(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状の導体と、
該導体に略平行に配置され、被測定電流が流れる直線状の被測定導体と、
該被測定導体に流れる被測定電流によって発生される磁束が感磁面に略垂直に入り、前記導体を含む平面が、該感磁面の略中心を通り且つ該感磁面と略垂直に交わるように該被測定導体の近傍に配置された磁電変換素子と、
前記導体に流れる電流によって発生される磁束が前記磁電変換素子の感磁面において、該感磁面に略平行になるように前記導体及び被測定導体を支持する基板と、
を備えたことを特徴とする電流検出器。
【請求項２】
被測定電流が流れる、凹状またはクランク状に折り曲げられた折り曲げ部が形成された被測定導体と、
該被測定導体に流れる被測定電流によって発生される磁束が感磁面に略垂直に入り、前記導体を含む平面が、該感磁面の略中心を通り且つ該感磁面と略垂直に交わるように前記折り曲げ部の近傍に配置された磁電変換素子と、
電流が流れることによって発生される磁束が前記磁電変換素子の感磁面において、該感磁面に略平行になるように配置された直線状の導体と、
を備えたことを特徴とする電流検出器。
【請求項３】
それぞれに被測定電流が流れる複数の被測定導体を備えた電流検出器であって、
前記複数の被測定導体のそれぞれは凹状またはクランク状に折り曲げられた折り曲げ部を有し、各被測定導体の折り曲げ部の近傍に該被測定導体に流れる被測定電流によって発生される磁束が感磁面に略垂直に入るように配置された磁電変換素子を備え、
前記複数の被測定導体は相互に略平行になるように配置され、且つ、前記複数の被測定導体の各折り曲げ部は各被測定導体の長手方向において相互に重複しないように配置されていることを特徴とする電流検出器。
【請求項４】
前記複数の被測定導体に配置される各磁電変換素子は、当該被測定導体以外の被測定導体の前記折り曲げ部を除く部分を含む平面が、当該被測定導体に配置された磁電変換素子の感磁面の略中心を通り且つ該感磁面と略垂直に交わるように相互に配置されることを特徴とする請求項３記載の電流検出器。
【請求項５】
被測定電流が流れる直線状の被測定導体と、
該被測定導体に流れる被測定電流によって発生される磁束が感磁面に略垂直に入るように前記被測定導体の近傍に配置された磁電変換素子と、
貫通穴により流れる電流を２等分する平行な分岐路を有し、各分岐路に電流が流れることによって発生される各磁束が、前記磁電変換素子の感磁面において該感磁面に等しい角度で鎖交するように配置された直線状の導体と、
を備えたことを特徴とする電流検出器。
【請求項６】
前記磁電変換素子は、前記各分岐路から等距離にある平面が、該磁電変換素子の感磁面の略中心を通り且つ該感磁面と略垂直に交わるように配置されることを特徴とする請求項５記載の電流検出器。
【請求項７】
前記磁電変換素子は、前記被測定導体に固着されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の電流検出器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等といった機器に搭載される電気回路に流れる電流を検出する電流検出器に関し、特に複数の導体が並設されている場合の電流の検出精度を高める技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば自動車に搭載される電気回路に流れる電流を、磁電変換素子の１つであるホール素子を使用して検出する電流検出器が知られている。このような電流検出器の一例が特開平５−２２３８４９号公報に開示されている。この電流検出器は、図１３に示すように、同一平面内で切り込み５０ａ或いは折り曲げによりループ状の電流路５０ｂを形成し被検出電流Ｉを流す導体５０と、導体５０に流れる被検出電流Ｉにより発生する磁束を電気信号に変換する磁電変換素子５１とを備えている。
【０００３】
この電流検出器では、導体５０に形成されたループ状の電流路５０ｂに被検出電流Ｉが流れることにより磁束が発生する。この磁束は磁電変換素子５１で電気信号に変換され、これにより被検出電流Ｉの大きさに比例した電気信号が得られる。この電流検出器では、磁電変換素子が直線状の導体の近傍に設置された場合に比べ、２倍以上の磁束を感受するので、電流検出の精度を上げることができる。
【０００４】
また、電流検出器の他の例が特開昭６３−２５３２６４号（特公平８−３４９９号）公報に開示されている。この電流検出器は、図１４に示すように、被測定電流６２を流すための導線６１と、この導線６１に被測定電流６２が流れた際に該導線６１の周囲に発生する磁界６３を該導線の周囲対向領域において磁電変換する磁電変換素子６４，６５と、夫々の磁電変換素子６４，６５の磁電変換出力を合成する合成部６６とから構成されている。
【０００５】
この電流検出器では、磁電変換素子６４，６５は同一特性であって、導線６１に電流６２が流れたときに発生する磁気ループ６３に対し互いに同一で異なる方向の磁界を受けている。そのため素子６４，６５から取り出した出力は逆位相であるから、合成部６６において差動合成したとき、合成部６６の出力は素子単独出力の略２倍になる。一方、電流検出器全体に外部磁界６７が影響しているとき、外部磁界６７に対し磁電変換素子６４，６５の出力は同相である。従って合成部６６において差動合成した出力には外部磁界６７に基づく出力信号は打ち消される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平５−２２３８４９号公報に開示された電流検出器では、被測定導体以外の導体を流れる電流によって発生される磁束が外乱となって検出結果に影響を及ぼすので、被測定導体に流れる電流を精度良く検出できないという問題がある。特に、自動車用の電気接続箱のような複数の導体が並設される環境において磁電変換素子を用いて電流検出を行う場合、被測定導体以外の導体を流れる電流による磁束の干渉を受けるので電流検出精度を上げることができないという問題がある。
【０００７】
また、特開昭６３−２５３２６４号（特公平８−３４９９号）公報に開示された電流検出器では、１つの導体に対して２つの磁電変換素子を用いる必要があるので、電流検出器のコストが増大するという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、自動車用電気接続箱のような複数の導体が並設されているような場合であっても、被測定導体に流れる電流を精度良く検出でき、しかも安価な電流検出器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、直線状の導体と、該導体に略平行に配置され、被測定電流が流れる直線状の被測定導体と、該被測定導体に流れる被測定電流によって発生される磁束が感磁面に略垂直に入り、導体を含む平面が、該感磁面の略中心を通り且つ該感磁面と略垂直に交わるように該被測定導体の近傍に配置された磁電変換素子と、導体に流れる電流によって発生される磁束が磁電変換素子の感磁面において、該感磁面に略平行になるように導体及び被測定導体を支持する基板とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
この請求項１に記載の発明によれば、被測定導体の近傍に配置された磁電変換素子と被測定導体以外の導体との位置関係がこれらを支持する基板によって調整される。すなわち、被測定導体はそれに流れる被測定電流によって発生される磁束が磁電変換素子の感磁面に垂直に入り、被測定導体以外の導体はそれに流れる電流によって発生される磁束が磁電変換素子の感磁面において、その感磁面に略平行になるようにそれぞれ基板上に配置される。従って、磁電変換素子は被測定導体を流れる被測定電流で発生される磁束のみを感受し、被測定導体以外の導体によって発生される磁束は感受しない。つまり、被測定導体に流れる電流を検出する際に、被測定導体以外の導体により発生される磁束の影響を略完全に排除することができ、被測定導体に流れる被測定電流を精度良く検出できる。また、１つの磁電変換素子で電流検出器を構成できるので、安価な電流検出器を提供できる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、被測定電流が流れる、凹状またはクランク状に折り曲げられた折り曲げ部が形成された被測定導体と、該被測定導体に流れる被測定電流によって発生される磁束が感磁面に略垂直に入り、導体を含む平面が、該感磁面の略中心を通り且つ該感磁面と略垂直に交わるように折り曲げ部の近傍に配置された磁電変換素子と、電流が流れることによって発生される磁束が磁電変換素子の感磁面において、該感磁面に略平行になるように配置された直線状の導体とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
この請求項２に記載の発明によれば、被測定導体の近傍に配置された磁電変換素子と被測定導体以外の導体との位置関係が被測定導体に形成された折り曲げ部によって調整される。すなわち、被測定導体に折り曲げ部が形成され、磁電変換素子は、被測定導体に流れる被測定電流によって発生される磁束が磁電変換素子の感磁面に垂直に入るように折り曲げ部に配置される。一方、被測定導体以外の導体はそれに流れる電流によって発生される磁束が磁電変換素子の感磁面において、その感磁面に略平行になるように配置される。従って、上記請求項１に記載の発明と同様に、磁電変換素子は被測定導体を流れる電流で発生される磁束のみを感受し、被測定導体以外の導体によって発生される磁束は感受しない。つまり、被測定導体に流れる電流を検出する際に、被測定導体以外の導体により発生される磁束の影響を略完全に排除することができ、被測定導体に流れる電流を精度良く検出できる。また、１つの磁電変換素子で電流検出器を構成できるので、安価な電流検出器を提供できる。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、それぞれに被測定電流が流れる複数の被測定導体を備えた電流検出器であって、複数の被測定導体のそれぞれは凹状またはクランク状に折り曲げられた折り曲げ部を有し、各被測定導体の折り曲げ部の近傍に該被測定導体に流れる被測定電流によって発生される磁束が感磁面に略垂直に入るように配置された磁電変換素子を備え、複数の被測定導体は相互に略平行になるように配置され、且つ、複数の被測定導体の各折り曲げ部は各被測定導体の長手方向において相互に重複しないように配置されていることを特徴とする。
【００１６】
この請求項３に記載の発明によれば、相互に略平行になるように配置された複数の被測定導体の各折り曲げ部に磁電変換素子を配置すると共に、複数の被測定導体の各折り曲げ部は各被測定導体の長手方向において相互に重複しないように配置されているので、各被測定導体は相互に他の被測定導体に配置された磁電変換素子に影響を与えない。従って、並設された複数の被測定導体のそれぞれに流れる電流を他の被測定導体による影響を受けずに精度良く検出できる。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、複数の被測定導体に配置される各磁電変換素子は、当該被測定導体以外の被測定導体の折り曲げ部を除く部分を含む平面が、当該被測定導体に配置された磁電変換素子の感磁面の略中心を通り且つ該感磁面と略垂直に交わるように相互に配置されることを特徴とする。
【００１８】
この請求項４に記載の発明によれば、他の被測定導体に電流が流れることより発生される磁束が、当該被測定導体に配置された磁電変換素子の感磁面において、この感磁面に対して正確に平行になるようにすることができる。従って、各被測定導体に流れる電流を検出する際に、他の被測定導体により発生される磁束の影響を略完全に排除することができる。
【００１９】
また、請求項５に記載の発明は、被測定電流が流れる直線状の被測定導体と、該被測定導体に流れる被測定電流によって発生される磁束が感磁面に略垂直に入るように被測定導体の近傍に配置された磁電変換素子と、貫通穴により流れる電流を２等分する平行な分岐路を有し、各分岐路に電流が流れることによって発生される各磁束が、磁電変換素子の感磁面において該感磁面に等しい角度で鎖交するように配置された直線状の導体とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
この請求項５に記載の発明によれば、各分岐路に電流が流れることにより発生される磁束は、磁電変換素子の感磁面において、この感磁面に対して等角度で鎖交するので、各磁束の感磁面に対する垂直な成分は打ち消し合う。従って、被測定導体に流れる電流を検出する際に、被測定導体以外の導体により発生される磁束の影響を略排除することができる。
【００２１】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、磁電変換素子は、各分岐路から等距離にある平面が、該磁電変換素子の感磁面の略中心を通り且つ該感磁面と略垂直に交わるように配置されることを特徴とする。
【００２２】
この請求項６に記載の発明によれば、被測定導体以外の導体に電流が流れることより発生される磁束が、磁電変換素子の感磁面において正確に打ち消されるので、被測定導体に流れる電流を検出する際に、被測定導体以外の導体により発生される磁束の影響を略完全に排除することができる。
【００２３】
更に、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の発明において、磁電変換素子は、被測定導体に固着されることを特徴とする。
【００２４】
この請求項７に記載の発明によれば、被測定導体に対する磁電変換素子の位置を正確に固定することができるので、被測定導体に電流が流れることにより発生される磁束が磁電変換素子の感磁面に正確に垂直に入るように設定できる。また、被測定導体に対して他の導体または被測定導体の位置決めをすることにより、磁電変換素子に対する他の導体または被測定導体の位置が正確に決まるので、電流検出器の組立が容易になる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る電流検出器を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施の形態において同一または相当部には同一符号を付して説明する。
【００２６】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る電流検出器の構成を示す斜視図である。この電流検出器は、被測定導体１０、第１導体１１1、第２導体１１2、ホール素子２０及び基板３０から構成されている。これらは、通常、図示しない電気接続箱に収容される。なお、この第１の実施の形態では、集磁コアは使用されていない。
【００２７】
被測定導体１０は、被測定電流が流れる直線状の導体であって、この被測定導体１０の上にホール素子２０が固着されている。ホール素子２０は本発明の磁電変換素子に対応する。このホール素子２０は、その感磁面（磁束検出面）に入る磁束密度に対応する電圧（ホール電圧）信号を発生する。このホール素子２０には、図示しないリードを介して所定の電流が供給され、また、この第１ホール素子２０で発生された電圧信号は、図示しないリードを介して外部に取り出されるようになっている。
【００２８】
また、第１導体１１1及び第２導体１１2は、それぞれ直線状の導体であって、被測定電流以外の電流が流れる。なお、この第１の実施の形態では被測定導体１０以外に２つの導体１１1及び１１2が設けられている場合を示しているが、導体の数は１つであってもよいし３つ以上であってもよい。
【００２９】
基板３０は、被測定導体１０、第１導体１１1及び第２導体１１2を載置して固定する。この際、第１導体１１1及び第２導体１１2は、被測定導体１０に対して略平行になるように配置されている。この基板３０には、被測定導体１０に固着されたホール素子２０と第１導体１１1及び第２導体１１2との位置関係を決めるために段差が設けられている。
【００３０】
即ち、基板３０に設けられた段差は、図２に示すように、第１導体１１1の長手方向の中心線と第２導体１１2の長手方向の中心線とで形成される平面が、被測定導体１０に固着されたホール素子２０の感磁面２１の中心を通り、且つこの感磁面２１に垂直になる高さに形成されている。
【００３１】
次に、このように構成される本発明の第１の実施の形態に係る電流検出器の動作を説明する。
【００３２】
今、被測定導体１０に被測定電流が流れると、図２に示すように、アンペアの右ネジの法則に従って被測定電流の大きさに対応する強さの磁界による磁束Ｈ1が発生する。この磁束Ｈ1はホール素子２０の感磁面２１に垂直に入るので、ホール素子２０は磁束Ｈ1の密度に対応した電圧信号を発生する。
【００３３】
一方、第１導体１１1に電流が流れると、図２に示すように、この電流の大きさに対応する強さの磁界による磁束Ｈ2が発生する。しかし、第１導体１１1の長手方向の中心線を含む平面が、ホール素子２０の感磁面２１の中心を通り、且つこの感磁面２１に垂直になるようにように被測定導体１０と第１導体１１1との位置関係が設定されているので、第１導体１１1を流れる電流によって発生される磁束Ｈ2は、感磁面２１上では、この感磁面２１に平行になるように発生される。
【００３４】
ところで、ホール素子２０はその感磁面２１を貫通する磁束の垂直成分しか感受しない。そのため、被測定導体１０以外の第１導体１１1からの磁束Ｈ2は、被測定導体１０からの磁束Ｈ1に比べ、十分に小さい値として感受される。従って、第１導体１１1に流れる電流によって発生される磁束Ｈ2は無視できる程度であり、ホール素子２０で生成される電圧信号に影響を与えない。
【００３５】
第２導体１１2についても同様である。即ち、第２導体１１2に電流が流れると、この電流の大きさに対応する強さの磁界による磁束Ｈ3が発生する。しかし、第２導体１１2の長手方向の中心線を含む平面が、ホール素子２０の感磁面２１の中心を通り、且つこの感磁面２１に垂直になるようにように被測定導体１０と第２導体１１2との位置関係が設定されているので、第２導体１１2を流れる電流によって発生される磁束Ｈ3は、感磁面２１上では、この感磁面２１に平行になるように発生される。
【００３６】
ところで、上述したように、ホール素子２０はその感磁面２１を貫通する磁束の垂直成分しか感受しないため、被測定導体１０以外の第２導体１１2からの磁束Ｈ3は、被測定導体１０からの磁束Ｈ1に比べ、十分に小さい値として感受される。従って、第２導体１１2に流れる電流によって発生される磁束Ｈ3は無視できる程度であり、ホール素子２０で生成される電圧信号に影響を与えない。
【００３７】
このように、第１の実施の形態に係る電流検出器によれば、被測定導体１０は被測定電流によって発生される磁束Ｈ1がホール素子２０の感磁面２１に垂直に入り、被測定導体１０以外の第１導体１１1及び第２導体１１2はそれらに流れる電流によって発生される磁束Ｈ2及びＨ3がホール素子２０の感磁面２１において、その感磁面２１に略平行になるようにそれぞれ基板３０上に配置される。従って、ホール素子２０は被測定導体１０を流れる被測定電流により発生される磁束Ｈ1のみを感受し、被測定導体１０以外の第１導体１１1及び第２導体１１2によって発生される磁束Ｈ2及びＨ3は感受しないので、被測定導体１０に流れる被測定電流を精度良く検出できる。また、１つのホール素子２０で電流検出器が構成されている、安価な電流検出器を提供できる。
【００３８】
なお、この第１の実施の形態では、ホール素子２０は被測定導体１０の上に固着される構成としたが、必ずしも被測定導体１０上に固着されている必要はない。このホール素子２０は、第１及び第２導体１１1及び１１2に対して上述した関係を有するように配置されればよい。例えば、このホール素子２０は基板３０に直接固定してもよいし、図示しない電気接続箱に固定してもよい。
【００３９】
（第２の実施の形態）
図３は本発明の第２の実施の形態に係る電流検出器の構成を示す斜視図である。この電流検出器は、被測定導体１０、第１導体１１1、第２導体１１2及びホール素子２０から構成されている。これらは、通常、図示しない電気接続箱に収容される。なお、この第２の実施の形態では、集磁コアは使用されていない。
【００４０】
被測定導体１０は、被測定電流が流れる導体である。この被測定導体１０の一部は凹状に折り曲げられることにより折り曲げ部１２が形成されている。そして、この折り曲げ部１２にホール素子２０が固着されている。ホール素子２０は本発明の磁電変換素子に対応し、上述した第１の実施の形態で使用されたものと同じである。
【００４１】
また、第１導体１１1及び第２導体１１2は、それぞれ直線状の導体であって、被測定電流以外の電流が流れる。これら第１導体１１1及び第２導体１１2は被測定導体１０に対して略平行であって、且つ被測定導体１０の折り曲げ部１２を除く部分、第１導体１１1及び第２導体１１2が同一平面上になるように配置されている。被測定導体１０、第１導体１１1及び第２導体１１2は、例えば図示しない電気接続箱に固定することができる。或いはまた、第１の実施の形態と同様に基板（図示せず）に固定するようにしてもよい。
【００４２】
被測定導体１０に形成された折り曲げ部１２の深さは、図３及び図４に示すように、第１導体１１1の長手方向の中心線と第２導体１１2の長手方向の中心線とで形成される平面が、被測定導体１０に固着されたホール素子２０の感磁面２１の中心を通り、且つこの感磁面２１に垂直になる深さに形成されている。
【００４３】
なお、この第２の実施の形態では被測定導体１０以外に２つの導体１１1及び１１2が設けられている場合を示しているが、導体の数は１つであってもよいし３つ以上であってもよい。
【００４４】
次に、このように構成される本発明の第２の実施の形態に係る電流検出器の動作を説明する。
【００４５】
今、被測定導体１０に被測定電流が流れると、図４に示すように、アンペアの右ネジの法則に従って被測定電流の大きさに対応する強さの磁界による磁束Ｈ1が発生する。この磁束Ｈ1はホール素子２０の感磁面２１に垂直に入るので、ホール素子２０は磁束Ｈ1の密度に対応した電圧信号を発生する。
【００４６】
一方、第１導体１１1に電流が流れると、図４に示すように、この電流の大きさに対応する強さの磁界による磁束Ｈ2が発生する。しかし、第１導体１１1の長手方向の中心線を含む平面が、ホール素子２０の感磁面２１の中心を通り、且つこの感磁面２１に垂直になるように被測定導体１０と第１導体１１1との位置関係が設定されているので、第１導体１１1を流れる電流によって発生される磁束Ｈ2は、感磁面２１上では、この感磁面２１に平行になるように発生される。従って、上述したように、ホール素子２０はその感磁面２１を貫通する磁束の垂直成分しか感受しないため、被測定導体１０以外の第１導体１１1及び第２導体１１2からの磁束Ｈ2及びＨ3は、被測定導体１０からの磁束Ｈ1に比べ、十分に小さい値として感受される。従って、これら磁束Ｈ2及びＨ3は、無視できる程度であり、ホール素子２０で生成される電圧信号に影響を与えない。
【００４７】
このように、この第２の実施の形態に係る電流検出器によれば、ホール素子２０は、被測定導体１０に流れる被測定電流によって発生される磁束Ｈ1がホール素子２０の感磁面２１に垂直に入るように、被測定導体１０に形成された折り曲げ部１２に配置される。
【００４８】
一方、被測定導体１０以外の第１導体１１1及び第２導体１１2はそれらに流れる電流によって発生される磁束Ｈ2及びＨ3がホール素子２０の感磁面２１において、その感磁面２１に略平行になるように配置される。従って、第１の実施の形態に係る電流検出器と同様に、ホール素子２０は被測定導体１０を流れる電流で発生される磁束Ｈ1のみを感受し、被測定導体１０以外の第１導体１１1及び第２導体１１2によって発生される磁束Ｈ2及びＨ3は感受しないので、被測定導体１０に流れる電流を精度良く検出できる。また、１つのホール素子２０で電流検出器を構成できるので、安価な電流検出器を提供することができる。
【００４９】
なお、この第２の実施の形態では、ホール素子２０は被測定導体１０の上に固着される構成としたが、必ずしも被測定導体１０上に固着されている必要はない。このホール素子２０は、第１及び第２導体１１1及び１１2に対して上述した関係を有するように配置されればよい。例えば、このホール素子２０は基板３０に直接固定してもよいし、図示しない電気接続箱に固定してもよい。
【００５０】
この第２の実施の形態に係る電流検出器は、図５に示すように、被測定導体１０をクランク状に折り曲げて構成することもできる。この場合も、被測定導体１０に形成された折り曲げ部の深さは、第１導体１１1の長手方向の中心線と第２導体１１2の長手方向の中心線とで形成される平面が、被測定導体１０に固着されたホール素子２０の感磁面２１の中心を通り、且つこの感磁面２１に垂直になる深さに形成される。
【００５１】
このクランク状の折り曲げ部が形成された被測定導体を有する構成によれば、凹状の折り曲げ部１２を形成する場合に比べて被測定導体１０を折り曲げる回数が減るので、上述した効果に加え、被測定導体１０の製造が簡単になるという効果がある。
【００５２】
なお、第１の実施の形態及び第２の実施の形態に係る電流検出器は、特に、被測定電流値が大きく、他の導体から発生する磁束も大きい場合に、コアを用いずとも判定に利用する検出感度として十分なアプリケーション、例えばＦ／Ｌボックス等に使用して有効である。
【００５３】
（第３の実施の形態）
この第３の実施の形態に係る電流検出器は、複数の被測定導体が併設される点で上述した第１及び第２実施の形態と異なる。
【００５４】
図６は本発明の第３の実施の形態に係る電流検出器の構成を示す斜視図、図７はその平面図及び図８はその側面図である。この電流検出器は、第１被測定導体１０1、第２被測定導体１０2、第３被測定導体１０3、第１ホール素子２０1、第２ホール素子２０2及び第３ホール素子２０3から構成されている。これらは、通常、図示しない電気接続箱に収容される。なお、この第３の実施の形態では、集磁コアは使用されない。
【００５５】
第１〜第３被測定導体１０1〜１０3は、それぞれ被測定電流が流れる導体であり、第１の実施の形態における被測定導体１０と同様の構造を有する。即ち、第１〜第３被測定導体１０1〜１０3の各一部は凹状に折り曲げられることにより第１〜第３折り曲げ部１２1〜１２3が形成されている。そして、この第１〜第３折り曲げ部１２1〜１２3のそれぞれには、第１〜第３ホール素子２０1〜２０3が固着されている。各ホール素子２０1〜２０3は本発明の磁電変換素子に対応し、上述した第１の実施の形態で使用されたものと同じである。
【００５６】
これら第１〜第３被測定導体１０1〜１０3の第１〜第３折り曲げ部１２1〜１２3を除く部分は相互に略平行であって、且つ同一平面上になるように配置されている。更に、第１〜第３被測定導体１０1〜１０3に形成された第１〜第３折り曲げ部１２1〜１２3の位置は、図６〜図８に示すように、各被測定導体の長手方向において相互に重複しない位置に設けられている。これら第１〜第３被測定導体１０1〜１０3は、例えば図示しない電気接続箱に固定することができる。或いはまた、第１の実施の形態と同様に基板（図示せず）に固定するようにしてもよい。
【００５７】
また、第１〜第３被測定導体１０1〜１０3に形成された第１〜第３折り曲げ部１２1〜１２3の深さは、第１の実施の形態における被測定導体１０と同様に、他の２つの被測定導体の長手方向の中心線で形成される平面が、当該被測定導体に固着されたホール素子の感磁面の中心を通り、且つこの感磁面に垂直になる深さに形成されている。
【００５８】
なお、この第３の実施の形態では３つの被測定導体１０1〜１０3が設けられている場合を示しているが、被測定導体の数は２つであってもよいし４つ以上であってもよい。また、被測定導体と被測定導体以外の導体とが混在して並設されていてもよい。
【００５９】
次に、上記のように構成される本発明の第３の実施の形態に係る電流検出器の動作を説明する。
【００６０】
今、第１被測定導体１０1に被測定電流が流れると、アンペアの右ネジの法則に従って被測定電流の大きさに対応する強さの磁界による磁束Ｈ1が発生する。この磁束Ｈ1はホール素子２０1の感磁面に垂直に入るので、ホール素子２０は磁束Ｈ1の密度に対応した電圧信号を発生する。
【００６１】
一方、第２被測定導体１０2に電流が流れると、この電流の大きさに対応する強さの磁界による磁束Ｈ2が発生する。しかし、第１被測定導体１０1に形成された折り曲げ部１２1の位置は、第２被測定導体１０2の長手方向において相互に重複しない位置に設けられており、且つ第２被測定導体１０2の折り曲げ部１２2を除く長手方向の中心線を含む平面が、ホール素子２０1の感磁面の中心を通り、且つこの感磁面に垂直になるようにように第１被測定導体１０1と第２被測定導体１０2との位置関係が設定されているので、第２被測定導体１０2を流れる電流によって発生される磁束Ｈ2は、第１ホール素子２０1の感磁面上では、この感磁面に平行になるように発生される。
【００６２】
従って、上述したように、第１ホール素子２０1はその感磁面を貫通する磁束の垂直成分しか感受しないため、第２被測定導体１０2からの磁束Ｈ2は、第１被測定導体１０1からの磁束Ｈ1に比べ、十分に小さい値として感受される。第３被測定導体１０3からの磁束Ｈ3についても同様である。従って、これら磁束Ｈ2及び磁束Ｈ3は無視できる程度であり、第１ホール素子２０1から出力される電圧信号に影響を与えない。
【００６３】
以上は、第１被測定導体１０1に被測定電流が流れた場合の動作であるが、第２被測定導体１０2に被測定電流が流れた場合及び第３被測定導体１０3に被測定電流が流れた場合も同様である。
【００６４】
このように、この第３の実施の形態に係る電流検出器によれば、相互に略平行になるように配置された第１〜第３被測定導体１０1〜１０3の第１〜第３折り曲げ部１２1〜１２3に、それぞれ第１〜第３ホール素子２０1〜２０3を配置すると共に、第１〜第３被測定導体１０1〜１０3の第１〜第３折り曲げ部１２1〜１２3は各被測定導体の長手方向において相互に重複しないように配置されているので、各被測定導体は相互に他の被測定導体に配置されたホール素子に影響を与えない。従って、並設された第１〜第３被測定導体１０1〜１０3のそれぞれに流れる電流を他の被測定導体による影響を受けずに精度良く検出できる。
【００６５】
なお、この第３の実施の形態では、第１〜第３ホール素子２０1〜２０3はそれぞれ第１〜第３被測定導体１０1〜１０3の上に固着される構成としたが、必ずしも第１〜第３被測定導体１０1〜１０3上に固着されている必要はなく、相互に上述した関係を有するように配置されればよい。例えば、第１〜第３ホール素子２０1〜２０3は図示しない基板に直接固定してもよいし、図示しない電気接続箱に固定してもよい。
【００６６】
なお、この第３の実施の形態に係る電流検出器は、第１〜第３被測定導体１０1〜１０3のそれぞれをクランク状に折り曲げて構成することができる。この場合も、第１〜第３被測定導体１０1〜１０3に形成された折り曲げ部１２1〜１２3の深さは、第１の実施の形態における被測定導体１０と同様に、他の２つの被測定導体の長手方向の中心線で形成される平面が、当該被測定導体に固着されたホール素子の感磁面の中心を通り、且つこの感磁面に垂直になる深さに形成される。
【００６７】
この構成によれば、第１〜第３被測定導体１０1〜１０3のそれぞれに凹状の折り曲げ部を形成する場合に比べて被測定導体を折り曲げる回数が減るので、上述した効果に加え、被測定導体の製造が簡単になるという効果がある。
【００６８】
（第４の実施の形態）
図９は本発明の第４の実施の形態に係る電流検出器の構成を示す斜視図である。この電流検出器は、被測定導体１０、第１導体１１1、第２導体１１2及びホール素子２０から構成されている。これらは、通常、図示しない電気接続箱に収容される。なお、この第４の実施の形態では、集磁コアは使用されていない。
【００６９】
被測定導体１０は、被測定電流が流れる直線状の導体であって、この被測定導体１０の上にホール素子２０が固着されている。ホール素子２０は本発明の磁電変換素子に対応し、上述した第１の実施の形態で使用されたものと同じである。
【００７０】
また、第１導体１１1は、被測定電流以外の電流が流れる導体である。この第１導体１１1には貫通穴が形成されており、この貫通穴によって導体を流れる電流を２等分する直線状の第１分岐路及び第２分岐路が形成されている。第２導体１１2もこの第１導体１１1と同じ構成である。
【００７１】
これら第１導体１１1及び第２導体１１2は上記被測定導体１０に対して略平行に配置されている。被測定導体１０、第１導体１１1及び第２導体１１2は、例えば図示しない電気接続箱に固定することができる。或いはまた、第１の実施の形態と同様に基板（図示せず）に固定するようにしてもよい。
【００７２】
ホール素子２０は、第１導体１１1の第１分岐路及び第２分岐路から等距離にあり、且つ第２導体１１2の第１分岐路及び第２分岐路から等距離にある平面が、ホール素子２０の感磁面２１の中心を通り、且つこの感磁面２１に垂直になるように被測定導体１０に固着されている。
【００７３】
なお、この第４の実施の形態では被測定導体１０以外に２つの導体１１1及び１１2が設けられている場合を示しているが、導体の数は１つであってもよいし３つ以上であってもよい。
【００７４】
次に、上記のように構成される本発明の第４の実施の形態に係る電流検出器の動作を説明する。
【００７５】
今、被測定導体１０に被測定電流が流れると、図１０に示すように、アンペアの右ネジの法則に従って被測定電流の大きさに対応する強さの磁界による磁束Ｈ1が発生する。この磁束Ｈ1はホール素子２０の感磁面２１に垂直に入るので、ホール素子２０は磁束Ｈ1の密度に対応した電圧信号を発生する。
【００７６】
一方、第１導体１１1に電流が流れると、この電流は２等分されてそれぞれ第１分岐路及び第２分岐路を流れる。そして、図１０に示すように、第１分岐路を流れる電流の大きさに対応する強さの磁界による磁束Ｈ21及び第２分岐路を流れる電流の大きさに対応する強さの磁界による磁束Ｈ22がそれぞれ発生する。
【００７７】
これら磁束Ｈ21及びＨ22は、第１導体１１1の第１分岐路及び第２分岐路から等距離にあり、且つ第２導体１１2の第１分岐路及び第２分岐路から等距離にある平面が、ホール素子２０の感磁面２１の中心を通り、且つこの感磁面２１に垂直になるように被測定導体１０と第１導体１１1との位置関係が設定されているので、図１１に示すように、ホール素子２０の感磁面２１上で交差するように発生される。
【００７８】
ここで、第１導体１１1の第１分岐路を流れる電流は第２分岐路を流れる電流に等しいので、図１１に示すように、これら磁束Ｈ21及びＨ22の大きさは等しく、且つ感磁面２１上において該感磁面２１に対して等しい角度で鎖交する。従って、磁束Ｈ21の水平成分（感磁面に垂直な成分）と磁束Ｈ22の水平成分（感磁面に垂直な成分）とは打ち消し合い、垂直成分（感磁面に平行な成分）は２倍になって残る。
【００７９】
ところで、上述したように、ホール素子２０はその感磁面２１を貫通する磁束の垂直成分しか感受しないため、被測定導体１０以外の第１導体１１1からの磁束Ｈ2は、被測定導体１０からの磁束Ｈ1に比べ、十分に小さい値として感受される。従って、これら磁束Ｈ21及びＨ22は無視できる程度であり、ホール素子２０で生成される電圧信号に影響を与えない。第２導体１１2に電流が流れた場合にも上記と全く同様に動作するので、ホール素子２０で生成される電圧信号に影響を与えない。
【００８０】
このように、この第４の実施の形態に係る電流検出器によれば、第１導体１１1及び第２導体１１2のそれぞれの第１及び第２分岐路に電流が流れることにより発生される磁束は、ホール素子２０の感磁面２１において、この感磁面２１に対して等角度で鎖交するので、各磁束の感磁面２１に対する垂直な成分は打ち消し合う。
【００８１】
従って、被測定導体１０に流れる電流を検出する際に、被測定導体１０以外の第１導体１１1及び第２導体１１2により発生される磁束の影響を略完全に排除することができる。その結果、被測定導体１０に流れる電流を精度良く検出できる。また、１つのホール素子２０で電流検出器を構成できるので、安価な電流検出器を提供できる。
【００８２】
なお、この第４の実施の形態では、ホール素子２０は被測定導体１０の上に固着される構成としたが、必ずしも被測定導体１０上に固着されている必要はない。このホール素子２０は、第１導体１１1及び第２導体１１2に対して上述した関係を有するように配置されればよい。例えば、このホール素子２０は基板３０に直接固定してもよいし、図示しない電気接続箱に固定してもよい。
【００８３】
この第４の実施の形態に係る電流検出器は、上述した第３の実施の形態と同様に、複数の被測定導体を並設するように変形することができる。この変形に係る電流検出器の構成を図１２に示す。
【００８４】
この電流検出器は、相互に略平行になるように配置された第１〜第３被測定導体１０1〜１０3に固着された第１〜第３ホール素子２０1〜２０3のそれぞれは、各被測定導体の長手方向において相互に重複しないように、且つ他の被測定導体の貫通穴に対応するように配置されている。この電流検出器の動作は、他の被測定導体から発生された磁束が当該被測定導体に配置されたホール素子の感磁面おいて、この感磁面に対して等角度で鎖交することを除けば、上述した実施の形態３の動作と同じであるので説明は省略する。
【００８５】
この変形に係る電流検出器によれば、各被測定導体は相互に他の被測定導体に配置されたホール素子に影響を与えないので、並設された第１〜第３被測定導体１０1〜１０3のそれぞれに流れる電流を他の被測定導体による影響を受けずに精度良く検出できる。
【００８６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、被測定導体はそれに流れる被測定電流によって発生される磁束が磁電変換素子の感磁面に垂直に入り、被測定導体以外の導体はそれに流れる電流によって発生される磁束が磁電変換素子の感磁面において、その感磁面に略平行になるようにそれぞれ基板上に配置されるので、磁電変換素子は被測定導体を流れる被測定電流で発生される磁束のみを感受し、被測定導体以外の導体によって発生される磁束は感受しない。従って、被測定導体に流れる電流を検出する際に、被測定導体以外の導体により発生される磁束の影響を略完全に排除して、被測定導体に流れる被測定電流を精度良く検出できると共に、１つの磁電変換素子で電流検出器を構成できるので、安価な電流検出器を提供できる。
【００８７】
また、請求項２に記載の発明によれば、被測定導体に折り曲げ部が形成され、磁電変換素子は、被測定導体に流れる被測定電流によって発生される磁束が磁電変換素子の感磁面に垂直に入るように折り曲げ部に配置され、被測定導体以外の導体はそれに流れる電流によって発生される磁束が磁電変換素子の感磁面において、その感磁面に略平行になるように配置されるので、磁電変換素子は被測定導体を流れる電流で発生される磁束のみを感受し、被測定導体以外の導体によって発生される磁束は感受しない。その結果、被測定導体に流れる電流を検出する際に、被測定導体以外の導体により発生される磁束の影響を略完全に排除して、被測定導体に流れる電流を精度良く検出できると共に、１つの磁電変換素子で電流検出器を構成できるので、安価な電流検出器を提供できる。
【００８９】
また、請求項３に記載の発明によれば、相互に略平行になるように配置された複数の被測定導体の各折り曲げ部に磁電変換素子を配置すると共に、複数の被測定導体の各折り曲げ部は各被測定導体の長手方向において相互に重複しないように配置したので、各被測定導体は相互に他の被測定導体に配置された磁電変換素子に影響を与えない。その結果、並設された複数の被測定導体のそれぞれに流れる電流を他の被測定導体による影響を受けずに精度良く検出できる。
【００９０】
また、請求項４に記載の発明によれば、他の被測定導体に電流が流れることより発生される磁束が、当該被測定導体に配置された磁電変換素子の感磁面において、この感磁面に対して正確に平行になるようにすることができるので、各被測定導体に流れる電流を検出する際に、他の被測定導体により発生される磁束の影響を略完全に排除することができる。
【００９１】
また、請求項５に記載の発明によれば、各分岐路に電流が流れることにより発生される磁束は、磁電変換素子の感磁面において、この感磁面に対して等角度で鎖交するので、各磁束の感磁面に対する垂直な成分は打ち消し合う。その結果、被測定導体に流れる電流を検出する際に、被測定導体以外の導体により発生される磁束の影響を略排除することができる。
【００９２】
また、請求項６に記載の発明によれば、被測定導体以外の導体に電流が流れることより発生される磁束が、磁電変換素子の感磁面において正確に打ち消されるので、被測定導体に流れる電流を検出する際に、被測定導体以外の導体により発生される磁束の影響を略完全に排除することができる。
【００９３】
更に、請求項７に記載の発明によれば、被測定導体に対する磁電変換素子の位置を正確に固定することができるので、被測定導体に電流が流れることにより発生される磁束が磁電変換素子の感磁面に正確に垂直に入るように設定できると共に、被測定導体に対して他の導体または被測定導体の位置決めをすることにより、磁電変換素子に対する他の導体または被測定導体の位置が正確に決まるので、電流検出器の組立が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電流検出器の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る電流検出器の動作を説明するための図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る電流検出器の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る電流検出器の動作を説明するための図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る電流検出器の変形例を示す斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る電流検出器の構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る電流検出器の構成を示す平面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る電流検出器の構成を示す側面図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係る電流検出器の構成を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る電流検出器の動作を説明するための図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態に係る電流検出器の動作を説明するための図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態に係る電流検出器の変形例を説明するための図である。
【図１３】従来の電流検出器の第１の例を説明するための図である。
【図１４】従来の電流検出器の第２の例を説明するための図である。
【符号の説明】
１０  被測定導体
１０1〜１０3  第１〜第３被測定導体
１１1  第１の導体
１１2  第２の導体
１２  折り曲げ部
１２1〜１２3  第１〜第３折り曲げ部
２０  ホール素子
２０1〜２０3  第１〜第３ホール素子
３０  基板
Ｈ1、Ｈ2、Ｈ3、Ｈ21、Ｈ22  磁束
【図１】
0003696448.tif 000002
【図２】
0003696448.tif 000003
【図３】
0003696448.tif 000004
【図４】
0003696448.tif 000005
【図５】
0003696448.tif 000006
【図６】
0003696448.tif 000007
【図７】
0003696448.tif 000008
【図８】
0003696448.tif 000009
【図９】
0003696448.tif 000010
【図１０】
0003696448.tif 000011
【図１１】
0003696448.tif 000012
【図１２】
0003696448.tif 000013
【図１３】
0003696448.tif 000014
【図１４】
0003696448.tif 000015