(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈曲部以外では並行している第１電流経路と第２電流経路の各々に通電している電流値を検出する装置であり、
第１電流経路と第２電流経路が並行して延びている方向をｚ方向とするｘ−ｙ−ｚ直交座標系を想定したときに、
第１電流経路には、延びている方向が＋ｚ，＋ｘ，＋ｚ，−ｘ，＋ｚの順序で変化しているｘ方向屈曲部が形成されており、
第２電流経路には、延びている方向が＋ｚ，＋ｙ，＋ｚ，−ｙ，＋ｚの順序で変化しているｙ方向屈曲部が形成されており、
ｘ方向屈曲部が属するｘ−ｚ面上にあって第１電流経路が＋ｘ方向に延びている＋ｘ部分と−ｘ方向に延びている−ｘ部分に挟まれている範囲に、ｙ方向の磁束密度を検出するｙ方向磁束密度検出装置が配置されており、
ｙ方向屈曲部が属するｙ−ｚ面上にあって第２電流経路が＋ｙ方向に延びている＋ｙ部分と−ｙ方向に延びている−ｙ部分に挟まれている範囲に、ｘ方向の磁束密度を検出するｘ方向磁束密度検出装置が配置されており、
ｘ方向屈曲部とｙ方向屈曲部が磁性材の枠で取り囲まれていることを特徴とする電流検出装置。
【請求項２】
第１電流経路の＋ｘ部分と−ｘ部分の間にあって＋ｚ方向に延びる部分を第１中間部分とし、第２電流経路の＋ｙ部分と−ｙ部分の間にあって＋ｚ方向に延びる部分を第２中間部分としたときに、第１中間部分のｚ座標範囲と第２中間部分のｚ座標範囲のうちの一方が他方を包含する関係にあり、
包含されるｚ座標範囲内に、ｘ方向の磁束密度とｙ方向の磁束密度を検出する２成分磁束密度検出装置が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電流検出装置。
【請求項３】
ｘ−ｙ面内で２成分磁束密度検出装置と第１中間部分を結ぶ線分と、ｘ−ｙ面内で２成分磁束密度検出装置と第２中間部分を結ぶ線分が直交する位置に、２成分磁束密度検出装置が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電流検出装置。
【請求項４】
ｘ方向屈曲部が属するｘ−ｚ面と、ｙ方向屈曲部が属するｙ−ｚ面が交差する線上に、２成分磁束密度検出装置が配置されていることを特徴とする請求項３に記載の電流検出装置。
【請求項５】
第１中間部分のｚ座標範囲の中間値と、第２中間部分のｚ座標範囲の中間値が一致する関係にあり、その一致点に２成分磁束密度検出装置が配置されていることを特徴とする請求項４に記載の電流検出装置。
【請求項６】
第１電流経路と第２電流経路に並行する第３電流経路が存在し、
ｙ−ｚ面内で第１電流経路と第２電流経路と第３電流経路がその順で配置されており、
第３電流経路から第１電流経路に向かう方向が＋ｙ方向であることを特徴とする請求項１から５のいずれかの１項に記載の電流検出装置。
【請求項７】
磁性材の枠が、ｙ−ｚ面においてｘ方向屈曲部とｙ方向屈曲部を取り囲んでおり、第３電流経路が枠の外側を通過していることを特徴とする請求項６に記載の電流検出装置。
【請求項８】
磁性材の枠が、ｘ−ｙ面においてｘ方向屈曲部とｙ方向屈曲部を取り囲んでおり、第３電流経路が枠の外側を通過していることを特徴とする請求項６に記載の電流検出装置。
【請求項９】
２成分磁束密度検出装置が、ｘ方向の磁束密度を検出する向きに配置された第１ホール素子と、ｙ方向の磁束密度を検出する向きに配置された第２ホール素子を備えていることを特徴とする請求項２から８のいずれかの１項に記載の電流検出装置。
【請求項１０】
２成分磁束密度検出装置が、複数個のＧＭＲ素子を含むブリッジ回路を備えていることを特徴とする請求項２から８のいずれかの１項に記載の電流検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書では、並行して延びている２本の電流経路に通電している電流値を独立に検出する技術を開示する。すなわち、第１電流経路と第２電流経路が並列している場合に、第２電流経路の通電電流の影響を避けながら第１電流経路の通電電流値（以下では第１電流値という）を検出し、第１電流経路の通電電流の影響を避けながら第２電流経路の通電電流値（以下では第２電流値という）を検出する技術を開示する。３本の電流経路に３相交流が通電されている場合、第１電流値と第２電流値から第３電流経路の通電電流値（以下では第３電流値という）を算出することができる。本技術を３相交流に適用すると、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の電流値を検出することが可能となる。
【背景技術】
【０００２】
並行して延びている２本の電流経路の通電電流値を検出する場合、通常は、第２電流経路の通電電流が第１電流値の検出結果に影響し、第１電流経路の通電電流が第２電流値の検出結果に影響する。以下では、簡単化のために、上記の現象を、第２電流値が第１電流値の検出結果に影響し、第１電流値が第２電流値の検出結果に影響するという。
【０００３】
特許文献１に、第２電流値の影響を避けながら第１電流値を検出し、第１電流値の影響を避けながら第２電流値を検出する技術が開示されている。
特許文献１の技術では、並列している３本の電流経路の中間部に、斜めに延びる部分を設ける。以下では、斜めに延びる部分を斜行部といい、斜行部以外の部分を直行部ということにする。電流経路を流れる電流によって、電流経路の周囲には、右ねじの法則に従った磁場が形成される。斜行部を設けた電流経路の周囲には、直行部を流れる電流による磁場と斜行部を流れる電流による磁場の両者が形成される。電流経路に斜行部を設けると、直行部を流れる電流による磁場も形成されなければ斜行部を流れる電流による磁場も形成されない範囲を得ることができる。すなわち磁場が広がらないギャップ領域を得ることができる。
【０００４】
特許文献１の技術では、第２電流経路のギャップ領域であり、第３電流経路のギャップ領域でもあるが、第１電流経路による磁場は広がる範囲に、第１磁束密度検出装置を配置する。第１磁束密度検出装置によって、第１電流値に対応する磁束密度が検出される。第２電流値と第３電流値の影響を受けることなく、第１電流値を検出することができる。
第２電流値についても同様であり、第３電流経路のギャップ領域であり、第１電流経路のギャップ領域でもあるが、第２電流経路による磁場は広がる範囲に、第２磁束密度検出装置を配置する。第２磁束密度検出装置によって、第２電流値に対応する磁束密度が検出される。第３電流値と第１電流値の影響を受けることなく、第２電流値を検出することができる。第３電流値についても同様であり、第１電流経路のギャップ領域であり、第２電流経路のギャップ領域でもあるが、第３電流経路による磁場は広がる範囲に、第３磁束密度検出装置を配置する。第３磁束密度検出装置によって、第３電流値に対応する磁束密度が検出される。第１電流値と第２電流値の影響を受けることなく、第３電流値を検出することができる。
【０００５】
特許文献１の技術は、２本の電流経路の通電電流値を検出する場合にも有効である。この場合は、第２電流経路のギャップ領域ではあるが第１電流経路による磁場は広がる範囲に第１磁束密度検出装置を配置し、第１電流経路のギャップ領域ではあるが２電流経路による磁場は広がる範囲に第２磁束密度検出装置を配置する。第１磁束密度検出装置によって、第２電流値の影響を受けることなく、第１電流値を検出することができる。第２磁束密度検出装置によって、第１電流値の影響を受けることなく、第２電流値を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１７５４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の技術は、斜行部を設けることで磁場が広がらないギャップ領域を得ることができるという知見を活用したすぐれた技術であるが、２本の電流経路の間隔が狭い場合には、第２電流経路のギャップ領域ではあるが第１電流経路による磁場は広がる範囲が狭くなり、その範囲内に第１磁束密度検出装置を配置することが困難となる。同様に、第１電流経路のギャップ領域ではあるが第２電流経路による磁場は広がる範囲が狭くなり、その範囲内に第２磁束密度検出装置を配置することが困難となる。また、ギャップ領域といっても磁束密度がゼロではなく、漏れ磁束が広がっている。２本の電流経路の間隔が狭い場合には、上記の範囲に磁束密度検出装置を配置することができても、漏れ磁束の影響が大きくなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書では、並行して延びている２本の電流経路の通電電流値を独立に検出する技術を開示する。本明細書では、電流経路に屈曲部を設け、第１電流経路による磁束方向と第２電流経路による磁束方向が直交する関係を得る技術を開示する。
【０００９】
本明細書で開示する電流検出装置は、屈曲部以外では並行している第１電流経路と第２電流経路の各々に通電している電流値を検出する。以下では、ｘ−ｙ−ｚ直交座標系を想定し、第１電流経路と第２電流経路が並行して延びている方向をｚ方向とする。
第１電流経路には、延びている方向が＋ｚ，＋ｘ，＋ｚ，−ｘ，＋ｚの順序で変化しているｘ方向屈曲部が形成されている。ｘ方向屈曲部は、ｘ−ｚ面内で屈曲している。第２電流経路には、延びている方向が＋ｚ，＋ｙ，＋ｚ，−ｙ，＋ｚの順序で変化しているｙ方向屈曲部が形成されている。ｙ方向屈曲部は、ｙ−ｚ面内で屈曲している。ｘ方向屈曲部が属するｘ−ｚ面上にあって、第１電流経路が＋ｘ方向に延びている部分（以下では＋ｘ部分という）と−ｘ方向に延びている部分（以下では−ｘ部分という）に挟まれている範囲内に、ｙ方向の磁束密度を検出するｙ方向磁束密度検出装置が配置されている。またｙ方向屈曲部が属するｙ−ｚ面上にあって、第２電流経路が＋ｙ方向に延びている部分（以下では＋ｙ部分という）と−ｙ方向に延びている部分（以下では−ｙ部分という）に挟まれている範囲内に、ｘ方向の磁束密度を検出するｘ方向磁束密度検出装置が配置されている。ｘ方向屈曲部とｙ方向屈曲部は、磁性材の枠で取り囲まれている。
【００１０】
ｘ方向屈曲部において延びている方向が＋ｚ，＋ｘ，＋ｚ，−ｘ，＋ｚの順序で変化するという場合、変化点で方向が急激に変化してもよいし、徐々に変化してもよい。急激に変化すれば、コの字形状の屈曲部となり、徐々に変化すればＵ字形状の屈曲部となる。ｙ方向屈曲部についても同様である。
【００１１】
ｘ方向屈曲部が属するｘ−ｚ面上にあって、＋ｘ部分と−ｘ部分に挟まれている範囲を第１中間範囲ということにする。またｙ方向屈曲部が属するｙ−ｚ面上にあって＋ｙ部分と−ｙ部分に挟まれている範囲を第２中間範囲ということにする。
ｘ方向屈曲部を流れる電流は、右ねじの法則に従って、第１中間範囲では、ｙ方向に延びる磁束を生成する。しかも、＋ｘ部分の通電電流によって生成される磁束と、＋ｚ方向に延びる部分の通電電流によって生成される磁束と、−ｘ部分の通電電流によって生成される磁束が同一方向となって重畳する。同様に、ｙ方向屈曲部を流れる電流は、右ねじの法則に従って、第２中間範囲では、ｘ方向に延びる磁束を生成する。しかも、＋ｙ部分の通電電流によって生成される磁束と、＋ｚ方向に延びる部分の通電電流によって生成される磁束と、−ｙ部分の通電電流によって生成される磁束が同一方向となって重畳する。
【００１２】
第１中間範囲にｙ方向磁束密度検出装置を配置すれば、ｘ方向屈曲部を流れる電流によって生成されるｙ方向の磁束密度が検出される。ｙ方向屈曲部を流れる電流によって生成される磁束はｘ方向を向き、ｙ成分を持たないことから、ｙ方向屈曲部を流れる電流（すなわち第２電流値）の影響を避けながら、ｘ方向屈曲部を流れる電流（すなわち第１電流値）を検出することができる。さらにｙ方向磁束密度検出装置で検出するｙ方向磁束は、＋ｘ部分の通電電流によって生成される磁束と、＋ｚ方向に延びる部分の通電電流によって生成される磁束と、−ｘ部分の通電電流によって生成される磁束が重畳したものであり、磁束密度が高い。高い検出感度を得ることができる。
同様に、第２中間範囲にｘ方向磁束密度検出装置を配置すれば、ｙ方向屈曲部を流れる電流によって生成されるｘ方向の磁束密度が検出される。ｘ方向屈曲部を流れる電流によって生成される磁束はｙ方向を向き、ｘ成分を持たないことから、ｘ方向屈曲部を流れる電流（すなわち第１電流値）の影響を避けながら、ｙ方向屈曲部を流れる電流（すなわち第２電流値）を検出することができる。さらに、ｘ方向磁束密度検出装置で検出するｘ方向磁束は、＋ｙ部分の通電電流によって生成される磁束と、＋ｚ方向に延びる部分の通電電流によって生成される磁束と、−ｙ部分の通電電流によって生成される磁束が重畳したものであり、磁束密度が高い。高い検出感度を得ることができる。
またｘ方向屈曲部とｙ方向屈曲部は、磁性材の枠で取り囲まれており、外部磁場の影響で誤検出することにも対策されている。
【００１３】
第１電流経路の＋ｘ部分と−ｘ部分の間にあって＋ｚ方向に延びる部分を第１中間部分とし、第２電流経路の＋ｙ部分と−ｙ部分の間にあって＋ｚ方向に延びる部分を第２中間部分としたときに、第１中間部分のｚ座標範囲と第２中間部分のｚ座標範囲のうちの一方が他方を包含する関係に設定することが好ましい。この場合、一方のｚ座標範囲に包含される他方のｚ座標範囲内に、ｘ方向の磁束密度とｙ方向の磁束密度を検出する２成分磁束密度検出装置を配置することができる。
第１中間部分と第２中間部分のうちの一方のｚ座標範囲が他方のｚ座標範囲を包含する関係に設定すると、第１中間範囲でもあるととともに第２中間範囲である地点を得ることができ、ｘ方向磁束密度検出装置とｙ方向磁束密度検出装置を同一位置に配置することが可能となる。ｘ方向磁束密度検出装置とｙ方向磁束密度検出装置を別々に設置するのに代えて、ｘ方向磁束密度検出機能とｙ方向磁束密度検出機能を兼ね備えた２成分磁束密度検出装置を配置することができる。
【００１４】
ｘ−ｙ面内で２成分磁束密度検出装置と第１中間部分を結ぶ線分と、ｘ−ｙ面内で２成分磁束密度検出装置と第２中間部分を結ぶ線分が直交する位置に、２成分磁束密度検出装置が配置されていることが好ましい。あるいは、ｘ方向屈曲部が属するｘ−ｚ面と、ｙ方向屈曲部が属するｙ−ｚ面が交差する線上に、２成分磁束密度検出装置が配置されていることが好ましい。
【００１５】
第１中間部分のｚ座標範囲の中間値と、第２中間部分のｚ座標範囲の中間値が一致する関係に設定しておくことが好ましい。その場合、その一致点に２成分磁束密度検出装置を配置する。この場合、＋ｘ部分の通電電流によって生成される磁束密度と、−ｘ部分の通電電流によって生成される磁束密度が等しくなり、２成分磁束密度検出装置の存在位置に生じるｙ方向磁束密度が大きくなる。同様に、＋ｙ部分の通電電流によって生成される磁束密度と、−ｙ部分の通電電流によって生成される磁束密度が等しくなり、２成分磁束密度検出装置の存在位置に生じるｘ方向磁束密度が大きくなる。検出感度が向上する。
【００１６】
３相交流の通電経路は、第１電流経路と第２電流経路に並行する第３電流経路を備えている。この場合、ｙ−ｚ面内において、第１電流経路と第２電流経路と第３電流経路の順で配置することが好ましい。また第３電流経路から第１電流経路に向かう方向が＋ｙ方向であると扱うことが好ましい。
【００１７】
磁性材の枠が、ｙ−ｚ面においてｘ方向屈曲部とｙ方向屈曲部を取り囲んでおり、第３電流経路が枠の外側を通過していることが好ましい。あるいは、磁性材の枠が、ｘ−ｙ面においてｘ方向屈曲部とｙ方向屈曲部を取り囲んでおり、第３電流経路が枠の外側を通過している関係にしてもよい。
【００１８】
２成分磁束密度検出装置が、ｘ方向の磁束密度を検出する向きに配置された第１ホール素子と、ｙ方向の磁束密度を検出する向きに配置された第２ホール素子を備えていてもよい。あるいは、複数個のＧＭＲ素子を含むブリッジ回路を備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、第１電流経路と第２電流経路が並列している場合に、第１電流経路の通電電流の影響を避けながら第２電流経路の通電電流値を検出し、第２電流経路の通電電流の影響を避けながら第１電流経路の通電電流値を検出することができる。また、３本の電流経路に３相交流が通電されている場合、第１電流経路の通電電流値と第２電流経路の通電電流値から第３電流経路の通電電流値を算出することができることから、本発明によって、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の電流値を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１電流経路のｘ方向屈曲部と、第２電流経路のｙ方向屈曲部と、第３電流経路と、２成分磁束密度検出装置を示す斜視図。
【図２】（ａ）は第１電流経路のｘ方向屈曲部の通電電流で生成する磁束の方向を示す。（ｂ）は第２電流経路のｙ方向屈曲部の通電電流で生成する磁束の方向を示す。
【図３】（ａ）はｘ方向屈曲部とｙ方向屈曲部をｚ方向から観察したときの磁束の方向を示す。（ｂ）はｘ方向屈曲部をｙ方向から観察したときの磁束の方向を示す。（ｃ）はｙ方向屈曲部をｘ方向から観察したときの磁束の方向を示す。
【図４】磁性材の枠が外部磁場に及ぼす影響を模式的に示す。
【図５】ｘ方向の磁束密度を検出する向きに配置された第１ホール素子と、ｙ方向の磁束密度を検出する向きに配置された第２ホール素子を備えている２成分磁束密度検出装置を示す。
【図６】複数個のＧＭＲ素子を含むブリッジ回路を備えている２成分磁束密度検出装置を示す。
【図７】（ａ）から(ｄ)は、第１電流経路のｘ方向屈曲部と、第２電流経路のｙ方向屈曲部と、第３電流経路の関係を例示している。
【図８】第２実施例の枠を持つ電流検出回路を示す。
【図９】第３実施例の枠を持つ電流検出回路を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
下記に示す実施例の主要な特徴を列記する。
（特徴１）電流経路は金属帯（バスバ）で形成されている。
（特徴２）第１電流経路と第２電流経路と第３電流経路の順に配置されている。
（特徴３）第１電流経路と第２電流経路と第３電流経路の各々が延びている方向をｚ方向とし、第３電流経路から第２電流経路を経て第１電流経路に向かう方向をｙ方向とする。第１電流経路にｘ方向屈曲部が形成されており、第２電流経路にｙ方向屈曲部が形成されている。ｙ−ｚ面内において、ｙ方向屈曲部は第１電流経路を越えて延びている。
（特徴４）ｙ方向屈曲部の内側にｘ方向屈曲部が入り込んでいる。
（特徴５）ｘ方向屈曲部の内側に２成分磁束密度検出装置が配置されている。
（特徴６）ｙ−ｚ面内において、第１電流経路と重なる位置に２成分磁束密度検出装置が配置されている。
（特徴７）２成分磁束密度検出装置から＋ｘ部分（ｘ方向屈曲部において＋ｘ方向に延びている部分）までの距離と、２成分磁束密度検出装置から−ｘ部分（ｘ方向屈曲部において−ｘ方向に延びている部分）までの距離が等しい。
（特徴８）２成分磁束密度検出装置から＋ｙ部分（ｙ方向屈曲部において＋ｙ方向に延びている部分）までの距離と、２成分磁束密度検出装置から−ｙ部分（ｙ方向屈曲部において−ｙ方向に延びている部分）までの距離が等しい。
（特徴９）＋ｘ部分の長さと−ｘ部分の長さが等しい。
（特徴１０）＋ｙ部分の長さと−ｙ部分の長さが等しい。
【実施例】
【００２２】
図１は、３相交流が流れる３本の電流経路、すなわち、第１電流経路１０と第２電流経路２０と第３電流経路３０を示している。第１電流経路１０にはＵ相が流れ、第２電流経路２０にはＶ相が流れ、第３電流経路３０にはＷ相が流れる。図１に示す電流検出装置１では、第１電流経路１０の通電電流値（第１電流値という）と、第２電流経路２０の通電電流値（第２電流値という）を、２成分磁束密度検出装置５０で検出する。３相交流の場合、Ｕ相の電流値（第１電流値）と、Ｖ相の電流値（第２電流値）が検出されれば、Ｗ相の電流値（第３通電経路を流れる第３電流値）が判明する。図１の電流検出装置１は、第１電流値（Ｕ相電流値）と、第２電流値（Ｖ相電流値）と、第３電流値（Ｗ相電流値）の各々を検出する装置であるということができる。
【００２３】
第１電流経路１０と第２電流経路２０と第３電流経路３０の各々は、低抵抗の金属製の帯（バスバ）で形成されている。各バスバの長手方向は揃っており、その方向をｚ方向という。以下では、上から下に向かう方向を＋ｚ方向という。また第３電流経路３０から第２電流経路２０を経て第１電流経路１０に向かう方向を＋ｙ方向とする。またｙ方向とｚ方向に直交する方向をｘ方向とする。特に紙面右奥に向かう方向を＋ｘ方向とする。第１電流経路１０と第２電流経路２０と第３電流経路３０は、ｙ−ｚ面内に配置されている。
【００２４】
第１電流経路１０を上から下に観察すると、＋ｚ方向に延びている部分１０ａと、＋ｘ方向に延びている部分（＋ｘ部分）１０ｂと、＋ｚ方向に延びている部分（第１中間部分）１０ｃと、−ｘ方向に延びている部分（−ｘ部分）１０ｄと、＋ｚ方向に延びている部分１０ｅが、その順序で連続していることがわかる。それによってｘ方向屈曲部１０ｆが形成されている。
第２電流経路２０を上から下に観察すると、＋ｚ方向に延びている部分２０ａと、＋ｙ方向に延びている部分（＋ｙ部分）２０ｂと、＋ｚ方向に延びている部分（第２中間部分）２０ｃと、−ｙ方向に延びている部分（−ｙ部分）２０ｄと、＋ｚ方向に延びている部分２０ｅが、その順序で連続していることがわかる。それによってｙ方向屈曲部２０ｆが形成されている。ｙ−ｚ面内において、ｙ方向屈曲部２０ｆは第１電流経路１０を越えて延びている。
第３電流経路３０は、一様に＋ｚ方向に延びており、屈曲部を備えていない。
【００２５】
図３（ｂ）は、ｘ方向屈曲部１０ｆをｙ方向から観察した図であり、第１中間部分１０ｃは、第１ｚ座標範囲ｚ１０（ｚ２〜ｚ３）を延びている。図３（ｃ）は、ｙ方向屈曲部２０ｆをｘ方向から観察した図であり、第２中間部分２０ｃは、第２ｚ座標範囲ｚ２０（ｚ１〜ｚ４）を延びている。ｚ１＞ｚ２＞ｚ３＞ｚ４である。第１ｚ座標範囲ｚ１０（ｚ２〜ｚ３）は、第２ｚ座標範囲ｚ２０（ｚ１〜ｚ４）に包含されている。前記したようにｙ−ｚ面内において、ｙ方向屈曲部２０ｆは第１電流経路１０を越えて延びている。その結果、ｙ方向屈曲部２０ｆの内側にｘ方向屈曲部１０ｆが入り込んでいる。
【００２６】
＋ｘ部分１０ｂと−ｘ部分１０ｄに挟まれている範囲であって、ｘ方向屈曲部１０ｆを含んでいるｘ−ｚ面上に、２成分磁束密度検出装置５０が配置されている。２成分磁束密度検出装置５０は、同時に、＋ｙ部分２０ｂと−ｙ部分２０ｄに挟まれている範囲であって、ｙ方向屈曲部２０ｆを含んでいるｙ−ｚ面上にもある。
【００２７】
図３（ｂ）に示すように、２成分磁束密度検出装置５０が配置されている位置５０ａから＋ｘ部分１０ｂまでの距離Ｌ１０と、位置５０ａから−ｘ部分１０ｄまでの距離Ｌ１０は等しい。位置５０ａのｚ座標は、第１ｚ座標範囲ｚ１０（ｚ２〜ｚ３）の中間値（ｚ２＋ｚ３）／２に等しく、第１ｚ座標範囲ｚ１０内にある。
図３（ｃ）に示すように、位置５０ａから＋ｙ部分２０ｂまでの距離Ｌ２０と、位置５０ａから−ｙ部分２０ｄまでの距離Ｌ２０は等しい。位置５０ａのｚ座標は、第２ｚ座標範囲ｚ２０（ｚ１〜ｚ４）の中間値（ｚ１＋ｚ４）／２に等しく、第２ｚ座標範囲ｚ２０内にある。（ｚ２＋ｚ３）／２＝（ｚ１＋ｚ４）／２の関係に設定されている。
【００２８】
図３（ａ）は、ｘ方向屈曲部１０ｆとｙ方向屈曲部２０ｆをｚ方向から観察した図である。位置５０ａは、ｘ方向屈曲部１０ｆが属するｘ−ｚ面と、ｙ方向屈曲部２０ｆが属するｙ−ｚ面が交差する線上に配置されている。また、ｘ−ｙ面内で観察すると、位置５０ａと第１中間部分１０ｃを結ぶ線分と、位置５０ａと第２中間部分２０ｃを結ぶ線分が直交する関係が得られる位置に、２成分磁束密度検出装置５０が配置されている。
【００２９】
図２（ａ）は、＋ｘ部分１０ｂの通電電流で生成される磁束１２ｂと、第１中間部分１０ｃの通電電流で生成される磁束１２ｃと、−ｘ部分１０ｄの通電電流で生成される磁束１２ｄを示している。位置５０ａでは、磁束１２ｂも磁束１２ｃも磁束１２ｄも＋ｙ方向を向いている。そのことは、図３からも確認される。位置５０ａでは、同一方向を向いた磁束１２ｂと磁束１２ｃと磁束１２ｄが重畳した強い磁束Ｂｙが発生する。
図２（ｂ）は、＋ｙ部分２０ｂの通電電流で生成される磁束２２ｂと、第２中間部分２０ｃの通電電流で生成される磁束２２ｃと、−ｙ部分２０ｄの通電電流で生成される磁束２２ｄを示している。位置５０ａでは、磁束２２ｂも磁束２２ｃも磁束２２ｄも−ｘ方向を向いている。そのことは、図３からも確認される。位置５０ａでは、同一方向を向いた磁束２２ｂと磁束２２ｃと磁束２２ｄが重畳した強い磁束密度Ｂｘが発生する。
【００３０】
位置５０ａのｚ座標＝（ｚ２＋ｚ３）／２の関係に設定されていると、位置５０ａにおいて＋ｘ部分１０ｂの通電電流で生成される磁束１２ｂと、位置５０ａにおいて−ｘ部分１０ｄの通電電流で生成される磁束１２ｄは等しくなる。２成分磁束密度検出装置５０のｚ座標が（ｚ２＋ｚ３）／２に等しくなければ、磁束１２ｂと磁束１２ｄは等しくない。前者の場合は後者の場合より、磁束１２ｂと磁束１２ｄを重畳した磁束密度が高くなる。
実施例の場合、同じ通電電流値であれば最大の磁束密度が得られる位置に２成分磁束密度検出装置５０が配置されている。
【００３１】
位置５０ａのｚ座標＝（ｚ１＋ｚ４）／２の関係に設定されていると、位置５０ａにおいて＋ｙ部分２０ｂの通電電流で生成される磁束２２ｂと、位置５０ａにおいて−ｙ部分２０ｄの通電電流で生成される磁束２２ｄは等しくなる。２成分磁束密度検出装置５０のｚ座標が（ｚ１＋ｚ４）／２に等しくなければ、磁束２２ｂと磁束２２ｄは等しくない。前者の場合は後者の場合より、磁束２２ｂと磁束２２ｄを重畳した磁束密度が高くなる。
実施例の場合、同じ通電電流値であれば最大の磁束密度が得られる位置に２成分磁束密度検出装置５０が配置されている。
【００３２】
位置５０ａに生成されるｙ方向の磁束Ｂｙは、ｘ方向屈曲部１０ｆを流れる電流によってのみ生成され、ｙ方向屈曲部２０ｆを流れる電流の影響を受けない。ｙ方向屈曲部２０ｆを流れる電流は、位置５０ａではｘ方向の磁束Ｂｘのみを生成し、ｙ方向成分を生成しないからである。同様に、位置５０ａに生成されるｘ方向の磁束Ｂｘは、ｙ方向屈曲部２０ｆを流れる電流によってのみ生成され、ｘ方向屈曲部１０ｆを流れる電流の影響を受けない。ｘ方向屈曲部１０ｆを流れる電流は、位置５０ａではｙ方向の磁束Ｂｙのみを生成し、ｘ方向成分を生成しないからである。従って、磁束Ｂｙを検出すれば、ｘ方向屈曲部１０ｆを流れる電流を検出ことができる。ｙ方向屈曲部２０ｆを流れる電流は検出結果に影響を与えない。同様に、磁束Ｂｘを検出すれば、ｙ方向屈曲部２０ｆを流れる電流を検出ことができる。ｘ方向屈曲部１０ｆを流れる電流は検出結果に影響を与えない。第１電流値が第２電流値の検出結果に影響を与えることもなければ、第２電流値が第１電流値の検出結果に影響を与えることもない。
【００３３】
図１に示すように、磁性材の枠で４０が、ｘ方向屈曲部１０ｆとｙ方向屈曲部２０ｆを取り囲んでいる。第３電流経路３０は、枠４０の外側にある。図４は、外部磁場に対して磁性材の枠４０が与える影響を模式的に図示している。外部磁場は、枠４０に接近するにつれて枠４０に吸引される。２成分磁束密度検出装置５０が配置されている位置には、外部磁場が到達しない。第３電流経路３０は枠４０の外側にあり、その通電電流によって生成される磁場は、図４に示す外部磁場に相当する。第３電流経路３０を流れる電流が、第１電流値と第２電流値の検出結果に影響を与えることがない。
【００３４】
図５は、２成分磁束密度検出装置５０の一例を示している。磁束Ｂｙを検出する向きに配置されている第１ホール素子５６と、磁束Ｂｘを検出する向きに配置されている第２ホール素子５４を備えており、両者は基板５２で相対的位置関係が固定されている。第１ホール素子５６が磁束Ｂｙを検出して第１電流値を検出し、第２ホール素子５４が磁束Ｂｘを検出して第２電流値を検出する。
【００３５】
図６は、２成分磁束密度検出装置５０ａの他の例を示している。その詳細は、特開２０１１−２２０７５号公報に開示されている。図示の５９は、バイアス磁石であり、５８は基板を示している。基板５８には、複数個のＧＭＲ素子(Giant Magneto Resistive effectを発揮する抵抗体)を利用するブリッジ回路が形成されている。２成分磁束密度検出装置５０ａは、磁束Ｂｙと磁束Ｂｘを独立に検出することができる。
【００３６】
図７は、ｘ方向屈曲部とｙ方向屈曲部の種々の組み合わせを示している。図７（ａ）は図１の配置関係に対応する。図７(ｂ)は、ｘ方向屈曲部１０ｆのｚ座標範囲がｙ方向屈曲部２０ｆのｚ座標範囲を包含しており、ｙ方向屈曲部２０ｆがｘ方向屈曲部１０ｆの内側に入り込んでいる配置を示している。図７（ｃ）（ｄ）は、ｘ方向屈曲部１０ｆが形成されている第１電流経路１０が、ｙ方向屈曲部２０ｆが形成されている第２電流経路２０と第３電流経路３０の間に配置されている例を示している。（ｃ）は、ｙ方向屈曲部２０ｆのｚ座標範囲がｘ方向屈曲部１０ｆのｚ座標範囲を包含しており、ｘ方向屈曲部１０ｆがｙ方向屈曲部２０ｆの内側に入り込んでいる配置を示している。（ｄ）は、ｘ方向屈曲部１０ｆのｚ座標範囲がｙ方向屈曲部２０ｆのｚ座標範囲を包含しており、ｙ方向屈曲部２０ｆがｘ方向屈曲部１０ｆの内側に入り込んでいる配置を示している。
【００３７】
図７のいずれにおいても、
（１）ｘ方向屈曲部１０ｆのｚ座標範囲の中間値＝ｙ方向屈曲部２０ｆのｚ座標範囲の中間値の関係に設定し、その中間値の位置に２成分磁束蜜検出装置５０を配置する。
（２）ｘ方向屈曲部１０ｆが属するｘ−ｚ面と、ｙ方向屈曲部２０ｆが属するｙ−ｚ面が交わる線分上に２成分磁束蜜検出装置５０を配置する。
（３）（２）の結果、ｘ−ｙ面内で２成分磁束密度検出装置５０と第１中間部分１０ｃを結ぶ線分と、ｘ−ｙ面内で２成分磁束密度検出装置５０と第２中間部分２０ｃを結ぶ線分が直交することになる。
上記の関係にあると、２成分磁束密度検出装置５０の存在位置において、＋ｘ部分１０ｂの通電電流が生成する磁束方向は＋ｙ方向となり、第１中間部分１０ｃが生成する磁束方向も＋ｙ方向となり、−ｘ部分１０ｄの通電電流が生成する磁束方向も＋ｙ方向となる。また図７（ａ）（ｂ）の場合、２成分磁束密度検出装置５０の存在位置において、＋ｙ部分２０ｂの通電電流が生成する磁束方向は−ｘ方向となり、第２中間部分２０ｃが生成する磁束方向も−ｘ方向となり、−ｙ部分２０ｄの通電電流が生成する磁束方向も−ｘ方向となる。また図７（ｃ）（ｄ）の場合、２成分磁束密度検出装置５０の存在位置において、−ｙ部分２０ｂの通電電流が生成する磁束方向は＋ｘ方向となり、第２中間部分２０ｃが生成する磁束方向も＋ｘ方向となり、＋ｙ部分２０ｄの通電電流が生成する磁束方向も＋ｘ方向となる。図７の全部の場合について、２成分磁束密度検出装置５０の存在位置では、ｘ方向屈曲部１０ｆの通電電流によって生成される磁束はｙ成分のみを持ち（ｘ成分を持たない）、ｙ方向屈曲部２０ｆの通電電流によって生成される磁束はｘ成分のみを持つ（ｙ成分を持たない）。２成分磁束密度検出装置５０でｙ方向の磁束密度を検出すれば、ｙ方向屈曲部２０ｆの通電電流の影響を受けずに、ｘ方向屈曲部１０ｆの通電電流を検出することができる。同様に、２成分磁束密度検出装置５０でｘ方向の磁束密度を検出すれば、ｘ方向屈曲部１０ｆの通電電流の影響を受けずに、ｙ方向屈曲部２０ｆの通電電流を検出することができる。
図７のいずれにおいても、＋ｘ部分１０ｂによる磁束と−ｘ部分１０ｄによる磁束は同一方向となり、それらが重畳した磁束の密度を検出することから第１電流値の検出感度が高い。また、＋ｙ部分による磁束と−ｙ部分による磁束は同一方向となり、それらが重畳した磁束の密度を検出することから第２電流値の検出感度も高い。
なお、図７（ａ）（ｂ）によると、第３電流経路３０から２成分磁束密度検出装置５０までの距離を長く取ることができる。第３電流経路３０が生成する磁束の影響を小さく抑えることができる。
【００３８】
図８は、外部磁気をシールドする枠４０の第２実施例を示している。この枠４０は、完全に一周しておらず、ギャップ４０ａを残している。ギャップ４０ａが残っていても大部分の外部磁気をシールドすることができる。ギャップ４０ａが残っていてもよい場合、枠４０の製造過程が簡単化される。
【００３９】
図１と図８では、ｙ−ｚ面において、枠４０がｘ方向屈曲部１０ｆとｙ方向屈曲部２０ｆを取り囲んでいる。それに対して、図９に示すように、ｘ−ｙ面において、ｘ方向屈曲部１０ｆとｙ方向屈曲部２０ｆを取り囲んでいる枠６０を利用してもよい。
【００４０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４１】
１０：第１電流経路
１０ａ：＋ｚ部分
１０ｂ：＋ｘ部分
１０ｃ：＋ｚ部分：第１中間部分
１０ｄ：−ｘ部分
１０ｅ：＋ｚ部分
１０ｆ：ｘ方向屈曲部
２０：第２電流経路
２０ａ：＋ｚ部分
２０ｂ：＋ｙ部分
２０ｃ：＋ｚ部分：第２中間部分
２０ｄ：−ｙ部分
２０ｅ：＋ｚ部分
２０ｆ：ｙ方向屈曲部
３０：第３電流経路
４０：磁性材の枠
５０：２成分磁束密度検出装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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