(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定電流が流れる電流線と、
磁界を検出して電気的に出力する少なくとも２つの磁気センサと、を備え、
前記２つの磁気センサは、それぞれ、磁界に対して電気的な出力が最も高くなる感磁軸と、磁界に対して電気的な出力が無くなる不感磁軸と、を有する磁気抵抗効果素子からなり、
前記２つの磁気センサの感磁軸は互いに平行であり、
前記２つの磁気センサのうち、一方の第１磁気センサは、測定電流により発生する磁界の、感磁軸に対して垂直な成分の磁界強度より、感磁軸に対して平行な成分の磁界強度が大きくなるような位置に配置され、
前記２つの磁気センサのうち、他方の第２磁気センサは、その感磁軸が、測定電流により発生する磁界に対して垂直であり、その不感磁軸が、測定電流により発生する磁界に対して平行になる位置に配置され、
前記第１磁気センサの出力と前記第２磁気センサの出力との差分により、測定電流の電流量を検出する電流量検出器であって、
前記電流線は、２つに分岐され合流する第１電流路及び第２電流路を有し、
前記第１電流路若しくは前記第２電流路の比抵抗は、分岐される前の電流線若しくは合流した後の電流線の比抵抗より大きく、且つ
前記第１電流路若しくは前記第２電流路の温度係数は、分岐される前の電流線若しくは合流した後の電流線の温度係数と略同一であることを特徴とする電流量検出器。
【請求項２】
前記第２磁気センサは、前記電流線を上面視した場合に前記電流線の外側に配置され、前記第１磁気センサは、前記電流線を上面視した場合に前記電流線と重なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の電流量検出器。
【請求項３】
前記第１磁気センサは、前記電流線を上面視した場合に前記電流線の外側に配置され、前記第２磁気センサは、前記電流線を上面視した場合に前記電流線と重なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の電流量検出器。
【請求項４】
前記第２磁気センサは、前記電流線を上面視した場合に前記電流線の外側の位置であって、その不感磁軸が、前記第１電流路又は前記第２電流路を流れる測定電流により発生する磁界に対して平行となる位置に配置されており、
前記第１磁気センサは、前記電流線を上面視した場合に前記第１電流路及び前記第２電流路のいずれか一方と重なる位置であって、前記第１電流路又は前記第２電流路を流れる測定電流により発生する磁界の、感磁軸に垂直な成分の磁界強度より、感磁軸に平行な成分の磁界強度が大きくなる位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の電流量検出器。
【請求項５】
前記第２磁気センサは、前記第１電流路と前記第２電流路との間であって、その不感磁軸が、前記第１電流路又は前記第２電流路を流れる測定電流により発生する磁界に対して平行となる位置に配置されており、
前記第１磁気センサは、前記電流線を上面視した場合に前記第１電流路及び前記第２電流路のいずれか一方と重なる位置であって、前記第１電流路又は前記第２電流路を流れる測定電流により発生する磁界の、感磁軸に垂直な成分の磁界強度より、感磁軸に平行な成分の磁界強度が大きくなる位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の電流量検出器。
【請求項６】
前記第１磁気センサは、前記第１電流路と前記第２電流路との間であって、前記第１電流路及び前記第２電流路を流れる測定電流により発生する磁界の、感磁軸に垂直な成分の磁界強度より、感磁軸に平行な成分の磁界強度が大きくなる位置に配置されており、
前記第２磁気センサは、前記電流線を上面視した場合に前記第１電流路及び前記第２電流路のいずれか一方と重なる位置であって、その不感磁軸が、前記第１電流路又は前記第２電流路を流れる測定電流により発生する磁界に対して平行となる位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の電流量検出器。
【請求項７】
前記電流線は、測定電流の流れる方向に対して垂直な断面が、長辺と短辺とからなる略矩形形状を有し、
前記第２磁気センサの感磁軸は、前記電流線の短辺の中心に位置し、
前記第１磁気センサの感磁軸は、前記電流線の長辺の中心に位置することを特徴とする請求項１、２、４、５のいずれか一つに記載の電流量検出器。
【請求項８】
前記電流線は、測定電流の流れる方向に対して垂直な断面が、長辺と短辺とからなる略矩形形状を有し、
前記第１磁気センサの感磁軸は、前記電流線の短辺の中心に位置し、
前記第２磁気センサの感磁軸は、前記電流線の長辺の中心に位置することを特徴とする請求項３又は６に記載の電流量検出器。
【請求項９】
前記電流線は、測定電流が流れる方向に対して垂直な断面において、両端が同方向に略垂直に屈曲した断面凹形状を有することを特徴とする請求項１記載の電流量検出器。
【請求項１０】
前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサは、一の基板の表面及び裏面にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の電流量検出器。
【請求項１１】
主電流路と、前記主電流路から分岐され前記主電流路と合流する迂回電流路と、を有する電流線と、当該迂回電流路に設けられた請求項１〜１０のいずれかに記載の電流量検出器と、を有してなることを特徴とする電流量検出器付き電流線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流により発生する磁界を磁気センサにより検知して電流量を検出する電流量検出器、及び電流量検出器付き電流線に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気センサを用いた電流量検出器は、電流を高精度に測定することができ、車両、産業機械、電力用機器等の高精度化、低消費電力化のために用いられている。これまで、磁気センサとしては、コアとホール素子を用いるもの、カレントトランス、シャント抵抗器などが使用されてきた。例えば特許文献１に開示されたコアとホール素子を用いた磁気センサでは、電流線の周囲に配置したリング状のコアで集磁して、集磁された磁束をホール素子で検出する。しかしながら、このような磁気センサでは、測定電流が大電流である場合にはコアが飽和してしまい、コアの飽和を防ぐためにはコア自体を大型化せざるを得ず、コストがかかる。そのため、小型且つ低コストで大電流の電流量測定が困難である。一方、コアが無い構成とした場合、このような磁気センサに用いられるホール素子は小さな磁界を精度良く検出できないことから、測定電流が小さい場合についても良好な測定が困難である。【０００３】
このため、ホール素子の代わりに、小さな磁界を精度良く検出可能な、ＧＭＲ素子及びＴＭＲ素子等に代表される高感度素子が用いられるようになってきている。しかしながら、高感度のＧＭＲ素子及びＴＭＲ素子等を用いた磁気センサは、微小電流による誘導磁界の変化を測定可能である一方で、地磁気、機器及び環境などによる外部磁界の影響を受けやすく、外部磁界によるノイズ対策も必要である。高透磁率軟磁性体を用いた磁気シールドなどにより、測定磁界源及び測定電流線と、磁気センサの両方を囲むように覆うことで外部磁界を抑制することは可能である。しかしながら、コアとホール素子を用いた磁気センサにおけるコアと同様、測定電流が大電流である場合、測定電流の誘導磁界による飽和を防ぐためには、磁気シールドを構成する軟磁性体の体積を大きくする必要がある。そのため、大電流の電流量測定において、磁気シールドのみによる外部磁界のノイズ対策が困難であり、上記同様、比較的広い範囲での電流測定が難しいという問題があった。【０００４】
上記問題を解決すべく、特許文献２〜５には、複数の磁気センサを用いて直接電流による磁界を検出する装置が開示されている。
例えば、特許文献２においては、複数の磁気センサと、前記磁気センサの電流感度の差異が反映された出力信号に基づいて電流値を算出する信号処理手段と、を備える電流測定装置が開示されており、測定可能な導体としては様々な形状のものが開示されている。また、磁気センサとして磁界を検出する磁電変換素子等の磁気センサであれば特に制約を受けない旨記載されている。特許文献２においては、図１８に示すように、磁気センサ３ａと被測定導体５’との距離、及び、磁気センサ３ｂと被測定導体５’との距離が異なるようにこれら磁気センサ３ａ、３ｂ及び被測定導体５’が配置されている。
磁気センサ３ａ、３ｂの電流感度をそれぞれＳａ、Ｓｂ［Ｖ／Ａ］、被測定導体５’に流れる電流をＩ［Ａ］、磁気センサ３ａ、３ｂの磁界感度をそれぞれｍａ、ｍｂ［Ｖ／Ｔ］、磁気センサ３ａ、３ｂに外部から与えられる外乱磁界の磁束密度をそれぞれＢａ、Ｂｂ［Ｔ］、磁気センサ３ａ、３ｂの出力電圧をＶａ、Ｖｂ［Ｖ］とすると、
磁気センサ３ａについて、
Ｖａ＝Ｓａ×Ｉ＋ｍａ×Ｂａ        （１）
が成り立ち、
磁気センサ３ｂについて、
Ｖｂ＝Ｓｂ×Ｉ＋ｍｂ×Ｂｂ        （２）
が成り立つ。２つの磁気センサ３ａ、３ｂの磁界感度について、ｍａ＝ｍｂが成り立ち、磁気センサ３ａ、３ｂに外部から与えられる外乱磁界の磁束密度についてもＢａ＝Ｂｂが成り立つと近似し、（１）から（２）を差し引くことにより、
Ｖａ−Ｖｂ＝（Ｓａ−Ｓｂ）Ｉが得られる。
電流感度Ｓａ、Ｓｂ並びにＶａ、Ｖｂを求めることにより、被測定導体５’に流れる電流Ｉを算出することができる。【０００５】
また、特許文献３においては、貫通孔によって分岐された電流と、前記貫通孔内に配置された第１磁電変換素子と、前記第１分岐路または第２分岐路の外側に配置された第２磁電変換素子とを備える電流検出器が開示されている。第１分岐路を流れる電流によって生じる磁界と第２分岐路を流れる電流によって生じる磁界とは、貫通孔内の位置において打ち消し合うので、前記貫通孔に配置された第１磁電変換素子により、外乱磁界の強さに対応する電気信号が出力される。【０００６】
また、特許文献４においては、簡易な構成でありながら、磁気ベクトルの差分値に基づいて電流検出（差動検出）を行うことができる電流センサ及びその電流検出方法が開示されている。具体的には、同一方向の電流が流れる平行な２本のラインと、これらの２本のラインに電流が流れることに起因して発生する相反する方向の磁気ベクトルを各別に検出する２つの磁気検出素子が集積化された集積チップと、を備える。前記集積チップは、前記平行な２本のラインの間に設けられた段差空間に、これら２本のラインの一方を表側に、他方を裏側に有する状態で、これら平行な２本のラインに挟まれて配設されてなる構成が開示されている。【０００７】
また、特許文献５においては、感磁軸が平行な第１及び第２磁気センサを配置し、差動出力を取得することにより外部磁界をキャンセルすることで、センサの位置ずれ許容度を向上させるとともに、出力感度を向上させることができる電流センサが開示されている。また、磁気センサとして、高感度の多層巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ）及びトンネル磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ）を使用することも記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−１４０１８０号公報
【特許文献２】特開２００５−１９５４２７号公報
【特許文献３】特許３６３１９２５号公報
【特許文献４】特許４４３４１１１号公報
【特許文献５】特開２０１２−６３２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１のようにコアとホール素子を用いた磁気センサでは、比較的広い範囲の電流量を検出することができないという問題があった。また、コアを用いずにホール素子だけで検出すべく、小さな磁界でも高精度に検出できるホール素子を利用した場合、外部磁界による影響を如何にして排除するかも課題であり、それに対して特許文献２〜５に記載のような技術が考案された。【００１０】
しかしながら、特許文献２に記載の方法では、同一方向の磁界を検出するように磁気センサを近接して配置したことによって当該２つの磁気センサの出力差が小さくなり、高精度の検出が難しくなる。一方、出力差を大きくするためにはセンサを離す必要があり、小型化が難しくなる。また、事前に２つの磁気センサ間の電流感度Ｓａ、Ｓｂの差異を検出しなければならず、また出力信号に反映させるためのキャリブレーション手段が必要となるためコストが掛かるという問題があった。【００１１】
また、特許文献３に記載の方法では、第１分岐路と第２分岐路との間に外乱磁界検出用の素子を配置する必要があるが、正確に第１分岐路と第２分岐路との中央に配置する必要があるため、素子の配置の自由度が少ない。配置の精度を十分に確保できず、出力のばらつきが大きくなる場合があるという問題があった。【００１２】
また、特許文献４に記載の方法では、段差空間を構成するための電流路の加工が難しく、加工精度が検出精度に影響を与えやすいため、高い検出精度を有する磁気センサを作製しにくいという問題があった。【００１３】
また、特許文献５に記載の方法では、同一の電流路を用いるため、温度等の抵抗変動による影響により、第１の磁気センサと第２の磁気センサとが受ける磁界が変化する可能性がある。また、略同等の磁界を検出した出力について差動をとるため、信号対ノイズ比（ＳＮ比）が小さくなるという問題があった。【００１４】
本発明は、上記課題に鑑み成されたものであり、その目的とするところは、測定範囲が広く、信号対ノイズ比（ＳＮ比）が極めて高く、且つ、組み立てコストが低い電流量検出器、及び電流量検出器付き電流線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明に係る電流量検出器は、
測定電流が流れる電流線と、
磁界を検出して電気的に出力する少なくとも２つの磁気センサと、を備え、
前記２つの磁気センサは、それぞれ、磁界に対して平行な場合に電気的な出力が最も高くなる感磁軸と、磁界に対して平行な場合に電気的な出力が無くなる不感磁軸と、を有する磁気抵抗効果素子からなり、
前記２つの磁気センサの感磁軸は互いに平行であり、
前記２つの磁気センサのうち、一方の第１磁気センサは、測定電流により発生する磁界の、感磁軸に対して垂直な成分の磁界強度より、感磁軸に対して平行な成分の磁界強度が大きくなるような位置に配置され、
前記２つの磁気センサのうち、他方の第２磁気センサは、その感磁軸が、測定電流により発生する磁界に対して垂直であり、その不感磁軸が、測定電流により発生する磁界に対して平行になる位置に配置され、
前記第１磁気センサの出力と前記第２磁気センサの出力との差分により、測定電流の電流量を検出することを特徴とする。【００１６】
また、本発明に係る電流量検出器において、前記第２磁気センサは、前記電流線を上面視した場合に前記電流線の外側に配置され、前記第１磁気センサは、前記電流線を上面視した場合に前記電流線と重なる位置に配置されていてもよい。【００１７】
また、本発明に係る電流量検出器において、他の態様では、前記第１磁気センサは、前記電流線を上面視した場合に前記電流線の外側に配置され、前記第２磁気センサは、前記電流線を上面視した場合に前記電流線と重なる位置に配置されていてもよい。【００１８】
また、本発明に係る電流量検出器において、ある態様では、前記電流線は、２つに分岐され合流する第１電流路及び第２電流路を有し、
前記第２磁気センサは、前記電流線を上面視した場合に前記電流線の外側の位置であって、その不感磁軸が、前記第１電流路又は前記第２電流路を流れる測定電流により発生する磁界に対して平行となる位置に配置されており、
前記第１磁気センサは、前記電流線を上面視した場合に前記第１電流路及び前記第２電流路のいずれか一方と重なる位置であって、前記第１電流路又は前記第２電流路を流れる測定電流により発生する磁界の、感磁軸に垂直な成分の磁界強度より、感磁軸に平行な成分の磁界強度が大きくなる位置に配置されていることを特徴とする。【００１９】
また、本発明に係る電流量検出器において、別の態様では、前記電流線は、２つに分岐され合流する第１電流路及び第２電流路を有し、
前記第２磁気センサは、前記第１電流路と前記第２電流路との間であって、その不感磁軸が、前記第１電流路又は前記第２電流路を流れる測定電流により発生する磁界に対して平行となる位置に配置されており、
前記第１磁気センサは、前記電流線を上面視した場合に前記第１電流路及び前記第２電流路のいずれか一方と重なる位置であって、前記第１電流路又は前記第２電流路を流れる測定電流により発生する磁界の、感磁軸に垂直な成分の磁界強度より、感磁軸に平行な成分の磁界強度が大きくなる位置に配置されていることを特徴とする。【００２０】
また、本発明に係る電流量検出器において、さらに別の態様では、前記電流線は、２つに分岐され合流する第１電流路及び第２電流路を有し、
前記第１磁気センサは、前記第１電流路と前記第２電流路との間であって、前記第１電流路及び前記第２電流路を流れる測定電流により発生する磁界の、感磁軸に垂直な成分の磁界強度より、感磁軸に平行な成分の磁界強度が大きくなる位置に配置されており、
前記第２磁気センサは、前記電流線を上面視した場合に前記第１電流路及び前記第２電流路のいずれか一方と重なる位置であって、その不感磁軸が、前記第１電流路又は前記第２電流路を流れる測定電流により発生する磁界に対して平行となる位置に配置されていることを特徴とする。【００２１】
また、本発明に係る電流量検出器において、前記電流線は、２つに分岐され合流する第１電流路及び第２電流路を有し、
前記第１電流路若しくは前記第２電流路の比抵抗は、分岐される前の電流線若しくは合流した後の電流線の比抵抗より大きく、且つ
前記第１電流路若しくは前記第２電流路の温度係数は、分岐される前の電流線若しくは合流した後の電流線の温度係数と略同一であることが好ましい。【００２２】
また、本発明に係る電流量検出器において、前記電流線は、測定電流の流れる方向に対して垂直な断面が、長辺と短辺とからなる略矩形形状を有し、前記第２磁気センサの感磁軸は、前記電流線の短辺の中心に位置し、
前記第１磁気センサの感磁軸は、前記電流線の長辺の中心に位置してもよい。【００２３】
また、本発明に係る電流量検出器において、別の態様では、前記電流線は、測定電流の流れる方向に対して垂直な断面が、長辺と短辺とからなる略矩形形状を有し、
前記第１磁気センサの感磁軸は、前記電流線の短辺の中心に位置し、
前記第２磁気センサの感磁軸は、前記電流線の長辺の中心に位置してもよい。【００２４】
また、本発明に係る電流量検出器において、前記電流線は、測定電流が流れる方向に対して垂直な断面において、前記電流線の両端が同方向に前記電流線に対して略垂直に屈曲した断面凹形状を有していてもよい。【００２５】
また、本発明に係る電流量検出器において、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサは、一の基板の表面及び裏面にそれぞれ配置されていてもよい。【００２６】
本発明に係る電流量検出器付き電流線は、主電流路と、前記主電流路から分岐され前記主電流路と合流する迂回電流路と、を有する電流線と、当該迂回電流路に設けられた上述の電流量検出器と、を有してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、測定範囲が広く、信号対ノイズ比（ＳＮ比）が極めて高く、且つ、組み立てコストが低い電流量検出器、及び電流量検出器付き電流線を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態１に係る電流量検出器の概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１に係る電流量検出器の上面図である。
【図３】図３は、断面形状が真円形状である電流線の周りに発生する磁界を示した図である。
【図４】図４は、断面形状が略矩形である電流線の周りに発生する磁界を示した図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２に係る電流量検出器の概略断面図である。
【図６】図６（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態３に係る電流量検出器の概略断面図及び斜視図である。
【図７】図７（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態４に係る電流量検出器の概略断面図及び斜視図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態５に係る電流量検出器の概略断面図である。
【図９】図９（ａ）は、本発明の実施の形態６に係る電流量検出器の断面図であり、図９（ｂ）は、その斜視図である。
【図１０】図１０（ａ）は、本発明の実施の形態７に係る電流量検出器の断面図であり、図１０（ｂ）は、その斜視図である。
【図１１】図１１（ａ）は、本発明の実施の形態８に係る電流量検出器の断面図であり、図１１（ｂ）は、その斜視図である。
【図１２】図１２（ａ）は、本発明の実施の形態９に係る電流量検出器の断面図であり、図１２（ｂ）は、その斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態１０に係る電流量検出器の断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態１１に係る電流量検出器の断面図である。
【図１５】図１５は、感磁軸及び不感磁軸を説明するための図面である。
【図１６】図１６は、感磁軸の方向の磁界強度に対する電気的な出力を示したグラフである。
【図１７】図１７は、不感磁軸の方向の磁界強度に対する電気的な出力を示したグラフである。
【図１８】図１８は、従来技術に係る電流測定装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」およびそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。複数の図面に表れる同一符号は、特に断らない限り同一の部分又は部材を示す。以下の実施の形態は、本発明を単に例示するものであって、本発明は、以下の実施の形態に限定されることはない。
【００３０】
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１に係る電流量検出器１の斜視図であり、図１（ｂ）は、その上面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’断面における、電流量検出器１の断面図である。
【００３１】
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、本発明の実施の形態１に係る電流量検出器１は、測定電流２５が流れる電流線５と、測定電流２５により発生する磁界を検出して電気的に出力する少なくとも２つの磁気センサ（第１磁気センサ２、第２磁気センサ３）と、を備え、２つの磁気センサは、それぞれ、磁界に対して平行な場合に電気的な出力が最も高くなる感磁軸１１、１２と、磁界に対して平行な場合に電気的な出力が無くなる不感磁軸１３、１４と、を有する磁気抵抗効果素子からなり、２つの磁気センサの感磁軸１１、１２は互いに平行であり、２つの磁気センサのうち、一方の第１磁気センサ２は、測定電流２５により発生する磁界の、感磁軸１１に垂直な成分の磁界強度より、測定電流２５により発生する磁界の、感磁軸１１に平行な成分の磁界強度が大きくなる位置に配置されており、２つの磁気センサのうち、他方の第２磁気センサ３は、その感磁軸１２が測定電流２５により発生する磁界に対して垂直であり、その不感磁軸１４が、測定電流２５により発生する磁界に対して平行になる位置に配置されていることを特徴とする。ここで、「感磁軸」とは、磁気センサに印加した磁界に対して、単位磁界あたりの電気的な出力が最も高くなる方向と定義される。磁気センサは以下に説明するように感磁軸を有し、磁気センサに印加された磁界が、当該感磁軸の方向と平行となる場合に、当該磁気センサから出力される電気的出力が最も高くなる。また、「不感磁軸」とは、磁気センサに印加した磁界に対して、電気的な出力が無くなる（実質的に電気的な出力が無くなる場合も含む）方向と定義される。磁気センサは以下に説明するように不感磁軸を有し、磁気センサに印加された磁界が、当該不感磁軸の方向と平行となる場合に、当該磁気センサから出力される電気的出力が無くなる（実質的に無くなる）。例えば、図１５に示すように、１つのスピンバルブ型巨大磁気抵抗効果素子ａを固定層ｂと自由層ｃとを含む層状構造として構成し、電気的な出力を得る場合、層状構造の積層方向が不感磁軸ｄとなり、固定層に平行な方向（層状構造の積層方向に対して垂直な方向）が感磁軸ｅとなる。このとき、不感磁軸ｄの方向の磁界強度に対する電気的な出力は、図１７に示すように、磁界強度の値に拘わらず常に０となる。また、感磁軸ｅの方向の磁界強度に対する電気的な出力は、磁界強度が強くなるにしたがって強くなり、やがて飽和する。このように、感磁軸ｅの方向の磁界強度と電気的出力との関係は、図１６のような曲線となる。
【００３２】
本発明の実施の形態１に係る電流量検出器１において、第１磁気センサ２と第２磁気センサ３とは、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、少なくともそれぞれの感磁軸１１、１２が平行である必要がある。ここで、第１磁気センサ２及び第２磁気センサ３の「それぞれの感磁軸が平行」とは、第１磁気センサ２の感磁軸１１と第２磁気センサ３の感磁軸１２とが完全に平行である場合だけでなく、電気的出力の精度や分解能に影響を与えない限り完全な平行でなくてもよい。すなわち、電気的出力の精度や分解能に影響を与えない範囲で感磁軸１１は感磁軸１２に対して傾斜していてもよい。このように電気的出力の精度や分解能に影響を与えない範囲で感磁軸１１が感磁軸１２に対して傾斜している場合を、感磁軸１１と感磁軸１２とが「実質的に平行」であるという。
【００３３】
さらに、第１磁気センサ２は、測定電流２５により発生する磁界の、感磁軸１１に垂直な成分の磁界強度よりも、当該磁界の、感磁軸１１に平行な成分の磁界強度が大きくなる位置に配置される。例えば、図１に示すように第１磁気センサ２と第２磁気センサ３とを、基板４の平行な表面及び裏面にそれぞれ配置し、電流線５を第２磁気センサ３と同じ基板面上に配置することで、基板４の表面と裏面との平行度により第１磁気センサ２、第２磁気センサ３及び電流線５を容易に位置決めできるため好ましい。
【００３４】
電流線５内を流れる測定電流２５により発生する磁界は、電流線５の表面近傍においては電流線５の断面形状と同じ形状で、電流線５の表面から離れるにしたがって電流線５の中心を円の中心とする真円状に近づいていく。表面近傍とは、電流線５を一次元の線に近似、すなわち、電流線５の測定電流２５の流れる方向に対して垂直な断面において点に近似し、電流線５を流れる測定電流２５により発生する磁界を断面に垂直な方向から見て真円として近似することができなくなる範囲より電流線５に近い範囲を意味する。
【００３５】
図３は、測定電流２５により発生する磁界の、感磁軸１１に垂直な成分の磁界強度より、感磁軸１１に平行な成分の磁界強度が大きくなるような位置（領域）について説明するための図面である。以下、簡略のため、断面形状が真円形状である電流線を用いた場合について説明する。
【００３６】
電流線５が真円形状の断面を有する場合、電流線５内を流れる測定電流２５により発生する磁界は、図３に示すように、電流線５の中心を円の中心とする真円状となる。このような磁界は、電流線５の表面近傍の位置から、電流線５の表面から離れた位置に至るまで、真円形状を有する。
ここで、図３に示す断面（電流線５の長手方向に垂直な断面）において、電流線５の中心を通り水平に延びる線をＸ軸とし、電流線５の中心を通り当該Ｘ軸に対して垂直に延びる線をＹ軸とする。
【００３７】
まず、例えば、Ｘ軸となす角度がθとなる位置（ここでは、このような位置を位置Ａと称する）を例に、測定電流２５により発生する磁界の、感磁軸１１に垂直な成分、及び、感磁軸１１に平行な成分について説明する。Ｘ軸となす角度がθとなる位置Ａでは、図３に示すように、磁界は円に沿った矢印で表される。この磁界の強度をＴとする。ここで、第１磁気センサ２の感磁軸１１及び第２磁気センサ３の感磁軸１２はＸ軸に対して平行になるように設定される。したがって、「感磁軸１１に垂直」とは、Ｙ軸に平行な方向を意味し、「感磁軸１１に平行」とは、Ｘ軸に平行な方向を意味する。円の接線方向に延びる長さＴのベクトルを、Ｙ軸に平行な成分、Ｘ軸に平行な成分に分解した場合、「測定電流により発生する磁界の、感磁軸に垂直な成分の磁界強度」は、Ｔｃｏｓθに相当し、「測定電流により発生する磁界の、感磁軸に平行な成分の磁界強度」の絶対値は、Ｔｓｉｎθに相当する。
【００３８】
Ｘ軸に対して０°の位置Ｂでは、図３に示すように、測定電流２５により発生する磁界の、感磁軸１１に平行な成分の磁界強度は０であり、感磁軸１１に垂直な成分の磁界強度はＴである。また、Ｘ軸に対して３０°の位置Ｃでは、図３に示すように、測定電流２５により発生する磁界の、感磁軸１１に平行な成分の磁界強度はＴ／２であり（マイナス方向を正としている）、感磁軸１１に垂直な成分の磁界強度は（√３／２）Ｔである。これらの位置Ｂ、Ｃにおいては、測定電流２５により発生する磁界の、感磁軸１１に垂直な成分の磁界強度が、感磁軸１１に平行な成分の磁界強度より大きい。
【００３９】
例えば、Ｘ軸に対して４５°の位置Ｄでは、図３に示すように、測定電流２５により発生する磁界の、感磁軸１１に平行な成分の磁界強度は、Ｔ／√２であり（マイナス方向を正としている）、感磁軸１１に垂直な成分の磁界強度もＴ／√２である。この位置Ｄにおいては、測定電流２５により発生する磁界の、感磁軸１１に垂直な成分の磁界強度は、感磁軸１１に平行な成分の磁界強度と同じである。
【００４０】
一方、Ｘ軸に対して６０°の位置Ｅでは、図３に示すように、測定電流２５により発生する磁界の、感磁軸１１に平行な成分の磁界強度は、（√３／２）Ｔであり（マイナス方向を正としている）、感磁軸１１に垂直な成分の磁界強度は、Ｔ／２である。また、Ｘ軸に対して９０°の位置Ｆでは、図３に示すように、測定電流２５により発生する磁界の、感磁軸１１に平行な成分の磁界強度はＴであり（マイナス方向を正としている）、感磁軸１１に垂直な成分の磁界強度は０である。Ｘ軸に対して１２０°の位置Ｇでは、測定電流２５により発生する磁界の、感磁軸１１に平行な成分の磁界強度は、（√３／２）Ｔであり（マイナス方向を正としている）、感磁軸１１に垂直な成分の磁界強度は、Ｔ／２である（マイナス方向を正としている）。このような位置Ｅ、Ｆ、Ｇにおいては、測定電流２５により発生する磁界の、感磁軸１１に平行な成分の磁界強度が、感磁軸１１に垂直な成分の磁界強度より大きい。
【００４１】
また、Ｘ軸に対して１３５°の位置Ｈでは、４５°の位置Ｄと同様、測定電流２５により発生する磁界の、感磁軸１１に垂直な成分の磁界強度は、感磁軸１１に平行な成分の磁界強度と同じである。
【００４２】
Ｘ軸に対して１５０°、１８０°の位置Ｉ、Ｊでは、０°、３０°の位置Ｂ、Ｃと同様、測定電流２５により発生する磁界の、感磁軸１１に垂直な成分の磁界強度が、感磁軸１１に平行な成分の磁界強度より大きい。
【００４３】
このように、Ｘ軸に対して４５°〜１３５°の領域においては、測定電流２５により発生する磁界の、感磁軸１１に垂直な成分の磁界強度よりも、当該磁界の、感磁軸１１に平行な成分の磁界強度が大きい。Ｘ軸に対して２２５°〜３１５°の領域においても上記と同様のことが言える。
【００４４】
以上のように、電流線５の断面形状が真円状である場合、測定電流２５により発生する磁界の、感磁軸１１に平行な成分の磁界強度が、当該磁界の、感磁軸１１に垂直な成分の磁界強度より大きくなる位置（領域）とは、Ｘ軸に対して４５°〜１３５°、２２５°〜３１５°の領域、すなわち、電流線５の中心から鉛直方向に対して±４５°傾斜した２つの直線に挟まれる領域であって電流線５の真上及び真下に形成される領域（図３において斜線を施した領域４２）に相当する。
【００４５】
一方、電流線５の断面形状が、上下方向を短辺（短辺を２６で示す）とし左右方向を長辺（長辺を２７で示す）とする長方形状である場合は、電流線５内を流れる測定電流２５により発生する磁界は、図４に示すように、電流線５の短辺２６及び長辺２７に平行な短軸（短軸の長さを短径と称する）と長軸（長軸の長さを長径と称する）を有する略楕円形状となる。ここで略楕円形状としたのは、電流線の材質や温度分布などの諸条件、発生した磁界によるローレンツ力により電流密度分布が経時変化したり、流れる電流の周波数によっては表皮効果などにより電流密度分布が変化する等の影響により、発生する磁界が正確な楕円から歪むためである。また、表面近傍では短径の変化が大きく、さらに、表面から離れるにしたがって、長径の変化も大きくなり、短径と長径の差が徐々に小さくなり、真円に近づいていく。そのため、短辺２６の近傍では磁界が強くなっており、徐々に短辺側と長辺側の間隔が均等に近づいていく。以下の説明においては、図４を用いて、厚み３ｍｍ、幅３１ｍｍ、均一な電流線５に周波数１０Ｈｚ、電流量１２０Ａで紙面奥から手前に電流を流した場合について説明を行う。
【００４６】
図４は、電流線５の周囲に発生した磁界を示している。略楕円状の磁界の任意の位置において、磁界は略楕円に沿った矢印で表される。このとき、電流線５の長辺２７に平行な成分と垂直な成分に分けて考えることができ、その平行な成分の絶対値と垂直な成分の絶対値の差が正の範囲を斜線で示した（この斜線の範囲を参照番号４２で示し、斜線の範囲外の領域を参照番号４３で示す）。
【００４７】
図４に示すように、斜線の範囲４２においては、測定電流２５により発生する磁界の、感磁軸１１に平行な成分の磁界強度が、感磁軸１１に垂直な成分の磁界強度より大きい。一方、斜線の範囲外の領域４３においては、測定電流２５により発生する磁界の、感磁軸１１に垂直な成分の磁界強度が、感磁軸１１に平行な成分の磁界強度より大きい。
【００４８】
また、以下に説明するように、Ｘ軸上では、測定電流２５により発生する感磁軸１１に平行な成分の磁界は０となる。Ｘ軸上の任意の位置に、測定電流により発生する磁界が０となるように、感磁軸１２を有する磁気センサを配置し、一方、測定電流により発生する磁界の、感磁軸１２に平行な成分の方が垂直な成分より大きくなるように、感磁軸１２と平行な感磁軸１１を有する磁気センサを斜線の範囲４２に配置する。それにより、感磁軸１２を有する磁気センサは感磁軸１２に垂直な方向（不感磁軸方向）の磁界を検出することができないことから測定電流２５の磁界の影響を受けることなく、測定電流２５以外の外部磁界を測定することができる。感磁軸１２を有する磁気センサの出力と、感磁軸１１を有する磁気センサの出力との差分によって、精度良く測定電流の出力を得ることができる。
【００４９】
以上では、断面形状が円形状、矩形形状の場合についてのみ説明したが、当業者であれば、電流線の断面形状が分かると、電流線の周りに形成される磁界の方向を容易に得ることができるため、「測定電流により発生する磁界の、感磁軸に垂直な成分の磁界強度より、感磁軸に平行な成分の磁界強度が大きくなる位置（領域）」を導き出すことができることは理解されよう。
【００５０】
一方、第２磁気センサ３は、その感磁軸１２が測定電流２５により発生する磁界に対して垂直であり、その不感磁軸１４が、測定電流２５により発生する磁界に対して平行になる位置に配置される。図３では本発明の説明を簡略化するために、第２磁気センサ３の感磁軸１２がＸ軸に対して平行であり第２磁気センサ３の不感磁軸１４がＹ軸に対して平行になるように設定したが、「第２磁気センサの感磁軸が測定電流により発生する磁界に対して垂直であり、不感磁軸が測定電流により発生する磁界に対して平行になる位置」とは、必ずしも、上述のように、第２磁気センサ３の感磁軸１２がＸ軸に対して平行であり不感磁軸１４がＹ軸に対して平行となる位置である必要はなく、測定電流２５により発生した磁界に対する感磁軸１２の角度が垂直であり不感磁軸１４の角度が平行であれば、電流線５の周囲全周いずれの位置に配置してもよい。
【００５１】
また、断面形状が図４に示すような矩形形状である場合も同様に、「感磁軸１２が測定電流により発生する磁界に対して垂直であり、その不感磁軸１４が、測定電流２５により発生する磁界に対して平行になる位置」とは、測定電流２５により発生した磁界に対する感磁軸１２の角度が垂直であり不感磁軸１４の角度が平行であれば、電流線５の周囲全周いずれの位置に配置しても問題ない。ただし、電流線の断面形状が正確に矩形であれば、その電流線に沿って基板を配置し、その基板上に磁気センサを配置することで、容易に感磁軸の角度を設定することができるため好ましい。
【００５２】
第１磁気センサ２を上述の領域に配置することにより、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１磁気センサ２は、第１の磁気センサの感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘと、測定電流２５により発生する磁界の感磁軸方向の磁界成分Ｈｍ１の、第１磁気センサ２の感磁軸１１に平行な成分と、の合成磁界を検出する。一方、第２磁気センサ３を上述の領域に配置することにより、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、第２磁気センサ３は、第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘのみを検出する（すなわち、第２磁気センサ３は、第２磁気センサ３の感磁軸１２が測定電流２５により発生する磁界に対して垂直になる位置に配置され、測定電流２５により発生する磁界の、第２磁気センサ３の感磁軸１２に平行な成分が含まれていないため、測定電流２５により発生する磁界を検出することができない）。これらの磁気センサ２、３の出力の差分をとることにより外部磁界を除いた測定電流２５による磁界のみを検出することができる。すなわち、外部磁界の影響を受けることなく測定電流２５による磁界のみを検出することができるため、極めて正確な電流量検出器を提供することができる。
【００５３】
本発明において、磁界を検出する感磁軸１１、１２を有する磁気抵抗効果素子は、感磁軸１１、１２が互いに平行であって同一方向に向いており、一方の第１磁気センサ２が、測定電流２５により発生する磁界の、感磁軸１１に垂直な成分の磁界強度より、感磁軸１１に平行な成分の磁界強度が大きくなる位置に配置されており、他方の第２磁気センサ３が、その感磁軸１２が測定電流２５により発生する磁界に対して垂直であり、その不感磁軸１４が、測定電流２５により発生する磁界に対して平行になる位置に配置されていれば、具体的な位置は以下に示す実施の形態に限定されることはなく、これ以外の配置であっても、本願発明の技術範囲に含まれることは理解されよう。しかしながら、本発明をより明確に説明するために、以下、具体的な配置に基づいて詳細に説明する。
【００５４】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る電流量検出器１は、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、断面形状が矩形の電流線５と、電流線５の外周に配置された２つの磁気センサ（第１磁気センサ２及び第２磁気センサ３）と、を有する。この２つの磁気センサは、それぞれ、磁界を検出する感磁軸１１、１２を有する磁気抵抗効果素子からなる。２つの磁気センサ２、３は、２つの磁気センサ２、３の感磁軸１１、１２が互いに平行となるように配置されている。さらに、第２磁気センサ３は、電流線５を上面視した場合に電流線５の外側に配置され、第１磁気センサ２は電流線５を上面視した場合に電流線５と重なる位置に配置されている。電流線５は、平坦な上面を有しており、本発明においては、この上面に垂直な方向から見る場合を「上面視」という。「電流線５を上面視した場合に第２磁気センサ３が外側に配置される」とは、電流線５の平坦な上面に垂直な直線上のある点から電流線５を見た場合に、第２磁気センサ３が電流線５の外側、すなわち、図２に示すように、電流線５の測定電流２５の流れる方向に垂直な幅方向の両端５３、５４の間を内側の範囲（当該範囲を参照番号５２により示す）として、その範囲外（当該範囲を参照番号５１により示す）に配置されていることを意味する。また、「第１磁気センサ２が電流線５を上面視した場合に電流線５と重なる位置に配置されている」とは、電流線５の平坦な上面に垂直な直線状のある点から電流線５を見た場合に、第１磁気センサ２が電流線５と重なる位置、すなわち、電流線５の測定電流２５の流れる方向に垂直な幅方向の両端５３、５４の間を内側の範囲として、その範囲内（当該範囲を５２により示す）に配置されていることを意味する。
【００５５】
図１に示すように、実施の形態１においては、第１磁気センサ２と第２磁気センサ３は、それらの感磁軸１１、１２を含む感磁面が、基板４に対して平行となるように基板４の表面及び裏面のそれぞれに設けてもよい。ここで、感磁軸とは、磁界に対して磁気センサの電気的な出力が最も高くなる方向の軸を意味し、不感磁軸とは、磁界に対して磁気センサの電気的な出力が無くなる方向の軸を意味する。また、感磁面とは、感磁軸を含む面を意味する。このように、上面視した場合に、第２磁気センサ３を電流線５の外側に配置し、第１磁気センサ２を電流線５と重なる位置に配置すれば、第１磁気センサ２は、図１（ｂ）に示すように、第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘと、測定電流２５により発生する磁界の、第１磁気センサ２の感磁軸１１に平行な成分Ｈｍ１と、の合成磁界を検出し、一方、第２磁気センサ３は、第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘのみを検出する。これら第１及び第２磁気センサ２、３の出力の差分をとることにより、第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘを除いた、測定電流２５による磁界のみを検出することができ、信号対ノイズ比（ＳＮ比）を向上させることができる。
【００５６】
本発明の実施の形態１に係る電流量検出器１において、電流線５の材料は、特に限定されるものではなく、例えば、銅、アルミニウム等の金属；若しくは前記金属と、スズ、銀、ジルコニウム、クロム、ニッケル、鉄、亜鉛、ケイ素、リン、マグネシウム等との合金；若しくはアルミニウムと銅の貼り合わせや、クラッド材等を例示することができる。特に好ましくは、銅である。銅は安価である上に電気抵抗が低いため、好適に用いられる。
【００５７】
本発明の実施の形態１に係る電流量検出器１において、第１磁気センサ２及び第２磁気センサ３として、感磁軸１１、１２を有する磁気抵抗効果素子を用いる。このような磁気抵抗効果素子としては、異方性磁気抵抗効果（以下、異方性磁気抵抗効果をＡＭＲと称することもある）素子、多層巨大磁気抵抗効果（以下、多層巨大磁気抵抗効果をＧＭＲと称することもある）素子、スピンバルブ型磁気抵抗効果（以下、スピンバルブ型磁気抵抗効果をＳＶＧＭＲと称する）素子、トンネル磁気抵抗効果（以下、トンネル磁気抵抗効果をＴＭＲと称することもある）素子、ホール素子、磁気インピーダンス素子、磁気誘導素子、フラックスゲート素子等を例示することができる。具体的には、上述した素子を用いて、周囲を非磁性のケースなどでパッケージした磁気センサなどを用いることができる。また、図中で用いている第１磁気センサ、及び第２磁気センサは、分かりやすくするために磁気センサの形状を、感磁軸に平行な方向に広い面（以下、主面３１、３２と称することもある）を有し、それに対して垂直な方向に不感磁軸が設定されるように示しているが、基板の形状などに応じて適宜好ましい磁気センサの構成を用いることができる。
【００５８】
本発明の実施の形態１に係る電流量検出器１において、第１磁気センサ２と第２磁気センサ３とを１つの基板４（例えば、プリント回路基板として汎用されているガラスエポキシ等の樹脂を含む基板や、アルミナやＬＴＣＣ（低温同時焼成セラミックス）等のセラミックスなどを含む基板）に配置してもよい。また、２以上の基板４に第１磁気センサ２及び第２磁気センサ３をそれぞれ設けてもよい。第１磁気センサ２と第２磁気センサ３とを１つの基板４上に設ける場合、図１に示すように、電流線５を基板４の一方の主面上に設け、第１磁気センサ２を、当該基板４の他方の主面上であって、上面視した場合に第１磁気センサ２が電流線５と重なる位置に設け、第２磁気センサ３を、基板４の他方の主面上であって、上面視した場合に第２磁気センサ３が電流線５の外側の位置に配置されるように設ける。以下の実施の形態において、第１磁気センサ２及び第２磁気センサ３を設ける基板４は、必ずしも図面に表されているとは限らず、電流線５と第１磁気センサ２及び第２磁気センサ３のみが示されている場合もあるが、当業者であれば当該基板が図示されていなくてもこれを補って電流量検出器に係る本発明を実施することができることは理解されよう。
【００５９】
表皮効果による電流密度の偏りと、大電流と、による電流線の発熱の影響が小さくなる好ましい形状として、今回は平板の例を用いて説明したが、第１磁気センサ２及び／又は第２磁気センサ３が設けられる基板４は、平板状である必要はなく、第１磁気センサ２と第２磁気センサ３、第１磁気センサ２と電流線５、第２磁気センサ３と電流線５を上述した所定の位置に配置させることができる限り如何なる形状であってもよい。測定電流２５が流れる電流線５の断面は、図１（ｃ）に示すように、測定電流２５が流れる方向から見て、略矩形の断面、すなわち、長辺と、当該長辺に対して略垂直に設けられ上記長辺より短い短辺と、を有する断面であってもよい。図１（ｃ）では、電流線５の略矩形の断面の長辺が２７で示され、短辺が２６で示されている。第１磁気センサ２を電流線５の長辺２７に、すなわち、電流線５を上面視して電流線５と重なる位置に配置した場合、電流が流れることにより長辺２７に沿って発生する磁界強度は、短辺に沿って発生する磁界強度より小さくなる。そのため、電流の変化に対する磁界強度変化が小さくなり、磁気センサが飽和しづらくなる、すなわち、大きな電流を電流線５に流しても第１の磁気センサ２が飽和しにくくなる。それによって、広い範囲の電流を測定できるため好ましい。さらに、第１の磁気センサ２の感磁軸を長辺２７の中心に配置すれば、その効果を最大とすることができる。この効果は、以降に説明するほかの実施形態においても、第１磁気センサ２を、電流が流れる方向から見て略矩形の断面の長辺２７に、すなわち、電流線５を上面視して電流線５と重なる位置に配置した場合、同様の効果が得られる。
【００６０】
本発明の実施の形態１に係る電流量検出器によれば、最も簡潔な構成でＳＮ比が良好な電流量検出器を提供することができる。
【００６１】
また、本願発明は、特許文献２に開示された技術に対して、以下のような有利な点を有する。
特許文献２においては、図１８に示すように、磁気センサ３ａと被測定導体５’との距離、及び、磁気センサ３ｂと被測定導体５’との距離が異なるようにこれら磁気センサ３ａ、３ｂ及び被測定導体５’が配置されている。図１８においては、磁気センサ３ａと被測定導体５’との距離が、磁気センサ３ｂと被測定導体５’との距離より小さくなるように設定されている。
上述のように、磁気センサ３ａ、３ｂの電流感度をそれぞれＳａ、Ｓｂ［Ｖ／Ａ］、被測定導体５’に流れる電流をＩ［Ａ］、磁気センサ３ａ、３ｂの磁界感度をそれぞれｍａ、ｍｂ［Ｖ／Ｔ］、磁気センサ３ａ、３ｂに外部から与えられる外乱磁界の磁束密度をそれぞれＢａ、Ｂｂ［Ｔ］、磁気センサ３ａ、３ｂの出力電圧をＶａ、Ｖｂ［Ｖ］とすると、
磁気センサ３ａについて、
Ｖａ＝Ｓａ×Ｉ＋ｍａ×Ｂａ        （１）
が成り立ち、
磁気センサ３ｂについて、
Ｖｂ＝Ｓｂ×Ｉ＋ｍｂ×Ｂｂ        （２）
が成り立つ。２つの磁気センサ３ａ、３ｂの磁界感度について、ｍａ＝ｍｂが成り立ち、磁気センサ３ａ、３ｂに外部から与えられる外乱磁界の磁束密度についてもＢａ＝Ｂｂが成り立つと近似し、（１）から（２）を差し引くことにより、
Ｖａ−Ｖｂ＝（Ｓａ−Ｓｂ）Ｉが得られる。
電流感度Ｓａ、Ｓｂ並びにＶａ、Ｖｂを求めることにより、被測定導体５’に流れる電流Ｉを算出することができるとされている。
しかしながら、特許文献２に記載の方法では、同一方向の磁界（図１８に示すように、電流Ｉが流れる方向から見て左から右へ向かう方向）を検出するように磁気センサ３ａ、３ｂを互いに近接して配置したことによって当該２つの磁気センサ３ａ、３ｂの出力差が小さくなり、高精度の検出が難しくなる。一方、出力差を大きくするためには磁気センサ３ａ、３ｂを互いに離す必要があり、小型化が難しくなる。また、事前に２つの磁気センサ３ａ、３ｂ間の電流感度Ｓａ、Ｓｂの差異を検出しなければならず、また出力信号に反映させるためのキャリブレーション手段が必要となるためコストが掛かるという問題があった。
本発明によれば、上述のように、２つの磁気センサ（第１磁気センサ２、第２磁気センサ３）の感磁軸１１、１２が互いに平行であり、２つの磁気センサのうち、一方の第１磁気センサ２が、測定電流２５により発生する磁界の、感磁軸１１に垂直な成分の磁界強度より、測定電流２５により発生する磁界の、感磁軸１１に平行な成分の磁界強度が大きくなる位置に配置されており、２つの磁気センサのうち、他方の第２磁気センサ３が、その感磁軸１２が測定電流２５により発生する磁界に対して垂直であり、その不感磁軸１４が、測定電流２５により発生する磁界に対して平行になる位置に配置されている。そのため、測定磁界が増加しても第２磁気センサ３の出力が変動しないため、第１磁気センサ２と第２磁気センサ３の出力差を大きくすることができ、高精度の検出が可能である。また、第１磁気センサ２と第２磁気センサ３の出力差を大きくするために、第１磁気センサ２と第２磁気センサ３とを離す必要がなく小型化が可能である。また、本発明によれば、第１磁気センサ２を電流線５の長辺２７に、すなわち、電流線５を上面視して電流線５と重なる位置に配置しており、上述した理由から電流の変化に対する磁界強度変化が小さくなることで、位置ずれによる誤差も小さくなる。そのため、第１磁気センサ２と第２磁気センサ３の電流感度の差異を検出する必要がなく、キャリブレーション手段が必要でなくなり、コストが掛からない。
【００６２】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る電流量検出器１の概略断面図である。図５に示すように、実施の形態２に係る電流量検出器１は、断面形状が矩形の電流線５と、電流線５の外周に配置された２つの磁気センサ（第１磁気センサ２及び第２磁気センサ３）と、を有し、２つの磁気センサは、それぞれ、磁界を検出する感磁軸１１、１２を有する磁気抵抗効果素子からなり、２つの磁気センサの感磁軸１１、１２は互いに平行であり、第２磁気センサ３が、上面視した場合に電流線５と重なる位置に配置され、第１磁気センサ２は電流線５を上面視した場合に電流線５の外側の位置に配置されている。また、図５に示すように、実施の形態２においては、第１磁気センサ２と第２磁気センサ３は、それぞれの感磁軸１１、１２を含む感磁面が、基板４に対して垂直となるように設けられている。実施の形態２、及び他の実施の形態において、第１磁気センサ２の主面３１の方向と感磁軸１１を含む感磁面の方向とが平行、第２磁気センサ３の主面３２の方向と感磁軸１２を含む感磁面の方向とが平行となるように配置されているが、第１磁気センサ２の主面３１の方向と感磁軸１１を含む感磁面の方向とが平行でなくともよく、また、第２磁気センサ３の主面３２の方向と感磁軸１２を含む感磁面の方向とが平行でなくてもよい。第１磁気センサ２の主面３１の方向と感磁軸１１を含む感磁面の方向とが平行でなくともよく、また、第２磁気センサ３の主面３２の方向と感磁軸１２を含む感磁面の方向とが平行でなくてもよいことは、他の実施の形態においても同様に当てはまる。
【００６３】
実施の形態２に係る電流量検出器１は、第１磁気センサ２と第２磁気センサ３の設置位置が実施の形態１の場合と反対であるとともに、実施の形態１では、基板４に対してこれらの感磁面が平行となるように設けられているのに対して、実施の形態２では、基板４に対してこれらの感磁面が垂直となるように設けられている点で実施の形態１に係る電流量検出器１と異なる。以下の実施の形態において、実施の形態１と同じ部材については説明を省略する。
【００６４】
実施の形態２に係る電流量検出器１によれば、第１磁気センサ２は、図５に示すように、第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘと、測定電流２５により発生する磁界の、第１磁気センサ２の感磁軸１１に平行な成分Ｈｍ１と、の合成磁界を検出し、一方、第２磁気センサ３は、第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘのみを検出する。これらの磁気センサの出力の差分をとることにより第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘを除いた、測定電流２５による磁界のみを検出することができる。したがって、外部磁界の影響を受けることなく測定電流２５による磁界のみを検出することができるため、極めて正確な電流量検出器を提供することができる。測定電流２５が流れる電流線５の断面は、図１（ｃ）に示すように、測定電流２５が流れる方向から見て、略矩形の断面、すなわち、長辺と、当該長辺に対して略垂直に設けられ上記長辺より短い短辺と、を有する断面であってもよい。図１（ｃ）では、電流線５の略矩形の断面の長辺が２７で示され、短辺が２６で示されている。第１磁気センサ２を短辺２６に、第２磁気センサ３を長辺２７に配置した場合、電流が流れることにより短辺２６に沿って発生する磁界強度は長辺２７に沿って発生する磁界強度より大きくなる。そのため、電流の変化に対する磁界強度変化が大きくなり、微小な電流に対して高感度に測定できるため好ましい。さらに、第１の磁気センサ２の感磁軸を短辺２６の中心に配置すれば、その効果を最大とすることができる。この効果は、以降に説明するほかの実施形態においても、第１磁気センサ２を、電流が流れる方向から見て略矩形の断面の短辺２６に、すなわち、電流線５を上面視して電流線５の外側に配置した場合、同様の効果が得られる。
【００６５】
（実施の形態３）
図６（ａ）は、本発明の実施の形態３に係る電流量検出器１の概略断面図であり、図６（ｂ）は、その斜視図である。図６（ａ）、（ｂ）に示すように、実施の形態３に係る電流量検出器１は、空隙部３０が設けられることにより２つの電流路（第１電流路２１及び第２電流路２２）に分岐し、さらに合流する電流線５と、第１電流路２１又は第２電流路２２内を流れる測定電流２５により発生する磁界を検出する２つの磁気センサ（第１磁気センサ２及び第２磁気センサ３）と、を有し、２つの磁気センサは、それぞれ、磁界を検出する感磁軸１１、１２を有する磁気抵抗効果素子からなり、２つの磁気センサの感磁軸１１、１２は互いに平行であり、第２磁気センサ３が、電流線５を上面視した場合に電流線５の外側（すなわち、第１電流路２１に第１磁気センサ２が設けられる場合は、第１電流路２１を中心として第２電流路２２と反対側、第２電流路２２に第１磁気センサ２が設けられる場合は、第２電流路２２を中心として第１電流路２１と反対側）に配置され、第１磁気センサ２は電流線５を上面視した場合に第１電流路２１及び第２電流路２２の少なくとも一方（第２磁気センサ３が第１電流路２１の外側に配置されているときは、第１電流路２１、第２磁気センサ３が第２電流路２２の外側に配置されているときは、第２電流路２２）と重なる位置に配置されている。また、図６に示すように、実施の形態３においては、第１磁気センサ２と第２磁気センサ３は、感磁軸１１、１２を含む感磁面が基板４に対して平行となるように設けられている（すなわち、第１磁気センサ２と第２磁気センサ３は、第１磁気センサ２及び第２磁気センサ３の法線が基板４の法線に対して平行になるように設けられている）。
【００６６】
実施の形態３に係る電流量検出器１は、実施の形態１では、電流線５が分岐されていないのに対して、実施の形態３では、電流線５が分岐されている点で実施の形態１に係る電流量検出器１と異なる。
【００６７】
実施の形態３に係る電流量検出器１によれば、実施の形態１と同様に、外部磁界成分Ｈｅｘを除いた、測定電流２５による磁界のみを検出することができ、それにより、第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘの影響を受けることなく測定電流２５による磁界のみを検出することができ、信号対ノイズ比（ＳＮ比）を向上させることができる。つまり、極めて正確な電流量検出器を提供することができる。また、電流線５を２つの電流路に分岐し、分岐された電流路による磁界を検出するため、一方の電流路から発生する磁界は小さくなり、磁気センサが飽和することを抑制することができる。すなわち、電流線５を分岐することにより第１の磁気センサのアッテネート効果を得ることができる。
【００６８】
また、実施の形態３に係る電流量検出器１において、図６の分岐された第１電流路２１の比抵抗を、分岐前後の電流路及び分岐された他方の第２電流路２２の比抵抗より大きくなるように設定してもよい。このように構成することで、第１磁気センサ２を配置した第１電流路２１に流れる電流量をさらに低減することができ、その結果、第１の磁気センサの大きなアッテネート効果を得ることができる。例えば、分岐された第１電流路２１をリン青銅、分岐される前後の電流線、及び他方の第２電流路２２を無酸素銅で構成し、電気的に接続する。それにより前述した効果が得られる。さらに、リン青銅と無酸素銅は電気抵抗の温度係数が略同一であるため、それによる分岐量の変動など無く、精度良く第１の磁気センサのアッテネート効果が得られるため好ましい。
また、実施の形態３に係る電流量検出器１において、実施の形態１と同様、第１磁気センサ２を電流線５の長辺２７に、すなわち、電流線５を上面視して電流線５と重なる位置に配置することが好ましい。このような構成とした場合、上述のように、電流が流れることにより長辺２７に沿って発生する磁界強度は短辺２６に沿って発生する磁界強度より小さくなる。そのため、電流の変化に対する磁界強度変化が小さくなり、磁気センサが飽和しづらくなる、すなわち、大きな電流を電流線５に流しても第１の磁気センサ２が飽和しにくくなることにより、広い範囲の電流を測定できる。さらに、第１の磁気センサ２の感磁軸を長辺２７の中心に配置すれば、その効果を最大とすることができる。
【００６９】
（実施の形態４）
図７（ａ）は、本発明の実施の形態４に係る電流量検出器１の概略断面図であり、図７（ｂ）は、その斜視図である。図７（ａ）、（ｂ）に示すように、実施の形態４に係る電流量検出器１は、実施の形態３と同様の電流線５と、２つの磁気センサ（第１磁気センサ２及び第２磁気センサ３）と、を有し、第２磁気センサ３が、電流線５を上面視した場合に分岐した２つの電流路（第１電流路２１、第２電流路２２）間に配置され、第１磁気センサ２は実施の形態３と同様に配置されている。
【００７０】
実施の形態４に係る電流量検出器１は、実施の形態３では、第２磁気センサ３が電流線５の上面視外側に設けられているのに対して、実施の形態４では、第２磁気センサ３が２つに分岐された第１電流路２１と第２電流路２２との間に設けられている点で実施の形態３に係る電流量検出器１と異なる。
【００７１】
本発明の実施の形態４において、実施の形態１と同様に、外部磁界成分Ｈｅｘを除いた、測定電流２５による磁界のみを検出することができ、それにより、第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘの影響を受けることなく測定電流２５による磁界のみを検出することができ、信号対ノイズ比（ＳＮ比）を向上させることができる。また、実施の形態３と同様に、分岐された電流路による第１の磁気センサのアッテネート効果を得ることができる。また、実施の形態３と同様に、分岐された電流線の比抵抗を分岐される前の電流線若しくは合流した後の電流線の比抵抗より大きくなるように設定することで、第１の磁気センサの大きなアッテネート効果を得ることができる。さらに、実施の形態４においては、分岐された電流線の間に第２の磁気センサを配置したことによる第２の磁気センサのアッテネート効果（すなわち、第１電流路２１を流れる測定電流２５により発生する上向きの磁界と、第２電流路２２を流れる測定電流２５により発生する下向きの磁界とが打ち消しあって、第２磁気センサ３における磁界が減衰される効果）もあるため好ましい。
また、実施の形態４に係る電流量検出器１において、実施の形態１と同様、第１磁気センサ２を電流線５の長辺２７に、すなわち、電流線５を上面視して電流線５と重なる位置に配置することが好ましい。このような構成とした場合、上述のように、電流が流れることにより長辺２７に沿って発生する磁界強度は短辺２６に沿って発生する磁界強度より小さくなる。そのため、電流の変化に対する磁界強度変化が小さくなり、磁気センサが飽和しづらくなる、すなわち、大きな電流を電流線５に流しても第１の磁気センサ２が飽和しにくくなることにより、広い範囲の電流を測定できる。さらに、第１の磁気センサ２の感磁軸を長辺２７の中心に配置すれば、その効果を最大とすることができる。
【００７２】
（実施の形態５）
図８は、本発明の実施の形態５に係る電流量検出器１の概略断面図である。図８に示すように、実施の形態５に係る電流量検出器１は、実施の形態４と同様の電流線５と、２つの磁気センサ（第１磁気センサ２及び第２磁気センサ３）と、を有し、第１磁気センサ２が、上面視した場合に分岐した２つの電流路（第１電流路２１と第２電流路２２）間に配置され、第２磁気センサ３は、上面視した場合に第１電流路２１及び第２電流路２２の少なくとも一方と重なる位置に配置されている。また、図８に示すように、実施の形態５においては、第１磁気センサ２と第２磁気センサ３は、感磁軸１１を含む感磁面が基板４に対して垂直となるように設けられている。
【００７３】
実施の形態５に係る電流量検出器１は、第１磁気センサ２と第２磁気センサ３の設置位置が実施の形態４の場合と反対であるとともに、実施の形態４では、基板４に対してこれらの感磁面が平行になるように設けられているのに対して、実施の形態５では、基板４に対してこれらの感磁面が垂直になるように設けられている点で実施の形態４に係る電流量検出器１と異なる。
【００７４】
実施の形態５に係る電流量検出器１によれば、実施の形態１と同様に、外部磁界成分Ｈｅｘを除いた、測定電流２５による磁界のみを検出することができ、それにより、第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘの影響を受けることなく測定電流２５による磁界のみを検出することができ、信号対ノイズ比（ＳＮ比）を向上させることができる。また、実施の形態４と同様に、分岐された電流路により、第２の磁気センサのアッテネート効果を得ることができる。また、実施の形態３と同様に、分岐された電流線の比抵抗を大きくなるように設定することで、第２の磁気センサの大きなアッテネート効果を得ることができる。さらに、実施の形態５においては、実施の形態４と同様、分岐された電流線の間に第１の磁気センサを配置したことによる第１の磁気センサのアッテネート効果もあるため好ましい。
また、実施の形態５に係る電流量検出器１において、実施の形態２と同様、第１磁気センサ２を短辺２６に、第２磁気センサ３を長辺２７に配置することが好ましい。このような構成とした場合、上述のように、電流が流れることにより短辺２６に沿って発生する磁界強度は長辺２７に沿って発生する磁界強度より大きくなる。そのため、電流の変化に対する磁界強度変化が大きくなり、微小な電流に対して高感度な測定が可能となる。さらに、第１の磁気センサ2の感磁軸を短辺２６の中心に配置すれば、その効果を最大とすることができる。
【００７５】
（実施の形態６）
図９（ａ）は、本発明の実施の形態６に係る電流量検出器１の断面図であり、図９（ｂ）は、その斜視図である。図９（ｂ）に示すように、実施の形態６に係る電流量検出器１は、一つの主電流路１５と、当該主電流路１５から分岐され主電流路１５に合流する迂回電流路１７と、迂回電流路１７の外周に配置された２つの磁気センサ（第１磁気センサ２及び第２磁気センサ３）と、を有し、２つの磁気センサは、それぞれ、磁界を検出する感磁軸１１、１２を有する磁気抵抗効果素子からなり、２つの磁気センサの感磁軸１１、１２は互いに平行であり、第２磁気センサ３が、上面視した場合に迂回電流路１７の外側に配置され、第１磁気センサ２は上面視した場合に迂回電流路１７と重なる位置に配置されている。より具体的には、迂回電流路１７は、主電流路１５に対して略垂直に主電流路１５側面から出発して主電流路１５側面から離れる方向に形成された電流路１７Ａと、電流路１７Ａから主電流路１５に対して平行に形成された電流路１７Ｂと、電流路１７Ｂから主電流路１５に対して略垂直に主電流路１５側面へ向かう電流路１７Ｃと、からなる。第１磁気センサ２は迂回電流路１７を上面視した場合に電流路１７Ａと重なる位置に配置されている。一方、第２磁気センサ３は、迂回電流路１７を上面視した場合に電流路１７Ａの外側、すなわち、電流路１７Ａを中心として、電流路１７Ｃと反対側に配置されている。また、第１磁気センサ２は迂回電流路１７を上面視した場合に電流路１７Ｃと重なる位置に配置されていてもよい。この場合、第２磁気センサ３は、迂回電流路１７を上面視した場合に電流路１７Ｃの外側、すなわち、電流路１７Ｃを中心として、電流路１７Ａと反対側に配置される。なお、実施の形態６及び以下の実施の形態７〜９における「主電流路１５」は、本発明に係る「電流量検出器付き電流線」の「電流線」に相当する。
【００７６】
実施の形態６に係る電流量検出器１は、実施の形態１では、主電流路に設けられているのに対して、実施の形態６では、主電流路１５から分岐された迂回電流路１７に設けられている点で実施の形態１に係る電流量検出器１と異なる。
【００７７】
実施の形態６に係る電流量検出器１によれば、第１磁気センサ２は、図９（ａ）に示すように、第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘと、迂回電流路１７内を流れる測定電流２５により発生する磁界の、第１磁気センサ２の感磁軸１１に平行な成分Ｈｍ１と、の合成磁界を検出する一方、第２磁気センサ３は、図９（ａ）に示すように、第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘのみを検出するため、これらの磁気センサの出力の差分をとることにより、実施の形態１と同様に、第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘを除いた、測定電流２５による磁界のみを検出することができる。また、主電流路１５を分岐した迂回電流路１７を流れる電流による磁界を検出するため、これにより発生する磁界は小さくなり、実施の形態３〜５と同様に大電流による磁気センサの飽和を抑制することができ、アッテネート効果を得ることができる。また、迂回電流路の比抵抗を主電流路より大きくなるように設定することで、実施の形態３と同様、第１及び第２の磁気センサの大きなアッテネート効果を得ることができる。さらに、実施の形態６では、第１及び第２の磁気センサは主電流路１５に対して感磁軸が平行に配置されているため、主電流路１５により発生する磁界の影響を小さくすることができる。実施の形態６は、実施の形態３、４と同様に、分岐された電流線の間に第２の磁気センサを配置しても良く、それにより、第２の磁気センサのアッテネート効果も得られるため好ましい。
また、実施の形態６に係る電流量検出器１において、実施の形態１と同様、第１磁気センサ２を電流線５の長辺２７に、すなわち、電流線５を上面視して電流線５と重なる位置に配置することが好ましい。このような構成とした場合、上述のように、電流が流れることにより長辺２７に沿って発生する磁界強度は短辺２６に沿って発生する磁界強度より小さくなる。そのため、電流の変化に対する磁界強度変化が小さくなり、磁気センサが飽和しづらくなる、すなわち、大きな電流を電流線５に流しても第１の磁気センサ２が飽和しにくくなることにより、広い範囲の電流を測定できる。さらに、第１の磁気センサ２の感磁軸を長辺２７の中心に配置すれば、その効果を最大とすることができる。
【００７８】
（実施の形態７）
図１０（ａ）は、本発明の実施の形態７に係る電流量検出器１の断面図であり、図１０（ｂ）は、その斜視図である。図１０（ｂ）に示すように、実施の形態７に係る電流量検出器１は、一つの主電流路１５と、当該主電流路１５から分岐され主電流路１５に合流する迂回電流路１７と、迂回電流路１７の外周に配置された２つの磁気センサ（第１磁気センサ２及び第２磁気センサ３）と、を有し、２つの磁気センサは、それぞれ、磁界を検出する感磁軸１１、１２を有する磁気抵抗効果素子からなり、２つの磁気センサの感磁軸１１、１２は互いに平行であり、第２磁気センサ３が、迂回電流路１７を上面視した場合に迂回電流路１７の外側に配置され、第１磁気センサ２は迂回電流路１７を上面視した場合に迂回電流路１７と重なる位置に配置されている。より具体的には、迂回電流路１７は、上述の電流路１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃからなり、第１磁気センサ２は迂回電流路１７を上面視した場合に電流路１７Ｂと重なる位置に配置されている。一方、第２磁気センサ３は、迂回電流路１７を上面視した場合に電流路１７Ｂの外側、すなわち、電流路１７Ｂを中心として、主電流路１５と反対側に配置されている。
【００７９】
実施の形態６では、迂回電流路１７の、主電流路１５に垂直な部分（電流路１７Ａ）に第１磁気センサ２が設けられているのに対して、実施の形態７では、迂回電流路１７の、主電流路１５に平行な部分（電流路１７Ｂ）に第１磁気センサ２が設けられている点で実施の形態６に係る電流量検出器１と異なる。
【００８０】
実施の形態７に係る電流量検出器１によれば、第１磁気センサ２は、図１０（ａ）に示すように、第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘと、迂回電流路１７内を流れる測定電流２５により発生する磁界の、第１磁気センサ２の感磁面に平行な成分と、の合成磁界を検出する一方、第２磁気センサ３は、図１０（ａ）に示すように、第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘのみを検出するため、これらの磁気センサの差分をとることにより実施の形態１と同様に、第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘを除いた、測定電流２５による磁界のみを検出することができるため、極めて正確な電流量検出器を提供することができる。また、主電流路１５を分岐した迂回電流路１７を流れる電流による磁界を検出するため、これにより発生する磁界は小さくなり、実施の形態３〜６と同様に大電流による磁気センサの飽和を抑制することができ、アッテネート効果を得ることができる。また、迂回電流路の比抵抗を主電流路より大きくなるように設定することで、実施の形態６と同様、第１及び第２の磁気センサの大きなアッテネート効果を得ることができる。さらに、実施の形態７では、迂回電流路が小さく構成できるため、全体の構成を小さくできる。
また、実施の形態７に係る電流量検出器１において、実施の形態１と同様、第１磁気センサ２を電流線５の長辺２７に、すなわち、電流線５を上面視して電流線５と重なる位置に配置することが好ましい。このような構成とした場合、上述のように、電流が流れることにより長辺２７に沿って発生する磁界強度は短辺２６に沿って発生する磁界強度より小さくなる。そのため、電流の変化に対する磁界強度変化が小さくなり、磁気センサが飽和しづらくなる、すなわち、大きな電流を電流線５に流しても第１の磁気センサ２が飽和しにくくなることにより、広い範囲の電流を測定できる。さらに、第１の磁気センサ２の感磁軸を長辺２７の中心に配置すれば、その効果を最大とすることができる。
【００８１】
（実施の形態８）
図１１（ａ）は、本発明の実施の形態８に係る電流量検出器１の断面図であり、図１１（ｂ）は、その斜視図である。図１１（ｂ）に示すように、実施の形態８に係る電流量検出器１は、一つの主電流路１５と、当該主電流路１５から分岐されさらに合流する迂回電流路１７と、迂回電流路１７の外周に配置された２つの磁気センサ（第１磁気センサ２及び第２磁気センサ３）と、を有し、迂回電流路１７は、空隙部３０が設けられることにより２つに分岐しさらに合流し、２つの磁気センサは、それぞれ、磁界を検出する感磁軸１１、１２を有する磁気抵抗効果素子からなり、２つの磁気センサの感磁軸１１、１２は互いに平行であり、第２磁気センサ３が、上面視した場合に迂回電流路１７の外側に配置され、第１磁気センサ２は上面視した場合に第１電流路２１及び第２電流路２２の少なくとも一方と重なる位置に配置されている。また、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、実施の形態８においては、第１磁気センサ２と第２磁気センサ３は、感磁軸１１、１２を含む感磁面が、基板４に対して平行となるように設けられている。すなわち、本発明の実施の形態８に係る電流量検出器１は、図１１（ｂ）に示すように、実施の形態６の電流線に実施の形態３の構成を組み合わせたものである。
【００８２】
実施の形態８に係る電流量検出器１と、実施の形態６に係る電流量検出器１とは、実施の形態６においては、迂回電流路１７は分岐されていないのに対して、実施の形態８においては、迂回電流路１７は分岐されている点で異なる。
【００８３】
実施の形態８に係る電流量検出器１によれば、第１磁気センサ２は、図１１（ａ）に示すように、第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘと、迂回電流路１７内を流れる測定電流２５により発生する磁界の、第１磁気センサ２の感磁軸１１に平行な成分と、の合成磁界を検出する一方、第２磁気センサ３は、図１１（ａ）に示すように、第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘのみを検出するため、これらの磁気センサの出力の差分をとることにより第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘを除いた、測定電流２５による磁界のみを検出することができる。第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘの影響を受けることなく測定電流２５による磁界のみを検出することができるため、極めて正確な電流量検出器を提供することができる。また、主電流路１５を分岐した迂回電流路１７がさらに分岐されているため、これを流れる電流により発生する磁界は極めて小さくなり、大電流による磁気センサの飽和を抑制することができ、アッテネート効果を得ることができる。実施の形態８は、実施の形態３〜５と同様に、分岐された電流線の間に第２の磁気センサを配置しても良く、それにより、第２の磁気センサのアッテネート効果も得られるため好ましい。
また、実施の形態８に係る電流量検出器１において、実施の形態１と同様、第１磁気センサ２を電流線５の長辺２７に、すなわち、電流線５を上面視して電流線５と重なる位置に配置することが好ましい。このような構成とした場合、上述のように、電流が流れることにより長辺２７に沿って発生する磁界強度は短辺２６に沿って発生する磁界強度より小さくなる。そのため、電流の変化に対する磁界強度変化が小さくなり、磁気センサが飽和しづらくなる、すなわち、大きな電流を電流線５に流しても第１の磁気センサ２が飽和しにくくなることにより、広い範囲の電流を測定できる。さらに、第１の磁気センサ２の感磁軸を長辺２７の中心に配置すれば、その効果を最大とすることができる。
【００８４】
（実施の形態９）
図１２（ａ）は、本発明の実施の形態９に係る電流量検出器１の断面図であり、図１２（ｂ）は、その斜視図である。図１２（ｂ）に示すように、実施の形態９に係る電流量検出器１は、実施の形態６の電流線に実施の形態４の構成を組み合わせたものである。
【００８５】
実施の形態９に係る電流量検出器１は、実施の形態８においては、第２磁気センサ３が第１電流路２１の外側に配置されているのに対して、実施の形態９においては、第２磁気センサ３が第１電流路２１と第２電流路２２との間に配置されている点で実施の形態８に係る電流量検出器１と異なる。
【００８６】
実施の形態９に係る電流量検出器１によれば、実施の形態１と同様に、外部磁界成分Ｈｅｘを除いた、測定電流２５による磁界のみを検出することができ、それにより、第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘの影響を受けることなく測定電流２５による磁界のみを検出することができ、信号対ノイズ比（ＳＮ比）を向上させることができる。また、実施の形態３〜５と同様に分岐された電流路による第１の磁気センサのアッテネート効果を得ることができる。また、実施の形態３と同様に、分岐された電流線の比抵抗を大きくなるように設定することで、第１の磁気センサの大きなアッテネート効果を得ることができる。さらに、実施の形態９においては、実施の形態４、５と同様に、分岐された電流線の間に第２の磁気センサを配置したことによる第２の磁気センサのアッテネート効果も得られるため好ましい。また、主電流路１５を分岐した迂回電流路１７がさらに分岐されているため、これを流れる電流により発生する磁界は極めて小さくなり、大電流による磁気センサの飽和を抑制することができ、アッテネート効果を得ることができる。
また、実施の形態９に係る電流量検出器１において、実施の形態１と同様、第１磁気センサ２を電流線５の長辺２７に、すなわち、電流線５を上面視して電流線５と重なる位置に配置することが好ましい。このような構成とした場合、上述のように、電流が流れることにより長辺２７に沿って発生する磁界強度は短辺２６に沿って発生する磁界強度より小さくなる。そのため、電流の変化に対する磁界強度変化が小さくなり、磁気センサが飽和しづらくなる、すなわち、大きな電流を電流線５に流しても第１の磁気センサ２が飽和しにくくなることにより、広い範囲の電流を測定できる。さらに、第１の磁気センサ２の感磁軸を長辺２７の中心に配置すれば、その効果を最大とすることができる。
【００８７】
（実施の形態１０）
図１３は、本発明の実施の形態１０に係る電流量検出器１の概略断面図である。図１３に示すように、実施の形態１０に係る電流量検出器１は、角張った略Ｕ字状の断面を有する電流線５と、電流線５の外周に配置された２つの磁気センサ（第１磁気センサ２及び第２磁気センサ３）と、を有し、２つの磁気センサは、それぞれ、磁界を検出する感磁軸１１、１２を有する磁気抵抗効果素子からなり、２つの磁気センサの感磁軸１１、１２は互いに平行であり、電流線５を上面視した場合に、第２磁気センサ３が、電流線５の外側に配置され、第１磁気センサ２は電流線５を上面視した場合に電流線５と重なる位置であって略Ｕ字状の両端部間に配置されている。
【００８８】
電流線５は、測定電流２５が流れる方向に対して垂直な断面において、角張った略Ｕ字状の断面形状、すなわち、両端１８Ａ、１８Ｃが同方向（上方向）に略垂直に屈曲し同方向（上方向）に延びる凹形状を有する。便宜的に、略Ｕ字形状の電流線５の開口した部分が上、閉じた部分が下になるように配置した場合に、水平な部分を水平部分１８Ｂと称し、水平部分１８Ｂの両端からそれぞれ鉛直上方向（すなわち、水平部分１８Ｂに対して略垂直な方向であって上方向）に延びる部分を右端部分１８Ａ、左端部分１８Ｃと称する。
【００８９】
第１磁気センサ２は、右端部分１８Ａと左端部分１８Ｃとの間であって、側面視した場合に右端部分１８Ａ又は左端部分１８Ｃに含まれる位置にある。一方、第２磁気センサ３は、電流線５を上面視した場合に、電流線５の外側、すなわち、右端部分１８Ａの右側、又は左端部分１８Ｃの左側であって、側面視した場合に右端部分１８Ａ又は左端部分１８Ｃに含まれる位置にある。
【００９０】
第１磁気センサ２と第２磁気センサ３とは、それらの感磁軸１１、１２が、互いに平行であり、且つ、電流線５の水平部分１８Ｂに対して平行となるように配置されている。
【００９１】
実施の形態１０に係る電流量検出器１によれば、電流線に均一な電流密度で電流が流れるとき、第１磁気センサ２は、図１３に示すように、第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘと、迂回電流路１７内を流れる測定電流２５により発生する磁界の、第１磁気センサ２の感磁軸１１に平行な成分Ｈｍ１と、の合成磁界を検出する一方、第２磁気センサ３は、図１３に示すように、第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘのみを検出するため、これらの磁気センサの出力の差分をとることにより第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘを除いた、測定電流２５による磁界のみを検出することができる。第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘの影響を受けることなく測定電流２５による磁界のみを検出することができるため、極めて正確な電流量検出器を提供することができる。さらにこの形態の場合、第１磁気センサの感磁軸方向に導体が存在するため、外部の電界ノイズを遮蔽する効果が高い。
【００９２】
（実施の形態１１）
図１４は、本発明の実施の形態１１に係る電流量検出器１の概略断面図である。図１４に示すように、実施の形態１１に係る電流量検出器１は、上記同様、角張った略Ｕ字状の断面を有する電流線５と、２つの磁気センサ（第１磁気センサ２及び第２磁気センサ３）と、を有し、２つの磁気センサは、それぞれ、磁界を検出する感磁軸１１、１２を有する磁気抵抗効果素子からなり、２つの磁気センサの感磁軸１１、１２は互いに平行である。
電流線５は、測定電流２５が流れる方向に対して垂直な断面において、角張った略Ｕ字状の断面形状、すなわち、両端１８Ａ、１８Ｃが同方向（上方向）に略垂直に屈曲し同方向（上方向）に延びる凹形状を有する。上記同様、水平な部分を水平部分１８Ｂと称し、水平部分１８Ｂの両端からそれぞれ鉛直上方向（すなわち、水平部分１８Ｂに対して略垂直な方向であって上方向）に延びる部分を右端部分１８Ａ、左端部分１８Ｃと称する。
【００９３】
第１磁気センサ２は、右端部分１８Ａと左端部分１８Ｃとの間であって、右端部分１８Ａと左端部分１８Ｃとから等距離にある中心線Ｐ以外の部分にあり、側面視した場合に右端部分１８Ａ又は左端部分１８Ｃに含まれる位置にある。一方、第２磁気センサ３は、右端部分１８Ａと左端部分１８Ｃとの間であって、右端部分１８Ａと左端部分１８Ｃとから等距離にある中心線Ｐ上にある。
【００９４】
実施の形態１１に係る電流量検出器１によれば、電流線に均一な電流密度で電流が流れるとき、第１磁気センサ２は、図１４に示すように、第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘと、電流線５内を流れる測定電流２５により発生する磁界の、第１磁気センサ２の感磁軸１１に平行な成分Ｈｍ１と、の合成磁界を検出する一方、第２磁気センサ３は、図１４に示すように、第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘのみを検出するため、これらの磁気センサの出力の差分をとることにより第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘを除いた、測定電流２５による磁界のみを検出することができる。第１磁気センサ２の感磁軸１１方向の外部磁界成分Ｈｅｘの影響を受けることなく測定電流２５による磁界のみを検出することができるため、極めて正確な電流量検出器を提供することができる。さらにこの形態も実施の形態１０と同様に、第１磁気センサの感磁軸方向の一方に導体が存在するため、外部の電界ノイズを遮蔽する効果が高い。その上、この形態であれば第１磁気センサ及び第２磁気センサを１つの基板の表面及び裏面にそれぞれ配置することで部品点数を減らし、コストを低減することができる。
本願は、２０１４年３月７日に日本国に出願された特願２０１４−４５５８８号に基づく優先権を主張する。当該出願（特願２０１４−４５５８８号）の明細書に記載された内容は、本明細書において引用することにより援用する。
【符号の説明】
【００９５】
１  電流量検出器
２  第１磁気センサ
３  第２磁気センサ
４  基板
５  電流線
２１  第１電流路
２２  第２電流路
【図１】
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【図２】
0006477684.tif 000003
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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