(57)【要約】  従来と比較して電流導体非通電時の測定精度を高めることの可能な電流センサを提供する。  第１の磁性体４及び第２の磁性体５は、先端面（両端縁）同士が空隙７を有して相互に対向し、全体として外周面に２箇所のスリット（空隙７）が入った角筒状を成す。第１の磁性体４及び第２の磁性体５は、全体として基板１及び感磁素子２、並びにバスバー１０のうち第１の磁性体４及び第２の磁性体５の間を通る部分を内側に取り囲む。感磁素子２は、空隙７の中心同士を結ぶ第１の仮想直線Ｌ１より第１の磁性体４側にある。一方、バスバー１０のうち第１の磁性体４及び第２の磁性体５の間を通る部分は、第１の仮想直線Ｌ１より第２の磁性体５側にある。
2014203862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に対向する磁気遮蔽用の第１及び第２の磁性体と、
前記第１及び第２の磁性体間に配置される感磁素子と、
前記第１及び第２の磁性体間を通る電流導体とを備え、
前記感磁素子が、前記第１及び第２の磁性体間の空隙の中心同士を結ぶ第１の仮想直線より前記第１の磁性体側にあり、かつ、前記電流導体のうち前記第１及び第２の磁性体間を通る部分が前記第１の仮想直線より前記第２の磁性体側にある、電流センサ。
【請求項２】
前記感磁素子の位置では、前記第１の仮想直線上かつ前記第１及び第２の磁性体の空隙間の中央位置と比較して、前記第１及び第２の磁性体の残留磁化により発生する磁界の感磁方向成分の和の絶対値が小さい、請求項１に記載の電流センサ。
【請求項３】
前記感磁素子が、前記第１の磁性体の両端縁同士を結ぶ第２の仮想直線上、あるいは前記第２の仮想直線を挟んで前記電流導体のうち前記第１及び第２の磁性体間を通る部分の反対側となる位置にある、請求項１又は２に記載の電流センサ。
【請求項４】
前記第１及び第２の磁性体に挟まれた基板を備え、前記感磁素子と、前記電流導体のうち前記第１及び第２の磁性体間を通る部分とが、前記基板を挟んで相互に反対側にある、請求項１から３のいずれか一項に記載の電流センサ。
【請求項５】
前記感磁素子を含む磁気検出部が出力にヒステリシスを有する請求項１から４のいずれか一項に記載の電流センサ。
【請求項６】
前記第１の磁性体の両端縁が、前記第２の磁性体の両端縁と空隙を介してそれぞれ対向し、かつ、前記第１及び第２の磁性体は全体として前記電流導体のうち前記第１及び第２の磁性体間を通る部分と前記感磁素子とを内側に取り囲んでいる、請求項１から５のいずれか一項に記載の電流センサ。
【請求項７】
前記第１及び第２の磁性体の保磁力が互いに等しい又は近似する請求項１から６のいずれか一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、例えばハイブリッドカーや電気自動車のバッテリー電流、モータ駆動電流の測定やコンバータ、インバータ等の電力制御機器内に設けられる電流センサに関し、特に、ホール素子やＭＲ素子等の感磁素子を用いてバスバー等の電流導体に流れる電流を測定する電流センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
バスバーに流れる電流（被測定電流）を非接触状態で検出する電流センサとして、空隙を有するリング状の磁気コアと、空隙に配置された感磁素子とを有する磁気比例式のものが従来から知られている。また、リング状の磁気コアを用いないコアレス電流センサも知られている。コアレス電流センサの場合、隣接するバスバー又は外部からの磁界に干渉されて電流検出精度が悪化しやすいため、感磁素子とバスバーの周囲を囲む磁気シールドが設けられる。下記特許文献１は、磁気シールドの空隙に生じる磁界が感磁素子に斜めに印加されて電流検出精度が悪化することを防止するために、空隙の高さ位置と、感磁素子の形成されたセンサ基板の高さ位置とを同一にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１１４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
磁気シールド用の磁性体はヒステリシス特性を有するため、バスバーに被測定電流が流れた後、バスバーの電流が０アンペアになっても、磁性体には磁化が残留する。この残留磁化によって発生する磁界は、バスバー非通電時（０アンペア時）の測定精度悪化の原因となる。特許文献１の構成では、磁気シールド内でバスバーが空隙の高さ位置より下側にあるため、下側の磁性体には上側の磁性体より大きな磁化が残留する。このため、磁気シールド内で空隙と同じ高さの位置（感磁素子の位置）では、バスバー非通電時、下側の磁性体の残留磁化によって発生する磁界のほうが、上側の磁性体の残留磁化によって発生する磁界より大きくなる。このため、感磁素子はバスバー非通電時にも磁界を検出することになり、バスバー非通電時の測定精度が悪化する。【０００５】
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、従来と比較してバスバー非通電時の測定精度を高めることの可能な電流センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様は、電流センサである。この電流センサは、
相互に対向する磁気遮蔽用の第１及び第２の磁性体と、
前記第１及び第２の磁性体間に配置される感磁素子と、
前記第１及び第２の磁性体間を通る電流導体とを備え、
前記感磁素子が、前記第１及び第２の磁性体間の空隙の中心同士を結ぶ第１の仮想直線より前記第１の磁性体側にあり、かつ、前記電流導体のうち前記第１及び第２の磁性体間を通る部分が前記第１の仮想直線より前記第２の磁性体側にある。【０００７】
前記感磁素子の位置では、前記第１の仮想直線上かつ前記第１及び第２の磁性体の空隙間の中央位置と比較して、前記第１及び第２の磁性体の残留磁化により発生する磁界の感磁方向成分の和の絶対値が小さくてもよい。【０００８】
前記感磁素子が、前記第１の磁性体の両端縁同士を結ぶ第２の仮想直線上、あるいは前記第２の仮想直線を挟んで前記電流導体のうち前記第１及び第２の磁性体間を通る部分の反対側となる位置にあってもよい。【０００９】
前記第１及び第２の磁性体に挟まれた基板を備え、前記感磁素子と、前記電流導体のうち前記第１及び第２の磁性体間を通る部分とが、前記基板を挟んで相互に反対側にあってもよい。【００１０】
前記感磁素子を含む磁気検出部が出力にヒステリシスを有してもよい。【００１１】
前記第１の磁性体の両端縁が、前記第２の磁性体の両端縁と空隙を介してそれぞれ対向し、かつ、前記第１及び第２の磁性体は全体として前記電流導体のうち前記第１及び第２の磁性体間を通る部分と前記感磁素子とを内側に取り囲んでいてもよい。【００１２】
前記第１及び第２の磁性体の保磁力が互いに等しい又は近似してもよい。【００１３】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、従来と比較してバスバー非通電時の測定精度を高めることの可能な電流センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電流センサの断面図。
【図２】図１に示す電流センサの感磁素子２及びバイアス磁石９の拡大図。
【図３】感磁素子２の各層の磁化方向とバイアス磁石９の極性の説明図。
【図４】感磁素子２の抵抗変化率の特性図。
【図５】本発明の実施の形態２に係る電流センサの断面図。
【図６】本発明の実施の形態３に係る電流センサの分解斜視図。
【図７】図６に示す電流センサのスペーサー３の斜視図。
【図８】図６に示す電流センサの断面図。
【図９】本発明の実施の形態４に係る電流センサの斜視図。
【図１０】図９においてモールド樹脂１６を透過した斜視図。
【図１１】図９に示す電流センサの断面図。
【図１２】本発明の実施の形態５に係る電流センサ（磁気平衡式）の斜視図。
【図１３】図１２の感磁素子２（フィードバックコイル付きＭＲ素子ブリッジ）の内部構造を示す概略平面図。
【図１４】図１３のａ−ａ’断面図。
【図１５】図１２に示す電流センサの回路図。
【図１６ａ】本発明の実施の形態６に係る電流センサの斜視図。
【図１６ｂ】図１６ａにおいてモールド樹脂１６を除いた（透過した）斜視図。
【図１６ｃ】図１６ａに示す電流センサのバスバーのみの形状を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１７】
実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１に係る電流センサの断面図である。図１により、直交する３方向であるｘ方向、ｙ方向、及びｚ方向をそれぞれ定義する。図２は、図１に示す電流センサの感磁素子２及びバイアス磁石９の拡大図である。図３は、感磁素子２の各層の磁化方向とバイアス磁石９の極性の説明図である。図４は、感磁素子２の抵抗変化率の特性図である。
【００１８】
本実施の形態の電流センサは、基板１と、感磁素子２と、磁気遮蔽用の第１の磁性体４及び第２の磁性体５と、被測定電流の経路を成す銅板等のバスバー１０（電流導体の一例）とを備える。感磁素子２は、基板１に搭載される。基板１には、必要に応じて各種の電子部品が搭載され、それに応じて所要の配線パターン（不図示）が形成される。基板１及び感磁素子２は、第１の磁性体４及び第２の磁性体５の間に配置される。感磁素子２は、第１の磁性体４及び第２の磁性体５の間において、好ましくは磁性体の幅方向であるｘ方向の中央位置に配置される。バスバー１０は、第１の磁性体４及び第２の磁性体５の間を通る。バスバー１０の幅方向中央部は、第１の磁性体４及び第２の磁性体５の間において、好ましくはｘ方向の中央位置を通る。
【００１９】
第１の磁性体４及び第２の磁性体５は、高透磁率磁性材（例えば珪素鋼板）を断面コの字型に折曲げ加工したものであり、先端面（両端縁）同士が空隙７（磁気ギャップ）を有して相互に対向し、全体として外周面に２箇所のスリット（空隙７）が入った角筒状を成す。第１の磁性体４及び第２の磁性体５は、全体として基板１及び感磁素子２、並びにバスバー１０のうち第１の磁性体４及び第２の磁性体５の間を通る部分（図１に断面として現れる部分）を内側に取り囲む。第１の磁性体４及び第２の磁性体５の保磁力は互いに等しい又は近似する。
【００２０】
バスバー１０に流れる被測定電流によって発生する磁界が感磁素子２に印加され、感磁素子２の出力信号によって被測定電流が測定される。なお、図１には、バスバー１０に−ｙ方向の電流を流した後バスバー１０の電流を０アンペアにした場合の第１の磁性体４及び第２の磁性体５の残留磁化により発生する磁界（残留磁界）を矢印で示している。
【００２１】
感磁素子２は、ＳＶ−ＧＭＲ素子（スピンバルブ型磁気抵抗効果素子）であり、モールド樹脂１５によってモールドされている。感磁素子２の近傍にはバイアス磁石９が設けられる。バイアス磁石９は、感磁素子２がＳＶ−ＧＭＲ素子である場合に、感磁素子２から測定磁場に応じた出力を得るために必要となる。図２に示す磁気検出部２０は、感磁素子２及びバイアス磁石９を含む概念として定義される。なお、感磁素子２がホール素子である場合には、バイアス磁石９に替えて集磁ヨークを設け、当該ホール素子及び集磁ヨークを合わせて磁気検出部２０としてもよい。磁気検出部２０は、一体にパッケージ化されていてもよい。図３に示すように、バイアス磁石９は、ｙ方向（被測定電流の方向）の両端面が磁極面であり、具体的には、−ｙ方向側の端面がＮ極で、＋ｙ方向側の端面がＳ極である。感磁素子２のピン層磁化方向は−ｘ方向に固定されている。感磁素子２のフリー層磁化方向は、被測定電流が０アンペアであればバイアス磁石９の磁界により＋ｙ方向となり、被測定電流が流れると被測定電流の発生する磁界により＋ｙ方向から±ｘ方向のいずれかに傾く。被測定電流が大きいほどフリー層磁化方向の＋ｙ方向に対する傾きは大きくなる。このように、被測定電流により感磁素子２のフリー層磁化方向とピン層磁化方向との成す角度を９０°を基準にして変化させ、感磁素子２の抵抗値を変化（図４）させることで、被測定電流に応じた出力信号を得ることができる。なお、感磁素子２は複数設けられてブリッジ接続されてもよく、抵抗値が変化する感磁素子２から出力信号を得る回路は任意である。
【００２２】
図１に示すように、感磁素子２は、空隙７の中心同士を結ぶ第１の仮想直線Ｌ１より第１の磁性体４側にある。一方、バスバー１０のうち第１の磁性体４及び第２の磁性体５の間を通る部分は、第１の仮想直線Ｌ１より第２の磁性体５側にある。感磁素子２の位置では、第１の仮想直線Ｌ１上かつ第１の磁性体４及び第２の磁性体５の空隙７間の中央位置（ｘ方向中央位置）と比較して、第１の磁性体４及び第２の磁性体５の残留磁化により発生する磁界の感磁方向成分の和の絶対値が小さい。なお、図１の例では感磁素子２が第１の磁性体４の先端面（両端縁）同士を結ぶ第２の仮想直線Ｌ２上にあるが、感磁素子２は第１の仮想直線Ｌ１と第２の仮想直線Ｌ２との間にあってもよい。こうした配置とする理由について以下に説明する。
【００２３】
図１に示すようにバスバー１０のうち第１の磁性体４及び第２の磁性体５の間を通る部分を第１の仮想直線Ｌ１より第２の磁性体５側に配置すると、第１の磁性体４より第２の磁性体５のほうが残留磁化が大きくなる。このため、第１の仮想直線Ｌ１上では、第１の磁性体４の残留磁化により発生する磁界より、第２の磁性体５の残留磁化により発生する磁界のほうが大きい。すなわち、第１の磁性体４の残留磁化により発生する磁界と第２の磁性体５の残留磁化により発生する磁界とが相互に打ち消しあってゼロになる位置は、第１の仮想直線Ｌ１より第１の磁性体４側になる。このため、本実施の形態では、感磁素子２を第１の仮想直線Ｌ１より第１の磁性体４側に配置することで（感磁素子２の位置を第１の仮想直線Ｌ１上より＋ｚ方向にシフトすることで）、感磁素子２を第１の仮想直線Ｌ１上に配置した場合と比較して０アンペア時に感磁素子２が検出する残留磁界（すなわち第１の磁性体４及び第２の磁性体５の残留磁化により発生する磁界の感磁方向成分の和の絶対値）を低減し（好ましくは０にし）、０アンペア時の測定精度の悪化を防止している。感磁素子２の最適配置は、シミュレーションにより求めることができる。なお、感磁素子２を＋ｚ方向に過剰にシフトすると、第１の磁性体４の残留磁化により発生する磁界が相対的に強くなり、感磁素子２の位置において、第１の磁性体４及び第２の磁性体５の残留磁化により発生する磁界の感磁方向成分の和の絶対値が第１の仮想直線Ｌ１上と比較して却って大きくなることもある。そのため、感磁素子２は、第１の磁性体４及び第２の磁性体５の残留磁化により発生する磁界の感磁方向成分の和の絶対値が第１の仮想直線Ｌ１上と比較して小さくなる位置に配置する。
【００２４】
このように本実施の形態によれば、感磁素子２を第１の仮想直線Ｌ１より第１の磁性体４側に配置し、かつバスバー１０のうち第１の磁性体４及び第２の磁性体５の間を通る部分を第１の仮想直線Ｌ１より第２の磁性体５側に配置しているので、感磁素子２を第１の仮想直線Ｌ１上に配置した場合と比較して、０アンペア時に感磁素子２が検出する残留磁界を低減し、０アンペア時（バスバー非通電時）の測定精度を向上させることができる。
【００２５】
実施の形態２
図５は、本発明の実施の形態２に係る電流センサの断面図である。本図において、バスバー１０に−ｙ方向の電流を流した後バスバー１０の電流を０アンペアにした場合の第１の磁性体４及び第２の磁性体５の残留磁化により発生する磁界（残留磁界）を矢印で示している。本実施の形態の電流センサは、図１等に示した実施の形態１のものと比較して、感磁素子２が＋ｚ方向にシフトしている点で相違し、その他の点で一致する。具体的には、感磁素子２は、第２の仮想直線Ｌ２を挟んでバスバー１０のうち第１の磁性体４及び第２の磁性体５の間を通る部分の反対側となる位置（第２の仮想直線Ｌ２より第１の磁性体４の内側となる位置）にある。こうした配置とする理由について以下に説明する。
【００２６】
実施の形態１では、感磁素子２が検出する残留磁界を０にすることを目標として感磁素子２とバスバー１０の相対配置を定めた。感磁素子２を含む磁気検出部２０が出力にヒステリシスを有さない、又はヒステリシスが無視できる程度に小さい場合には、磁気検出部２０が検出する残留磁界を０にすれば０アンペア時（バスバー非通電時）の測定精度を最良とすることができる。一方、磁気検出部２０が出力にヒステリシスを有する場合には、磁気検出部２０が検出する残留磁界を０にしても、磁気検出部２０のヒステリシス特性により、依然として０アンペア時（バスバー非通電時）の測定精度に改善の余地が残る。磁気検出部２０のヒステリシスは、感磁素子２がＳＶ−ＧＭＲ素子である場合には、被測定電流をゼロに戻しても感磁素子２のフリー層磁化方向が完全には元に戻らないこと（感磁素子２自体のヒステリシス）に起因する。なお、磁気検出部２０のヒステリシスは、感磁素子２自体のヒステリシスに限定されない。例えば感磁素子２がホール素子であってバイアス磁石９に替えて集磁ヨークを設ける場合には、当該集磁ヨークのヒステリシスが磁気検出部２０のヒステリシスとなる。そこで本実施の形態では、磁気検出部２０が出力にヒステリシスを有する場合を想定し、第１の磁性体４及び第２の磁性体５の残留磁化によって発生する磁界（残留磁界）により磁気検出部２０のヒステリシスを打ち消す配置とする。
【００２７】
図５に示す感磁素子２の配置において、外部磁界がゼロであれば、感磁素子２には、磁気検出部２０のヒステリシス特性により、−ｙ方向の電流が流れていたとき（−ｘ方向の磁界が印加されていたとき）の影響が残り、フリー層磁化方向は＋ｙ方向から若干−ｘ方向に傾くことになる。一方、図５に示す感磁素子２の位置では、第１の磁性体４の残留磁化によって発生する磁界のほうが、第２の磁性体５の残留磁化によって発生する磁界より大きい。このため、感磁素子２には、トータルで＋ｘ方向の残留磁界が印加される。この残留磁界は、フリー層磁化方向を＋ｘ方向に傾けるように作用する。したがって、感磁素子２のフリー層磁化方向は、磁気検出部２０のヒステリシス特性による影響と、第１の磁性体４及び第２の磁性体５の残留磁化によって発生する磁界（残留磁界）による影響とが打ち消しあって、＋ｙ方向に近づく（好ましくは＋ｙ方向に一致する）。
【００２８】
このように、本実施の形態によれば、第１の磁性体４及び第２の磁性体５からの残留磁界により磁気検出部２０のヒステリシスを相殺することで、０アンペア時（バスバー非通電時）の測定精度を向上させることができる。更に、感磁素子２が第２の仮想直線Ｌ２より第１の磁性体４の内側となる位置に配置されていることにより、外部の磁界に対する耐性をより強くすることができる。なお、本実施の形態は、磁気検出部２０が出力にヒステリシスを有さなくても、第１の磁性体４及び第２の磁性体５からの残留磁界の相殺位置（残留磁界が０となる位置）が第２の仮想直線Ｌ２より＋ｚ方向側にある場合に有効である。
【００２９】
実施の形態３
図６は、本発明の実施の形態３に係る電流センサの分解斜視図である。図７は、図６に示す電流センサのスペーサー３の斜視図である。図８は、図６に示す電流センサの断面図である。この電流センサでは、第１の磁性体４及び第２の磁性体５は、基板１とスペーサー３とを挟み込んだ状態でリベット等の固定部品６により相互に固定される。すなわち、一対の固定部品６は、第１の磁性体４の一対の締結孔１１、基板１の一対の締結孔１２、スペーサー３の一対の締結孔１３、及び第２の磁性体５の一対の締結孔１４を貫通して先端がかしめられ、第１の磁性体４、基板１、スペーサー３、及び第２の磁性体５を締結し一体化する。固定部品６（締結部品）は、リベットの他に例えばボルトとナットの組合せを用いてもよい。なお、リベット、ボルト、ナット等の固定部品６は、磁気回路系の個体差を不安定にさせないためにステンレス等の非磁性材料であることが望ましい。
【００３０】
バスバー１０は、コの字型に折り曲げられた状態でスペーサー３にインサート成型される。なお、バスバー１０は平板状でインサート成型によらずスペーサー３に保持されてもよい。また、バスバーは平板状に限らず、例えば可撓性を有する電線であってもよい。スペーサー３は、側面角部を丸めた直方体形状であって、基板１との対向面に素子収容凹部１７が設けられる。基板１に搭載された感磁素子２は、素子収容凹部１７内に位置する（図８）。複数の端子１８は、基板１にスルーホールはんだ付けや圧入によって固定され、それぞれ電源、センサ出力、ＧＮＤ、他の端子として機能する。また基板１には感磁素子２の他に図示しない電子部品が、基板１のその他の空きスペースに実装され、感磁素子２を含んだ電気回路を形成し、基板１上の配線パターンを介して端子１８と接続される。第１の磁性体４及び第２の磁性体５の先端面（両端縁）の一方同士は基板１の外側で対向し、他方同士は基板１の磁性体挿通孔８の近傍で対向する。本実施の形態のその他の点は実施の形態１と同様である。本実施の形態も、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。なお、本実施の形態において、実施の形態２（図５）のように感磁素子２を更に＋ｚ方向にシフトし、第１の磁性体４及び第２の磁性体５の残留磁界により感磁素子２のヒステリシスを相殺する構成としてもよい。
【００３１】
実施の形態４
図９は、本発明の実施の形態４に係る電流センサの斜視図である。図１０は、図９においてモールド樹脂１６を透過した斜視図である。図１１は、図９に示す電流センサの断面図である。この電流センサは、基板１、感磁素子２、第１の磁性体４及び第２の磁性体５、並びにバスバー１０をモールド樹脂１６で一体化している。基板１は、第１の磁性体４及び第２の磁性体５によって挟まれる。すなわち、基板１は、第１の磁性体４及び第２の磁性体５の先端面（両端縁）同士の空隙を規定する。なお、基板１はその表面近傍もしくは内部に銅等で形成される電気回路の配線を有した回路基板としても良い。その場合、回路基板上にはオペアンプＩＣや抵抗、キャパシタ等の電気回路部品を配することができる。さらに、基板１はバスバー(１次側)と感磁素子（２次側)との電気絶縁性を高める絶縁基板であっても良く、例えばセラミック製の回路基板として一方にバスバー、他方に感磁素子を含む２次側電気回路を有したものとしてもよい。バスバー１０は、平板状であってインサート成型によりモールド樹脂１６に一体化される。また、バスバー１０は、インサート成型によらず、モールド樹脂１６の貫通穴に後から挿入されてもよい。本実施の形態のその他の点は実施の形態２と同様である。本実施の形態も、実施の形態２と同様の効果を奏することができる。
【００３２】
実施の形態５
図１２は、本発明の実施の形態５に係る電流センサ（磁気平衡式）の斜視図である。実施の形態１〜４の電流センサが磁気比例式であったのに対し、本実施の形態の電流センサは磁気平衡式である。感磁素子２は、図１３に示すような、フィードバックコイル付きＭＲ素子ブリッジ（ＭＲパッケージ）である。第１の磁性体４及び第２の磁性体５に対するバスバー１０、基板１及び感磁素子２の位置関係は、実施の形態１又は２と同様でよい。
【００３３】
図１３は、図１２における感磁素子２の内部構造を示す概略平面図である。感磁素子２は、平行配置の４個のＳＶ−ＧＭＲ素子２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄと、フィードバックコイル２Ｅとを備える。ＳＶ−ＧＭＲ素子２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄのフリー（Free）及びピン（Pined）のベクトル方向（フリー層磁化方向及びピン層磁化方向）は図示のとおりである。フィードバックコイル２Ｅは、平行配置の４個のＳＶ−ＧＭＲ素子２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄと重なるように配置されている。すなわち、各ＳＶ−ＧＭＲ素子２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄのフリー（Free）方向に沿ってフィードバックコイル２Ｅは配置される。図１４のように、フィードバックコイル２Ｅによる発生磁界はＳＶ−ＧＭＲ素子２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄのピン（Pined）方向（フリー方向と直交）であり、ＳＶ−ＧＭＲ素子２Ａ，２Ｂには順方向に、ＳＶ−ＧＭＲ素子２Ｃ，２Ｄには逆方向に加わる。
【００３４】
図１５は、図１２に示す電流センサの回路図であり、磁気平衡式の原理でセンサ検出出力を得るための回路構成を示す。この図に示すように、電源６１の高電圧側と低電圧側の間に４つのＳＶ−ＧＭＲ素子２Ａ〜２Ｄがフルブリッジ接続される。ＳＶ−ＧＭＲ素子２Ａ,２Ｃの相互接続点と、ＳＶ−ＧＭＲ素子２Ｄ,２Ｂの相互接続点とが、負帰還用差動増幅器６２の入力端子にそれぞれ接続される。負帰還用差動増幅器６２の出力端子にはフィードバックコイル２Ｅと検出抵抗６６が直列接続される。演算増幅器６７及び電源電圧を分圧する分圧抵抗６８，６９は、電源電圧を分圧した中間電圧を安定化するためのバッファを構成しており、演算増幅器６７の出力端の中間電圧が出力用差動増幅器６４の一方の入力端子に印加される。検出抵抗６６の両端子は出力用差動増幅器６４の両入力端子にそれぞれ接続される。フィードバックコイル２Ｅは図１３及び図１４に示したようにＳＶ−ＧＭＲ素子２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの近傍に例えば素子基板上の導体パターンとして形成される。
【００３５】
バスバー１０に通電するとＳＶ−ＧＭＲ素子２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄに磁界が印加される。負帰還用差動増幅器６２の作用により、フィードバックコイル２Ｅには、ＳＶ−ＧＭＲ素子２Ａ,２Ｃの相互接続点と、ＳＶ−ＧＭＲ素子２Ｄ,２Ｂの相互接続点との電位差がゼロになるように、すなわちフィードバックコイル２Ｅによる発生磁界がバスバー１０による発生磁界を打ち消してＳＶ−ＧＭＲ素子２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄに印加される磁界がゼロになるように、フィードバック電流が流れる。フィードバック電流は被測定電流に比例するから、フィードバック電流を検出抵抗６６で電圧に変換して出力用差動増幅器６４で増幅したセンサ出力電圧から被測定電流の大きさを特定できる。本実施の形態も、実施の形態１又は２と同様の効果を奏することができる。
【００３６】
実施の形態６
図１６ａは、本発明の実施の形態６に係る電流センサの斜視図である。図１６ｂは、図１６ａにおいてモールド樹脂１６を除いた（透過した）斜視図である。図１６ｃは、図１６ａに示す電流センサのバスバーのみの形状を示す斜視図である。
【００３７】
感磁素子２１は、実施の形態５までの電流センサで用いた感磁素子２と基本的に同じものであるが、図２に示したようにモールド樹脂１５によってモールドしバイアス磁石９を設けて磁気検出部２０とするのではなく、バイアス磁石を感磁素子自体の内部あるいは表面に集積したものとした。勿論磁気検出部２０を用いても構わない。実施の形態１〜５で図示を省略した電子部品はここでは集積回路２２とした。
【００３８】
感磁素子２１、集積回路２２、複数の端子１８は、クリームはんだ、Ａｇ等の導電性ペースト、もしくはワイヤボンディングで基板１に接続される。バスバー１０、第１の磁性体４、第２の磁性体５は基板１に対して接着される。そして図１６ｂで示したこれら全ての構成部品はモールド樹脂１６により一体化される。バスバー１０は、基板１と平行な平面内でコの字型に折り曲げられた形状であり、コの字の基部が第１の磁性体４及び第２の磁性体５の間を通る。また、コの字の両先端は下方に折り曲げられている。本実施の形態のその他の点は、実施の形態４と同様である。
【００３９】
以上のように基板１は、他の全ての構成部品を一旦支える役目を持っているが、これに加えて、実施の形態４で示したことと同じく、第１の磁性体４及び第２の磁性体５の先端面（両端縁）同士の空隙を規定するとともに、バスバー１０（１次側）と、感磁素子２１及び集積回路２２（２次側）との電気絶縁の役割も担っている。
【００４０】
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。
【００４１】
感磁素子２は、ＳＶ−ＧＭＲ素子等のＭＲ素子に限定されず、例えばホール素子やホールＩＣであってもよい。この場合、バイアス磁石９は不要である一方、集磁ヨークを設けてもよい。また、電流導体は、電流路であれば平板状のバスバーに限らず、電線など、様々な形態のものが適用可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１  基板、２  感磁素子、３  スペーサー、４  第１の磁性体、５  第２の磁性体、６  固定部品、７  空隙、８  磁性体挿通孔、９  バイアス磁石、１０  バスバー、１１〜１４  締結穴、１５,１６  モールド樹脂、１７  素子収容凹部、１８  端子、２０  磁気検出部、２１  感磁素子、２２  集積回路
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１６ｃ】
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【国際調査報告】
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