(57)【要約】【課題】本発明は、Ｕ字型バスバーを流れる電流を測定する際に、外部磁界による測定精度の低下を抑制することが可能な電流センサを提供すること。【解決手段】電流センサ（１０）は、第１の導電部（２２）、第２の導電部（２３）、及び第３の導電部（２４）からなるＵ字型のバスバー（２１）と、第１の導電部と第２の導電部との間に配置された第１の磁気抵抗効果素子（３１）及び第２の磁気抵抗効果素子（３２）とを有し、第１の磁気抵抗効果素子及び前記第２の磁気抵抗効果素子は、それぞれ主感度軸と、主感度軸に直交する副感度軸とを備え、第１の磁気抵抗効果素子（３１）及び第２の磁気抵抗効果素子（３２）のそれぞれの主感度軸の方向（３１ａ、３２ａ）は互いに平行に設けられると共に、第１の磁気抵抗効果素子（３１）及び第２の磁気抵抗効果素子（３２）のそれぞれの副感度軸の方向（３１ｂ、３２ｂ）は互いに逆方向に設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔を設けて配置された第１の導電部及び第２の導電部と、前記第１の導電部と前記第２の導電部とを接続する第３の導電部からなるＵ字型のバスバーと、
前記第１の導電部と前記第２の導電部との間に配置された基板と、
前記基板に実装された第１の磁気抵抗効果素子及び第２の磁気抵抗効果素子とを有し、
前記第１の磁気抵抗効果素子及び前記第２の磁気抵抗効果素子は、それぞれ主感度軸と、前記主感度軸に直交する副感度軸とを備え、
前記第１の磁気抵抗効果素子及び前記第２の磁気抵抗効果素子のそれぞれの前記主感度軸の方向は互いに平行に設けられると共に、前記第１の磁気抵抗効果素子及び前記第２の磁気抵抗効果素子のそれぞれの前記副感度軸の方向は互いに逆方向に設けられていることを特徴とする電流センサ。
【請求項２】
前記基板は、前記第１の導電部に対向する第１の面と、前記第２の導電部に対向する第２の面とを有し、
前記第１の磁気抵抗効果素子は前記第１の面に設けられるとともに、前記第２の磁気抵抗効果素子は前記第２の面に設けられており、前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子とは互いに対向して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電流センサ。
【請求項３】
前記第１の磁気抵抗効果素子及び前記第２の磁気抵抗効果素子は、前記主感度軸に直交する方向にバイアス磁界を加えるバイアス磁石をそれぞれ有し、
前記副感度軸の方向は、前記バイアス磁界の方向であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電流センサ。
【請求項４】
前記第１の磁気抵抗効果素子及び前記第２の磁気抵抗効果素子のそれぞれの前記主感度軸方向は、前記第１の導電部、前記第２の導電部、及び前記第３の導電部を通る仮想平面に対して直交する方向に設けられており、
前記主感度軸方向において前記仮想平面を挟むシールドが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電流センサ。
【請求項５】
前記第１の磁気抵抗効果素子及び前記第２の磁気抵抗効果素子のそれぞれの主感度軸の方向が同一方向に設けられており、前記第１の磁気抵抗効果素子の出力と前記第２の磁気抵抗効果素子の出力との和をとる演算装置を具備することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電流センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流センサに関し、特に外部磁界に起因する測定精度の低下を抑制可能な電流センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
各種電子機器の制御や監視のために、バスバー（被測定電流路）に流れる電流を測定する電流センサが用いられる。このような電流センサとして、電流の周りに発生する磁界を検出する磁気センサ素子を用いたものが知られている。下記特許文献１には、磁気センサ素子としてホール素子または磁気抵抗効果素子を用いた電流センサについて開示されている。
【０００３】
図１１は、特許文献１に記載されている第１の従来例の電流センサ１０１の斜視図である。図１１に示すように、第１の従来例の電流センサ１０１は、バスバー１０２と、バスバー１０２を流れる電流１０４により発生する磁界１２６の強さを検出する磁気センサ１０７と、磁路を変更する磁路変更部１６０、１６１とを有する。
【０００４】
バスバー１０２はＵ字型に設けられた凹部１２０と、凹部１２０の両端に取り付けられた取り付け部１２４とを備えて構成されている。凹部１２０は、平行部１２１、１２３、及び垂直部１２２から構成されており、凹部１２０を流れる電流１０４によって凹部１２０内に同一方向の磁界１２６が形成される。
【０００５】
図１１に示すように、磁気センサ１０７及び磁路変更部１６０、１６１は凹部１２０内に設けられている。磁路変更部１６０、１６１はパーマロイ等の軟磁性体によって形成されており、凹部１２０内の磁界１２６は磁路変更部１６０に集められて磁気センサ１０７の感磁面を貫通して、磁路変更部１６１から抜け出る。これにより、凹部１２０を流れる電流により発生する磁界１２６を効果的に磁気センサ１０７に集中させることができ、電流１０４を計測することができる。
【０００６】
図１１に示す第１の従来例の電流センサ１０１において、磁気センサ１０７としてホール素子が用いられているが、配置する方向を９０°異ならせて磁気抵抗効果素子を配置して構成することも可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−４４０１９号公報
【特許文献２】国際公開第２０１２／１２０９３９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、第１の従来例の電流センサ１０１において、隣接する電流路等からの外部磁界の影響を十分に抑制できず、測定精度が低下するという課題が生じる。
【０００９】
特許文献２は、磁気抵抗効果素子を磁気センサとして用いて構成された電流センサが開示されている。図１２は、特許文献２に記載されている第２の従来例の電流センサ２０１の課題を説明するための模式図である。
【００１０】
図１２に示すように、第２の従来例の電流センサ２０１において、被測定電流路（バスバー）２１１を挟んで２つの磁気センサ素子２１５ａ、２１５ｂが設けられている。磁気センサ素子２１５ａ、２１５ｂの感度軸の方向２１６ａ、２１６ｂを、被測定電流路（バスバー）２１１を流れる電流２１２により生じる磁界２１３の方向と平行になるように、磁気センサ素子２１５ａ、２１５ｂが配置される。
【００１１】
磁気センサ素子２１５ａ、２１５ｂは感度軸の方向２１６ａ、２１６ｂ（以下、主感度軸方向）と直交する方向（以下、副感度軸方向）に感度を有することが知られている。そのため、被測定電流路（バスバー）２１１に隣接して隣接電流路２２１が設けられている場合、隣接電流路２２１を流れる電流からの誘導磁界２２３の副感度軸方向２１７ａ、２１７ｂの成分により、測定誤差が生じる。第２の従来例の電流センサ２０１では、２つの磁気センサ素子２１５ａ、２１５ｂの副感度軸方向２１７ａ、２１７ｂを制御することで、隣接電流２２２による誘導磁界２２３の副感度軸方向の成分２１７ａ、２１７ｂをキャンセルして測定精度の低下を抑制している。
【００１２】
しかしながら、２つの磁気センサ素子２１５ａ、２１５ｂはバスバー２１１を挟んで所定の間隔を有して設けられており、また、外部磁界がバスバー２１１により吸収または反射される。そのため、磁気センサ素子２１５ａ、２１５ｂを通過する外部磁界の副感度軸方向２１７ａ、２１７ｂの成分が、それぞれ異なった角度、大きさとなり、十分にキャンセルできない場合が生じる。
【００１３】
また、第１の従来例の電流センサ１０１に示すようなＵ字型の凹部１２０を有するバスバー１０２について、外部磁界による測定精度の低下を抑制する方法については、上記特許文献１及び特許文献２には記載されていない。
【００１４】
本発明は、上記課題を解決して、Ｕ字型バスバーを流れる電流を測定する際に、外部磁界による測定精度の低下を抑制することが可能な電流センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の電流センサは、間隔を設けて配置された第１の導電部及び第２の導電部と、前記第１の導電部と前記第２の導電部とを接続する第３の導電部からなるＵ字型のバスバーと、前記第１の導電部と前記第２の導電部との間に配置された基板と、前記基板に実装された第１の磁気抵抗効果素子及び第２の磁気抵抗効果素子とを有し、前記第１の磁気抵抗効果素子及び前記第２の磁気抵抗効果素子は、それぞれ主感度軸と、前記主感度軸に直交する副感度軸とを備え、前記第１の磁気抵抗効果素子及び前記第２の磁気抵抗効果素子のそれぞれの前記主感度軸の方向は互いに平行に設けられると共に、前記第１の磁気抵抗効果素子及び前記第２の磁気抵抗効果素子のそれぞれの前記副感度軸の方向は互いに逆方向に設けられていることを特徴とする。
【００１６】
これによれば、第１の磁気抵抗効果素子及び第２の磁気抵抗効果素子は、第１の導電部と第２の導電部との間において、同一基板に設けられているため、第１の磁気抵抗効果素子及び第２の磁気抵抗効果素子のそれぞれを通過する外部磁界は同等の大きさ、同等の方向を有する。そして、第１の磁気抵抗効果素子及び第２の磁気抵抗効果素子のそれぞれの副感度軸の方向は互いに逆方向に設けられているため、外部磁界の副感度軸方向の成分は、同じ大きさで逆向きになる。よって、第１の磁気抵抗効果素子及び第２の磁気抵抗効果素子の出力の和をとることで、外部磁界の副感度軸方向の成分による第１の磁気抵抗効果素子及び第２の磁気抵抗効果素子の測定誤差が相殺される。
【００１７】
したがって、本発明の電流センサによれば、Ｕ字型バスバーを流れる電流を測定する際に、外部磁界による測定精度の低下を抑制することが可能である。
【００１８】
前記基板は、前記第１の導電部に対向する第１の面と、前記第２の導電部に対向する第２の面とを有し、前記第１の磁気抵抗効果素子は前記第１の面に設けられるとともに、前記第２の磁気抵抗効果素子は前記第２の面に設けられており、前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子とは互いに対向して設けられていることが好ましい。これによれば、第１の磁気抵抗効果素子と第２の磁気抵抗効果素子とが基板面内の重なる位置に配置されて間隔が小さくなるため、第１の磁気抵抗効果素子及び第２の磁気抵抗効果素子のそれぞれを通過する外部磁界の副感度軸方向の成分の差をより小さくすることができる。よって、外部磁界による測定誤差を確実に相殺して、外部磁界による測定精度の低下を抑制することができる。
【００１９】
前記第１の磁気抵抗効果素子及び前記第２の磁気抵抗効果素子は、前記主感度軸に直交する方向にバイアス磁界を加えるバイアス磁石をそれぞれ有し、前記副感度軸の方向は、前記バイアス磁界の方向であることが好ましい。これによれば、バイアス磁石を設けることにより、副感度軸の方向を確実に制御することができるため、外部磁界の副感度軸方向の成分による測定誤差を適切に相殺可能な構成を実現できる。
【００２０】
前記第１の磁気抵抗効果素子及び前記第２の磁気抵抗効果素子のそれぞれの前記主感度軸方向は、前記第１の導電部、前記第２の導電部、及び前記第３の導電部を通る仮想平面に対して直交する方向に設けられており、前記主感度軸方向において前記仮想平面を挟むシールドが設けられていることが好適である。これによれば、主感度軸方向から侵入する外部磁界がシールドによって遮蔽されるため、測定精度の低下を抑制することができる。
【００２１】
前記第１の磁気抵抗効果素子及び前記第２の磁気抵抗効果素子のそれぞれの主感度軸の方向が同一方向に設けられており、前記第１の磁気抵抗効果素子の出力と前記第２の磁気抵抗効果素子の出力との和をとる演算装置を具備することが好適である。これによれば、前記第１の磁気抵抗効果素子の出力と前記第２の磁気抵抗効果素子の出力とのそれぞれに含まれる外部磁界の副感度軸方向の成分による誤差が相殺されて、電流センサの測定精度の低下が抑制される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の電流センサによれば、Ｕ字型バスバーを流れる電流を測定する際に、外部磁界による測定精度の低下を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態における電流センサの、第１の磁気抵抗効果素子が配置された方向から見たときの斜視図である。
【図２】本実施形態における電流センサの、第２の磁気抵抗効果素子が配置された方向から見たときの斜視図である。
【図３】図１及び図２のＺ１方向から見たときの電流センサの平面図である。
【図４】図１及び図２のＸ２方向から見たときの電流センサの正面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線に沿って切断して矢印方向から見たときの電流センサの断面図である。
【図６】磁気抵抗効果素子を通過する外部磁界を説明するための電流センサの模式平面図である。
【図７】本実施形態の電流センサの回路構成例を示すブロック図である。
【図８】第２の実施形態の電流センサの平面図である。
【図９】第３の実施形態の電流センサの正面図（図９Ａ）、及び断面図（図９Ｂ）である。
【図１０】第４の実施形態の電流センサを構成する磁気抵抗効果素子を示す模式図である。
【図１１】第１の従来例の電流センサの斜視図である。
【図１２】第２の従来例の電流センサの課題を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の電流センサの具体的な実施形態について、図面を参照して説明をする。なお、各図面の寸法は適宜変更して示している。
【００２５】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態における電流センサの、第１の磁気抵抗効果素子が配置された方向から見たときの斜視図である。図２は、本実施形態の電流センサについて第２の磁気抵抗効果素子が配置された方向から見たときの斜視図である。また、図３は、図１及び図２のＺ１方向から見たときの電流センサの平面図である。図４は、図１及び図２のＸ２方向から見たときの電流センサの正面図である。図５は、図２のＶ−Ｖ線に沿って切断して矢印方向から見たときの電流センサの断面図である。
【００２６】
図１及び図２に示すように、本実施形態の電流センサ１０は、Ｕ字型のバスバー２１と、基板３０と、基板３０に実装された第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２を有して構成される。
【００２７】
図１から図３に示すように、バスバー２１は、第１の導電部２２、第２の導電部２３、及び第３の導電部２４を有しており、第１の導電部２２及び第２の導電部２３はそれぞれＸ１−Ｘ２方向に延在し、かつ、Ｙ１−Ｙ２方向において互いに間隔を設けて平行に配置されている。第３の導電部２４はＹ１−Ｙ２方向に延在して、第１の導電部２２と第２の導電部２３とを接続する。バスバー２１は、第１の導電部２２、第２の導電部２３、及び第３の導電部２４が接続されて平面視においてＵ字型に構成されている。また、図４及び図５に示すように、第１の導電部２２、第２の導電部２３、及び第３の導電部２４は、断面矩形状に形成されている。なお、各導電部の断面形状は矩形以外であってもよく、楕円形、円形等に形成することも可能である。
【００２８】
バスバー２１は、金属材料、合金材料等の導電材料から形成される。電流センサ１０の使用時において、第１の導電部２２及び第２の導電部２３のＸ２方向の端部が、測定対象である外部の機器（例えば自動車のモータやバッテリー等）に接続されて、バスバー２１の第１の導電部２２、第３の導電部２４及び第２の導電部２３に連続して被測定電流２５が通流される。
【００２９】
図１から図３に示すように、第１の導電部２２と第２の導電部２３との間に基板３０が配置されている。基板３０は、第１の導電部２２及び第２の導電部２３と平行に、且つ、第３の導電部２４と直交して設けられており、第１の導電部２２に対向する第１の面３０ａと、第２の導電部２３に対向する第２の面３０ｂとを有する。
【００３０】
本実施形態の電流センサ１０において、基板３０として、ガラスエポキシ材料等により形成されたプリント配線基板（ＰＷＢ、Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｗｉｒｉｎｇ  Ｂｏａｒｄ）を用いることができる。または、アルミナ基板等のセラミック基板を用いることもできる。
【００３１】
図１及び図２に示すように、基板３０の第１の面３０ａには第１の磁気抵抗効果素子３１が実装され、第２の面３０ｂには第２の磁気抵抗効果素子３２が実装されている。第１の磁気抵抗効果素子３１と第２の磁気抵抗効果素子３２とは、基板３０を介して互いに対向して配置されている。図３に示すように電流センサ１０の平面視において、第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２は、第１の導電部２２と第２の導電部２３との間に配置されている。また、図４に示すように正面から見たときに、第１の導電部２２、第２の導電部２３、及び第３の導電部２４を通り、各導電部２２、２３、２４と平行な仮想平面３７を設定した場合に、第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２は仮想平面３７に交差して配置されている。つまり第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２は、第１の導電部２２及び第２の導電部２３と同じ高さ位置に配置されている。
【００３２】
本実施形態において、第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２として、ＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ  Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子が用いられる。
【００３３】
図１〜図５に示す第１の磁気抵抗効果素子３１に付された矢印３１ａ、３１ｂ、及び第２の磁気抵抗効果素子３２に付された矢印３２ａ、３２ｂは、それぞれ主感度軸方向３１ａ、３２ａ、副感度軸方向３１ｂ、３２ｂを示す。ここで「主感度軸」とは、第１及び第２の磁気抵抗効果素子３１、３２の感度が最大となる方向を向いた軸をいい、「副感度軸」とは、主感度軸に直交する方向の内、最も高い感度を有する方向を向いた軸をいう。
【００３４】
第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２を通過する磁界のうち、主感度軸方向３１ａ、３２ａ、副感度軸方向３１ｂ、３２ｂの矢印方向と同一方向の磁界成分により正の出力電圧が出力され、主感度軸方向３１ａ、３２ａ、副感度軸方向３１ｂ、３２ｂの矢印方向と逆方向の磁界成分により負の出力電圧が出力される。
【００３５】
図４に示すように、第１の磁気抵抗効果素子３１の主感度軸方向３１ａと第２の磁気抵抗効果素子３２の主感度軸方向３２ａとは、互いに平行に同一方向に設けられており、いずれもＺ１方向、すなわち第１の導電部２２、第２の導電部２３、及び第３の導電部２４と直交する方向に向いている。
【００３６】
図４に示すように、第１の導電部２２及び第２の導電部２３を流れる被測定電流２５により各導電部を囲むように被測定磁界２６ａ、２６ｂが誘導される。被測定磁界２６ａは主感度軸方向３１ａに第１の磁気抵抗効果素子３１を通過する。同様に、被測定磁界２６ｂは主感度軸方向３２ａに第２の磁気抵抗効果素子３２を通過する。また、図５に示すように、第３の導電部２４を流れる被測定電流２５により発生する被測定磁界２６ｃについても、主感度軸方向３１ａ、３２ａに第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２を通過する。
【００３７】
第１の導電部２２、第２の導電部２３及び第３の導電部２４のそれぞれの被測定磁界２６ａ〜２６ｃが主感度軸方向３１ａ、３２ａに第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２を通過する。よって、第１の磁気抵抗効果素子３１の出力信号と第２の磁気抵抗効果素子３２の出力信号との和をとることで、電流センサ１０の出力信号を得ることができる。以上のように、バスバー２１（第１の導電部２２、第２の導電部２３、及び第３の導電部２４）を流れる被測定電流２５が第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２により検出される。
【００３８】
また、第１の導電部２２、第２の導電部２３、及び第３の導電部２４のそれぞれの被測定磁界２６が、主感度軸方向３１ａ、３２ａに第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２を通過するため、電流センサ１０の最大検出磁界が大きくなる。よって、第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２の温度特性によるオフセット変動幅が、最大検出磁界に対して相対的に小さくなるため電流センサ１０の測定精度が向上される。
【００３９】
また、図４及び図５に示すように、第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２は、仮想平面３７に交差する位置に設けられて、主感度軸方向３１ａ、３２ａは仮想平面３７に直交する方向に向けられている。そして、第１の磁気抵抗効果素子３１の副感度軸方向３１ｂ及び第２の磁気抵抗効果素子３２の副感度軸方向３２ｂは、第１の導電部２２及び第２の導電部２３に平行に、かつ、互いに逆方向に設けられている。よって、バスバー２１を流れる被測定電流２５により生じる被測定磁界２６ａ〜２６ｃは、第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２を主感度軸方向３１ａ、３２ａに通過し、副感度軸方向３１ｂ、３２ｂの磁界成分は発生しない、若しくは発生しても非常に小さい。したがって、電流センサ１０の測定精度の向上が可能である。
【００４０】
図６は、磁気抵抗効果素子を通過する外部磁界を説明するための電流センサの模式平面図である。本実施形態の電流センサ１０において、第１の磁気抵抗効果素子３１と第２の磁気抵抗効果素子３２とは、基板３０を挟んで対向して配置されており、第１の磁気抵抗効果素子３１と第２の磁気抵抗効果素子３２との間隔が小さい。そのため、第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２を通過する外部磁界２９の角度、大きさは、ほぼ等しくなる。
【００４１】
図６に示すように、第１の磁気抵抗効果素子３１の副感度軸方向３１ｂと外部磁界２９とのなす角度をθ１とし、第２の磁気抵抗効果素子３２の副感度軸方向３２ｂと外部磁界２９とのなす角度をθ２とする。外部磁界２９の大きさをＨとすると、第１の磁気抵抗効果素子３１を通過する外部磁界２９の副感度軸方向３１ｂの成分Ｈ１は、Ｈ１＝Ｈ・ｃｏｓθ１と表される。また、第２の磁気抵抗効果素子３２を通過する外部磁界２９の副感度軸方向３２ｂの成分Ｈ２は、Ｈ２＝Ｈ・ｃｏｓθ２と表される。本実施形態において、副感度軸方向３１ｂ、３２ｂは、互いに逆向きに設けられているため、θ２＝１８０−θ１の関係となる。よって、Ｈ２＝Ｈ・ｃｏｓ（１８０−θ１）＝−Ｈｃｏｓθ１＝−Ｈ１となり、外部磁界２９の副感度軸方向３１ｂ、３２ｂの成分が、同じ大きさで正負が逆となる。
【００４２】
したがって、第１の磁気抵抗効果素子３１の出力信号と第２の磁気抵抗効果素子３２の出力信号との和を電流センサ１０の出力信号とすることで、Ｈ１とＨ２とが相殺される。よって、外部磁界２９の副感度軸方向３１ｂ、３２ｂの成分による測定誤差が確実に相殺されて、電流センサ１０の出力精度の低下が抑制される。
【００４３】
図７は、本実施形態の電流センサの回路構成例を示すブロック図である。図７に示すように、第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２がそれぞれブリッジ回路を構成している。各ブリッジ回路の出力が差動増幅回路等の演算回路３３、３４によりそれぞれ増幅されて、第１の磁気抵抗効果素子３１の出力信号Ｖｓ１、及び第２の磁気抵抗効果素子３２の出力信号Ｖｓ２として、演算回路３５に入力される。演算回路３５として、例えば出力電圧Ｖｓ１と出力電圧Ｖｓ２との和を演算する加算回路を構成することで、Ｖｓ１とＶｓ２との和が電流センサ１０の出力信号Ｖｏｕｔとして出力される。演算回路３５においてＶｓ１とＶｓ２との和をとることで、外部磁界２９による誤差成分が相殺されて、電流センサ１０の測定精度を向上させることができる。
【００４４】
以上のように、本実施形態の電流センサ１０によれば、第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２は、第１の導電部２２と第２の導電部２３との間において、同一基板３０に設けられている。よって、第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２のそれぞれを通過する外部磁界２９は同等の大きさ、方向を有する。そして、第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２のそれぞれの副感度軸方向３１ｂ、３２ｂは互いに逆方向に設けられているため、外部磁界２９の副感度軸方向３１ｂ、３２ｂの成分は、同じ大きさで逆向きになる。よって、第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２の出力の和をとることで、外部磁界２９による第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２の測定誤差が相殺される。
【００４５】
したがって、本実施形態の電流センサ１０によれば、Ｕ字型バスバー２１を流れる電流を測定する際に、外部磁界２９による測定精度の低下を抑制することが可能である。
【００４６】
なお、図３、図４に示すように、第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２は、第１の導電部２２と第２の導電部２３との間の中央に設けられているが、これに限定されない。主感度軸方向３１ａ、３２ａが同じ方向に設けられており、また、図７に示すように、第１の磁気抵抗効果素子３１の出力と第２の磁気抵抗効果素子３２の出力との和をとって電流センサ１０の出力とするため、第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２の位置を適宜変更しても、同様のセンサ出力を得ることができる。
【００４７】
また、本実施形態において、第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２として、ＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ  Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子が用いられているが、主感度軸方向３１ａ、３２ａと直交する方向に副感度軸方向３１ｂ、３２ｂを有する磁気抵抗効果素子３１、３２であれば特に限定されない。例えば、ＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌ  Ｍａｇｎｅｔｏ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子などを用いることも可能である。
【００４８】
＜第２の実施形態＞
図８は、第２の実施形態における電流センサの平面図である。図８に示すように、本実施形態の電流センサ１１は、第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２がいずれも基板３０の第１の面３０ａに実装されている点で異なっている。
【００４９】
第１の磁気抵抗効果素子３１と第２の磁気抵抗効果素子３２とは第１の面３０ａにおいて互いに隣り合って配置される。また、本実施形態においても、主感度軸方向３１ａ、３２ａは互いに平行にかつ同じ方向に設けられており、副感度軸方向３１ｂ、３２ｂは逆方向に設けられている。よって、第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２のそれぞれを通過する被測定磁界２６（図８には図示しない）は、いずれも主感度軸方向３１ａ、３２ａに通過するため、第１の実施形態と同様に被測定電流２５を検出できる。
【００５０】
また、第１の磁気抵抗効果素子３１と第２の磁気抵抗効果素子３２との間隔が小さいため、第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２のそれぞれを通過する外部磁界２９（図８には図示しない）は、ほぼ等しい大きさ及び方向を有する。これにより、外部磁界２９が第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２を通過した場合であっても、外部磁界２９の副感度軸方向３１ｂ、３２ｂの成分が、同じ大きさで逆の向きとなる。よって、本実施形態の電流センサ１１においても、第１の磁気抵抗効果素子３１と第２の磁気抵抗効果素子３２との出力の和をとることにより、外部磁界２９の副感度軸方向３１ｂ、３２ｂの成分による測定誤差が相殺されて、電流センサ１１の測定精度の低下を抑制することができる。
【００５１】
＜第３の実施形態＞
図９Ａは、第３の実施形態の電流センサの正面図であり、図９Ｂは電流センサの断面図である。本実施形態の電流センサ１２において、第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２を上下方向に挟むシールド３６が設けられている。これにより、上下方向の外部から入射する電磁ノイズがシールド３６により遮蔽され、電磁ノイズによる出力変動を防止して測定精度の低下を抑制することができる。もしくは、バスバー２１を流れる電流により発生する電磁ノイズが外部に放射されることを抑制することができる。
【００５２】
本実施形態において、第１及び第２の実施形態と同様に、副感度軸方向３１ｂ、３２ｂが互いに逆方向に設けられているため、外部磁界２９の副感度軸方向３１ｂ、３２ｂの成分は相殺される。また、図９に示すように、主感度軸方向３１ａ、３２ａにおいて第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２を挟んでシールド３６を設けるのみで、上下方向から侵入する外部磁界２９の主感度軸方向３１ａ、３２ａの成分による測定誤差を抑制できる。よって、第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２の周囲を囲んでシールド３６を設ける場合に比べて、製造コストを低減することができる。
【００５３】
本実施形態において、シールド３６は、パーマロイ、珪素鋼板、Ｃｏ系アモルファス等の軟磁性材料により形成することができる。この場合、シールド３６は磁気シールドとして用いられ、また、これらの材料は導電性を有する材料であるため電磁シールドとしての機能をも兼ねている。または、Ｃｕ、Ｆｅ等を含む金属材料、合金材料等の導電体からなるシールド３６を用いて、電磁シールドとして用いることも可能である。
【００５４】
＜第４の実施形態＞
図１０は、第４の実施形態の電流センサを構成する磁気抵抗効果素子を示す模式図である。図１０に示すように本実施形態における第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２は、磁気抵抗効果を有する積層膜４１から構成される。積層膜４１は、複数の帯状の長尺パターンからなり、複数の帯状の長尺パターンは互いに間隔をもって平行に配置されて、複数の長尺パターンが折り返されて接続された形状（ミアンダ形状）を有する。帯状の長尺パターンの長手方向に直交する方向が、第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２の主感度軸方向３１ａ、３２ａである。
【００５５】
本実施形態において、図１０に示すように、帯状の長尺パターンの長手方向に積層膜４１を挟むバイアス磁石４２、４３が設けられている。バイアス磁石４２、４３により、主感度軸方向３１ａ、３２ａと直交する方向にバイアス磁界が印加される。このバイアス磁界の方向が副感度軸方向３１ｂ、３２ｂである。よって、被測定電流２５（図１０には図示しない）が流れていない初期状態における第１の磁気抵抗効果素子３１及び第２の磁気抵抗効果素子３２の抵抗値がバイアス磁界によって制御されるため、電流センサの測定感度、オフセットを制御できる。
【００５６】
また、バイアス磁石４２、４３を設けることにより、副感度軸の方向を確実に制御することができるため、外部磁界２９（図１０には図示しない）の副感度軸方向３１ｂ、３２ｂの成分を適切にキャンセル可能な構成を実現できる。よって、副感度軸方向３１ｂ、３２ｂの外部磁界の影響を低減し、電流測定精度の低下を抑制することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０、１１、１２  電流センサ
２１  バスバー
２２  第１の導電部
２３  第２の導電部
２４  第３の導電部
２５  被測定電流
２６、２６ａ〜２６ｃ  被測定磁界
２９  外部磁界
３０  基板
３０ａ  第１の面
３０ｂ  第２の面
３１  第１の磁気抵抗効果素子
３１ａ  主感度軸方向
３１ｂ  副感度軸方向
３２  第２の磁気抵抗効果素子
３２ａ  主感度軸方向
３２ｂ  副感度軸方向
３３、３４、３５  演算回路
３６  シールド
３７  仮想平面
４１  積層膜
４２、４３  バイアス磁石
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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