WO2015125232A1

WO2015125232A1 - 電流検出装置

Info

Publication number: WO2015125232A1
Application number: PCT/JP2014/053900
Authority: WO
Inventors: 池田　幸雄
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2014-02-19
Filing date: 2014-02-19
Publication date: 2015-08-27
Anticipated expiration: 2016-08-19

Abstract

大型化を抑制しながらも、電流の検出範囲を広くすることが可能な電流検出装置を提供する。電流検出装置１１は、検出対象の電流Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃を流す導電部材２ａ，２ｂ，２ｃと、感磁部を構成するＧＭＲ素子４１における所定の検出方向の磁界の強度を検出するＧＭＲセンサ４ａ，４ｂ，４ｃとを備え、導電部材２ａ，２ｂ，２ｃは、検出方向に沿ってＧＭＲ素子４１に並列する並列領域２１ａに電流Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃の一部が流れる。

Description

電流検出装置

本発明は、磁界の強さを検出することによって導電部材に流れる電流を検出する電流検出装置に関する。

従来、電流検出装置として、例えば三相モータとインバータとの間における複数の電流路に流れる電流を、各電流路の近傍に設けられた電流検出センサを用いて検出するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載の電流検出装置は、平板状の複数の電流路と、複数の電流路に流れる電流を検出する複数の電流検出センサとを備えている。電流検出センサは、電流路を流れる電流によって発生する磁界の強さを検出するＭＲ素子等の磁束検出器、及び磁束検出器で検出された磁界の強さに基づいて電流路に流れる電流の電流値を検出する電流検出センサ本体を有している。

磁束検出器は、電流検出センサ本体を介して電流路の短手方向の中央付近に配置されている。また、磁束検出器は、磁界を検出することができる磁界検出方向が一方向に限られ、当該磁界検出方向は、電流の流れる方向に直交する方向、かつ電流路の短手方向に平行な方向である。

特許第５１５３４８１号

特許文献１に記載の電流検出装置では、電流路に流れる電流によって発生する磁界の強度が磁束検出器の感度に対して過大である場合には、電流路に流れる電流を正確に検出することができないため、電流の検出範囲が制限されてしまう。この対策として、例えば電流路と磁界検出器との間の距離を拡げることが考えられるが、この場合には電流検出装置が大型化してしまう。

そこで、本発明は、大型化を抑制しながらも、電流の検出範囲を広くすることが可能な電流検出装置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、検出対象の電流を流す導電部材と、感磁部における所定の検出方向の磁界の強度を検出する検出センサとを備え、前記導電部材は、前記検出方向に沿って前記感磁部に並列する並列領域に前記電流の一部が流れる電流検出装置を提供する。

本発明に係る電流検出装置によれば、大型化を抑制しながらも、電流の検出範囲を広くすることが可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る電流検出装置の一構成例を示す斜視図である。図１のＡ－Ａ線断面図である。図２における第１の電流検出ユニットを示す断面図である。本発明の第２の実施の形態に係る電流検出装置の一構成例を示す断面図である。図４における第１の電流検出ユニットを示す断面図である。第２の実施の形態の変形例に係る第１の電流検出ユニットを示す断面図である。本発明の第３の実施の形態に係る電流検出装置の一構成例を示す平面図である。図７のＢ－Ｂ線断面図である。

［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態に係る電流検出装置について、図１乃至図３を参照して説明する。この電流検出装置は、例えば車両の駆動源としての三相モータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相に流れる電流を検出するために用いられる。

（電流検出装置１１の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電流検出装置１１の一構成例を示す斜視図である。図２は、図１のＡ－Ａ線断面図であり、具体的には、電流Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃の流れる方向に直交してＧＭＲ素子４１を含む断面を示している。

電流検出装置１１は、検出対象の電流Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃を流す導電部材２ａ，２ｂ，２ｃと、感磁部における所定の検出方向の磁界の強度を検出する検出センサとしてのＧＭＲセンサ４ａ，４ｂ，４ｃと、ＧＭＲセンサ４ａ，４ｂ，４ｃが実装された回路基板３とを備えている。本実施の形態では、感磁部は、巨大磁気抵抗効果を有する巨大磁気抵抗素子（ＧＭＲ素子４１）で構成されている。

ここで、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ；Giant Magneto Resistive effect）とは、小さな磁界の変化に対して大きな電気抵抗の変化を得ることができるものである。より具体的には、例えばホールＩＣ等の磁気抵抗効果は、電気抵抗の変化率が数パーセント程度であるのに対し、この巨大磁気抵抗効果を用いた巨大磁気抵抗素子（ＧＭＲ素子）は、電気抵抗の変化率が数十パーセント程度と大きい。ＧＭＲ素子４１は、例えばコバルト（Ｃｏ）等の強磁性体の薄膜、及び例えば銅（Ｃｕ）等の非磁性体の薄膜を積層してなる。このＧＭＲ素子４１を用いたＧＭＲセンサ４ａ，４ｂ，４ｃは、小さな電流に対しても高精度に電流を検出することが可能である。

図２に示すように、電流検出装置１１には、導電部材２ａに対してＧＭＲセンサ４ａが、導電部材２ｂに対してＧＭＲセンサ４ｂが、導電部材２ｃに対してＧＭＲセンサ４ｃが、それぞれ配置されている。以下、導電部材２ａとＧＭＲセンサ４ａとの組を第１の電流検出ユニット１１１、導電部材２ｂとＧＭＲセンサ４ｂとの組を第２の電流検出ユニット１１２、及び導電部材２ｃとＧＭＲセンサ４ｃとの組を第３の電流検出ユニット１１３とする。

第１～第３の電流検出ユニット１１１～１１３は、回路基板３における一側の実装面３ａ上に並んで配置され、導電部材２ａ，２ｂ，２ｃは、図１に示すように、電流Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃の流れる方向が互いに平行となるように配置されている。回路基板３は、例えばポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）やガラスエポキシ等からなる。

（ＧＭＲセンサ４ａ，４ｂ，４ｃの構成）
ＧＭＲセンサ４ａ，４ｂ，４ｃはそれぞれ、センサ本体４０と、ＧＭＲ素子４１と、回路基板３に例えば半田付け等により接続される複数の端子４２（図２では、ＧＭＲセンサ４ａ，４ｂ，４ｃそれぞれについて２つのみ示す）とを有している。

ＧＭＲ素子４１は、例えば一辺が１０μｍの正方形状であり、厚みは数μｍ程度である。本実施の形態では、図２に示すように、ＧＭＲ素子４１は、センサ本体４０の中央部に位置し、磁界の検出方向が、回路基板３の実装面３ａに平行かつ電流Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃の流れる方向に対して垂直な方向である。なお、本実施の形態では、ＧＭＲセンサ４ａ，４ｂ，４ｃそれぞれにおけるＧＭＲ素子４１の磁界の検出方向は同一である。

（導電部材２ａ，２ｂ，２ｃの構成）
導電部材２ａ，２ｂ，２ｃは、その構成がすべて同一であるため、第１の電流検出ユニット１１１の導電部材２ａを例にとって以下により詳細に説明する。

図２に示すように、導電部材２ａは、厚みが１．５ｍｍ程度の金属板を屈曲してなり、電流Ｉ₁の流れる方向に延びている。また、導電部材２ａは、電流Ｉ₁の流れる方向に直交する幅方向の寸法が１５ｍｍ程度であり、この幅方向の中央部にＧＭＲセンサ４ａが収容される収容部２０を有している。

導電部材２ａは、ＧＭＲ素子４１の検出方向に沿ってＧＭＲ素子４１に並列する並列領域２１ａに電流Ｉ₁の一部が流れている。なお、図２において、並列領域２１ａを二点鎖線で示す。この並列領域２１ａは、そこに流れる電流により発生する磁界の向きがＧＭＲ素子４１の配置位置においてＧＭＲ素子４１の磁界の検出方向に直交し、その磁界の強度がＧＭＲセンサ４ａによって検出されない領域である。

また、導電部材２ａは、電流Ｉ₁の流れる方向に直交してＧＭＲ素子４１を含む断面においてＧＭＲ素子４１の検出方向に沿ってＧＭＲセンサ４ａと並んで配置された一対の第１導電部２１１，２１２と、当該断面においてＧＭＲ素子４１の検出方向に直交する方向におけるＧＭＲセンサ４ａの一側に配置された第２導電部２２とを有し、第１導電部２１１，２１２に並列領域２１ａが含まれている。本実施の形態では、一対の第１導電部２１１，２１２及び第２導電部２２は、回路基板３の実装面３ａに対して平行である。

以下の説明において、「電流Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃の流れる方向に直交してＧＭＲ素子４１を含む断面」を単に「電流方向直交断面」とする。

一対の第１導電部２１１，２１２は、ＧＭＲ素子４１の検出方向におけるＧＭＲセンサ４ａの両側にそれぞれ配置されている。図２では、一方の第１導電部２１１がＧＭＲセンサ４ａの左側に、他方の第１導電部２１２がＧＭＲセンサ４ａの右側に、それぞれ配置されている。以下の説明において、便宜上、一方の第１導電部２１１を左側第１導電部２１１、他方の第１導電部２１２を右側第１導電部２１２とする。

第２導電部２２は、ＧＭＲ素子４１の検出方向に直交する方向において、回路基板３との間にＧＭＲセンサ４ａが位置するように、ＧＭＲセンサ４ａの一側に配置されている。

本実施の形態では、第２導電部２２は、ＧＭＲ素子４１の検出方向に平行な方向の幅が、ＧＭＲセンサ４ａにおけるＧＭＲ素子４１の検出方向に平行な方向の幅と同一であり、かつ左側第１導電部２１１、右側第１導電部２１２、及び第２導電部２２は、ＧＭＲ素子４１の検出方向に平行な方向の幅が、すべて同一に設定されているが、これに限らず、電流検出装置１１の用途に応じて設定することが可能である。

導電部材２ａは、電流方向直交断面において、左側第１導電部２１１と第２導電部２２との間を連結する第１連結部２３１、及び右側第１導電部２１２と第２導電部２２との間を連結する第２連結部２３２をさらに有している。

第１連結部２３１及び第２連結部２３２は、左側第１導電部２１１、右側第１導電部２１２、及び第２導電部２２に対して傾斜するように形成されている。なお、これに限らず、例えば第１連結部２３１は、左側第１導電部２１１及び第２導電部２２に対して直交するように形成されていてもよい。第２連結部２３２についても同様である。

導電部材２ａは、左側第１導電部２１１、右側第１導電部２１２、第２導電部２２、第１連結部２３１、及び第２連結部２３２が、１枚の金属板を屈曲することにより一体に形成されている。なお、これに限らず、導電部材２ａは、例えば第１連結部２３１を有さず、左側第１導電部２１１と第２導電部２２とが離間していてもよいし、第２連結部２３２を有さず、右側第１導電部２１２と第２導電部２２とが離間していてもよい。

本実施の形態では、第２導電部２２、第１連結部２３１、及び第２連結部２３２が、収容部２０の一部を構成している。

（発生する磁界及び検出される磁界について）
次に、電流Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃によって発生する磁界、及びＧＭＲセンサ４ａ，４ｂ，４ｃにて検出される磁界について説明する。

図３は、図２における第１の電流検出ユニット１１１を示す断面図である。なお、電流Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃によって発生する磁界、及び各ＧＭＲセンサ４ａ，４ｂ，４ｃにて検出される磁界についても、第１～第３の電流検出ユニット１１１～１１３においてすべて同一であるため、第１の電流検出ユニット１１１を例にとって以下説明する。

電流Ｉ₁は、導電部材２ａの電流方向直交断面において、左側第１導電部２１１、右側第１導電部２１２、第２導電部２２、第１連結部２３１、及び第２連結部２３２のそれぞれに分散して流れる。

図３において、電流Ｉ₁によって発生する磁界の向きは時計回りである。また、本実施の形態では、ＧＭＲ素子４１の磁界の検出方向は、右側第１導電部２１２から左側第１導電部２１１に向かう方向（図３の矢印Ａ）である。

左側第１導電部２１１の中心部に流れる電流Ｉ₁によって発生する磁界Ｂ２１１は、ＧＭＲ素子４１の配置位置での方向が、第２導電部２２側から回路基板３側へ向かっており、ＧＭＲ素子４１の検出方向に対して直交している。同様にして、右側第１導電部２１２の中心部に流れる電流Ｉ₁によって発生する磁界Ｂ２１２は、ＧＭＲ素子４１の配置位置での方向が、回路基板３側から第２導電部２２側へ向かっており、ＧＭＲ素子４１の検出方向に直交している。

したがって、ＧＭＲ素子４１の配置位置での磁界Ｂ２１１の方向及び磁界Ｂ２１２の方向は、ＧＭＲ素子４１の検出方向に沿わないため、磁界Ｂ２１１の強度及び磁界Ｂ２１２の強度はＧＭＲセンサ４ａにて検出されない。

第２導電部２２の中心部に流れる電流Ｉ₁によって発生する磁界Ｂ２２は、ＧＭＲ素子４１の配置位置での方向が、右側第１導電部２１２側から左側第１導電部２１１側へ向かっており、ＧＭＲ素子４１の検出方向に沿う。したがって、磁界Ｂ２２の強度は、ＧＭＲセンサ４ａにて検出される。

なお、第１及び第２連結部２３１，２３２に流れる電流Ｉ₁によっても磁界は発生するが、これらの磁界については、ＧＭＲ素子４１の検出方向に沿う方向の成分の磁界の強度がＧＭＲセンサ４ａにて検出される。

以上より、ＧＭＲセンサ４ａで検出される磁界の強度は、導電部材２ａを流れる電流Ｉ₁によって発生する磁界のうち、主に第２導電部２２を流れる電流Ｉ₁によって発生する磁界の強度となる。

（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）導電部材２ａ，２ｂ，２ｃは、ＧＭＲ素子４１の検出方向にＧＭＲ素子４１と並列する並列領域２１ａに電流Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃の一部がそれぞれ流れることによって、ＧＭＲセンサ４ａ，４ｂ，４ｃで検出される磁界が低減される。したがって、導電部材２ａ，２ｂ，２ｃに大電流が流れてＧＭＲセンサ４ａ，４ｂ，４ｃの周囲においてＧＭＲ素子４１の感度に対して過大な磁界が発生した場合でも、導電部材２ａ，２ｂ，２ｃとＧＭＲセンサ４ａ，４ｂ，４ｃとの間の距離を拡げる必要がなく電流検出装置１１の大型化を抑制することが可能であり、正確に検出可能な磁界の強度の範囲が大きくなる。

（２）導電部材２ａ，２ｂ，２ｃは、第１導電部２１１，２１２及び第２導電部２２が、１枚の金属板を屈曲することにより一体に形成されているため、第１導電部２１１，２１２及び第２導電部２２を形成するための金属部材をそれぞれ用意したり、これらの金属部材を組み合わせる必要がなく、作業性の向上及びコストの削減を図ることが可能である。

（３）電流検出装置１１は、導電部材２ａ，２ｂ，２ｃを流れる電流Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃によって発生する磁界の強度を検出する検出センサとして、ＧＭＲ素子４１を有するＧＭＲセンサ４ａ，４ｂ，４ｃを用いているため、例えばホールＩＣ等のセンサと比較して感度がよく、発生する磁界の強度をダイナミックレンジ（例えば０．００２ｍＴ～２．０００ｍＴ）で精度よく検出することが可能である。

（４）第１～第３の電流検出ユニット１１１～１１３は、回路基板３における一側の実装面３ａ上に並んで配置されているため、配線の取り回しや、第１～第３の電流検出ユニット１１１～１１３を回路基板３に取り付ける作業等が容易になる。

（５）導電部材２ａ，２ｂ，２ｃは、電流Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃の流れる方向に直交してＧＭＲ素子４１を含む断面においてＧＭＲ素子４１の検出方向におけるＧＭＲセンサ４ａ，４ｂ，４ｃの両側にＧＭＲ素子４１の検出方向に沿ってＧＭＲセンサ４ａ，４ｂ，４ｃと並んで配置された左側第１導電部２１１及び右側第１導電部２１２と、当該電流方向直交断面においてＧＭＲ素子４１の検出方向に直交する方向におけるＧＭＲセンサ４ａ，４ｂ，４ｃの一側に配置された第２導電部２２とを有し、左側第１導電部２１１及び右側第１導電部２１２に並列領域２１ａが含まれているため、導電部材２ａ，２ｂ，２ｃを流れる電流Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃が左側第１導電部２１１、右側第１導電部２１２、及び第２導電部２２のそれぞれに主に分散される。これにより、ＧＭＲセンサ４ａ，４ｂ，４ｃでそれぞれ検出される磁界をより低減することができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図４及び図５を参照して説明する。

図４及び図５において、第１の実施の形態について説明したものと実質的に同一の機能を有する構成要素については、共通する符号を付してその重複した説明を省略する。

図４は、本発明の第２の実施の形態に係る電流検出装置１２の一構成例を示す断面図であり、第１の実施の形態と同様に、電流Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃の流れる方向に直交してＧＭＲ素子４１を含む断面を示している。なお、図４において、電流Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃によって発生する磁界の向き、及びＧＭＲ素子４１の磁界の検出方向は、第１の実施の形態と同様である。

第２の実施の形態に係る電流検出装置１２は、導電部材５ａ，５ｂ，５ｃの構成が第１の実施の形態に係る導電部材２ａ，２ｂ，２ｃの構成と異なり、それ以外の構成については第１の実施の形態に係る電流検出装置１１の構成と同様である。

電流検出装置１２は、第１の実施の形態と同様に、導電部材５ａとＧＭＲセンサ４ａとが組をなして第１の電流検出ユニット１２１を、導電部材５ｂとＧＭＲセンサ４ｂとが組をなして第２の電流検出ユニット１２２を、導電部材５ｃとＧＭＲセンサ４ｃとが組をなして第３の電流検出ユニット１２３を、それぞれ構成している。

本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、第１～第３の電流検出ユニット１２１～１２３の構成はすべて同一であるため、第１の電流検出ユニット１２１を例にとって以下説明する。

導電部材５ａは、電流方向直交断面において、ＧＭＲ素子４１の検出方向におけるＧＭＲセンサ４ａの片側にＧＭＲ素子４１の検出方向に沿ってＧＭＲセンサ４ａと並んで配置された第１導電部５１と、ＧＭＲ素子４１の検出方向に直交する方向におけるＧＭＲセンサ４ａの一側に配置された第２導電部５２とを有し、第１導電部５１には、ＧＭＲ素子４１の検出方向に沿ってＧＭＲ素子４１に並列する並列領域５１ａが含まれている。

すなわち、第１の実施の形態に係る導電部材２ａは、左側第１導電部２１１及び右側第１導電部２１２が、ＧＭＲ素子４１の検出方向におけるＧＭＲセンサ４ａの両側にそれぞれ配置されていたのに対し、本実施の形態に係る導電部材５ａは、第１導電部５１が、ＧＭＲ素子４１の検出方向におけるＧＭＲセンサ４ａの片側に配置されている。すなわち、第１導電部５１は、ＧＭＲ素子４１の検出方向におけるＧＭＲセンサ４ａの一側に配置され、ＧＭＲ素子４１の検出方向におけるＧＭＲセンサ４ａの他側には第１導電部が配置されていない。図４では、第１導電部５１は、ＧＭＲ素子４１の検出方向において第２導電部５２の左側に配置されている。

第２導電部５２は、第１の実施の形態と同様に、ＧＭＲ素子４１の検出方向に直交する方向において、回路基板３との間にＧＭＲセンサ４ａが位置するように、ＧＭＲセンサ４ａの一側に配置され、ＧＭＲ素子４１の検出方向に平行な方向の幅が、ＧＭＲセンサ４ａにおけるＧＭＲ素子４１の検出方向に平行な方向の幅と同一である。

導電部材５ａは、電流方向直交断面において、第１導電部５１と第２導電部５２との間に、第１導電部５１及び第２導電部５２に対して傾斜した連結部５３をさらに有している。一方、導電部材５ａにおいて、ＧＭＲ素子４１の検出方向における連結部５３とは反対側には、開口５０ａが形成されている。

導電部材５ａは、第１の実施の形態と同様に、第１導電部５１、第２導電部５２、及び連結部５３が、１枚の金属板を屈曲することにより一体に形成されている。本実施の形態では、第２導電部５２及び連結部５３が、ＧＭＲセンサ４ａが収容される収容部５０の一部となっている。

図５は、図４における第１の電流検出ユニット１２１を示す断面図である。図５において、ＧＭＲ素子４１の磁界の検出方向を矢印Ａで示す。

電流Ｉ₁は、導電部材５ａにおける電流方向直交断面において、第１導電部５１、第２導電部５２、及び連結部５３のそれぞれに分散して流れる。

第１導電部５１の中心部に流れる電流Ｉ₁によって発生する磁界Ｂ５１は、ＧＭＲ素子４１の配置位置での方向が、第２導電部５２側から回路基板３側へ向かっており、ＧＭＲ素子４１の検出方向に対して直交している。したがって、ＧＭＲ素子４１の配置位置での磁界Ｂ５１の方向は、ＧＭＲ素子４１の検出方向に沿わないため、磁界Ｂ５１の強度はＧＭＲセンサ４ａにて検出されない。

第２導電部５２の中心部に流れる電流Ｉ₁によって発生する磁界Ｂ５２は、ＧＭＲ素子４１の配置位置での方向が、開口５０ａ側から第１導電部５１側へ向かっており、ＧＭＲ素子４１の検出方向に沿う。したがって、磁界Ｂ５２の強度は、ＧＭＲセンサ４ａにて検出される。

なお、連結部５３に流れる電流Ｉ₁によっても磁界は発生するが、この磁界については、ＧＭＲ素子４１の検出方向に沿う方向の成分の磁界の強度がＧＭＲセンサ４ａにて検出される。

以上より、ＧＭＲセンサ４ａで検出される磁界の強度は、導電部材５ａを流れる電流Ｉ₁によって発生する磁界のうち、主に第２導電部５２を流れる電流Ｉ₁によって発生する磁界の強度となる。

（第２の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第２の実施の形態によっても、第１の実施の形態の（１）～（４）の作用及び効果と同様の作用及び効果が得られる。

（第２の実施の形態の変形例）
また、第２の実施の形態に係る電流検出装置１２は、以下のように変形して実施することが可能である。

図６は、第２の実施の形態の変形例に係る第１の電流検出ユニット１２１を示す断面図である。

本変形例では、第２導電部５２０におけるＧＭＲ素子４１の検出方向に平行な方向の幅が、ＧＭＲセンサ４ａにおけるＧＭＲ素子４１の検出方向に平行な方向の幅よりも小さく形成されている。したがって、導電部材５ａ側からＧＭＲ素子４１の検出方向に直交する方向に第１の電流検出ニット１２１を見た場合、ＧＭＲセンサ４ａの一部が収容部５０から露出している。

本変形例によれば、第２導電部５２０に流れる電流Ｉ₁が少なくなるため、電流Ｉ₁によって発生する磁界が小さくなりＧＭＲセンサ４ａで検出される磁界をより低減することができる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について、図７及び図８を参照して説明する。

図７及び図８において、第１の実施の形態について説明したものと実質的に同一の機能を有する構成要素については、共通する符号を付してその重複した説明を省略する。

図７は、本発明の第３の実施の形態に係る電流検出装置１３の一構成例を示す平面図である。図８は、図７のＢ－Ｂ線断面図であり、第１及び第２の実施の形態と同様に、電流Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃の流れる方向に直交してＧＭＲ素子４１を含む断面を示している。なお、図８において、電流Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃によって発生する磁界の向き、及びＧＭＲ素子４１の磁界の検出方向は、第１及び第２の実施の形態と同様である。

本実施の形態に係る電流検出装置１３は、第１及び第２の実施の形態に係る電流検出装置１１，１２と同様に、導電部材６ａとＧＭＲセンサ４ａとが組をなして第１の電流検出ユニット１３１を、導電部材６ｂとＧＭＲセンサ４ｂとが組をなして第２の電流検出ユニット１３２を、導電部材６ｃとＧＭＲセンサ４ｃとが組をなして第３の電流検出ユニット１３３を、それぞれ構成している。

電流検出装置１３は、ＧＭＲセンサ４ａ，４ｂ，４ｃが、電流Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃の流れる方向に沿って互いにずれ、ＧＭＲセンサ４ａ，４ｂ，４ｃを収容する収容部６０は、電流Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃の流れる方向に沿って互いにずれて導電部材６ａ，６ｂ，６ｃにそれぞれ形成されている。

本実施の形態においても、第１及び第２の実施の形態と同様に、第１の電流検出ユニット１３１を例にとって説明する。

導電部材６ａは、電流方向直交断面において、ＧＭＲ素子４１の検出方向におけるＧＭＲセンサ４ａの両側にＧＭＲ素子４１の検出方向に沿ってＧＭＲセンサ４ａと並んで配置された一対の第１導電部（左側第１導電部６１１及び右側第１導電部６１２）と、ＧＭＲ素子４１の検出方向に直交する方向におけるＧＭＲセンサ４ａの一側に配置された第２導電部６２とを有し、左側第１導電部６１１及び右側第１導電部６１２には、ＧＭＲ素子４１の検出方向に沿ってＧＭＲ素子４１に並列する並列領域６１ａがそれぞれ含まれている。

導電部材６ａは、電流方向直交断面においてＧＭＲセンサ４ａとＧＭＲ素子４１の検出方向に直交する方向に並ぶ部位に貫通孔６２０ａ，６２０ｂが形成されている。本実施の形態では、貫通孔６２０ａ，６２０ｂは、収容部６０において電流Ｉ₁の流れる方向に沿って延びるように形成されているが、これに限らず、少なくとも電流方向直交断面においてＧＭＲセンサ４ａとＧＭＲ素子４１の検出方向に直交する方向に並ぶ部位に貫通孔が形成されていればよい。また、貫通孔の数は２つに限る必要はなく、その数について特に制限はない。

図７に示すように、導電部材６ａ側からＧＭＲ素子４１の検出方向に直交する方向に第１の電流検出ユニット１３１を見た場合、ＧＭＲセンサ４ａの一部が貫通孔６２０ａ，６２０ｂを介して収容部６０から露出している。

図８に示すように、導電部材６ａの電流方向直交断面において、ＧＭＲ素子４１の検出方向に直交する方向におけるＧＭＲセンサ４ａの一側に配置された第２導電部６２は、ＧＭＲ素子４１の検出方向に平行な方向の幅が、貫通孔６２０ａ，６２０ｂが形成されることによって、ＧＭＲセンサ４ａにおけるＧＭＲ素子４１の検出方向に平行な方向の幅よりも小さく形成されている。

貫通孔６２０ａ，６２０ｂは、ＧＭＲ素子４１の検出方向に平行な方向に第２導電部６２を挟んで設けられ、第２導電部６２は、その少なくとも一部がＧＭＲ素子４１の検出方向に直交する方向にＧＭＲ素子４１と並んでいる。

図８に示すように、電流Ｉ₁は、導電部材６ａの電流方向直交断面において、左側第１導電部６１１、右側第１導電部６１２、第２導電部６２、第１連結部６３１、及び第２連結部６３２のそれぞれに分散して流れる。

第１の実施の形態と同様に、左側第１導電部６１１の中心部及び右側第１導電部６１２の中心部に流れる電流Ｉ₁によって発生する磁界Ｂ６１１及び磁界Ｂ６１２は、ＧＭＲ素子４１の配置位置での方向が、ＧＭＲ素子４１の検出方向に直交するため、ＧＭＲ素子４１の検出方向沿わず磁界Ｂ６１１の強度及び磁界Ｂ６１２の強度はＧＭＲセンサ４ａにて検出されない。

一方、第２導電部６２の中心部に流れる電流Ｉ₁によって発生する磁界Ｂ６２２は、ＧＭＲ素子４１の配置位置での方向が、ＧＭＲ素子４１の検出方向に沿うため、磁界Ｂ６２２の強度は、ＧＭＲセンサ４ａにて検出される。

なお、第１の連結部２３１、及び第２連結部２３２に流れる電流Ｉ₁によっても磁界は発生するが、これらの磁界については、ＧＭＲ素子４１の検出方向に沿う方向の成分の磁界の強度がＧＭＲセンサ４ａにて検出される。

以上より、ＧＭＲセンサ４ａで検出される磁界の強度は、導電部材６ａを流れる電流Ｉ₁によって発生する磁界のうち、主に第２導電部６２を流れる電流Ｉ₁によって発生する磁界の強度となる。

（第３の実施の形態の作用及び効果）
以上説明した第２の実施の形態によっても、第１の実施の形態の（１）～（５）の作用及び効果と同様の作用及び効果の他に、以下の作用及び効果が得られる。

導電部材６ａは、電流方向直交断面においてＧＭＲセンサ４ａとＧＭＲ素子４１の検出方向に直交する方向に並ぶ部位に貫通孔６２０ａ，６２０ｂが形成されることにより、第２導電部６２に流れる電流Ｉ₁がより少なくなるため、電流Ｉ₁によって発生する磁界がより小さくなりＧＭＲセンサ４ａで検出される磁界をさらに低減することができる。

貫通孔６２０ａ，６２０ｂは、ＧＭＲ素子４１の検出方向に平行な方向に第２導電部６２を挟んで設けられ、第２導電部６２は、その少なくとも一部が、ＧＭＲ素子４１の検出方向に直交する方向にＧＭＲ素子４１と並んでいるため、ＧＭＲセンサ４ａにおいて精度よく磁界を検出することが可能となる。

ＧＭＲセンサ４ａ，４ｂ，４ｃは、電流Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃の流れる方向に沿って互いにずれて配置されているため、導電部材６ａに対応して配置されたＧＭＲセンサ４ａのＧＭＲ素子４１の検出方向に沿った方向に第２導電部６２に該当する部分が存在しない。導電部材６ｂに対応して配置されたＧＭＲセンサ４ｂ及び導電部材６ｃに対応して配置されたＧＭＲセンサ４ｃに関しても同様である。したがって、ＧＭＲセンサ４ａ，４ｂ，４ｃの配置位置において導電部材６ａ，６ｂ，６ｃ間の磁界の干渉を抑制することができる。

（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。

［１］検出対象の電流（Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃）を流す導電部材（２ａ，２ｂ，２ｃ／５ａ，５ｂ，５ｃ／６ａ，６ｂ，６ｃ）と、感磁部（ＧＭＲ素子４１）における所定の検出方向の磁界の強度を検出する検出センサ（ＧＭＲセンサ４ａ，４ｂ，４ｃ）とを備え、導電部材（２ａ，２ｂ，２ｃ／５ａ，５ｂ，５ｃ／６ａ，６ｂ，６ｃ）は、検出方向に沿ってＧＭＲ素子（４１）に並列する並列領域（２１ａ，５１ａ，６１ａ）に電流（Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃）の一部が流れる電流検出装置（１１，１２，１３）。

［２］導電部材（２ａ，２ｂ，２ｃ／５ａ，５ｂ，５ｃ／６ａ，６ｂ，６ｃ）は、電流（Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃）の流れる方向に直交してＧＭＲ素子（４１）を含む断面において検出方向に沿ってＧＭＲセンサ（４ａ，４ｂ，４ｃ）と並んで配置された第１導電部（２１１，２１２／５１／６１１，６１２）と、当該電流方向直交断面において検出方向に直交する方向におけるＧＭＲセンサ（４ａ，４ｂ，４ｃ）の一側に配置された第２導電部（２２／５２／６２）とを有し、第１導電部（２１１，２１２／５１／６１１，６１２）に並列領域（２１ａ，５１ａ，６１ａ）が含まれる、［１］に記載の電流検出装置（１１，１２，１３）。

［３］第１導電部（５１）は、検出方向におけるＧＭＲセンサ（４ａ，４ｂ，４ｃ）の片側に配置された、［２］に記載の電流検出装置（１２）。

［４］第１導電部（２１１，２１２／６１１，６１２）は、検出方向におけるＧＭＲセンサ（４ａ，４ｂ，４ｃ）の両側にそれぞれ配置された、［２］に記載の電流検出装置（１１，１３）。

［５］導電部材（２ａ，２ｂ，２ｃ／５ａ，５ｂ，５ｃ／６ａ，６ｂ，６ｃ）は、第１導電部（２１１，２１２／５１／６１１，６１２）及び第２導電部（２２／５２／６２）が、１枚の金属板を屈曲することにより一体に形成されている、［２］乃至［４］の何れか１項に記載の電流検出装置（１１，１２，１３）。

［６］第２導電部（５２／６２）は、検出方向に平行な方向の幅が、ＧＭＲセンサ（４ａ，４ｂ，４ｃ）における検出方向に平行な方向の幅よりも小さく形成されている、［２］乃至［５］の何れか１項に記載の電流検出装置（１２，１３）。

［７］導電部材（６ａ，６ｂ，６ｃ）は、当該電流方向直交断面においてＧＭＲセンサ（４ａ，４ｂ，４ｃ）と検出方向に直交する方向に並ぶ部位に貫通孔（６２０ａ，６２０ｂ）が形成された、［６］に記載の電流検出装置（１３）。

［８］貫通孔（６２０ａ，６２０ｂ）は、検出方向に平行な方向に第２導電部（６２）を挟んで設けられ、第２導電部（６２）は、その少なくとも一部が、検出方向に直交する方向にＧＭＲ素子４１と並ぶ、［７］に記載の電流検出装置（１３）。

［９］検出センサは、感磁部として巨大磁気抵抗効果を有するＧＭＲ素子（４１）を有するＧＭＲセンサ（４ａ，４ｂ，４ｃ）である、［１］乃至［８］の何れか１項に記載の電流検出装置（１１，１２，１３）。

［１０］導電部材（６ａ，６ｂ，６ｃ）及びＧＭＲセンサ（４ａ，４ｂ，４ｃ）の組を複数組備え、複数の導電部材（６ａ，６ｂ，６ｃ）は、電流（Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃）の流れる方向が互いに平行となるように配置され、複数のＧＭＲセンサ（４ａ，４ｂ，４ｃ）は、電流（Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃）の流れる方向に沿って互いにずれて配置されている、［１］乃至［９］の何れか１項に記載の電流検出装置（１３）。

［１１］複数組の導電部材（２ａ，２ｂ，２ｃ／５ａ，５ｂ，５ｃ／６ａ，６ｂ，６ｃ）及びＧＭＲセンサ（４ａ，４ｂ，４ｃ）は、回路基板（３）における一側の実装面（３ａ）上に並んで配置されている、［１０］に記載の電流検出装置（１１，１２，１３）。

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、導電部材は厚みの薄い金属板を屈曲して形成されていたが、これに限らず、電流検出装置の用途に応じて材料や形状を変更することが可能である。

また、上記実施の形態では、ＧＭＲセンサ４ａ，４ｂ，４ｃは、回路基板３に実装されているが、これに限らず、例えば接続ケーブルを介して外部機器に直接接続する等、電流検出装置の用途に応じて適宜仕様を変更することが可能である。

また、上記第３の実施の形態において、ＧＭＲセンサ４ａ，４ｂ，４ｃが電流Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃の流れる方向にずれて配置されている場合について説明したが、第３の実施の形態に限らず、第１及び第２の実施の形態においても適用することが可能である。

２ａ，２ｂ，２ｃ，５ａ，５ｂ，５ｃ，６ａ，６ｂ，６ｃ…導電部材
３…回路基板
３ａ…実装面
４ａ，４ｂ，４ｃ…ＧＭＲセンサ（検出センサ）
１１，１２，１３…電流検出装置
２１ａ，５１ａ，６１ａ…並列領域
２２，５２，５２０，６２…第２導電部
４１…ＧＭＲ素子（感磁部）
５１，２１１，２１２，６１１，６１２…第１導電部
１１１～１１３，１２１～１２３，１３１～１３３…第１～第３の電流検出ユニット
６２０ａ，６２０ｂ…貫通孔

Claims

  検出対象の電流を流す導電部材と、
  感磁部における所定の検出方向の磁界の強度を検出する検出センサとを備え、
  前記導電部材は、前記検出方向に沿って前記感磁部に並列する並列領域に前記電流の一部が流れる
  電流検出装置。
前記導電部材は、前記電流の流れる方向に直交して前記感磁部を含む断面において前記検出方向に沿って前記検出センサと並んで配置された第１導電部と、前記断面において前記検出方向に直交する方向における前記検出センサの一側に配置された第２導電部とを有し、前記第１導電部に前記並列領域が含まれる、
請求項１に記載の電流検出装置。
前記第１導電部は、前記検出方向における前記検出センサの片側に配置された、
請求項２に記載の電流検出装置。
前記第１導電部は、前記検出方向における前記検出センサの両側にそれぞれ配置された、
請求項２に記載の電流検出装置。
前記導電部材は、前記第１導電部及び前記第２導電部が、１枚の金属板を屈曲することにより一体に形成されている、
請求項２乃至４の何れか１項に記載の電流検出装置。
前記第２導電部は、前記検出方向に平行な方向の幅が、前記検出センサにおける前記検出方向に平行な方向の幅よりも小さく形成されている、
請求項２乃至５の何れか１項に記載の電流検出装置。
前記導電部材は、前記断面において前記検出センサと前記検出方向に直交する方向に並ぶ部位に貫通孔が形成された、
請求項６に記載の電流検出装置。
  前記貫通孔は、前記検出方向に平行な方向に前記第２導電部を挟んで設けられ、
  前記第２導電部は、その少なくとも一部が、前記検出方向に直交する方向に前記感磁部と並ぶ、
  請求項７に記載の電流検出装置。
前記検出センサは、前記感磁部として巨大磁気抵抗効果を有するＧＭＲ素子を有するＧＭＲセンサである、
請求項１乃至８の何れか１項に記載の電流検出装置。
  前記導電部材及び前記検出センサの組を複数組備え、
  複数の前記導電部材は、前記電流の流れる方向が互いに平行となるように配置され、
  複数の前記検出センサは、前記電流の流れる方向に沿って互いにずれて配置されている、
  請求項１乃至９の何れか１項に記載の電流検出装置。
複数組の前記導電部材及び前記検出センサは、回路基板における一側の実装面上に並んで配置されている、
請求項１０に記載の電流検出装置。