つの電流経路１３，１４の長さ方向に直交する方向（ｙ方向）に長さＬ５の距離を離隔して配置される。本実施形態において、長さＬ５＞長さＬ４となるように、長さＬ５が設定される。２個の磁気検出素子２２，２３で得られた各検出信号の差を取ることで、２つの電流経路１３，１４に流れる電流の大きさを正確に測定することができる。

磁気検出素子２２，２３としては磁電変換素子を用いることができ、磁電変換素子としては、例えば、磁束密度の大きさに比例する検出信号が得られるホール素子を使用することができる。なお、磁電変換素子として、ホール素子の他にＭＲ素子（磁気抵抗素子）、ＭＩ素子（磁気インピーダンス素子）などを使用してもよい。さらに、これらの磁電変換素子とＩＣ処理回路とを組み合わせた磁気センサＩＣなど、印加される磁束密度に対して検出信号が一意に定まるものであれば、磁気検出素子２２，２３として使用することができる。

図１に示すように、２つの磁気検出素子２２，２３を支持した基板２０は、電流測定用導体１０における間隙１５と、間隙１５から伸びる２つのスリット１６，１７に挿入される。挿入された基板２０は、２つの固定部２４，２５により電流測定用導体１０に取り付けられ、固定される。固定部２４は、スリット１６に対応する位置で基板２０を電流測定用導体１０に固定する。固定部２５は、スリット１７に対応する位置で基板２０を電流測定用導体１０に固定する。

図４には、ケース１からケース４の電流測定用導体が示される。ケース１は、比較例における電流測定用導体１１０の概略構成を示しており、ケース２は、第１の実施例における電流測定用導体１２０の概略構成を示しており、ケース３は、第２の実施例における電流測定用導体１３０の概略構成を示しており、ケース４は、第３の実施例における電流測定用導体１４０の概略構成を示している。図４には図示していないが、すべてのケースにおいて、２つの磁気検出素子を搭載した基板２０が電流測定用導体の中央部にあるスリット内に配置される。２つの磁気検出素子がｙ方向に離隔された距離Ｌ５は、２．５ｍｍである。

ケース１の電流測定用導体１１０は、ｘ方向の長さが２３ｍｍであり、ｙ方向の長さが２ｍｍであり、ｚ方向に延伸された形状を有する。電流測定用導体１１０は、中央部に基板２０挿入用のスリット１１１を有している。スリット１１１は、ｘ方向の長さが３ｍｍである。スリット１１１のｘ方向の端部と、電流測定用導体１１０のｘ方向の端部との間の長さは、５ｍｍである。

ケース２の電流測定用導体１２０は、ｘ方向の長さが２３ｍｍであり、ｙ方向の長さが２ｍｍであり、ｚ方向に延伸された形状を有する。電流測定用導体１２０は、２つの本体部１２１，１２２と、２つの電流経路１２３，１２４とを有する。２つの電流経路１２３，１２４は、２つの本体部１２１，１２２の間に配されており、互いに平行に伸びている。２つの電流経路１２３，１２４の間には、間隙１２５が配される。

２つの本体部１２１，１２２のそれぞれは、間隙１２５から伸びる、間隙１２５より狭いスリット１２６，１２７を有する。スリット１２６，１２７には、磁気検出素子を搭載した図１の基板２０が挿入される。２つの電流経路１２３，１２４のｘ方向の長さＬ１は５ｍｍであり、間隙１２５のｘ方向の長さＬ２は８ｍｍである。即ち、長さＬ２＞１．５×長さＬ１、かつ、長さＬ２≦４×長さＬ１の関係を満たす。

ケース３の電流測定用導体１３０は、ｘ方向の長さが２３ｍｍであり、ｙ方向の長さが２ｍｍであり、ｚ方向に延伸された形状を有する。電流測定用導体１３０は、２つの本体部１３１，１３２と、２つの電流経路１３３，１３４とを有する。２つの電流経路１３３，１３４は、２つの本体部１３１，１３２の間に配されており、互いに平行に伸びている。２つの電流経路１３３，１３４の間には、間隙１３５が配される。

２つの本体部１３１，１３２のそれぞれは、間隙１３５から伸びる、間隙１３５より狭いスリット１３６，１３７を有する。スリット１３６，１３７には、磁気検出素子を搭載した図１の基板２０が挿入される。２つの電流経路１３３，１３４のｘ方向の長さＬ１は２．５ｍｍであり、間隙１３５のｘ方向の長さＬ２は８ｍｍである。即ち、長さＬ２＞１．５×長さＬ１、かつ、長さＬ２≦４×長さＬ１の関係を満たす。

ケース４の電流測定用導体１４０は、ｘ方向の長さが２３ｍｍであり、ｙ方向の長さが２ｍｍであり、ｚ方向に延伸された形状を有する。電流測定用導体１４０は、２つの本体部１４１，１４２と、２つの電流経路１４３，１４４とを有する。２つの電流経路１４３，１４４は、２つの本体部１４１，１４２の間に配されており、互いに平行に伸びている。２つの電流経路１４３，１４４の間には、間隙１４５が配される。

２つの本体部１４１，１４２のそれぞれは、間隙１４５から伸びる、間隙１４５より狭いスリット１４６，１４７を有する。スリット１４６，１４７には、磁気検出素子を搭載した図１の基板２０が挿入される。２つの電流経路１４３，１４４のｘ方向の長さＬ１は２．５ｍｍであり、間隙１４５のｘ方向の長さＬ２は１０ｍｍである。即ち、長さＬ２＞１．５×長さＬ１、かつ、長さＬ２≦４×長さＬ１の関係を満たす。

図５は、ケース１からケース４の電流測定用導体に関して、周波数（Ｈｚ：横軸）と磁場変動量（ｄＢ：縦軸）との関係について図示したグラフである。縦軸は、周波数が１００Ｈｚ時の磁場強度を基準とした磁場変動量を示している。図５において、ケース１は丸点で示され、ケース２は三角の点で示され、ケース３は四角で示され、ケース４は米印で示される。

ケース１に示す比較例における電流測定用導体１１０では、周波数が増加するほど磁場強度が低下してしまっている。これは、電流測定用導体１１０の導線で発生する表皮効果が原因である。表皮効果とは、導線に交流電流が流れている時、導線の表面に電流が集中し、導線の表面から離れるほど（即ち、導線の中心部に近づくほど）、電流が流れにくくなる現象をいう。この表皮効果の影響は、電流が高周波化するほど大きくなる。表皮効果の影響が大きいと、２つの電流経路１３，１４に流れる被測定電流の大きさを正確に測定することができない。

ケース１の電流測定用導体１１０のように、板型バスバーにスリットを設ける構成である場合、電流密度は板型バスバーの外側部分に集中する。したがって、電流測定用導体１１０に流れる電流が高周波化すると電流経路が中央部のスリット１１１に配置された磁気検出素子から遠ざかることとなり、これにより磁気検出素子に印加される磁場が小さくなり、磁気検出素子の出力が低下する。したがって、ケース１の電流測定用導体１１０では、電流経路に流れる被測定電流の大きさを正確に測定することができない。

表皮効果の影響を低減するためには以下の２つの手段がある。第１に、導線の断面積を小さくすることにより、電流密度が高くなる導体表面と磁気検出素子との距離に対する、電流密度が低くなる導体中心と磁気検出素子との距離の相対的な差を小さくして、表皮効果の影響を低減することができる。即ち、使用が想定される周波数における表皮深さに対して導線の断面積が充分に小さければ、導線の中央付近にも電流が流れることになり、実質的に表皮効果の影響が及ばないのと同等である。第２に、導体と磁気検出素子との距離を離すことにより、電流密度が高くなる導体表面と磁気検出素子との距離に対する、電流密度が低くなる導体中心と磁気検出素子との距離の相対的な差を小さくして、表皮効果の影響を低減することができる。即ち、磁気検出素子と導線の距離が充分に遠ければ、低周波に比べて高周波で電流が導線内でより外側を流れるようになっても、そのことによる電流の流れる位置の違いは、磁気検出素子と導線との距離に比べて相対的に小さく、表皮効果の影響が抑えられる。

上記２つの手段を用いて、本実施形態では、２つの電流経路の長さＬ１と、２つの電流経路の間の間隙の長さＬ２に関して、長さＬ２＞１．５×長さＬ１を満たすように設計される。なお、導線の断面積を小さくし過ぎてしまうと、導線に流れる電流の量が制限されてしまい、かえって検出する磁場が小さくなってしまう。よって、導線の断面積をある程度確保することが望ましい。また、２つの電流経路の間の間隙を大きくし過ぎてしまうと、電流経路が磁気検出素子から離れていくことになり検出する磁場が小さくなってしまう。さらに、２つの電流経路の間の間隙を大きくすることで電流測定用導体が大きくなってしまい、電流測定モジュールのサイズも大きくなってしまう。よって、２つの電流経路の間の間隙は所定のサイズ以下であることが望ましい。以上から、長さＬ２≦４×長さＬ１をさらに満たすように設計される。

ケース１の電流測定用導体１１０に対して、ケース２の第１の実施例における電流測定用導体１２０では、周波数の増加に伴う磁場強度の低下が抑制されている。これは、２つの電流経路１２３，１２４の断面積が小さくなったことにより、表皮効果の影響が低減されたことによる。しかしながら、周波数が１０００～１００００の領域では、磁場強度がやや低下している。

ケース３の第２の実施例における電流測定用導体１３０では、周波数の増加に伴う磁場強度の低下がさらに抑制されている。特に、周波数が１０００～１００００の領域における磁場強度の低下が、ケース２における電流測定用導体１２０に比べて抑制されている。これは、２つの電流経路１３３，１３４の断面積がさらに小さくなったことにより、表皮効果の影響がさらに低減されたことによる。

ケース４の第３の実施例における電流測定用導体１４０では、周波数の増加に伴う磁場強度の低下がまたさらに抑制されている。特に、周波数が１００００以上の領域における磁場強度の低下が、ケース３における電流測定用導体１３０に比べて抑制されている。これは、２つの電流経路１４３，１４４の断面積を小さくしたこと、および、２つの電流経路１４３，１４４間の間隙１４５を大きくして、２つの電流経路１４３，１４４と磁気検出素子との間の距離が大きくしたことにより、表皮効果の影響が低減されたことによる。

以上から、周波数の増加に伴う磁場強度の低下は、ケース１、ケース２、ケース３、ケース４の順で抑制されていることが分かる。したがって、ケース１の電流測定用導体１１０が表皮効果の影響を一番受けやすく、ケース４の電流測定用導体１４０が表皮効果の影響を一番受けにくいということが分かる。

［第１の実施形態の効果］
第１の実施形態における電流測定モジュール１００によれば、２つの本体部１１，１２のそれぞれはスリット１６，１７を有し、２つの磁気検出素子２２，２３を支持した基板２０は、スリット１６，１７に挿入されて固定される。これにより、簡単な構成で２つの電流経路１３，１４に流れる被測定電流の大きさを測定できる。

第１の実施形態における電流測定モジュール１００によれば、２つの電流経路１３，１４のｘ方向の長さＬ１と、２つの電流経路１３，１４の間の間隙１５のｘ方向の長さＬ２とが、長さＬ２＞１．５×長さＬ１、かつ、長さＬ２≦４×長さＬ１の関係を満たす。これにより、電流測定時における表皮効果の影響を低減することができ、２つの電流経路１３，１４に流れる被測定電流の大きさを正確に測定できる。

［第２の実施形態の構成］
図６は、第２の実施形態における電流測定用導体２００の概略構成の一例を示す斜視図である。図６に示すように、電流測定用導体２００は、２つの本体部２０１，２０２と、２つの電流経路２０３，２０４とを有する。２つの電流経路２０３，２０４は、２つの本体部２０１，２０２の間に配されており、互いに平行に伸びている。２つの電流経路２０３，２０４の間には、間隙２０５が配される。２つの本体部２０１，２０２のそれぞれは、間隙２０５から伸びる、間隙２０５より狭いスリット２０６，２０７を有する。

２つの電流経路２０３，２０４のそれぞれには、被測定電流が同一方向に流れる。本実施形態において、２つの電流経路２０３，２０４は、横断面形状が矩形で直線状に伸びる導体である。なお、２つの電流経路２０３，２０４は、横断面形状が円形で全体が直線状の導体として構成してもよい。

図６に示すように、２つの電流経路２０３，２０４は、ｘ方向の長さＬ１を有する。また、２つの電流経路２０３，２０４の間隙２０５は、ｘ方向の長さＬ２を有する。本実施形態において、長さＬ２＞１．５×長さＬ１、かつ、長さＬ２＜４×長さＬ１の関係を満たすように、長さＬ１および長さＬ２が設定される。また、２つのスリット２０６，２０７は、ｘ方向の長さＬ３を有する。長さＬ３は、長さＬ２よりも短い。

図６に示すように、２つの本体部２０１，２０２のそれぞれは、２つの電流経路２０３，２０４に電流が流れる方向（ｚ方向）とは直交する方向（ｘ方向）に、２つの本体部２０１，２０２が互いに逆方向に拡張した延伸部２０８，２０９を有する。即ち、本体部２０１は、本体部２０１が－ｘ方向に拡張した延伸部２０８を有し、本体部２０２は、本体部２０２が＋ｘ方向に拡張した延伸部２０９を有する。

延伸部２０８，２０９が、電流測定用導体２００が実装される装置の端子にそれぞれ接続されることにより、電流測定用導体２００が装置に実装される。第２の実施形態では、一例として、延伸部２０８のｘ方向の長さよりも延伸部２０９のｘ方向の長さの方が長い構成としている。しかしながら、延伸部２０８，２０９のｘ方向の長さは、電流測定用導体２００が実装される装置の構成によって適宜設計可能である。

２つの本体部２０１，２０２が延伸部２０８，２０９をそれぞれ有することにより、電流測定用導体２００が実装される装置の端子に延伸部２０８，２０９を接続して固定するだけで電流測定用導体２００を装置に固定することができ、組立性を考慮した構造とすることができる。

［第２の実施形態の効果］
第２の実施形態における電流測定用導体２００によれば、第１の実施形態における電流測定モジュール１００と同様の効果を奏することができる。

第２の実施形態における電流測定用導体２００によれば、２つの本体部２０１，２０２が延伸部２０８，２０９をそれぞれ有することにより、組立性を考慮した構造とすることができる。

［第３の実施形態の構成］
図７は、第３の実施形態におけるインバーターユニット３００の概略構成の一例を示す斜視図である。図７に示すように、第３の実施形態におけるインバーターユニット３００は、プリント基板３０１と、パワーモジュール３０２と、電流測定装置２１０と、を有する。電流測定装置２１０は、３つの電流測定用導体２１１～２１３を有する。３つの電流測定用導体２１１～２１３は、図６に示される第２の実施形態における電流測定用導体２００と同様の構成を有する。３つの電流測定用導体２１１～２１３は、ｚ方向に所定の間隔を空けて並んで配置されている。

電流測定用導体２１１～２１３の延伸部２０８は、パワーモジュール３０２に電気的に接続され、電流測定用導体２１１～２１３の延伸部２０９は、三相モータ（図９におけるモータ３０７）に電気的に接続される。左側の電流測定用導体２１１は、三相モータにおけるＵｐｈａｓｅ（Ｕ端子）に接続される導体であり、中央の電流測定用導体２１２は、三相モータにおけるＶｐｈａｓｅ（Ｖ端子）に接続される導体であり、右側の電流測定用導体２１３は、三相モータにおけるＷｐｈａｓｅ（Ｗ端子）に接続される導体である。

図７に示すように、プリント基板３０１には、制御回路等を含む電子部品３０３が実装されている。プリント基板３０１は、電流測定用導体２１１～２１３をプリント基板３０１に固定するための３箇所の突出部３０４を有する。突出部３０４は、プリント基板３０１が－ｙ方向に突出した一部分である。突出部３０４には、磁気検出素子３０５，３０６が搭載される。磁気検出素子３０５，３０６を搭載した突出部３０４は、第１の実施形態における磁気検出素子２２，２３を搭載した基板２０と同様の構成である。インバーターユニット３００において突出部３０４に搭載された磁気検出素子３０５，３０６の感磁面は、＋ｘ方向を向いている。突出部３０４に搭載された磁気検出素子３０５，３０６は、２つの電流経路２０３，２０４をｚ方向に流れる被測定電流により発生する磁場を検出することにより、２つの電流経路２０３，２０４を流れる被測定電流を検出する。

図８は、第３の実施形態におけるインバーターユニット３００の磁場方向を示す図である。インバーターユニット３００において、電流測定用導体２１１～２１３にハッチングの矢印で示す方向に電流が流れる。なお、電流は交流であるが、簡単のため、本体部２０１から本体部２０２に向かって電流が流れる場合について矢印で図示している。即ち、２つの本体部２０１，２０２において電流はｘ方向に流れており、２つの電流経路２０３，２０４において電流はｚ方向に流れている。したがって、２つの本体部２０１，２０２をｘ方向に流れる電流により発生する磁場３２０は、ｘ軸に平行な軸を中心とする環状の磁場であり、２つの電流経路２０３，２０４をｚ方向に流れる被測定電流により発生する磁場３２１は、ｚ軸に平行な軸を中心する環状の磁場である。

３つの電流測定用導体２１１～２１３は、電流経路２０３，２０４の延伸方向と平行な方向に所定の間隔を空けて配置される。上記の通り、本体部２０１，２０２をｘ方向に流れる電流により発生する磁場３２０は、ｘ軸に平行な軸を中心とする環状の磁場であり、磁気検出素子３０５，３０６の検出方向（すなわち感磁面の法線方向）であるｘ方向と直交する。よって、例えば、電流測定用導体２１１の磁気検出素子３０５，３０６により検出される磁場３２１は、隣の相の電流測定用導体２１２や電流測定用導体２１３のそれぞれ２つの本体部２０１，２０２に流れる電流から発生する磁場３２０の影響を受けずに正確に測定できる。

図９は、第３の実施形態におけるインバーターユニット３００の配線系統図を示す。電流測定用導体２１１の延伸部２０９はモータ３０７のＵｐｈａｓｅに接続されており、電流測定用導体２１２の延伸部２０９はモータ３０７のＶｐｈａｓｅに接続されており、電流測定用導体２１３の延伸部２０９はモータ３０７のＷｐｈａｓｅに接続されている。また、電流測定用導体２１１～２１３の延伸部２０８はパワーモジュール３０２に電気的に接続されている。電流測定装置２１０がモータ３０７に供給される電流を測定し、インバーターユニット３００が電子部品３０３の制御回路によって電流を制御する。

尚、３つの電流測定用導体２１１～２１３に突出部３０４を挿入したときに、３つの電流測定用導体２１１～２１３の＋ｙ側の面とプリント基板３０１の－ｙ側の面とが当接することで３つの電流測定用導体２１１～２１３のｙ方向の位置決めがされる。この場合、ｘ方向から見たときに、２つの電流経路２０３，２０４のｙ方向における中心が磁気検出素子３０５，３０６のｙ方向における間にあればよい。さらに、２つの電流経路２０３，２０４のｙ方向における中心が磁気検出素子３０５，３０６の間のｙ方向における中心に位置することがより望ましい。このような設計とすることで、３つの電流測定用導体２１１～２１３のインバーターユニット３００への組付けを容易にし、また、プリント基板３０１への３つの電流測定用導体２１１～２１３の組付け誤差を低減できる為、磁気検出素子３０５，３０６と３つの電流測定用導体２１１～２１３との位置関係がより精度よく決まり、磁気検出素子３０５，３０６の出力の誤差を低減する効果を得ることができる。

［第３の実施形態の効果］
第３の実施形態におけるインバーターユニット３００によれば、第１の実施形態における電流測定モジュール１００および第２の実施形態における電流測定用導体２００と同様の効果を奏することができる。

第３の実施形態におけるインバーターユニット３００によれば、簡単な構成で電流測定装置２１０をプリント基板３０１上に実装でき、インバーターユニット３００の組み立てが容易となる。

第３の実施形態におけるインバーターユニット３００によれば、各電流測定用導体２１１～２１３の磁気検出素子３０５，３０６は、隣の相の電流測定用導体から発生する磁場の影響を受けないため、隣の相からのノイズを受けずに正確に測定できる。

上記第１から第３の実施形態において、電流測定用導体１０，２００，２１１，２１２，２１３はいずれも、例えば銅板から打ち抜きで作成される。なお、これに代えて、アルミニウム製であってもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ 電流測定用導体
１１ 本体部
１２ 本体部
１３ 電流経路
１４ 電流経路
１５ 間隙
１６ スリット
１７ スリット
２０ 基板
２１ パッケージ
２２ 磁気検出素子
２３ 磁気検出素子
２４ 固定部
２５ 固定部
１００ 電流測定モジュール
１１０ 電流測定用導体
１１１ スリット
１２０ 電流測定用導体
１２１ 本体部
１２２ 本体部
１２３ 電流経路
１２４ 電流経路
１２５ 間隙
１２６ スリット
１２７ スリット
１３０ 電流測定用導体
１３１ 本体部
１３２ 本体部
１３３ 電流経路
１３４ 電流経路
１３５ 間隙
１３６ スリット
１３７ スリット
１４０ 電流測定用導体
１４１ 本体部
１４２ 本体部
１４３ 電流経路
１４４ 電流経路
１４５ 間隙
１４６ スリット
１４７ スリット
２００ 電流測定用導体
２０１ 本体部
２０２ 本体部
２０３ 電流経路
２０４ 電流経路
２０５ 間隙
２０６ スリット
２０７ スリット
２０８ 延伸部
２０９ 延伸部
２１０ 電流測定装置
２１１ 電流測定用導体
２１２ 電流測定用導体
２１３ 電流測定用導体
３００ インバーターユニット
３０１ プリント基板
３０２ パワーモジュール
３０３ 電子部品
３０４ 突出部
３０５ 磁気検出素子
３０６ 磁気検出素子
３０７ モータ
３２０ 磁場
３２１ 磁場

Claims (13)

1. ２つの本体部と、前記２つの本体部の間に配され、間隙を有して平行に伸びる２つの電流経路とを有する導体と、
   前記２つの電流経路を流れる電流によって生じる磁界が互いに逆向きに貫通するよう感磁面がそれぞれ配された２つの磁気検出素子と、
   前記２つの磁気検出素子を支持し、前記導体に取り付けられた基板と、
   を備え、
   前記２つの本体部のそれぞれは、前記間隙から伸びる、前記間隙より狭いスリットを有し、
   前記基板は、前記スリットおよび前記間隙に挿入されている電流測定モジュール。
2. 前記基板を前記２つの本体部に対して固定する固定部をさらに備える、請求項１に記載の電流測定モジュール。
3. 前記２つの電流経路はそれぞれ、前記２つの電流経路が並んでいる方向について、前記２つの本体部の外縁より内側に配される、請求項１に記載の電流測定モジュール。
4. 前記２つの電流経路が並んでいる方向のそれぞれの断面幅Ｌ１と、前記２つの電流経路の間隙の長さＬ２と、前記断面幅Ｌ１に直交する断面幅Ｌ４と、前記２つの磁気検出素子の距離Ｌ５とが、
   Ｌ２＞１．５×Ｌ１、かつ、Ｌ５＞Ｌ４
   の関係を満たす、請求項１に記載の電流測定モジュール。
5. Ｌ２≦４×Ｌ１
   の関係を満たす、請求項４に記載の電流測定モジュール。
6. 前記２つの本体部のそれぞれは、前記２つの電流経路に電流が流れる方向とは直交する方向に拡張した延伸部を備え、前記２つの本体部の前記延伸部は互いに逆方向に拡張されている、請求項１に記載の電流測定モジュール。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の電流測定モジュールを有する電流測定装置。
8. ２つの本体部と、
   前記２つの本体部の間に配され、間隙を有して平行に伸びる２つの電流経路を有する導体と、を備え、
   前記２つの本体部のそれぞれは、前記間隙から伸びる、前記間隙より狭いスリットを有する電流測定用導体。
9. 前記２つの本体部のそれぞれは、前記２つの電流経路に電流が流れる方向とは直交する方向に拡張した延伸部を備え、前記２つの本体部の前記延伸部は互いに逆方向に拡張されている、請求項８に記載の電流測定用導体。
10. ２つの本体部と、
    前記２つの本体部の間に配され、間隙を有して平行に伸びる２つの電流経路を有する導体と、を備え、
    前記２つの本体部のそれぞれは、前記２つの電流経路に電流が流れる方向とは直交する方向に拡張した延伸部を備え、前記２つの本体部の前記延伸部は互いに逆方向に拡張されている、電流測定用導体。
11. 請求項１０に記載の電流測定用導体と、
    前記２つの電流経路を流れる電流によって生じる磁界が互いに逆向きに貫通するよう感磁面がそれぞれ配された２つの磁気検出素子と、
    前記２つの磁気検出素子を支持し、前記電流測定用導体に取り付けられた基板と、
    を備える、電流測定モジュール。
12. 複数の突出部を備える基板と、
    請求項１０に記載の電流測定用導体を複数備え、
    前記複数の突出部のそれぞれは、２つの磁気検出素子を支持し、前記複数の電流測定用導体のそれぞれに取り付けられており、
    前記複数の突出部は、前記複数の電流測定用導体における前記２つの電流経路の延伸方向と並行な方向に並んで配置されている、電流測定装置。
13. 複数の突出部を備える基板と、
    請求項１０に記載の電流測定用導体を複数備え、
    前記複数の突出部のそれぞれは、２つの磁気検出素子を支持し、前記複数の電流測定用導体のそれぞれに取り付けられており、
    前記複数の突出部は、前記複数の電流測定用導体における前記２つの電流経路の延伸方向と並行な方向に並んで配置されており、
    前記延伸部が拡張した方向から見たときに、前記基板と前記複数の電流測定用導体が当接した状態において、前記２つの電流経路の中心線が前記２つの磁気検出素子の間に位置する、電流測定装置。