(57)【要約】【課題】電流値を測定できるだけでなく、漏電を検知する。【解決手段】１つの閉回路における平行電流路２１，２２と、平行電流路の電流値を測定する電流測定用素子２３と、平行電流路からの漏電を検知する漏電検知用素子２４と、を備え、これら電流測定用素子２３と漏電検知用素子２４とが平行電流路を構成する２本の電流路２１，２２に挟まれた領域に配されてなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの閉回路において、互いに逆方向へ電流が流れる２本の平行電流路の電流値を測定する電流センサモジュールであって、
前記平行電流路と、
前記平行電流路の電流値を測定する電流測定用素子と、
前記平行電流路からの漏電を検知する漏電検知用素子と、を備え、
これら前記電流測定用素子と漏電検知用素子とが前記平行電流路を構成する２本の電流路に挟まれた領域に配されてなることを特徴とする電流センサモジュール。
【請求項２】
前記電流測定用素子の感磁方向と前記漏電検知用素子の感磁方向とが、互いに異なるように配置されたフラックスゲート型磁気素子であることを特徴とする請求項１に記載の電流センサモジュール。
【請求項３】
前記電流測定用素子と前記漏電検知用素子が、前記２本の平行電流路のうち各々の電流路から等距離の位置に配されてい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モジュール。
【請求項４】
前記電流測定用素子と前記漏電検知用素子のうち少なくとも何れか一方が、前記２本の平行電流路の軸同士を結ぶ線上に配されていることを特徴とする請求項３に記載の電流センサモジュール。
【請求項５】
前記電流測定用素子は、該電流測定用素子の感磁方向と前記平行電流路の電流によって作られる磁束の強め合う向きとが一致するよう配置されるとともに、
前記漏電検知用素子は、該漏電検知用素子の感磁方向と前記平行電流路の電流によって作られる磁束が打ち消し合う向きとが一致するよう配置されることを特徴とする請求項１から請求項４に記載の電流センサモジュール。
【請求項６】
外部からの磁界を検知するための外部磁界検知用素子を備えていることを特徴とする請求項１から請求項５に記載の電流センサモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流センサモジュールに係り、特に、電気自動車（ＥＶ）／ハイプリット車（ＨＥＶ）の駆動バッテリーなどに用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車などには駆動用電源としてのバッテリーが搭載されており、バッテリーから駆動モーター等へは、電力ケーブルを通じて大きな電力が供給される。そして、電力ケーブルには、ケーブル内を流れる電流を測定するための電流センサが設けられる。このような電流センサとしては、たとえば特許文献１に記載されるような電流センサが主に用いられている。
【０００３】
一方、電気自動車などのように消費電力の大きな機器の電気安全を確保するため、電力線路における漏電の有無を正確に把握しなければならないという要求があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−４９１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のような電流センサ（電流センサモジュール）は、線路に流れる電流値を測定することを目的とするのみであって、漏電しているか否かを検知する機能は備えていない。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、電流計測機能に加えて、漏電検知機能を備えた電流センサモジュール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】
【０００７】
本発明の請求項１に係る電流センサモジュールは、１つの閉回路において、互いに逆方向へ電流が流れる２本の平行電流路の電流値を測定する電流センサモジュールであって、
前記平行電流路と、
前記平行電流路の電流値を測定する電流測定用素子と、
前記平行電流路からの漏電を検知する漏電検知用素子と、を備え、
これら前記電流測定用素子と漏電検知用素子とが前記平行電流路を構成する２本の電流路に挟まれた領域に配されてなることを特徴とする。
【０００８】
本発明の電流センサモジュールによれば、電流値を測定できるだけでなく、漏電を検知することができるという効果を奏する。
【０００９】
本発明の請求項２に係る電流センサモジュールは、請求項１に記載の電流センサモジュールであって、
前記電流測定用素子の感磁方向と前記漏電検知用素子の感磁方向とが、互いに異なるように配置されたフラックスゲート型磁気素子であることを特徴とする。
このような構成によれば、同一の素子であってもそれぞれを電流測定用および漏電検知用として利用することができる。
【００１０】
本発明の請求項３に係る電流センサモジュールは、請求項１または２に記載の電流センサモジュールであって、
前記電流測定用素子と前記漏電検知用素子が、前記２本の平行電流路のうち各々の電流路から等距離の位置に配されていることを特徴とする。
このような構成によれば、２本の平行電流路の各々から発生する磁束の変化をバランス良く検知することができるため、より感度よく漏電を検知することができる。
本発明の請求項４に係る電流センサモジュールは、請求項３に記載の電流センサモジュールであって、
前記電流測定用素子と前記漏電検知用素子のうち少なくとも何れか一方が、前記２本の平行電流路の軸同士を結ぶ線上に配されていることを特徴とする。
このような構成によれば、２本の平行電流路の各々から発生する磁束の磁束密度が、最も高くなる位置に素子を配置されるで、電流値、もしくは漏電を高感度に検知することができる。
【００１１】
本発明の請求項５に係る電流センサモジュールは、請求項１から４のいずれかに記載の電流センサモジュールであって、
前記電流測定用素子は、該電流測定用素子の感磁方向と前記平行電流路の電流によって作られる磁束の強め合う向きとが一致するよう配置されるとともに、
前記漏電検知用素子は、該漏電検知用素子の感磁方向と前記平行電流路の電流によって作られる磁束が打ち消し合う向きとが一致するよう配置されることを特徴とする。
このような構成によれば、互いに高い感度を維持して電流測定および漏電検知を行うことができ、しかも、同一の磁気素子の設置方向を設定するだけでこれらを実現可能とすることができる。
本発明の請求項６に係る電流センサモジュールは、請求項１から５のいずれかに記載の電流センサモジュールであって、
外部からの磁界を検知するための外部磁界検知用素子を備えていることを特徴とする。
このような構成によれば、外部からのノイズ磁界を検知し、電流センサモジュールの出力を補正することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電流センサモジュールによれば、電流値を測定できるだけでなく、漏電を検知することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明に係る電流センサモジュールの第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１における電流センサモジュールにおいて電流と直交する方向の配置を示すI−I矢視図である。
【図３】図３は、図１における電流センサモジュールを示す上面図である。
【図４】図４は、本発明に係る電流センサモジュールの第１実施形態における電流測定用素子と磁束の関係を示す模式図である。
【図５】図５は、本発明に係る電流センサモジュールの第１実施形態における漏電検知用素子と磁束の関係を示す模式図である。
【図６】図６は、本発明に係る電流センサモジュールの第１実施形態における漏電検知用素子と電流との関係を示す図である。
【図７】図７は、本発明の電流センサモジュールとされるフラックスゲートセンサを概略的に示す上面図である。
【図８】図８は、図７におけるラインａ−ａ’に沿って切った断面図である。
【図９】図９は、第一実施形態のフラックスゲートセンサにおける磁気コアの形状を示す上面図である。
【図１０】図１０は、図７におけるラインｂ−ｂ’に沿って切った断面図である。
【図１１】図１１は、本発明に係る電流センサモジュールの第２実施形態におけるケースを示す斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明に係る電流センサモジュールの第２実施形態におけるケースを示す側面図である。
【図１３】図１３は、本発明に係る電流センサモジュールの第２実施形態を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る電流センサモジュールの第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態における電流センサモジュールを示す斜視図であり、図２は、図１における電流と直交する方向の配置を示すI−I矢視図であり、図３は、図１における電流センサモジュールを示す上面図であり、図において、符号２０は、電流センサモジュールである。
【００１５】
本実施形態における電流センサモジュール２０は、図１〜図３に示すように、１つの閉回路において、互いに逆方向へ電流が流れる２本の平行な電流路２１と電流路２２との電流値を測定する電流測定用素子２３と、漏電を検知する漏電検知用素子２４と、電流測定用外部磁界検知用素子（外部磁界検知用素子）２５と、漏電検知用外部磁界検知用素子（外部磁界検知用素子）２６とを備える。また、図中には示されていないが、電流センサモジュール２０は、各素子の駆動電流を供給したり各素子からの出力信号を処理したりするためのＡＳＩＣやマイクロコンピュータチップを備えている。
【００１６】
電流路２１と電流路２２とは、例えば細長い棒状の金属のバスバーなどのように、電力供給路となる電流路である。電流路２１と電流路２２とは、１つの閉回路において、電流の流れる長手方向（Ｉ方向）が平行になるようにしてｘ方向に離間した状態に配置され、これらの電流路２１と電流路２２とが配置されるＩ−ｘ面内に平らな幅を有する平板とされるとともに、それぞれの端部２１ａ、端部２２ａと反対側の端部２１ｂ、端部２２ｂとが、いずれも図示しないバッテリーなどとされる電流供給側およびモータなどとされる電流消費側の端子に接続されている。電流路２１に流れる電流Ｉ＋と電流路２２に流れる電流Ｉ−とは、互いに逆向きに流れるようになっている。
【００１７】
本実施形態においては、端部２１ｂと端部２２ｂとは電気的に接続されており、図６に示すように、電流路２１と電流路２２とが閉回路をなし、電流Ｉ＋が端部２１ａから端部２１ｂに、電流Ｉ−が端部２２ａから端部２２ｂに流れている。電流Ｉ＋と電流Ｉ−とは大きさが同じで、流れる向きが逆となるように設定されている。
【００１８】
本実施形態における電流測定用素子２３は、図中矢印で示すように所定の検知方向（感磁方向）を有し、この検知方向を平行電流路２１，２２の電流Ｉ＋，Ｉ−に対して所定の向きとなるように設定することで、平行電流路２１，２２の電流値を測定する。具体的には、平行電流路２１，２２の電流Ｉ＋，Ｉ−によって作られる磁束の強め合う向きと、電流測定用素子２３の検知方向（感磁方向）とが一致するよう配置される。
【００１９】
本実施形態における電流測定用素子２３は、平行電流路を構成する２本の電流路２１，２２に挟まれた領域に電流路２１，２２から等距離となるように配されるとともに、電流測定用素子２３の検知方向（感磁方向）は、電流路２１，２２が延在するＩ方向と電流路２１，２２が離間するｘ方向とで成すＩ−ｘ平面に直交するｚ方向となるよう配置される。
【００２０】
本実施形態における漏電検知用素子２４は、図中矢印で示すように所定の検知方向（感磁方向）を有し、この検知方向を平行電流路２１，２２の電流Ｉ＋，Ｉ−に対して所定の向きとなるように設定することで、平行電流路２１，２２の漏電を検知する。具体的には、平行電流路２１，２２の電流Ｉ＋，Ｉ−によって作られる磁束の打ち消し合う向きと、漏電検知用素子２４の検知方向（感磁方向）とが一致するよう配置される。
【００２１】
本実施形態における漏電検知用素子２４は、平行電流路を構成する２本の電流路２１，２２に挟まれた領域に電流路２１，２２から等距離となるように配されるとともに、漏電検知用素子２４の検知方向（感磁方向）は、電流路２１，２２が延在するＩ方向と直交する方向である電流路２１，２２の離間するｘ方向となるよう配置される。なお、平行電流路を構成する２本の電流路２１，２２に挟まれた領域としては、平行電流路２１，２２からｚ方向に電流測定用素子２３および／または漏電検知用素子２４のｚ方向寸法程度離間した領域も含むものとする。
【００２２】
このように、電流測定用素子２３の検知方向（感磁方向）と漏電検知用素子２４の検知方向（感磁方向）とは異なる方向に設定され、本実施形態では互いに直交するように設定される。これにより、同一の素子であってもそれぞれを電流測定用および漏電検知用として利用することができる。電流測定用素子２３と漏電検知用素子２４とは、後述するように、同一構造のフラックスゲート型磁気素子とすることが可能である。
電流測定用素子２３と漏電検知用素子２４のうち少なくとも何れか一方が、図２に示すように、２本の平行電流路２１，２２の軸同士をｘ方向で結ぶ線上に配されている。
【００２３】
電流測定用素子２３と漏電検知用素子２４との測定値に対して、外部磁界を測定して補正をおこなうための外部磁界検知用素子として、電流測定用外部磁界検知用素子２５と漏電検知用外部磁界検知用素子２６とが設けられる。測定値の補正は、電流測定用素子２３の測定値から電流測定用外部磁界検知用素子２５での測定分を差し引く、漏電検知用素子２４の測定値から漏電検知用外部磁界検知用素子２６での測定分を差し引くものである。電流測定用外部磁界検知用素子２５は、電流Ｉ＋，Ｉ−によって作られる磁束の影響を受けない場所に配置する。漏電検知用外部磁界検知用素子２６は、電流Ｉ＋，Ｉ−によって作られる磁束の影響の少ない場所に配置する。
【００２４】
電流測定用外部磁界検知用素子２５の検知方向（感磁方向）は、電流測定用素子２３と同じ検知方向（感磁方向）となるように配置されるとともに、電流測定用外部磁界検知用素子２５は、電流測定用素子２３と同じｚ−ｘ平面に位置し、かつ、電流路２１，２２からｚ方向に離間した位置、本実施形態では、電流路２２からｚ方向に離間した位置に配置される。
漏電検知用外部磁界検知用素子２６の検知方向（感磁方向）は、漏電検知用素子２４と同じ検知方向（感磁方向）となるように配置されるとともに、漏電検知用外部磁界検知用素子２６は、漏電検知用素子２４と同じｚ−ｘ平面に位置し、かつ、２本の電流路２１，２２の外側つまりｘ方向に離間した位置、本実施形態では、電流路２２からｘ方向外側に離間した位置に配置される。
【００２５】
本実施形態の電流センサモジュール２０による電流測定および漏電検知について説明する。
図４は、本実施形態の電流センサモジュール２０における電流測定用素子２３と磁束の関係を示す模式図であり、図５は、本実施形態の電流センサモジュール２０における漏電検知用素子２４と磁束の関係を示す模式図である。
【００２６】
電流路２１に被検出電流Ｉ＋が流れると、電流路２１の周囲に被検出電流Ｉ＋に比例した被検出磁界として、図４中の左側に示す一点鎖線の円であり、矢印で向きを示す磁界Ｈ＋が発生する。同様に、電流路２２に被検出電流Ｉ−が流れると、電流路２１の周囲に被検出電流Ｉ−に比例した被検出磁界として、図４中の右側に示す一点鎖線の円であり、矢印で向きを示す磁界Ｈ−が発生する。これら磁界Ｈ＋および磁界Ｈ−は電流Ｉ＋と電流Ｉ−とが大きさが等しく逆向きであるので、互いに略等しい強さで逆向き（逆回り）の磁界となる
【００２７】
ここで、本実施形態においては、図４に示すように、電流測定用素子２３が電流路２１，２２から等距離の中間位置にｚ方向が検知方向（感磁方向）となるように配置されているために、電流測定用素子２３の位置において、磁界Ｈ＋と磁界Ｈ−とがｚ方向に強め合った磁界を測定する。
同時に、電流測定用外部磁界検知用素子２５は、電流路２２からｚ方向に離間した位置にｚ方向が検知方向（感磁方向）となるように配置されているために、電流Ｉ＋，Ｉ−によって作られる磁界Ｈ＋と磁界Ｈ−との影響を受けず、それ以外の外部磁界を測定する。これら電流測定用素子２３と電流測定用外部磁界検知用素子２５の測定結果を、図示しないＡＳＩＣやマイクロコンピュータチップ等の演算手段によって演算し、平行電流路２１，２２に流れる電流測定をおこなう。
【００２８】
同時に、本実施形態においては、図５に示すように、漏電検知用素子２４が電流路２１，２２に挟まれた領域で電流路２１，２２から等距離の中間位置付近にｘ方向が検知方向（感磁方向）となるように配置されているために、等しい大きさの電流Ｉ＋，Ｉ−が流れている場合には、漏電検知用素子２４の位置において、磁界Ｈ＋と磁界Ｈ−とがｘ方向に打ち消し合い、磁界Ｈ＋および磁界Ｈ−からによる漏電検知用素子２４の出力はゼロとなる。
【００２９】
同時に、漏電検知用外部磁界検知用素子２６は、電流路２２からｘ方向に離間した位置にｘ方向が検知方向（感磁方向）となるように配置されているために、電流Ｉ＋，Ｉ−によって作られる磁界Ｈ＋と磁界Ｈ−との影響を受けず、それ以外の外部磁界を測定する。これら漏電検知用素子２４と漏電検知用外部磁界検知用素子２６の検知結果を、図示しないＡＳＩＣやマイクロコンピュータチップ等の演算手段によって演算し、平行電流路２１，２２からの漏電を検知する。
【００３０】
これは、図６（ａ）に示すように、漏電がない場合には、電流Ｉ＋と電流Ｉ−とは同じ大きさになり、結果的に、漏電検知用素子２４および漏電検知用外部磁界検知用素子２６からの出力はゼロとなるが、例えば、図６（ｂ）に示すように、漏電が発生し、電流Ｉ＋よりも電流Ｉ−が小さくなった場合には、漏電検知用素子２４における磁界Ｈ＋と磁界Ｈ−とのｘ方向の大きさが等しくならないため磁界Ｈ＋と磁界Ｈ−とが打ち消し合わないことになる。この結果、漏電検知用素子２４および漏電検知用外部磁界検知用素子２６からの出力がゼロとならず、漏電を検知することができる。
【００３１】
次に、本実施形態の電流センサモジュール２０において、電流測定用素子２３、漏電検知用素子２４、電流測定用外部磁界検知用素子２５、漏電検知用外部磁界検知用素子２６として用いられる、感磁方向または検知方向の設定された素子として用いられるフラックスゲート型磁気素子について説明する。
【００３２】
図７は、本実施形態に係るフラックスゲートセンサを概略的に示す上面図である。図８は、図７におけるラインａ−ａ’に沿って切った断面図である。図９は、本実施形態に係るフラックスゲートセンサにおける磁気コアの形状を示す上面図である。図１０は、図７におけるラインｂ−ｂ’に沿って切った断面図である。
【００３３】
本実施形態のフラックスゲートセンサは、図７および図８に示すように、磁気コア３と、第一配線層４と、第一絶縁層５と、第二絶縁層６と、第二配線層７と、開口部８と、基板１００とを含む。また、更に図９に示すように、磁気コア３は、端部分１と、中央部分２と、その端部分１と中央部分２との接続部分をなす遷移部分１３と、を含む。第一配線層４及び第二配線層７は、端部分１に巻き回された第一のソレノイドコイル９及び中央部分２に巻き回された第二のソレノイドコイル１０を構成している。図７において、符号ｍで示す矢印は、フラックスゲートセンサの感磁方向である。
【００３４】
本実施形態において、端部分１に巻き回された第一のソレノイドコイル９は励磁コイルである。中央部分２に巻き回された第二のソレノイドコイル１０はピックアップコイルである。本発明の第一の実施形態において、端部分１は励磁部であり、中央部分２は検出部である。
【００３５】
本実施形態のフラックスゲートセンサは、まず、非磁性の基板１００の上に、ソレノイドコイルの下側配線を形成するための第一配線層４が形成され、第一配線層４の上に、磁気コア３とソレノイドコイルを絶縁するための第一絶縁層５とが形成される。この第一絶縁層５においては、第一配線層４と、後に形成されるソレノイドコイルの上側配線となる第二配線層７とが接続される部分に、開口部８が設けられる。第一絶縁層５の上には、軟磁性体膜からなる磁気コア３が形成される。
【００３６】
軟磁性体膜からなる磁気コア３の形状は、図９に示す通り、その中央部分２における幅が端部分１における幅よりも狭くなっており、かつ、その中央部分２の領域においても、両端から中心に向かって徐々に幅が狭くなっていることを特徴としている。更に、その形状は、その中央部分２において内側に括れたＲ形状を有しており、望ましくは、その曲率半径Ｒが、その中央部分２の長手方向の長さＬの５倍〜１０倍の範囲である。
【００３７】
磁気コア３の遷移部分１３は直線状のテーパ形状にもできる。磁気コア３の上には、第一配線層４と第二配線層７の接続部に開口部８を設けた第二絶縁層６が形成される。第二絶縁層６の上に、第二配線層７が、第一配線層４の隣接する配線どうしをその端部にて接続するように形成され、それによりソレノイドコイルを形成している。配線は、隣接する配線と接続されるため、断面におけるソレノイドコイルのループは閉じない。
【００３８】
第一配線層４および第二配線層７により形成された第一のソレノイドコイル９及び第二のソレノイドコイル１０は、磁気コア３の両端の幅の広い端部分１と幅の狭い中央部分２において、それぞれ独立に巻き回されている。両端の幅の広い端部分１に巻き回されている第一のソレノイドコイル９は、一方の端の端部分１に巻き回されている第３のソレノイドコイルと、もう一方の端の端部分１に巻き回されている第４のソレノイドコイルとを含む。両端の端部における第３のソレノイドコイル及び第４のソレノイドコイルが直列に、かつ発生する磁界方向が同一となるように第一配線層４もしくは第二配線層７により接続されていて、それにより全体として第一のソレノイドコイル９を形成している。磁気コア３の中央部分２に巻き回された第二のソレノイドコイル１０の両端には、外部と接続するための電極パッド１１が形成されている。磁気コア３の両端の端部分１に巻き回された２つの直列に接続された第一のソレノイドコイル９の両端には、外部と接続するための電極パッド１２が形成されている。
【００３９】
磁気コア３の両端の端部分１にそれぞれ巻き回された第３のソレノイドコイル及び第４のソレノイドコイルは、巻き数が同じで対称であることが好ましい。
なお、図７は、模式的に示されており、第一のソレノイドコイル９及び第二のソレノイドコイル１０に関し、磁気コア３の下側配線の一部が省略されている。また、第一のソレノイドコイル９および第二のソレノイドコイル１０の形状は、図７で示された形状に限定されない。
【００４０】
図８は、図７におけるラインａ−ａ’に沿って切ったフラックスゲートセンサの一例断面であり、フラックスゲートセンサにおける第一配線層４と第二配線層７の位置関係は、図８の形状に限定されない。
図１０は、図７におけるラインｂ−ｂ’に沿って切ったフラックスゲートセンサの一例断面であり、フラックスゲートセンサの形状は、図１０の形状に限定されない。
【００４１】
磁気コア３の両端の幅の広い端部分１は、その周囲に巻き回された第一のソレノイドコイル９に通電することにより励磁される。一方、磁気コア３の幅の狭い中央部分２には誘導電圧がかかり、その誘導電圧は中央部分２の周囲に巻き回された第二のソレノイドコイル１０により検出される。
【００４２】
ＡＳＩＣやマイクロコンピュータチップ等より電極パッド１２を介して、時間的に変化する交流電流を、磁気コア３の端部分１の第一のソレノイドコイル（励磁コイル）９に対して通電することにより、磁気コア３が交流励磁される。端部分１において発生した磁束は、磁気コア３の中央部分２に導かれる。これにより磁気コア３の中央部分２も交流励磁されて、中央部分２の第二のソレノイドコイル（検出コイル）１０に略パルス状の誘導電圧が発生する。この誘導電圧は第二のソレノイドコイル１０および電極パッド１１を介して外部の検出回路で検出できる。ここで、第一のソレノイドコイル９に通電される交流電流は、一定周波数の三角波であることが望ましい。
【００４３】
このとき、外部磁界が印加されると、上述した略パルス状の誘導電圧の発生するタイミングは、時間的に変化する。三角波電流における正から負に切り替わるタイミングにおいて、正の誘導電圧が出力される。また、三角波電流における負から正に切り替わるタイミングにおいて、負の誘導電圧が出力される。従って、この正負のパルス状誘導電圧の発生するタイミングをカウンタで計測することにより、外部磁界に対する応答を得ることができる。
フラックスゲートセンサの構成としては、前述の構成に加えて、第二配線層７を覆う封止層が形成されていてもよい。
【００４４】
本発明の実施形態の電流センサモジュール２０は、平行電流路２１，２２と、平行電流路２１，２２の電流値を測定する電流測定用素子２３と、平行電流路２１，２２からの漏電を検知する漏電検知用素子２４と、を備え、これら電流測定用素子２３と漏電検知用素子２４とが平行電流路を構成する２本の電流路２１，２２に挟まれた領域に配されてなることにより、電流値を測定できるだけでなく、漏電を検知することができる。
【００４５】
本発明の実施形態の電流センサモジュール２０は、電流測定用素子２３と漏電検知用素子２４とが、互いに検出方向となる感磁方向が異なるように配置されたフラックスゲート型磁気素子であることにより、コストの高い磁気コアを使用する必要がないので製造コストを低減することが可能になるとともに、電流測定および漏電検知ともに高感度な機能を有する電流センサモジュールを実現することが可能となる。
【００４６】
本発明の実施形態の電流センサモジュール２０は、電流測定用素子２３と漏電検知用素子２４が、２本の平行電流路２１，２２から等距離の位置に配されていることにより、両方の電流Ｉ＋，Ｉ−から等距離なので、両電流路２１，２２から発生する磁束Ｈ＋，磁束Ｈ−の変化をバランス良く検知することができるため、より感度を高くすることができる。
【００４７】
本発明の実施形態の電流センサモジュール２０は、電流測定用素子２３と漏電検知用素子２４のうち少なくとも何れか一方が、２本の平行電流路２１，２２の軸同士を結ぶ線上に配されていることにより、磁束密度が最も高くなる位置に素子を配置するので、電流値、もしくは漏電を高感度に検知することができる。
【００４８】
本発明の実施形態の電流センサモジュール２０は、電流測定用素子２３の感磁方向が、電流路２１の電流Ｉ＋によって作られる磁場Ｈ＋と電流路２２の電流Ｉ−によって作られる磁場Ｈ−との強め合う向きに一致するｚ方向となるよう配置されるとともに、漏電検知用素子２４の感磁方向が、電流路２１の電流Ｉ＋によって作られる磁場Ｈ＋の成分と電流路２２の電流Ｉ−によって作られる磁場Ｈ−の成分とが打ち消し合うｘ方向に一致するよう配置されることにより、互いに高い感度を維持して電流測定および漏電検知を行うことができ、しかも、同一のフラックスゲート型磁気素子の設置方向を設定するだけでこれらを実現可能な電流センサモジュール２０とすることができる。
【００４９】
本発明の実施形態の電流センサモジュール２０は、外部磁界検知用素子を備えていることにより、外部からのノイズ磁界を検知し、電流センサモジュール２０の出力を補正することができる。
【００５０】
以下、本発明に係る電流センサモジュールの第２実施形態を、図面に基づいて説明する。
本実施形態において図1〜図１０に示す第１実施形態と異なるのはケースに関する点のみであるので、対応する構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
図１１は、本実施形態における電流センサモジュール３０を示す斜視図であり、図１２は、図１１における側面図であり、図１３は、図１１における電流センサモジュールを示す上面図であり、図において、符号３０は、電流センサモジュールである。
【００５１】
本実施形態においては、電流測定用素子２３と、漏電検知用素子２４と、電流測定用外部磁界検知用素子２５と、漏電検知用外部磁界検知用素子２６とが、いずれも基板３２に積載され、ケース３１内部に配置されている。基板３２にはこれらの素子からの出力を演算する演算部（チップ）３３と、演算部３３から外部に接続するためのコネクタ３４が設けられる。
【００５２】
ケース３１は、電流路２１，２２と直交するｘ方向に延在する柱状とされ、ｚ方向に突起３１ａ，３１ｂを有する。突起３１ａ内部には電流測定用素子２３が配置され、突起３１ａ内部には漏電検知用外部磁界検知用素子２６が配置される。突起３１ａ，３１ｂのｘ方向の間には、電流路２２が位置するようになっている。
【００５３】
本実施形態によれば、ケース３１内部において、電流測定用素子２３、漏電検知用素子２４、電流測定用外部磁界検知用素子２５、漏電検知用外部磁界検知用素子２６が、いずれも相対位置が固定できるようになっているため、それぞれの素子の相対位置が変化することがない。これにより、ケース３１と電流路２１，２２との位置が変化した場合でも、電流測定用素子２３と電流測定用外部磁界検知用素子２５との相対位置が変化しないため、電流センサとしての出力が変化することがない。従って正確な測定を行うことが可能となる。同時に、ケース３１と電流路２１，２２との位置が変化した場合でも、漏電検知用素子２４と漏電検知用外部磁界検知用素子２６との相対位置が変化しないため、漏電検知センサとしての出力が変化することがない。従って正確な測定を行うことが可能となる。また、電流センサは動力系統の主幹に取り付け他場合には、４個のフラックスゲート磁気素子によりこのような動力系統全体を監視する機能を実現することができる。
【符号の説明】
【００５４】
２０，３０…電流センサモジュール、２１，２２…電流路、２３…電流測定用素子、２４…漏電検知用素子、２５…電流測定用外部磁界検知用素子（外部磁界検知用素子）、２６…漏電検知用外部磁界検知用素子（外部磁界検知用素子）。
【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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