JPWO2016056135A1 - 電流検出装置、及び電流検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外部磁場及び他の電流路を流れる電流による磁界の影響を抑制することができる電流検出装置、及び電流検出方法を提供する。【解決手段】並列して設置された複数の電流路１，２，３と、各電流路１，２，３に対応して設けられた電流検出部１０／１０’と、を備え、各電流検出部１０／１０’は、対応する電流路に流れる電流により発生する磁界の強度を検出する第１の磁気検出素子１１及び第２の磁気検出素子１２を有する。第１の磁気検出素子１１及び第２の磁気検出素子１２は、感磁軸の方向が、複数の電流路１，２，３の並列方向となり、不感軸の方向が、複数の電流路１，２，３の並列方向と直交し、かつ対応する電流路１の通電方向とも直交する方向となるように設置され、さらに、第１の磁気検出素子１１と第２の磁気検出素子１２とが、磁界の強度が異なる位置に設置されている。電流路２，３も同様である。

Description

本発明は、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、及び電流検出方法に関する。

例えば、ハイブリット車や電気自動車等におけるモータ駆動技術等の分野では、比較的大きな電流が取り扱われるため、大電流を非接触で測定可能な電流検出装置が要求されている。このような電流検出装置として、磁気検出素子を用い、被測定電流によって生じた磁界の強度を検出して、被測定電流の大きさを検出するものがある。磁気検出素子としては、ホール効果を利用したホール素子や、異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ：Anisotropic Magneto-Resistive effect）を利用したＡＭＲ素子、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ：Giant Magneto-Resistive effect）を利用したＧＭＲ素子、トンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ：Tunnel Magneto-Resistive effect）を用いたＴＭＲ素子等がある。

ホール素子は電流センサとしては最も広く用いられている磁気検出素子である。ただし、ホール素子は感度が低いため、通常は被測定電流が流れる電流路を囲むように磁性体からなるＣ型の集磁コアを設置し、集磁コアのギャップ部分の磁束密度が高くなった部分にホール素子を設置して磁界を検知している。一方、ＧＭＲ素子等のように高感度な素子を用いると、集磁コアを必要としないため、コアのないいわゆるコアレス電流センサを実現することができる。コアレス電流センサは、コアが不要な分、コアを備えた電流センサに比べて小型化が可能という利点がある。その一方で、３相モータの駆動等において複数の電流路に流れる電流を検出する場合、コアレス電流センサは、コアによる集磁を行わないので、他の相の電流路を流れる電流によって発生する磁界の影響を受けやすい。そこで、電流路及び磁気検出素子の配置を工夫して、他の電流路からの影響を低減することが行われている（例えば、特許文献１参照）。

特許第５１５３４８１号

特許文献１に記載の電流検出装置は、電流路及び磁気検出素子の配置に厳格な制限があるため、装置構成に自由度を持たせることが難しかった。

また、各磁気検出素子が地磁気をはじめとする外部磁場の影響を受けやすく、外部磁場に対する対策が別途必要であった。

本発明は、外部磁場及び他の電流路を流れる電流による磁界の影響を抑制することができる電流検出装置、及び電流検出方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、並列して設置された複数の電流路と、各電流路に対応して設けられた電流検出部と、を備え、各電流検出部は、対応する電流路に流れる電流により発生する磁界の強度を検出する第１及び第２の磁気検出素子と、第１及び第２の磁気検出素子の出力差から、対応する電流路を流れる電流の大きさを検出する検出回路と、を有し、第１及び第２の磁気検出素子は、感磁軸の方向が、複数の電流路の並列方向となり、不感軸の方向が、複数の電流路の並列方向と直交し、かつ対応する電流路の通電方向とも直交する方向となるように設置され、さらに、第１の磁気検出素子と第２の磁気検出素子とが、磁界の強度が異なる位置に設置された、電流検出装置を提供する。

また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、複数の電流路を並列して設置し、各電流路に対応して、対応する電流路に流れる電流により発生する磁界の強度を検出する第１及び第２の磁気検出素子をそれぞれ設け、第１及び第２の磁気検出素子を、感磁軸の方向が、複数の電流路の並列方向となり、不感軸の方向が、複数の電流路の並列方向と直交し、かつ対応する電流路の通電方向とも直交する方向となるように設置し、さらに、第１の磁気検出素子と第２の磁気検出素子とを、磁界の強度が異なる位置に設置して、第１及び第２の磁気検出素子の出力差から、対応する電流路を流れる電流の大きさを検出する、電流検出方法提供する。

本発明によれば、外部磁場及び他の電流路を流れる電流による磁界の影響を抑制することができる電流検出装置、及び電流検出方法を提供することが可能となる。

本発明の一実施の形態に係る電流検出装置の電流路の斜視図である。 図１ＡのＡ−Ａ線断面図である。 本発明の他の実施の形態に係る電流検出装置の電流路の斜視図である。 図２ＡのＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の一実施の形態に係る電流検出装置の電流検出部の回路図である。 図３Ａの磁気検出素子１１，１２の配置を示す斜視図である。 本発明の他の実施の形態に係る電流検出装置の電流検出部の回路図である。 図４Ａの磁気検出素子１１，１２の配置を示す斜視図である。 電流路を流れる電流により発生する磁界を説明する図である。 磁界の強度と穴の中心点からの距離との関係を示す図である。 バスバー横置きの場合における、第１及び第２の磁気検出素子の設置範囲を示す図である。 バスバー縦置きの場合における、第１及び第２の磁気検出素子の設置範囲を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る電流検出装置を示す図である。 図８Ａの電流路１の斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る電流検出装置を示す図である。 図９Ａの電流路１の斜視図である。 本発明の第３の実施の形態に係る電流検出装置を示す図である。 図１０Ａの電流路１の斜視図である。 本発明の第４の実施の形態に係る電流検出装置を示す図である。 図１１Ａの電流路１の斜視図である。

（電流路の構成例１）
図１Ａは、本発明の一実施の形態に係る電流検出装置の電流路の斜視図である。この構成例は、３本の電流路１，２，３を備えた３相の電流路を示しており、各電流路１，２，３は、３相のＵ相、Ｖ相、又はＷ相のいずれかに対応している。この構成例では、各電流路１，２，３は、平板状のバスバーであり、３本の電流路１，２，３が、図面の横方向に並列して設置されている。そして、この構成例では、バスバーの幅方向が、電流路１，２，３の並列方向と一致している。以下、このようにバスバーの幅方向と電流路の並列方向とが同じ配置を、「バスバー横置き」と称する。

各電流路１，２，３のバスバーには、バスバーの上下面を貫通する穴１ｃ，２ｃ，３ｃが設けられている。なお、この構成例では、穴１ｃ，２ｃ，３ｃの形状が上から見て長方形であるが、穴の形状はこれに限らず、正方形や四角形の角を丸めたもの、あるいは円又は楕円等であってもよい。

バスバーに穴１ｃ，２ｃ，３ｃを設けることにより、各電流路１，２，３のバスバーには、穴１ｃ，２ｃ，３ｃの両側（左右）に、第１の分岐路１ａ，２ａ，３ａ及び第２の分岐路１ｂ，２ｂ，３ｂが形成されている。図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ線断面図である。

（電流路の構成例２）
図２Ａは、本発明の他の実施の形態に係る電流検出装置の電流路の斜視図である。この構成例も、３本の電流路１，２，３を備えた３相の電流路を示しており、各電流路１，２，３は、３相のＵ相、Ｖ相、又はＷ相のいずれかに対応している。この構成例でも、各電流路１，２，３は、平板状のバスバーであり、３本の電流路１，２，３が、図面の横方向に並列して設置されている。そして、この構成例では、バスバーの幅方向が、電流路１，２，３の並列方向と直交している。以下、このようにバスバーの幅方向と電流路の並列方向とが直交する配置を、「バスバー縦置き」と称する。

各電流路１，２，３のバスバーには、バスバーの両側面を貫通する穴１ｃ，２ｃ，３ｃが設けられている。なお、この構成例では、穴１ｃ，２ｃ，３ｃの形状が横から見て長方形であるが、穴の形状はこれに限らず、正方形や四角形の角を丸めたもの、あるいは円又は楕円等であってもよい。

バスバーに穴１ｃ，２ｃ，３ｃを設けることにより、各電流路１，２，３のバスバーには、穴１ｃ，２ｃ，３ｃの両側（上下）に、第１の分岐路１ａ，２ａ，３ａ及び第２の分岐路１ｂ，２ｂ，３ｂが形成されている。図２Ｂは、図２ＡのＢ−Ｂ線断面図である。

（電流検出部の構成例１）

図３Ａは、本発明の一実施の形態に係る電流検出装置の電流検出部の回路図である。電流検出部１０は、第１の磁気検出素子１１と、第２の磁気検出素子１２と、検出回路１３とを含んで構成されている。各磁気検出素子１１，１２は、ＧＭＲ素子からなり、電流路を流れる電流により発生する磁界の強度を検出する。検出回路１３は、各磁気検出素子１１，１２の出力差から、電流路を流れる電流の大きさを検出する。

ＧＭＲ素子は、ホール素子に比べて、高感度である。より具体的には、ホール素子の最小磁界検出感度は０．５Ｏｅ（空気中での磁束密度に換算して０．０５ｍＴ）であるのに対し、ＧＭＲ素子では０．０２Ｏｅ（空気中での磁束密度に換算して０．００２ｍＴ）である。また、ＧＭＲ素子は、例えばホール素子等の他の磁気検出素子に比べて、応答速度が速い。そして、ＧＭＲ素子は、例えば磁界の変化を捉えるコイル等とは異なり、磁界そのものを直接検出するため、磁界の微小な変化にも敏感に対応することが可能である。従って、各磁気検出素子１１，１２としてＧＭＲ素子を用いることにより、電流路を流れる電流により発生した磁界の検出精度が向上する。

図３Ｂは、図３Ａの磁気検出素子１１，１２の配置を示す斜視図である。いま、各磁気検出素子１１，１２の矢印Ｄで示す感磁軸の方向をＹ方向、バイアス軸の方向をＸ方向、不感軸の方向をＺ方向とする。このとき、この構成例では、２つの磁気検出素子１１，１２は、不感軸の方向と同じＺ方向に間隔を設けて配置されている。

（電流検出部の構成例２）
図４Ａは、本発明の他の実施の形態に係る電流検出装置の電流検出部の回路図である。電流検出部１０’の回路構成は、図３Ａに示した電流検出部１０と同様である。この構成例では、各磁気検出素子１１，１２及び検出回路１３が、破線で示す１つのチップ１４内に収納されている。

図４Ｂは、図４Ａの磁気検出素子１１，１２の配置を示す斜視図である。いま、各磁気検出素子１１，１２の矢印Ｄで示す感磁軸の方向をＹ方向、バイアス軸の方向をＸ方向、不感軸の方向をＺ方向とする。このとき、この構成例では、２つの磁気検出素子１１，１２が、感磁軸の方向と同じＹ方向に並べて配置されている。

（電流検出装置の動作）
電流検出部１０又は電流検出部１０’は、図１Ａ及び図２Ａの各電流路１，２，３にそれぞれ対応して設けられる。そして、各電流検出部１０，１０’の磁気検出素子１１，１２は、図１Ａ及び図２Ａの各電流路１，２，３の通電方向において、穴１ｃ，２ｃ，３ｃが設けられた範囲に設置される。各磁気検出素子１１，１２は、第１の分岐路１ａ，２ａ，３ａを流れる電流により発生する磁界と、第２の分岐路１ｂ，２ｂ，３ｂを流れる電流により発生する磁界との、合成磁界の強度を検出する。

このとき、各磁気検出素子１１，１２には、外部磁場又は並列された他の電流路を流れる電流による磁界が、ほぼ同じ強さで加わる。各電流検出部１０，１０’の検出回路１３は、各磁気検出素子１１，１２の出力差から、各電流路１，２，３を流れる電流の大きさを検出するので、外部磁場又は並列された他の電流路を流れる電流による磁界の影響が、打ち消される。

（電流路を流れる電流により発生する磁界）
図５Ａは、電流路を流れる電流により発生する磁界を説明する図である。図５Ａは、図１Ａの電流路１の第１の分岐路１ａ及び第２の分岐路１ｂの断面を示している。電流路１の通電方向をＸ方向、電流路１，２，３の並列方向をＹ方向としたとき、第１の分岐路１ａを流れる電流及び第２の分岐路１ｂを流れる電流により、電流路１の周囲には、矢印で示す方向の磁界が発生する。

図５Ｂは、磁界の強度と穴の中心点からの距離との関係を示す図である。図５Ｂの横軸は、第１の分岐路１ａと第２の分岐路１ｂとの中間点、即ち、バスバーに設けた穴１ｃの中心点ｈｃからの、Ｙ方向の距離を示している。また、図５Ｂの縦軸は、穴１ｃの中心点ｈｃを通り、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）と平行で、かつ電流路１の通電方向（Ｘ方向）とも平行な第１の面Ｐ１から、Ｚ方向に所定の距離だけ離れた位置における、第１の分岐路１ａを流れる電流により発生する磁界と、第２の分岐路１ｂを流れる電流により発生する磁界との、合成磁界ＢｍのＹ方向の強度を示している。

第１の面Ｐ１からのＺ方向の距離が十分小さければ、合成磁界ＢｍのＹ方向の強度は、第１の分岐路１ａの中心を通る位置Ｐａ、及び第２の分岐路１ｂの中心を通る位置Ｐｂで最大となる。穴１ｃの中心点ｈｃの位置では、第１の分岐路１ａを流れる電流により発生する磁界と、第２の分岐路１ｂを流れる電流により発生する磁界とが打ち消し合って、合成磁界ＢｍのＹ方向の強度は最小となる。

（磁気検出素子の設置範囲）
図６は、バスバー横置きの場合における、第１及び第２の磁気検出素子の設置範囲を示す図である。図６には、電流路１，２，３の通電方向をＸ方向、電流路１，２，３の並列方向をＹ方向としたとき、図１Ａの電流路１の第１の分岐路１ａ及び第２の分岐路１ｂに対して、各磁気検出素子１１，１２の設置範囲２０が、破線で示されている。また、穴１ｃの中心点ｈｃを通り、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）と平行で、かつ電流路１の通電方向（Ｘ方向）とも平行な第１の面Ｐ１と、穴１ｃの中心点ｈｃを通り、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）と直交する第２の面Ｐ２とが、破線で示されている。第１の面Ｐ１は、穴１ｃの中心点ｈｃを含み、Ｘ方向及びＹ方向へ広がる平面である。第２の面Ｐ２は、穴１ｃの中心点ｈｃを含み、Ｘ方向及びＺ方向へ広がる平面である。

各磁気検出素子１１，１２の設置範囲２０は、設置作業が容易となるように、穴１ｃの中心点ｈｃに対して、上下対称及び左右対称とする。そして、電流路１を構成するバスバーの幅をｗ０とし、穴１ｃの幅をｗｈとしたとき、設置範囲２０のバスバーの幅方向（Ｙ方向）の寸法を、（ｗ０＋ｗｈ）／２とする。従って、各磁気検出素子１１，１２は、穴１ｃの中心点ｈｃからバスバーの幅方向（Ｙ方向）に、±（ｗ０＋ｗｈ）／４以内の範囲に設置される。

図５Ｂにおいて、Ｙ方向に−（ｗ０＋ｗｈ）／４の位置は、第１の分岐路１ａの中心を通る位置Ｐａである。また、Ｙ方向に＋（ｗ０＋ｗｈ）／４の位置は、第２の分岐路１ｂの中心を通る位置Ｐｂである。従って、合成磁界ＢｍのＹ方向の強度が最大となる位置Ｐａと、合成磁界ＢｍのＹ方向の強度が最大となる位置Ｐｂとの間で、検出が行われる。

一方、設置範囲２０の、バスバーの幅方向（Ｙ方向）と直交し、通電方向（Ｘ方向）とも直交する方向（Ｚ方向）の寸法は、合成磁界ＢｍのＹ方向の強度が、Ｚ方向の距離の変化に応じてほぼ直線的に変化する範囲とする。ただし、第１の面Ｐ１上では、第１の分岐路１ａを流れる電流により発生する磁界も、第２の分岐路１ｂを流れる電流により発生する磁界も、Ｙ方向の成分がなく、合成磁界ＢｍのＹ方向の強度が零となるので、磁気検出素子１１及び磁気検出素子１２の少なくとも一方は、第１の面Ｐ１上を除いた位置とする。図６の例では、Ｚ方向の寸法を、Ｙ方向と同じ、（ｗ０＋ｗｈ）／２としている。

図７は、バスバー縦置きの場合における、第１及び第２の磁気検出素子の設置範囲を示す図である。バスバー縦置きの場合、Ｚ軸方向の距離と合成磁界Ｂｍの強度との関係は、図５Ｂの横軸をＺ方向としたものとなる。従って、バスバー縦置きの場合も、上記と同様の理由から、設置範囲２０のバスバーの幅方向（Ｚ方向）の寸法を、（ｗ０＋ｗｈ）／２とする。ただし、第１の面Ｐ１上では、第１の分岐路１ａを流れる電流により発生する磁界と、第２の分岐路１ｂを流れる電流により発生する磁界とが打ち消し合い、合成磁界ＢｍのＹ方向の強度が零となるので、磁気検出素子１１及び磁気検出素子１２の少なくとも一方は、第１の面Ｐ１上を除いた位置とする。

一方、設置範囲２０の、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）の寸法は、合成磁界ＢｍのＹ方向の強度が十分小さくなる範囲とする。図７の例では、Ｙ方向の寸法を、Ｚ方向と同じ、（ｗ０＋ｗｈ）／２としている。

［第１の実施の形態］
図８Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る電流検出装置を示す図である。本実施の形態は、図１Ａのバスバー横置きの電流路１，２，３と、図３Ａの電流検出部１０とを組み合わせた例を示している。図８Ａには、電流路１，２，３の通電方向をＸ方向、電流路１，２，３の並列方向をＹ方向としたときの、電流路１，２，３の第１の分岐路１ａ，２ａ，３ａの断面形状、及び第２の分岐路１ｂ，２ｂ，３ｂの断面形状が示されている。また、電流検出部１０は、各磁気検出素子１１，１２の側面のみが、黒塗りの四角形で示されている。

図８Ｂは、図８Ａの電流路１の斜視図である。電流路２，３も、電流路１と同様の構成である。各磁気検出素子１１，１２は、矢印で示す感磁軸の方向が、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）となり、不感軸の方向が、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）と直交し、かつ電流路１の通電方向（Ｘ方向）とも直交する方向（Ｚ方向）となるように設置されている。従って、各磁気検出素子１１，１２は、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）における、合成磁界Ｂｍの強度の変化を検出することが可能となる。

そして、本実施の形態では、第１の磁気検出素子１１と第２の磁気検出素子１２とが、第１の面Ｐ１を挟んで、Ｚ方向に離れて配置されている。第１の面Ｐ１の上側と下側とでは、合成磁界Ｂｍの方向が異なるので、合成磁界ＢｍのＹ方向の強度が異なる。

さらに本実施の形態では、第１の磁気検出素子１１と第２の磁気検出素子１２とが、ともに第２の面Ｐ２上に配置されている。第２の面Ｐ２付近では、合成磁界ＢｍのＹ方向の強度変化が緩やかであるので、第１の磁気検出素子１１又は第２の磁気検出素子１２の設置位置がずれても、位置ずれの影響が最小限に抑えられる。

（第１の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第１の実施の形態によれば、以下のような作用及び効果が得られる。

（１）各磁気検出素子１１，１２は、感磁軸の方向が、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）となり、不感軸の方向が、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）と直交し、かつ電流路１，２，３の通電方向（Ｘ方向）とも直交する方向（Ｚ方向）となるように設置されている。従って、各磁気検出素子１１，１２は、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）における、合成磁界Ｂｍの強度の変化を検出することが可能となる。そして、第１の磁気検出素子１１と第２の磁気検出素子１２とが、合成磁界Ｂｍの強度が異なる位置に設置されており、各磁気検出素子１１，１２の出力差から、各電流路１，２，３を流れる電流の大きさを検出するので、外部磁場又は並列された他の電流路を流れる電流による磁界の影響が、打ち消される。

（２）第１の磁気検出素子１１及び第２の磁気検出素子１２は、第１の分岐路１ａと第２の分岐路１ｂとの中間点（穴１ｃの中心点ｈｃ）を通り、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）と平行で、かつ電流路１，２，３の通電方向（Ｘ方向）とも平行な第１の面Ｐ１上を除いた位置に設置されているので、第１の磁気検出素子１１及び第２の磁気検出素子１２の設置位置における合成磁界ＢｍのＹ方向の強度がいずれも零とならず、合成磁界Ｂｍの強度の変化を、安定して精度よく検出することが可能となる。しかしながら、第１の磁気検出素子１１及び第２の磁気検出素子１２の少なくとも一方が第１の面Ｐ１上を除いた位置にあれば、両者の出力差による検出が可能である。

（３）各電流路１，２，３は、平板状のバスバーであり、バスバーに穴１ｃ，２ｃ，３ｃを設けて、穴１ｃ，２ｃ，３ｃの両側に、第１の分岐路１ａ，２ａ，３ａ及び第２の分岐路１ｂ、２ｂ、３ｂが形成されているので、簡単な構成で、合成磁界Ｂｍの強度分布に大きな強度差が生じる。

（４）上記（３）において、バスバーの幅をｗ０とし、穴１ｃ，２ｃ，３ｃの幅をｗｈとしたとき、第１の磁気検出素子１１及び第２の磁気検出素子１２は、穴１ｃ，２ｃ，３ｃの中心点ｈｃからバスバーの幅方向に、±（ｗ０＋ｗｈ）／４以内の範囲に設置されているので、合成磁界ＢｍのＹ方向の強度が最大となる第１の分岐路１ａ，２ａ，３ａの中心と、合成磁界ＢｍのＹ方向の強度が最大となる第２の分岐路１ｂ，２ｂ，３ｂの中心との間で検出を行うことができる。

（５）第１の磁気検出素子１１と第２の磁気検出素子１２とが、ともに第２の面Ｐ２上に配置されているので、第１の磁気検出素子１１又は第２の磁気検出素子１２の設置位置がずれても、位置ずれの影響を最小限に抑えることができる。

［第２の実施の形態］
図９Ａは、本発明の第２の実施の形態に係る電流検出装置を示す図である。本実施の形態は、図１Ａのバスバー横置きの電流路１，２，３と、図４Ａの電流検出部１０’とを組み合わせた例を示している。電流路１，２，３の通電方向、並列方向、及び断面形状は、図８Ａと同様である。また、電流検出部１０’は、各磁気検出素子１１，１２の側面のみが、黒塗りの四角形で示されている。

図９Ｂは、図９Ａの電流路１の斜視図である。電流路２，３も、電流路１と同様の構成である。各磁気検出素子１１，１２は、矢印で示す感磁軸の方向が、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）となり、不感軸の方向が、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）と直交し、かつ電流路１の通電方向（Ｘ方向）とも直交する方向（Ｚ方向）となるように設置されている。従って、各磁気検出素子１１，１２は、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）における、合成磁界Ｂｍの強度の変化を検出することが可能となる。

そして、本実施の形態では、第１の磁気検出素子１１と第２の磁気検出素子１２とが、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）において異なる位置に配置されている。図５Ｂに示すように、Ｙ方向の位置が異なると、合成磁界ＢｍのＹ方向の強度が変化する。

さらに、本実施の形態では、第１の磁気検出素子１１と第２の磁気検出素子１２とが、第１の分岐路１ａと第２の分岐路１ｂとの中間点（穴１ｃの中心点ｈｃ）を含む第２の面Ｐ２に対し、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）の同じ側に配置されている。なお、図９Ａ及び図９Ｂでは、第１の磁気検出素子１１と第２の磁気検出素子１２とが、第２の面Ｐ２に対し、図面左側に配置されているが、第１の磁気検出素子１１と第２の磁気検出素子１２とを、第２の面Ｐ２に対し、図面右側に配置してもよい。これにより、図５Ｂにおいて、合成磁界ＢｍのＹ方向の強度が、増減を繰り返さずに、単調に増加又は減少する範囲で検出が行われ、各磁気検出素子１１，１２の出力差が得られる。

（第２の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態について説明した（１）〜（４）の作用及び効果と同様の作用及び効果が得られる。そして、さらに、以下のような作用及び効果が得られる。

（６）第１の磁気検出素子１１と第２の磁気検出素子１２とが、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）において異なる位置に配置された構成において、第１の磁気検出素子１１及び第２の磁気検出素子１２のうち一方は、第１の分岐路１ａ，２ａ，３ａと第２の分岐路１ｂ，２ｂ，３ｂとの中間点に配置されているので、限られた配置スペースで、磁気検出素子１１，１２間での出力差を、より多く得ることができる。

（７）第１の磁気検出素子１１と第２の磁気検出素子１２とが、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）において異なる位置に配置された構成において、第１の磁気検出素子１１と第２の磁気検出素子１２とが、第１の分岐路１ａ，２ａ，３ａと第２の分岐路１ｂ，２ｂ，３ｂとの中間点に対し、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）の同じ側に配置されているので、各磁気検出素子１１，１２の出力差を確実に得ることが可能となる。

（８）図４Ａにおいて、第１の磁気検出素子１１と第２の磁気検出素子１２とが、１つのチップ１４内に収納されているので、電流検出装置のコストが削減される。

［第３の実施の形態］
図１０Ａは、本発明の第３の実施の形態に係る電流検出装置を示す図である。本実施の形態は、図２Ａのバスバー縦置きの電流路１，２，３と、図３Ａの電流検出部１０とを組み合わせた例を示している。図１０Ａには、電流路１，２，３の通電方向をＸ方向、電流路１，２，３の並列方向をＹ方向としたときの、電流路１，２，３の第１の分岐路１ａ，２ａ，３ａの断面形状、及び第２の分岐路１ｂ，２ｂ，３ｂの断面形状が示されている。また、電流検出部１０は、各磁気検出素子１１，１２の側面のみが、黒塗りの四角形で示されている。

図１０Ｂは、図１０Ａの電流路１の斜視図である。電流路２，３も、電流路１と同様の構成である。各磁気検出素子１１，１２は、矢印で示す感磁軸の方向が、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）となり、不感軸の方向が、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）と直交し、かつ電流路１の通電方向（Ｘ方向）とも直交する方向（Ｚ方向）となるように設置されている。従って、各磁気検出素子１１，１２は、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）における、合成磁界Ｂｍの強度の変化を検出することが可能となる。

そして、本実施の形態では、第１の磁気検出素子１１と第２の磁気検出素子１２とが、第１の面Ｐ１を挟んで、Ｚ方向に離れて配置されている。第１の面Ｐ１の上側と下側とでは、第１の分岐路１ａを流れる電流により発生する磁界の方向と、第２の分岐路１ｂを流れる電流により発生する磁界の方向とが異なるので、合成磁界ＢｍのＹ方向の強度が異なる。

さらに本実施の形態では、第１の磁気検出素子１１と第２の磁気検出素子１２とが、ともに第２の面Ｐ２上に配置されている。第２の面Ｐ２付近では、合成磁界ＢｍのＹ方向の強度変化が緩やかであるので、第１の磁気検出素子１１又は第２の磁気検出素子１２の設置位置がずれても、位置ずれの影響が最小限に抑えられる。

（第３の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態について説明した（１）〜（５）の作用及び効果と同様の作用及び効果が得られる。

［第４の実施の形態］
図１１Ａは、本発明の第４の実施の形態に係る電流検出装置を示す図である。本実施の形態は、図２Ａのバスバー縦置きの電流路１，２，３と、図４Ａの電流検出部１０’とを組み合わせた例を示している。電流路１，２，３の通電方向、並列方向、及び断面形状は、図１０Ａと同様である。また、電流検出部１０’は、各磁気検出素子１１，１２の側面のみが、黒塗りの四角形で示されている。

図１１Ｂは、図１１Ａの電流路１の斜視図である。電流路２，３も、電流路１と同様の構成である。各磁気検出素子１１，１２は、矢印で示す感磁軸の方向が、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）となり、不感軸の方向が、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）と直交し、かつ電流路１の通電方向（Ｘ方向）とも直交する方向（Ｚ方向）となるように設置されている。従って、各磁気検出素子１１，１２は、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）における、合成磁界Ｂｍの強度の変化を検出することが可能となる。

そして、本実施の形態では、第１の磁気検出素子１１と第２の磁気検出素子１２とが、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）において異なる位置に配置されている。電流路１，２，３からのＹ方向の位置が異なると、合成磁界ＢｍのＹ方向の強度が変化する。

さらに、本実施の形態では、第１の磁気検出素子１１と第２の磁気検出素子１２とが、第１の分岐路１ａと第２の分岐路１ｂとの中間点（穴１ｃの中心点ｈｃ）を含む第２の面Ｐ２に対し、電流路１，２，３の並列方向（Ｙ方向）の同じ側に配置されている。なお、図１１Ａ及び図１１Ｂでは、第１の磁気検出素子１１と第２の磁気検出素子１２とが、第２の面Ｐ２に対し、図面左側に配置されているが、第１の磁気検出素子１１と第２の磁気検出素子１２とを、第２の面Ｐ２に対し、図面右側に配置してもよい。これにより、合成磁界ＢｍのＹ方向の強度が、増減を繰り返さずに、単調に増加又は減少する範囲で検出が行われ、各磁気検出素子１１，１２の出力差が得られる。

（第４の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第４の実施の形態によれば、第１の実施の形態について説明した（１）〜（４）の作用及び効果と同様の作用及び効果が得られる。そして、さらに、第２の実施の形態について説明した（６）〜（８）の作用及び効果と同様の作用及び効果が得られる。

（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。

［１］並列して設置された複数の電流路（１，２，３）と、各電流路（１，２，３）に対応して設けられた電流検出部（１０／１０’）と、を備え、各電流検出部（１０／１０’）は、対応する電流路（１，２，３）を流れる電流により発生する磁界の強度を検出する第１の磁気検出素子（１１）及び第２の磁気検出素子（１２）と、第１の磁気検出素子（１１）と第２の磁気検出素子（１２）との出力差から、対応する電流路（１，２，３）を流れる電流の大きさを検出する検出回路（１３）と、を有し、第１の磁気検出素子（１１）及び第２の磁気検出素子（１２）は、感磁軸の方向が、複数の電流路（１，２，３）の並列方向となり、不感軸の方向が、複数の電流路（１，２，３）の並列方向と直交し、かつ対応する電流路（１，２，３）の通電方向とも直交する方向となるように設置され、さらに、第１の磁気検出素子（１１）と第２の磁気検出素子（１２）とが、磁界の強度が異なる位置に設置された、電流検出装置。

［２］各電流路（１，２，３）は、第１の分岐路（１ａ，２ａ，３ａ）と第２の分岐路（１ｂ，２ｂ，３ｂ）とにそれぞれ分岐された、電流検出装置。

［３］第１の磁気検出素子（１１）及び第２の磁気検出素子（１２）の少なくとも一方は、第１の分岐路（１ａ，２ａ，３ａ）と第２の分岐路（１ｂ，２ｂ，３ｂ）との中間点を通り、複数の電流路（１，２，３）の並列方向と平行で、かつ対応する電流路（１，２，３）の通電方向とも平行な第１の面（Ｐ１）上を除いた位置に設置された、電流検出装置。

［４］各電流路（１，２，３）は、平板状のバスバーであり、バスバーに穴（１ｃ，２ｃ，３ｃ）を設けて、穴（１ｃ，２ｃ，３ｃ）の両側に第１の分岐路（１ａ，２ａ，３ａ）及び第２の分岐路（１ｂ，２ｂ，３ｂ）が形成された、電流検出装置。

［５］上記［４］において、バスバーの幅をｗ０とし、穴（１ｃ，２ｃ，３ｃ）の幅をｗｈとしたとき、第１の磁気検出素子（１１）及び第２の磁気検出素子（１２）は、穴（１ｃ，２ｃ，３ｃ）の中心点（ｈｃ）からバスバーの幅方向に、±（ｗ０＋ｗｈ）／４以内の範囲に設置された、電流検出装置。

［６］第１の磁気検出素子（１１）及び第２の磁気検出素子（１２）は、複数の電流路（１，２，３）の並列方向と直交し、かつ対応する電流路（１，２，３）の通電方向とも直交する方向に配置された、電流検出装置。

［７］上記［６］において、第１の磁気検出素子（１１）及び第２の磁気検出素子（１２）は、第１の分岐路（１ａ，２ａ，３ａ）と第２の分岐路（１ｂ，２ｂ，３ｂ）との中間点を通り、複数の電流路（１，２，３）の並列方向と直交する第２の面（Ｐ２）上に配置された、電流検出装置。

［８］第１の磁気検出素子（１１）及び第２の磁気検出素子（１２）は、複数の電流路（１，２，３）の並列方向に配置された、電流検出装置。

［９］上記［８］において、第１の磁気検出素子（１１）及び第２の磁気検出素子（１２）のうち一方は、第１の分岐路（１ａ，２ａ，３ａ）と第２の分岐路（１ｂ，２ｂ，３ｂ）との中間点に配置された、電流検出装置。

［１０］上記［８］又は［９］において、第１の磁気検出素子（１１）及び第２の磁気検出素子（１２）は、第１の分岐路（１ａ，２ａ，３ａ）と第２の分岐路（１ｂ，２ｂ，３ｂ）との中間点に対し、複数の電流路（１，２，３）の並列方向の同じ側に配置された、電流検出装置。

［１１］上記［８］〜［１０］において、第１の磁気検出素子（１１）及び第２の磁気検出素子（１２）が、１つのチップ（１４）内に収納された、電流検出装置。

［１２］複数の電流路（１，２，３）を並列して設置し、各電流路（１，２，３）に対応して、対応する電流路（１，２，３）に流れる電流により発生する磁界の強度を検出する第１の磁気検出素子（１１）と第２の磁気検出素子（１２）とをそれぞれ設け、第１の磁気検出素子（１１）及び第２の磁気検出素子（１２）を、感磁軸の方向が、複数の電流路（１，２，３）の並列方向となり、不感軸の方向が、複数の電流路（１，２，３）の並列方向と直交し、かつ対応する電流路（１，２，３）の通電方向とも直交する方向となるように設置し、さらに、第１の磁気検出素子（１１）と第２の磁気検出素子（１２）とを、磁界の強度が異なる位置に設置して、第１の磁気検出素子（１１）と第２の磁気検出素子（１２）との出力差から、対応する電流路（１，２，３）を流れる電流の大きさを検出する、電流検出方法。

［１３］
各電流路（１，２，３）を、第１の分岐路（１ａ，２ａ，３ａ）と第２の分岐路（１ｂ，２ｂ，３ｂ）とにそれぞれ分岐する、電流検出方法。

［１４］第１の磁気検出素子（１１）及び第２の磁気検出素子（１２）の少なくとも一方を、第１の分岐路（１ａ，２ａ，３ａ）と第２の分岐路（１ｂ，２ｂ，３ｂ）との中間点を通り、複数の電流路（１，２，３）の並列方向と平行で、かつ対応する電流路（１，２，３）の通電方向とも平行な第１の面（Ｐ１）上を除いた位置に設置する、電流検出方法。

［１５］各電流路（１，２，３）を、平板状のバスバーで構成し、バスバーに穴（１ｃ，２ｃ，３ｃ）を設けて、穴（１ｃ，２ｃ，３ｃ）の両側に第１の分岐路（１ａ，２ａ，３ａ）及び第２の分岐路（１ｂ，２ｂ，３ｂ）を形成する、電流検出方法。

［１６］上記［１５］において、バスバーの幅をｗ０とし、穴（１ｃ，２ｃ，３ｃ）の幅をｗｈとしたとき、第１の磁気検出素子（１１）及び第２の磁気検出素子（１２）を、穴（１ｃ，２ｃ，３ｃ）の中心点からバスバーの幅方向に、±（ｗ０＋ｗｈ）／４以内の範囲に設置する、電流検出方法。

［１７］第１の磁気検出素子（１１）及び第２の磁気検出素子（１２）を、複数の電流路（１，２，３）の並列方向と直交し、かつ対応する電流路（１，２，３）の通電方向とも直交する方向に配置する、電流検出方法。

［１８］上記［１７］において、第１の磁気検出素子（１１）及び第２の磁気検出素子（１２）を、第１の分岐路（１ａ，２ａ，３ａ）と第２の分岐路（１ｂ，２ｂ，３ｂ）との中間点を通り、複数の電流路（１，２，３）の並列方向と直交する第２の面（Ｐ２）上に配置する、電流検出方法。

［１９］第１の磁気検出素子（１１）及び第２の磁気検出素子（１２）を、複数の電流路（１，２，３）の並列方向に配置する、電流検出方法。

［２０］上記［１９］において、第１の磁気検出素子１１及び第２の磁気検出素子１２のうち一方を、第１の分岐路（１ａ，２ａ，３ａ）と第２の分岐路（１ｂ，２ｂ，３ｂ）との中間点に配置する、電流検出方法。

［２１］上記［１９］又は［２０］において、第１の磁気検出素子（１１）及び第２の磁気検出素子（１２）を、第１の分岐路（１ａ，２ａ，３ａ）と第２の分岐路（１ｂ，２ｂ，３ｂ）との中間点に対し、複数の電流路（１，２，３）の並列方向の同じ側に配置する、電流検出方法。

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。

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。例えば、上記実施の形態では、各電流路は、平板状のバスバーであり、バスバーに穴を設けて、穴の両側に第１及び第２の分岐路が形成されているが、各電流路は、例えばより線であり、より線の途中を２つの束に分けて、第１及び第２の分岐路を形成してもよい。

また、上記実施の形態では、各磁気検出素子１１，１２としてＧＭＲ素子を使用しているが、他の磁気検出素子、例えばホール素子、ＡＭＲ素子、ＴＭＲ素子等を用いてもよい。

１，２，３…電流路
１ａ，２ａ，３ａ…第１の分岐路
１ｂ，２ｂ，３ｂ…第２の分岐路
１ｃ，２ｃ，３ｃ…穴
１０，１０’…電流検出部
１１…第１の磁気検出素子
１２…第２の磁気検出素子
１３…検出回路
１４…チップ
２０…第１及び第２の磁気検出素子の設置範囲

Claims (21)

1. 並列して設置された複数の電流路と、
   各電流路に対応して設けられた電流検出部と、を備え、
   各電流検出部は、対応する電流路に流れる電流により発生する磁界の強度を検出する第１及び第２の磁気検出素子と、前記第１及び第２の磁気検出素子の出力差から、対応する電流路を流れる電流の大きさを検出する検出回路と、を有し、
   前記第１及び第２の磁気検出素子は、感磁軸の方向が、前記複数の電流路の並列方向となり、不感軸の方向が、前記複数の電流路の並列方向と直交し、かつ対応する電流路の通電方向とも直交する方向となるように設置され、さらに、第１の磁気検出素子と第２の磁気検出素子とが、前記磁界の強度が異なる位置に設置された、
   電流検出装置。
2. 各電流路は、第１及び第２の分岐路にそれぞれ分岐された、
   請求項１に記載の電流検出装置。
3. 前記第１及び第２の磁気検出素子の少なくとも一方は、前記第１の分岐路と前記第２の分岐路との中間点を通り、前記複数の電流路の並列方向と平行で、かつ対応する電流路の通電方向とも平行な第１の面上を除いた位置に設置された、
   請求項２に記載の電流検出装置。
4. 前記各電流路は、平板状のバスバーであり、
   前記バスバーに穴を設けて、穴の両側に前記第１及び第２の分岐路が形成された、
   請求項２又は３に記載の電流検出装置。
5. 前記バスバーの幅をｗ０とし、前記穴の幅をｗｈとしたとき、
   前記第１及び第２の磁気検出素子は、前記穴の中心点から前記バスバーの幅方向に、±（ｗ０＋ｗｈ）／４以内の範囲に設置された、
   請求項４に記載の電流検出装置。
6. 前記第１及び第２の磁気検出素子は、前記複数の電流路の並列方向と直交し、かつ対応する電流路の通電方向とも直交する方向に配置された、
   請求項１乃至５の何れか１項に記載の電流検出装置。
7. 前記第１及び第２の磁気検出素子は、前記第１の分岐路と前記第２の分岐路との中間点を通り、前記複数の電流路の並列方向と直交する第２の面上に配置された、
   請求項６に記載の電流検出装置。
8. 前記第１及び第２の磁気検出素子は、前記複数の電流路の並列方向に配置された、
   請求項１乃至５の何れか１項に記載の電流検出装置。
9. 前記第１及び第２の磁気検出素子のうち一方は、前記第１の分岐路と前記第２の分岐路との中間点に配置された、
   請求項８に記載の電流検出装置。
10. 前記第１及び第２の磁気検出素子は、前記第１の分岐路と前記第２の分岐路との中間点に対し、前記複数の電流路の並列方向の同じ側に配置された、
    請求項８又は９に記載の電流検出装置。
11. 前記第１及び第２の磁気検出素子が、１つのチップ内に収納された、
    請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の電流検出装置。
12. 複数の電流路を並列して設置し、
    各電流路に対応して、対応する電流路に流れる電流により発生する磁界の強度を検出する第１及び第２の磁気検出素子をそれぞれ設け、
    前記第１及び第２の磁気検出素子を、感磁軸の方向が、前記複数の電流路の並列方向となり、不感軸の方向が、前記複数の電流路の並列方向と直交し、かつ対応する電流路の通電方向とも直交する方向となるように設置し、さらに、第１の磁気検出素子と第２の磁気検出素子とを、前記磁界の強度が異なる位置に設置して、
    前記第１及び第２の磁気検出素子の出力差から、対応する電流路を流れる電流の大きさを検出する、
    電流検出方法。
13. 各電流路を、第１及び第２の分岐路にそれぞれ分岐する、
    請求項１２に記載の電流検出方法。
14. 前記第１及び第２の磁気検出素子の少なくとも一方を、前記第１の分岐路と前記第２の分岐路との中間点を通り、前記複数の電流路の並列方向と平行で、かつ対応する電流路の通電方向とも平行な第１の面上を除いた位置に設置する、
    請求項１３に記載の電流検出方法。
15. 前記各電流路を、平板状のバスバーで構成し、
    前記バスバーに穴を設けて、穴の両側に前記第１及び第２の分岐路を形成する、
    請求項１３又は１４に記載の電流検出方法。
16. 前記バスバーの幅をｗ０とし、前記穴の幅をｗｈとしたとき、
    前記第１及び第２の磁気検出素子を、前記穴の中心点から前記バスバーの幅方向に、±（ｗ０＋ｗｈ）／４以内の範囲に設置する、
    請求項１５に記載の電流検出方法。
17. 前記第１及び第２の磁気検出素子を、前記複数の電流路の並列方向と直交し、かつ対応する電流路の通電方向とも直交する方向に配置する、
    請求項１２乃至１６の何れか１項に記載の電流検出方法。
18. 前記第１及び第２の磁気検出素子を、前記第１の分岐路と前記第２の分岐路との中間点を通り、前記複数の電流路の並列方向と直交する第２の面上に配置する、
    請求項１７に記載の電流検出方法。
19. 前記第１及び第２の磁気検出素子を、前記複数の電流路の並列方向に配置する、
    請求項１２乃至１６の何れか１項に記載の電流検出方法。
20. 前記第１及び第２の磁気検出素子のうち一方を、前記第１の分岐路と前記第２の分岐路との中間点に配置する、
    請求項１９に記載の電流検出方法。
21. 前記第１及び第２の磁気検出素子を、前記第１の分岐路と前記第２の分岐路との中間点に対し、前記複数の電流路の並列方向の同じ側に配置する、
    請求項１９又は２０に記載の電流検出方法。

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