(57)【要約】【課題】簡易な構成であるにも拘らず外部磁場の影響を効果的に除去できるとともに、組付けが容易で、しかも小型化に好適な電流検出装置を提供する。【解決手段】磁気シールド４０で磁気遮蔽された領域内に、バスバー２０に流れる電流値により形成される磁束密度を検出する磁気検出素子５２を設け、バスバー２０に流れる電流値を検出する電流検出装置１０Ａであって、外部磁場の影響により磁気検出素子５２に作用する磁気的変化を相殺させるために、磁気検出素子５２は、バスバー２０の近傍の、バスバー２０の幅方向の中央部に臨んで設置されているとともに、磁気シールド４０は、同一寸法を有する一対のものが、バスバー２０を幅方向の両側縁を外側から挟むような状態で、バスバー２０に対して対称的に配置されている。【選択図】図１
2013113631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気遮蔽体で磁気遮蔽された領域内に、導電体に流れる電流値により形成される磁束密度若しくは磁界の強さを検出する磁気検出素子を設け、前記導電体に流れる電流値を、前記磁気検出素子で検出する電流検出装置であって、
前記磁気検出素子は、前記導電体の近傍の、導電体の幅方向の中央部に臨んで設置されているとともに、
前記磁気遮蔽体は、同一寸法を有する一対のものが、前記導電体の幅方向の両側縁を外側から挟むような状態で、導電体に対して対称に対向配置されている、
ことを特徴とする電流検出装置。
【請求項２】
前記導電体は、幅広板状のバスバーであって、
周囲が壁面で囲設されてセンサを収容するセンサ室を有し、前記バスバーの一方の面に底面が臨む、非磁性体で形成されたハウジングをさらに備え、
前記磁気遮蔽体は、前記ハウジングのセンサ室の互いに対向する両壁面に、前記バスバーの幅方向の両側縁を外側から挟むような状態で対称的に設けた同一形状を有する一対の磁性板で構成され、
前記センサ室内の前記バスバー幅方向の横断面における磁界は、前記磁気検出素子を中心として対称的な分布パターンで生成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の電流検出装置。
【請求項３】
前記磁気検出素子は、前記センサ室内の前記バスバーの一方の面の近傍でその幅方向の中央部に配置されている第１センサと、前記バスバーの他方の面の近傍でその幅方向の中央部に配置されている第２センサとを有し、
前記第１センサ及び前記第２センサは、前記バスバーの厚さ方向の中心位置を基準として上下対称的に配置されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電流検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁束密度や磁界の強さを検出することで導電体に流れる電流の検出を行う電流検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バッテリーのターミナルに接続されたハーネスに流れる電流から発生する磁束を検出することにより、バッテリーと車輌電装品との間を流れる電流値を検出することができる電流検出装置が知られている。この電流検出装置は、ブラケット等の治具を用いて車輌の一部に取り付けられている。この電流検出装置の検出孔に前記ハーネスを挿通させることにより、その部分で磁束が検出される。
【０００３】
しかしながら、従来の電流検出装置においては、電流検出器を車輌に取り付けるために、ブラケット等の別体の部品を用いる必要がある。このため、部品点数が増加し構成が複雑であった。さらに、可撓性を有するハーネスを検出孔に通す必要があるので、作業性の問題から検出孔を大きくする必要がある。このため、電流検出装置の小型化を図ることが難しかった。
【０００４】
そこで、小型化を図るとともに、組立作業性を向上させ、しかも構成が簡単な車輌用電流検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電流検出装置は、図１０に示すように、バッテリー１００のターミナル１０１に、バスバー２００の一端２０１をネジ１０２で締付けて接続させているとともに、電流検出器３００をバスバー２００に支持させている。また、バスバー２００の他端２０２は、車輌電装品（図示しない）と接続されているハーネス４００の端部をかみ締めているターミナル４０１とネジ４０２により連結されている。
【０００５】
また、この電流検出器３００には、図１１に示すように、合成樹脂製の検出器本体３０１内において、バスバー２００が貫通する検出孔３０４を包囲するように磁性体のコア３０２が固定されており、そのコア３０２の両端間に位置するようにホール素子３０３が実装されている。これにより、車輌用電流検出装置を簡単に構成できるとともに、小型化を実現でき、さらに組立作業性の向上を図ることもできる。
【０００６】
さらに、例えば特許文献２に記載のような、電流検出装置も提案されている。図１２に示すように、この電流検出装置５００は、センサ自身の検出精度が高く、かつ隣接するバスバー等、外部からの磁気干渉を避けることができるようにしたコアレス電流センサで構成されている。
【０００７】
即ち、この電流検出装置５００は、磁気干渉を避けてコアレス電流センサを用いるために、バスバーＢＵに装着される磁気シールド５０１と、バスバーＢＶに装着される磁気シールド５０２と、バスバーＢＷに装着される磁気シールド５０３とを備えている。
【０００８】
磁気シールドについては、隣接するバスバーに装着されているコアレス電流センサへの磁気干渉を低減させるために固有の配置を採用している。すなわち、平行に配置されたバスバーＢＵ，ＢＶおよびＢＷの上において、電流センサＳＵ，ＳＶ，ＳＷは各バスバーに沿って交互にずれた位置に配設されている。一方、磁気シールドも、同様に各バスバーに沿って交互にずれた位置に配置されている。換言すれば、この磁気シールドと電流センサの配置はいわゆる千鳥格子配置となっているわけである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−２７２４２２号公報
【特許文献２】特開２００６−１１２９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の電流検出装置は、下記のような不都合を生じていた。即ち、前述したように、磁束を集めるためのコア３０２を設置するため、バスバー２００が挿通する検出孔３０４を設け、その検出孔３０４にバスバー２００を挿通させる必要があった。また、バスバー２００の形状が複雑であると、上記検出孔３０４にバスバー２００を挿通させるのが難しいので、検出孔３０４を大きめに形成する必要から、コア３０２が大型化している。
【００１１】
また、特許文献２に記載の電流検出装置にあっては、互いに隣接してバスバーＢＵ，ＢＶ，ＢＷが並設されている。従って、これに起因して発生する不要な隣から磁場の影響を受け難い構造とするため、各電流センサＳＵ，ＳＶ，ＳＷの配置を交互にするなどの措置が必要である。このため、大型化をもたらすこととなる。その結果、搭載環境やスペースも限定されてしまう。
【００１２】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成であるにも拘らず外部磁場の影響を効果的に除去できるとともに、組付けが容易で、しかも小型化に好適な電流検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述した目的を達成するために、本発明に係る電流検出装置は、下記（１）〜（３）を特徴としている。
（１）  磁気遮蔽体で磁気遮蔽された領域内に、導電体に流れる電流値により形成される磁束密度若しくは磁界の強さを検出する磁気検出素子を設け、前記導電体に流れる電流値を、前記磁気検出素子で検出する電流検出装置であって、
前記磁気検出素子は、前記導電体の近傍の、導電体の幅方向の中央部に臨んで設置されているとともに、
前記磁気遮蔽体は、同一寸法を有する一対のものが、前記導電体の幅方向の両側縁を外側から挟むような状態で、導電体に対して対称に対向配置されている、
こと。
（２）  上記（１）の構成の電流検出装置において、
前記導電体は、幅広板状のバスバーであって、
周囲が壁面で囲設されてセンサを収容するセンサ室を有し、前記バスバーの一方の面に底面が臨む、非磁性体で形成されたハウジングをさらに備え、
前記磁気遮蔽体は、前記ハウジングのセンサ室の互いに対向する両壁面に、前記バスバーの幅方向の両側縁を外側から挟むような状態で対称的に設けた同一形状を有する一対の磁性板で構成され、
前記センサ室内の前記バスバー幅方向の横断面における磁界は、前記磁気検出素子を中心として対称的な分布パターンで生成される
こと。
（３）  上記（１）又は（２）の構成の電流検出装置において、
前記磁気検出素子は、前記センサ室内の前記バスバーの一方の面の近傍でその幅方向の中央部に配置されている第１センサと、前記バスバーの他方の面の近傍でその幅方向の中央部に配置されている第２センサとを有し、
前記第１センサ及び前記第２センサは、前記バスバーの厚さ方向の中心位置を基準として上下対称的に配置されている
こと。
【００１４】
上記（１）の構成の電流検出装置によれば、簡易な構成であるにも拘らず外部磁場の影響を効果的に除去できるとともに、組付けが容易で、しかも小型化に好適な電流検出装置が実現できる。
上記（２）の構成の電流検出装置によれば、センサ室内のバスバーの幅方向の横断面における磁束密度若しくは磁界の強さは、磁気検出素子を中心として上下及び左右に対称的に生成されている。このため、外部磁場の影響を受けた場合に、磁束密度若しくは磁界の強さの乱れからこれを見出し易い。その結果、この外部磁場が作用していることを見逃すことがなく確実な除去が可能となる。
上記（３）の構成の電流検出装置によれば、双方のセンサからの出力を加算することで、外部磁場による磁場の乱れの影響を容易にかつ確実に相殺でき、延いては精度の高い電流検出が可能となる。
【００１５】
以上、本発明について簡潔に説明した。さらに、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細はさらに明確化されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る電流検出装置の構成を示す一部破断させた分解斜視図である。
【図２】図２（Ａ）は図１における電流検出装置の平面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の要部を示すＩＩＢ−ＩＩＢ線断面図である。
【図３】図３（Ａ）は図１における電流検出装置での磁界などの作用を示す磁力分布図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線矢視断面図である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施形態に係る電流検出装置における磁界の作用などを示す磁力分布図である。
【図５】図５は、本発明の第３の実施形態に係る電流検出装置の構成を示す一部破断させた分解斜視図である。
【図６】図６（Ａ）は図５における電流検出装置の平面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の要部を示すＶＩＢ−ＶＩＢ線断面図である。
【図７】図７（Ａ）は図５における電流検出装置での磁界などの作用を示す磁力分布図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線矢視断面図である。
【図８】図８は、図５の電流検出装置に外部磁場が作用したときの状態を示す説明図である。
【図９】図９は、図５の電流検出装置の各センサからの出力電圧の変化を示すグラフであって、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）はそれぞれ第１センサ及び第２センサにおける出力状態の変化を示す。
【図１０】図１０は、従来の電流検出装置の全体を示す側面図である。
【図１１】図１１は、図１０における電流検出装置の要部を示す正面図である。
【図１２】図１２は、従来の他の電流検出装置の全体的な配置構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図１及び図２に示す本実施形態の電流検出装置１０Ａは、幅広の導電体であるバスバー２０と、コネクタ連結部αと検出部βを構成するハウジング３０と、磁気遮蔽体を構成する磁気シールド４０と、センサ本体５０と、を備えている。
【００１８】
検出部βにおいて、センサ本体５０の一部を構成する基板５１上には、バスバー２０から発生する磁界を検出する磁気検出素子５２を有している。この磁気検出素子５２を用いることで、検出した磁束密度（なお、磁気誘導でも同義であるが、ここでは、磁束密度Ｂに呼称を統一する。）、若しくは磁界の強さＨに基づき、バスバー２０に流れる電流Ｉの値を算出する。なお、ハウジング３０のセンサ室３２内に、この磁気検出素子５２を実装する基板５１が設置されている。本発明での電流の算出にあっては、本実施形態での磁束密度Ｂの替わりに、周知のマクスウェル方程式での補助式である、Ｂ＝μＨ（但し、μ；透磁率）にて磁束密度Ｂと一意に対応している、上述の磁界の強さＨを用いてもよい。
【００１９】
この磁気検出素子５２は、図１に示すバスバー２０での電流Ｉの流れに対して、この電流Ｉの周囲を回るように発生する磁束Φを検出するものであり、本実施形態の場合、従来のものと同様の構成となっている。即ち、本実施形態の磁気検出素子５２は、バスバー２０に流れる電流Ｉの磁束密度Ｂを検出する平面方向（つまり、Ｘ−Ｙ面）に配置してあり、バスバー２０の平面に垂直なＺ方向の磁束は検出しない。
【００２０】
即ち、これは、幅広形状を有するバスバー２０のＸ−Ｙ平面に垂直なＺ方向については、磁気検出素子５２の配置及び構成上、磁束にほとんど変化がない。つまり、これを検出できない方向となっている。このような事情から、磁気検出素子５２を備えた基板５１の上方は構造的に開放された状態であるが、これが本実施形態の磁気検出に悪影響をもたらすことはない。
【００２１】
本実施形態の磁気検出素子５２には、ホール効果を利用したホール素子を用いており、例えば（バスバー２０を流れる電流Ｉの強さに応じて発生する）磁束密度Ｂに比例した出力電圧Ｖを出力する。
【００２２】
バスバー２０は、一方の端部（図２では左端部）が車両電装品を連結するためのハーネス（図示せず）の一端部に取り付けられるとともに、他方の端部（図２では右端部）が図示外のバッテリーのターミナルに取り付けられる。このバスバー２０は、図１および図２に示すように、両端部側にネジ止め用の孔２１、２２が開口されており、例えば孔２１を利用してバッテリーのターミナル（ショートを避けるために、図示外のマイナス側のターミナルに連結させてある）との間をボルトやネジで止め付けるとともに、孔２２を利用してハーネスの一端部との間をボルトやネジで止め付ける。
【００２３】
また、この実施形態のバスバー２０には、ネジ止め用の孔２１、２２間であって一方の孔２２寄りの位置に、ネジ挿入孔２３が、バスバー２０の上面から下面にかけて貫通するよう形成されている。このネジ挿入孔２３は、図２（Ａ）に示すような合成樹脂のネジＳを挿入するためのものであって、上述の孔２１、２２よりも小径であり、後述のネジＳの軸部が挿入可能なサイズ、形態（通常、丸形）とされる。また、バスバー２０の四隅近傍の側縁部には、図１に示すような起立片２４が上（Ｚ）方向に向けて直立状態で突設されており、ハウジング３０の対応部分に形成されたスリット３３に嵌挿されることで、仮止めされる。
【００２４】
この実施形態のハウジング３０は、非磁性材で熱溶融後に固化する合成樹脂材料により一体成形したものであって、バッテリー寄り（図２では右側）の端部側から、順に、前記コネクタ連結部αおよび検出部βとされている。なお、これらの各両側面を、第１側面３０Ａおよび第２側面３０Ｂと呼ぶことにする。
【００２５】
コネクタ連結部αは、信号線Ｌに取り付けてある図示外のコネクタを連結させるためのものであり、本実施形態では周囲四方向が立壁で囲まれた部屋（以下、コネクタ室３１）がコネクタを構成している。なお、この信号線Ｌは、後述する検出部βの磁気検出素子５２で検出する磁束密度Ｂの大きさに応じた電気信号を図示外の制御ＩＣ部などへ伝達させるためのものである。
【００２６】
検出部βは、周囲四方向を壁で囲まれたセンサ室３２内に基板５１を設置しており、この基板５１上に、正しくは基板５１の裏面に磁気検出素子５２を実装している。この磁気検出素子５２を実装している基板５１は、全体が図示外の合成樹脂等の絶縁被覆によって気密的、水密的に被われる。これにより磁気検出素子５２を含む電子回路への湿気の侵入や外部部品等との干渉を回避可能にしている。
【００２７】
また、検出部βは、ハウジング３０の第２側面３０Ｂの部分に磁気シールド４０が下方から収容される。具体的には、各第２側面３０Ｂの細溝孔３５内部に装着される。即ち、ハウジング３０の検出部βの両側の第２側面３０Ｂには、上下に貫通する上述の細溝孔３５が設けられている。これらの細溝孔３５の長さおよび幅は後述の磁気シールド４０がそれぞれ挿入可能なサイズとなっている。
【００２８】
一方、ハウジング３０の他端部には、図１および図２に示すような略円柱状のボス部３４が突設されており、このボス部３４の略中心部内には、ハウジング３０の下面に向かって開口する穴３４Ａが形成されている。この穴３４Ａ内には図２に示すような合成樹脂製の前記ネジＳが下方からねじ込み可能になっている。
【００２９】
これにより、磁気シールド４０およびバスバー２０は、金属材料からなる加締部などの突出部を持たず合成樹脂製のネジＳを用いてハウジング３０に装着できる。このため、磁気ヒステリシスの安定化およびこれによる磁気検出および電流検出の精度を向上させることができる。
【００３０】
磁気シールド４０は、適宜の磁性材料によって形成された適宜の厚さ及び大きさを有する磁性板で構成されており、特に、同一寸法（特に高さＨ１）及び同一厚さを有する２枚のもので構成されている。この磁気シールド４０は、前述したように、ハウジング３０の検出部βおよびバスバー２０の周囲を外から覆うような状態でハウジング３０に外装され、磁気遮蔽する。
【００３１】
具体的には、この磁気シールド４０が、ハウジング３０の検出部βの両側面部において、特に第２側面３０Ｂの細溝孔３５に挿入させることで、図３に示すように、バスバー２０の幅（Ｙ）方向に関して、磁気検出素子５２及びバスバー２０を取り囲む。これにより、バスバー２０が形成する磁場について磁気遮蔽を行う。また、これと同時に、電流検出装置１０Ａの近傍周辺に設置されている各種電装品などから発生する磁場が磁気検出素子５２に悪影響を及ぼさないように、外部磁場の磁気遮蔽も行う。
【００３２】
なお、各磁気シールド４０には、図３に示すように、磁路Ｍが内部に形成されるとともに、それぞれの磁気シールド４０の下端４０Ｄ及び上端４０Ｕの周辺には、特に対応する端部どうしの間に磁束Φが所定の分布パターンで形成される。
【００３３】
従って、本実施形態に係る車両内の電流検出装置１０Ａによれば、磁気シールド４０が設けられており、この磁気シールド４０による電磁遮蔽効果が確保されていることで、外部からの電磁気的な悪影響を抑えるものであり、バスバー２０を流れる電流を磁気検出素子５２によって正確に検出することができる。
【００３４】
この結果、磁気検出素子５２として用いているホール素子の周囲に外部磁場が発生する場合や、近くにリレーやモータが設置されているような場合でも、磁気シールド４０の電磁遮蔽作用によって、その影響を回避できる。つまり、そのリレーやモータから発生する磁界が原因となって正確な磁気検出動作が妨げられるのを回避できる。また、車両走行時の環境の影響として、地磁気や高圧電線の影響なども有効に回避できる。
【００３５】
また、本実施形態によれば、ハウジング３０に磁気シールド４０を一端側から嵌挿させて固定することによって、磁気シールド４０とハウジング３０に装着されたバスバー２０との組付け上の位置決めを簡単に行うことができる。その結果、磁気シールド４０のバスバー２０およびハウジング３０に対する取付作業を効率化できる。
【００３６】
次に、本発明の電流検出のための磁気検出素子５２の作用について、図３を参照しながら説明する。
本実施形態の電流検出装置１０Ａでは、図３に示すように、バスバー２０に電流Ｉが流れると、周知のようにアンペールの法則、特に右ネジの法則に従ってそのバスバー２０の周囲に、電流Ｉの流れに沿った右回りの磁力線を有する磁場が形成される。
【００３７】
一方、本実施形態の電流検出装置１０Ａには、平板状の磁性板一対から構成された磁気シールド４０が、バスバー２０の幅方向であるこの両側を囲設する状態で設置されている。このため、図３（Ａ）に模式的に示すように、磁気シールド４０内部には磁路Ｍが形成される。
【００３８】
このように、各磁気シールド４０には、磁路Ｍが形成されるのと同時に、前述したように、それぞれの磁気シールド４０の下端４０Ｄ及び上端４０Ｕには、対応する相手側の端部との間に磁力線の流れの束であるフラックス、つまり磁束Φが所定の分布パターンで形成される。
【００３９】
特に、バスバー２０の幅方向の中央部で、かつ、各磁気シールド４０の上端４０Ｕよりも下方寄りに設置されている磁気検出素子５２には、その厚さ（Ｚ）方向に対して直交する水平（−Ｙ）方向に磁束Φが貫通する。これにより、磁気検出素子５２を構成しているホール素子では、磁束密度Ｂに対応するホール電場（電界の強さＥ）が生成され、これに対応してバスバー２０における電流Ｉを検出することができる。
【００４０】
以上のように、本実施形態の電流検出装置１０Ａでは、磁気シールド４０が平板状のもの一対から構成されており、通常の断面略コ字形を有する磁気シールドのものに比して、実質的にその中央部を欠損させた構造である。従って、大型で大電流が流れる構造の幅広のバスバーに対してその電流検出を行うような構成とした場合には、幅広のバスバーに対応して幅広にさせる必要がない。つまり、狭い幅のバスバーにおける小電流検出の場合と同じ寸法の磁気シールド４０が使用可能となるわけである。しかも、ハウジング３０に対して磁気シールド４０の組み付けが容易である。
【００４１】
従って、本実施形態の電流検出装置１０Ａによれば、従来の断面略コ字形を有する磁気シールドを使用した電流検出装置に比べて、例えば凡そ２倍の±６００Ａまでの電流検出が可能となる。しかも、断面略コ字形の磁気シールを使用する場合に比べて、加工が容易になるとともに軽量化が可能となり、さらにコスト削減が図れる。また、設置スペースの削減や搭載環境の制約が緩和される。
【００４２】
また、大電流化の傾向に伴って、従来は断面略コ字形を有する磁気シールドの大型化も避けられなかったが、本実施形態によれば、大電流の検出を行う場合であっても、小型化が可能となるばかりか、低コスト化が実現可能となる。
【００４３】
［第２の実施形態］
次に、本発明に係る第２の実施形態について、図４を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態の電流検出装置は、互い隣接して平行配置された複数のバスバー、ここでは２つのバスバー２０１，２０２の電流値を、第１の実施形態の電流検出装置１０Ａと同じ材質、形状などのもの、即ち、ともに同じ大きさなどを有する電流検出装置１０Ａ１及び電流検出装置１０Ａ２を互いに隣接して並設させてある。
【００４４】
特に、センサ室である磁気検出素子５２１，５２２を両側から囲設するように配置する各磁気シールド４０Ｒ１，４０Ｌ１と４０Ｒ2，４０Ｌ2とについては、バスバー２０１，２０２に対して対称的に配置されている。即ち、これは、外部磁場の影響により互いに対手側の磁気検出素子に作用する磁気的変化を相殺させるためである。
【００４５】
また、各磁気検出素子である磁気検出素子５２１，５２２については、バスバー２０１，２０２の近傍で、特にバスバー２０１，２０２の幅方向の中央部に対応する位置に設置されている。
【００４６】
即ち、本実施形態では、従来のような各電流検出装置を互い違いに配置する構成とは異なり、各電流検出装置１０Ａ１，１０Ａ２を各バスバー２０１，２０２の幅方向に沿って横並びに２連配置した構成となっている。
【００４７】
このように並設された電流検出装置１０Ａ１，１０Ａ２によって、互いに隣接するバスバー２０が形成する外部磁界の影響を抑止しながら、精度よく電流値を検出するように構成されている。なお、ここでの外部磁界の影響とは、互いに隣接するバスバー２０１，２０２が相手側へ及ぼす、磁界の相互干渉による悪影響のことである。
【００４８】
また、本実施形態では、各電流検出装置１０Ａ１，１０Ａ２の磁気遮蔽体である磁気シールドのうち、互いに相手側の磁気シールドに隣接する、即ち、磁気シールド４０Ｒ１と４０Ｌ２との間の隙間の中央位置に、磁性板である磁性体４０Ｍを別に設けて介在させてある。これによって、互いに隣接する相手側からの磁気遮蔽効果を増大させる、換言すれば、外部磁界耐性が補強的に付与されるように構成してある。
【００４９】
次に、本実施形態の作用について説明する。
ｉ）２つのバスバー２０１，２０２に、同一方向で、かつ、同一若しくはほぼ同じ大きさの電流が流れている場合：
この場合には、磁気シールド４０Ｒ１と４０Ｌ２の付近には、互いに反対方向で、かつ、同一若しくはほぼ同じ大きさの磁界が形成されているので、互いに相手側へ影響を及ぼす磁束Φが相殺される。その結果、各電流検出装置１０Ａ１，１０Ａ２でのそれぞれのバスバー２０１，２０２の電流値を精度よく検出することが可能となる。
【００５０】
ｉｉ）２つのバスバー２０１，２０２に、同一方向で、かつ、大きさが大幅に異なる電流が流れている場合：
この場合にも、磁気シールド４０Ｒ１と４０Ｌ２との間の隙間の中央位置に、磁性板である磁性体４０Ｍを介在させて外部磁界耐性を付与しており、特に大電流の流れる方のバスバーからの磁界をその磁性体４０Ｍで磁気遮蔽することができる。
従って、バスバーに小電流が流れる電流検出装置のセンサ室である、一対の磁気シールドの間の空間への、大電流が流れるバスバーからの外部磁界の影響を抑制できる。その結果、各電流検出装置１０Ａ１，１０Ａ２により、それぞれのバスバー２０１，２０２の電流値を精度よく検出可能となる。
【００５１】
また、複数のバスバーが隣接状態で設置されている場合、従来の各電流検出装置では、電流路上での配置スペースとして、センサ寸法の２倍以上の領域が必要であった。一方、本実施形態では、従来の半分のスペース、つまりセンサと同等の寸法の領域が必要となるにとどまる。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態では、各電流検出装置１０Ａ１，１０Ａ２を各バスバー２０１，２０２の幅方向に沿って横並びに２連配置した構成となっている。また、特に、各磁気シールド４０Ｒ１，４０Ｌ１と４０Ｒ2，４０Ｌ2とについては、バスバー２０１，２０２に対して対称的に配置されている。即ち、これは、相互干渉による外部磁場の悪影響により互いに対手側の磁気検出素子に作用する磁気的変化を、相殺させるためである。従って、従来のような各電流検出装置を態々互い違いに配置する構成とすることが必要ないわけである。
【００５３】
［第３の実施形態］
次に、本発明に係る第３の実施形態に係る電流検出装置１０Ｂについて、図５乃至図９を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
【００５４】
本実施形態の電流検出装置１０Ｂは、第１の実施形態の電流検出装置１０Ａと異なり、バスバー２０の上下位置に、センサ本体５０の第１センサを構成する磁気検出素子５２Ａ及び第２センサを構成する磁気検出素子５２Ｂが配置されている。また、本実施形態では、これらの磁気検出素子５２Ａ及び５２Ｂをハウジング３０´の上下に配置させるため、これらをそれぞれ実装した基板５１Ａ，５１Ｂをハウジング３０´の上下にそれぞれ取り付けてある。また、磁気シールド４０´の大きさについても、第１の実施形態のものとは、高さ方向の寸法が若干異なる。
【００５５】
ハウジング３０´には、図６（Ｂ）に示すように、バスバー２０の下面側に磁気検出素子５２Ｂを実装する基板５１Ｂが設置されるようにするため、上側のセンサ室３２Ａと同様のセンサ室３２Ｂを形成してある。なお、磁気検出素子５２Ｂは、基板５１Ｂに対して上面に実装されている。
【００５６】
磁気シールド４０´については、図７に示すように、第１の実施形態の磁気シールド４０と同様の一対の磁性板で構成されているが、上下の磁気検出素子５２Ａ，５２Ｂが外部磁場から磁気遮蔽できるような高さ寸法Ｈ２を有する。
【００５７】
即ち、磁気シールド４０´は、外側の不要な磁界に対する、各磁気検出素子５２Ａ，５２Ｂでの磁気遮蔽特性を同一にさせるため、各磁気検出素子５２Ａ，５２Ｂに対し、バスバー２０の高さ（Ｚ）方向の中心位置Ｏからの遮蔽高さを同一になるように配置してある。つまり、バスバー２０の中心位置Ｏから同一距離ｈ１だけ離間した各磁気検出素子５２Ａ，５２Ｂに対して、磁気シールド４０´がそれぞれ同じ高さｈ２まで磁気遮蔽している。
【００５８】
次に、本実施形態の電流検出のための磁気検出素子５２Ａ，５２Ｂの作用について、特に図７乃至図９を参照しながら説明する。
本実施形態の電流検出装置１０Ｂでは、図７に示すように、バスバー２０に電流Ｉが流れると、第１の実施形態の場合と同様に、右ネジの法則に従ってそのバスバー２０の周囲に、電流Ｉの流れに沿った右回りの磁力線を有する磁界が形成される。
【００５９】
即ち、本実施形態の電流検出装置１０Ｂには、平板状の磁性板一対から構成された磁気シールド４０´が、バスバー２０の幅（Ｙ）方向であるこの両側を囲設する状態で設置されている。このため、図７（Ａ）に模式的に示すように、磁気シールド４０´にも第１の実施形態のときと同様の磁路Ｍが形成される。
【００６０】
このように、各磁気シールド４０´には、磁路Ｍが形成されるのと同時に、それぞれの磁気シールド４０´の下端４０´Ｄ及び上端４０´Ｕには、第１の実施形態の場合と同様に、対応する端部どうしの間に例えば図７で示すような磁束Φが所定の分布パターンで形成される。なお、この図７では、典型的な磁束のパターンを記載してあるが、このパターンには限定されるものではない。
【００６１】
特に、バスバー２０の幅方向の中央部の直上で、かつ、各磁気シールド４０´の上端４０´Ｕよりも下方寄りに設置されている磁気検出素子５２Ａには、バスバー２０の電流に伴い、その厚さ（Ｚ）方向に対して直交する水平（−Ｙ）方向に磁束Φが貫通する。従って、この磁気検出素子５２Ａには、バスバー２０からの電流に伴う固有の分布パターンに生成された磁束密度Ｂが作用する。
【００６２】
即ち、磁気検出素子５２Ａを構成しているホール素子では、磁束密度Ｂの大きさに対応する強さのホール電場（即ち、電界の強さ）が生成され、この大きさに対応した出力電圧Ｖが得られる。そして、予め決定されているこの出力電圧Ｖとバスバー２０の電流値ｉとの関係を示す適宜の関係式や対応表（テーブル）などから、バスバー２０の電流値を検出できる。
【００６３】
一方、磁気検出素子５２Ｂにもこれと同様の作用が生じる。つまり、バスバー２０の幅方向の中央部の直下で、かつ、各磁気シールド４０´の下端４０´Ｄよりも上方寄りに設置されている磁気検出素子５２Ｂには、その厚さ（Ｚ）方向に対して直交する水平（−Ｙ）方向に磁束Φが貫通する。従って、この磁気検出素子５２Ｂには、バスバー２０からの電流Ｉに伴う磁束密度Ｂが作用するので、磁束密度Ｂの大きさに対応する強さのホール電場（電界の強さＥ）が生成され、最終的に、この大きさに対応したバスバー２０の電流値を検出できる。
【００６４】
ところで、本実施形態では、磁気検出素子５２Ａ及び磁気検出素子５２Ｂが、バスバー２０に対して上下対称的に配置されている。従って、電流検出装置１０Ｂに外部磁場が作用しない状況のときには、磁気検出素子５２Ａ及び磁気検出素子５２Ｂで検出する電流値が、理論上同一値であることが予想される。しかしながら、これら双方の磁気検出素子５２Ａ及び磁気検出素子５２Ｂにより検出する電流値が異なる場合には、何らかの外部磁場が作用していることが予想される。
【００６５】
このような場合であっても、本実施形態の電流検出装置１０Ｂによれば、図８に示す外部磁場Ｃの影響を除去した精度の高い電流値が検出できる。
即ち、同図に示すように、外部磁場が作用していない場合には、磁気検出素子５２Ａ及び５２Ｂが、上下対称配置にある関係上、磁束密度Ｂの大きさは同じであって、貫通する磁束Φの方向のみが逆である。
【００６６】
従って、磁気検出素子５２Ａ及び５２Ｂに外部磁場Ｃが作用する場合には、その外部磁場Ｃに対応する分だけホール電場（即ち、電界の強さ）に変化、変動が出現する。つまり、図９（Ａ）、（Ｂ）のように磁気検出素子５２Ａ及び磁気検出素子５２Ｂに外部磁場が作用していないときに出力電圧のグラフＡ１、Ｂ１（実線部分）であるとする。一方、均一の外部磁場が作用すると、磁気検出素子５２Ａ及び磁気検出素子５２Ｂからの出力電圧のグラフＡ２，Ｂ２（一点鎖線部分）に示すように、互いに反対方向にシフトする。その結果、外部磁場Ｃによる磁束密度Ｂの変化に比例した出力電圧Ｖの変化ΔＶを受け、この変化ΔＶを反映した出力電圧を出力する。
【００６７】
但し、外部磁場Ｃが磁気検出素子５２Ａ及び５２Ｂに均一に作用する場合には、磁気検出素子５２Ａ及び５２Ｂからの出力電圧Ｖの変化は±ΔＶとなって、符号のみが異なり絶対値が同一となる。従って、双方の出力電圧を加算するとキャンセルされる。即ち、
【数１】
2013113631.tif 000003
となる。
従って、この平均値を求めることで、バスバー２０の電流値が算出可能となる。
【００６８】
なお、各センサ、つまり磁気検出素子５２Ａ及び５２Ｂの出力関係については、以下の［表１］を参照されたい。
【００６９】
【表１】
2013113631.tif 000004
【００７０】
以上説明してきたように、本実施形態によれば、磁気検出素子が２つ必要となるが、この２つの磁気検出素子５２Ａ及び５２Ｂをバスバー２０の位置を基準として上下対称配置すれば、外部磁界を都合よくキャンセルできる。その結果、検出対象の電線やマグネット以外の外部磁場の存在する場所であっても、その影響を除去して精度の高い電流検出が可能となる。
【００７１】
なお、本実施形態のような２つの磁気検出素子が対称配置された構成の場合であっても、磁気シールドが従来のような断面略コ字形のものを用いた場合には、外部磁界をキャンセルできないことに留意されたい。
【００７２】
また、本実施形態によれば、各磁気シールド４０´である磁性板については、同一材料で形成した同一寸法を有するものを一対用意してバスバー２０に対して対称配置させてあればよい。従って、従来のような形状、厚さ、材質などの検討が不要である。
【００７３】
なお、本発明では、本実施形態を敷衍することにより、磁気シールドを設けていなくても、バスバーに対して上述のような対称配置の各磁気シールドを設置しておき、出力電圧に対して上述のような演算を行うことで、精度の高い電流検出が可能となる。その結果、基本的には、バスバーと２つの磁気検出素子があればよいので、磁気シールドが設置不要となる分、大幅な小型化、軽量化、コストの削減などが可能となる。
【００７４】
このように、本発明の電流検出装置では、磁気シールドが平板状のもの一対から構成されており、通常の断面略コ字形を有する磁気シールドのものに比して、実質的にその中央部を欠損させた構造である。従って、大型で大電流が流れる構造の幅広のバスバーに対してその電流検出を行うような構成とした場合には、幅広のバスバーに対応して幅広にさせる必要がない。つまり、狭い幅のバスバーにおける小電流検出の場合と同じ寸法の磁気シールドが使用可能となる。
【００７５】
従って、本発明の電流検出装置によれば、薄板状の同一寸法の磁気遮蔽体を一対用いてこれを対称配置させた簡易な構成のもので、従来の断面略コ字形を有する磁気シールドを使用した電流検出装置に比べて、例えば凡そ２倍の±６００Ａまでの電流検出が可能となる。しかも、従来の断面略コ字形を有する磁気シールドでは、大電流検出の際に厚さを増大させる必要があるが、本発明ではその必要がなく、軽量なもので大電流検出が可能となる。
【００７６】
なお、本発明の電流検出装置は、これらの実施形態のような車両内のシステムの一部としての適用に限定されるものではなく、例えばバスバーなどを備えたものであれば、各種分野での電流検出装置としての適用が可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１０Ａ，１０Ａ１，１０Ａ２，１０Ｂ  電流検出装置
２０  バスバー（導電体）
２３  ネジ挿入孔
２４  起立片
３０  ハウジング
３０Ｂ  第２側面
３１  コネクタ室
３２、３２Ａ、３２Ｂ  センサ室
３５  細溝孔
４０、４０´  磁気シールド（磁気遮蔽体）
４０Ｄ  （磁気シールドの）下端
４０Ｍ  磁性体
４０Ｕ、４０´Ｕ  （磁気シールドの）上端
５０  センサ本体
５１  基板
５２  磁気検出素子
５２Ａ  第１センサ（磁気検出素子）
５２Ｂ  第２センサ（磁気検出素子）
Ａ１  第１センサに外部磁場が作用していないときのグラフ
Ａ２  第１センサに外部磁場が作用したときのグラフ
Ｂ  磁束密度（磁気誘導）
Ｂ１  第２センサに外部磁場が作用していないときのグラフ
Ｂ２  第２センサに外部磁場が作用したときのグラフ
Ｈ  磁界の強さ
Ｈ１，Ｈ２  磁気シールド（磁気遮蔽体）の高さ
ｈ１  バスバー（導電体）からセンサまでの高さ
Ｍ  磁路
Ｓ  合成樹脂のネジ
α  コネクタ連結部
β  検出部
Φ  磁束
【図１】
2013113631.tif 000005
【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】
2013113631.tif 000010
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2013113631.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
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