WO2015122064A1 - 電流センサ - Google Patents

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WO2015122064A1
WO2015122064A1 PCT/JP2014/079836 JP2014079836W WO2015122064A1 WO 2015122064 A1 WO2015122064 A1 WO 2015122064A1 JP 2014079836 W JP2014079836 W JP 2014079836W WO 2015122064 A1 WO2015122064 A1 WO 2015122064A1
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WO
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magnetoelectric conversion
conversion elements
disposed
rectangle
current sensor
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/079836
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English (en)
French (fr)
Inventor
洋文 福井
菅野　猛
隆支 藤崎
Original Assignee
アルプス・グリーンデバイス株式会社
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Filing date
Publication date
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Priority to EP14882186.1A priority patent/EP3106884B1/en
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/207—Constructional details independent of the type of device used
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/0005—Geometrical arrangement of magnetic sensor elements; Apparatus combining different magnetic sensor types

Definitions

  • the present invention relates to a current sensor for detecting a current flowing in a current path to be measured, and more particularly to a current sensor for detecting a current flowing in a current path to be measured using a magnetoelectric conversion element.
  • BACKGROUND There are well-known current sensors attached to a measured current path and detecting a current flowing in the measured current path for control and monitoring of various electronic devices.
  • a current sensor using a magnetoelectric conversion element such as a Hall element or a magnetoresistance element is known.
  • a plurality of magnetoelectric elements are used to improve the sensitivity of the magnetoelectric conversion element or to reduce the influence from an external magnetic field. Conversion elements may be used.
  • the plurality of magnetoelectric conversion elements are disposed on a virtual circle around the current path to be measured in accordance with the direction of the magnetic field generated around the current path to be measured.
  • the current sensor of Patent Document 1 on a virtual ellipse centering on the position of the current path to be measured and having a short axis a direction connecting the current path to the current and the neighboring current path.
  • a plurality of magnetoelectric conversion elements are provided. According to the current sensor, stable current detection can be performed without being greatly affected by the external magnetic field in the neighboring current path, and downsizing can be achieved.
  • the current sensor can be installed even when the distance between the current path to be measured and the neighboring current path is further short, and there is a demand for stable current detection without being greatly affected by the external magnetic field of the neighboring current path. is there.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a current sensor capable of performing stable current detection without being greatly affected by an external magnetic field in a nearby current path while achieving further downsizing. It is in.
  • the current sensor of the present invention is provided on a wiring board and the wiring board, and generates magnetism generated by current flowing in a current path to be measured.
  • a plurality of magnetoelectric conversion elements to be detected are provided, and a notch for positioning the current path to be measured is formed on the center of a virtual rectangle in the wiring substrate, and the plurality of magnetoelectric conversion elements have a length of the rectangle It is provided on four vertices and the long side of the rectangle so as to be axisymmetric to the first virtual line parallel to the side and passing through the centroid of the rectangle and to be point symmetric to the centroid, on the long side
  • the magnetoelectric conversion element is disposed within a range of 45 ° in the clockwise and counterclockwise directions centering on the center of gravity from the second virtual line orthogonal to the first virtual line and passing through the center of gravity , Before being disposed on the long side The direction of the sensitivity axis of the magnetoelectric conversion element
  • the magnetoelectric conversion element by disposing the magnetoelectric conversion element as described above, the area where the magnetoelectric conversion element is disposed can be reduced in the direction in which the second virtual line extends, and adjacent to the current path to be measured The distance to the current path (nearby current path) can be narrowed.
  • the wiring board 16 can be miniaturized, that is, the current sensor 101 can be miniaturized.
  • the influence of the extraneous magnetic field from the neighboring current path can be relatively reduced. Therefore, the influence of the external magnetic field on the magnetoelectric conversion element is reduced, so that the detection value from the magnetoelectric conversion element can be stably obtained.
  • the magnetoelectric conversion elements are disposed at equal intervals on the circumference.
  • the direction of the magnetic field applied to each magnetoelectric conversion element and the magnetic sensitive direction are less than 45 degrees, and good sensitivity can be maintained.
  • the magnetoelectric conversion element may be adjusted in position in the direction of the long side and the short side of the virtual rectangle, and design for enhancing the measurement accuracy is facilitated.
  • the magnetoelectric conversion elements on the long side of the current sensor of the present invention are disposed in line symmetry with respect to the second imaginary line. According to the above configuration, position adjustment is easy, and design for enhancing measurement accuracy is easy.
  • magnetoelectric conversion elements are disposed at two positions where the long side and the second virtual line intersect, and among the magnetoelectric conversion elements on the long side, The magnetoelectric conversion elements other than the magnetoelectric conversion element arranged at the position where the long side and the second imaginary line intersect are arranged in line symmetry with respect to the second imaginary line. According to the above configuration, position adjustment is easy, and design for enhancing measurement accuracy is easy.
  • many magnetoelectric conversion elements can be arranged in a region where the magnetic field from the current path to be measured is strong and the direction component along the first imaginary line of the magnetic field is large.
  • the influence of the extraneous magnetic field from the adjacent current path can be relatively reduced. Therefore, the influence of the external magnetic field on the magnetoelectric conversion element is reduced, so that the detection value from the magnetoelectric conversion element can be stably obtained.
  • the current sensor according to the present invention is disposed outside the rectangle on the second imaginary line and the four magnetoelectric conversion elements arranged at the four apexes, and the first imaginary line And two magneto-electric conversion elements which are line-symmetrical to each other, and four magneto-electric conversion elements which are disposed at positions not intersecting the second imaginary line of the long side.
  • the magnetoelectric conversion element by arranging the magnetoelectric conversion element outside the virtual rectangle, the sensitivity of the magnetoelectric conversion element with the highest sensitivity can be reduced, and detection can be performed with high accuracy in a wide dynamic range. Further, the spread of the width of the arrangement area of the magnetoelectric conversion element can be reduced.
  • the four magnetoelectric conversion elements disposed at the four vertices, the four magnetoelectric conversion elements on the long side, and the four magnetoelectric conversion elements on the long side are provided. It has four magnetoelectric conversion elements which are closer to the second virtual line than the magnetoelectric conversion element, are disposed outside the rectangle, and are symmetrical with respect to the first virtual line. According to the above configuration, by arranging the magnetoelectric conversion element outside the virtual rectangle, the sensitivity of the magnetoelectric conversion element with the highest sensitivity can be reduced, and detection can be performed with high accuracy in a wide dynamic range. Further, the spread of the width of the arrangement area of the magnetoelectric conversion element can be reduced.
  • the plurality of magnetoelectric conversion elements of the current sensor of the present invention have the same characteristics.
  • the plurality of magnetoelectric conversion elements are disposed such that the sensitivity axes of the plurality of magnetoelectric conversion elements point in one direction along the rectangle. According to the above configuration, design for enhancing measurement accuracy is facilitated.
  • the present invention it is possible to provide a current sensor capable of performing stable current detection without being greatly affected by the external magnetic field of the adjacent current path while achieving further downsizing.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a current sensor according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the current sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view for explaining the current sensor according to the first embodiment of the present invention, and is a top view of the wiring board seen from the Z1 side shown in FIG.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing a current sensor according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining the current sensor according to the second embodiment of the present invention, and is a top view of the wiring board as viewed from the Z1 side shown in FIG.
  • FIG. 6 is a top view of the wiring board of the current sensor according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a current sensor according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the current sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view
  • FIG. 7 is a top view of the wiring board of the current sensor according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 shows the current sensor according to the second embodiment of the present invention and a comparative example (ellipse) in which ten magnetoelectric conversion elements are arranged on a virtual ellipse; It is a figure for comparing distance and the influence degree of the adjacent current path to a detected value.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a current sensor 101 according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the current sensor 101 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view for explaining the current sensor 101 according to the first embodiment of the present invention, and is a top view of the wiring board 16 seen from the Z1 side shown in FIG.
  • the current sensor 101 includes a plurality of magnetoelectric conversion elements 15 for detecting magnetism generated when current flows in the measured current path CB, And a wiring board 16 on which a plurality of magnetoelectric conversion elements 15 are disposed.
  • the current sensor 101 includes a housing 11 having a housing portion 11s for housing the wiring substrate 16, a connector 13 having a takeout terminal 13t for taking out an electric signal from the magnetoelectric conversion element 15, and a measured current path CB. And a holding member 14 for fixing and holding.
  • the housing 11 is made of, for example, a synthetic resin material such as ABS (acrylonitrile butadiene styrene) or PET (polyethylene terephthalate).
  • the housing 11 is composed of a box-like case 31 opened at the upper side and a plate-like cover 41 for closing the opening of the case 31, and a housing portion for housing the wiring board 16 inside the case 31. 11s is formed.
  • the synthetic resin material was used as a material of the housing
  • the case 31 is formed with a recessed portion (concave groove) 32 which is cut out toward the center side of the case 31 from one side thereof, and the current path CB to be measured is introduced and held in the recessed portion 32. It is configured.
  • the back wall 32 a of the recess 32 is formed in a shape complementary to the outer peripheral surface of the current path to be measured CB. In the present embodiment, the back wall 32a of the recess 32 is curved in an arc so as to correspond to the outer peripheral surface of the cylindrical current path CB.
  • notches 32c that lock the free end side of the clip spring 14K are formed at opposing positions on the opposing inner side wall 32b of the case 31 connected to the back wall 32a.
  • the notch 32c is cut downward from the upper end portion side of the inner side wall 32b, and the end face on the inlet side is formed to be inclined outward.
  • the measured current path CB is held by the clip spring 14 K which protrudes from the notch 32 c into the recess 32 while the back side of the outer peripheral surface is in contact with the back wall 32 a of the recess 32. It is held relative to the housing 11.
  • the position held by the back wall 32a of the recess 32 and the clip spring 14K is the disposition position PP of the measured current path CB with respect to the housing 11.
  • the disposition position PP is the center of gravity PP of a virtual rectangle L described later.
  • an opening 42 having the same shape is formed on one side so as to correspond to the recess 32 of the case 31, and the connector 13 is provided on the side opposite to the side on which the opening 42 is formed.
  • An opening 43 for exposing the upper end portion of the housing 11 to the outside of the housing 11 is formed.
  • the holding member 14 is a member for fixing and holding the current path CB to be measured, and the clip spring 14K sandwiching and holding the outer edge of the current path CB to be measured and the current path CB to be measured are disposed at the disposition position PP. And a pressing member 14H for pressing the clip spring 14K after being provided.
  • the clip spring 14K bends the strip-like plate spring into a substantially circular shape in a plan view, and in a direction (outward) separating the two free ends such that a gap 14L is formed on the free end side. It is bent and formed.
  • the clip spring 14K is housed in the housing portion 11s of the case 31, and in a state where the curved portion is along the back wall 32a of the recess 32, the free end is brought into contact with the inclined surface of the notch 32c It arranges so that the side bent part may be made to project in crevice 32 from notch 32c.
  • the gap 14L between the bent portions on the free end side of the clip spring 14K is a recessed portion so as to allow the introduction of the current path CB to the disposition position PP and not to easily drop it out of the disposition position PP. It is formed to be narrower than the maximum diameter (maximum width) dimension of the current path to be measured CB introduced into the inside 32.
  • the pressing member 14H is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and is manufactured in a size in which the recess 32 formed in the case 31 is strongly fitted.
  • the pressing member 14H is held in the recess 32 of the case 31 while holding the clip spring 14K.
  • the clip spring 14K bends. While the free end is guided by the inclined surface of the notch 32c, the bent portion is released into the storage portion 11s to allow the gap 14L between the bent portions to expand.
  • the cross-sectional shape of the current path CB to be measured is circular, it may be a current path to be measured having a rectangular cross-sectional shape.
  • the clip spring 14K of the holding member 14 preferably has a shape corresponding to the current path to be measured having a rectangular cross-sectional shape.
  • the wiring board 16 is, for example, a printed wiring board (PCB) which is commonly known on both sides, and is formed by patterning a metal foil such as copper (Cu) provided on a base substrate made of epoxy resin containing glass. A wiring pattern is formed.
  • the wiring board 16 is formed in a size that can be stored in the housing portion 11s of the case 31, and a notch 17 in which the current path CB to be measured is inserted and disposed is formed on one side thereof. That is, the wiring board 16 is formed in a similar shape to the bottom surface portion of the housing portion 11s, and a cutout portion 17 having a complementary shape to the concave portion 32 of the case 31 is formed. As shown in FIGS.
  • a plurality of (12) magnetoelectric conversion elements 15 are arranged in the vicinity of the cutout 17 of the wiring substrate 16, and in the vicinity of the side facing the side where the cutout 17 is formed.
  • the connector 13 is disposed.
  • the detailed arrangement position of the magnetoelectric conversion element 15 will be described later.
  • a printed wiring board (PCB) made of epoxy resin containing glass is used as the wiring substrate 16, but the present invention is not limited to this. Any insulating rigid substrate may be used. A wiring board may be used.
  • the printed circuit board (PCB) on both sides is used as the wiring board 16, but the printed circuit board (PCB) on one side may be used according to the result of the circuit design.
  • the connector 13 is provided with a plurality of terminals electrically connected to a mating connector (not shown), and among the plurality of terminals, an extraction terminal 13t for extracting an electric signal from the magnetoelectric conversion element 15 is provided. ing. Further, the connector 13 is provided with an insulating base 13K for fitting with a mating connector (not shown). The insulating base 13K is formed in a box shape having an open upper side, and a plurality of terminals including the takeout terminal 13t are held and stored in the inside in a state in which the terminals are insulated. In the present embodiment, the connector 13 is used to take out the electric signal from the magnetoelectric conversion element 15. However, the present invention is not limited to the connector 13. For example, even if a flexible printed circuit (FPC) or the like is used. good.
  • FPC flexible printed circuit
  • the magnetoelectric conversion element 15 is a current sensor element that detects magnetism generated when a current flows in the measured current path CB, and for example, a magnetic detection element (GMR (Giant Magneto Resistive)) using a giant magnetoresistance effect. It is possible to use an element).
  • GMR Magnetic Magneto Resistive
  • this magnetoelectric conversion element 15 is not shown in detail for ease of explanation, after the GMR element is fabricated on a silicon substrate, the cut out chip is packaged with a thermosetting synthetic resin, and the signal is converted. A lead terminal for taking out is electrically connected to the GMR element. Then, the wiring board 16 is soldered by the lead terminals.
  • the magnetoelectric conversion elements 15a to 15l are disposed on a virtual rectangle L of the center of gravity PP.
  • that the magnetoelectric conversion elements 15a to 15l are on the rectangle L etc. means that the center point of the magnetoelectric conversion element 15 is on the long side, the short side or the vertex of the substantially rectangular L etc. means.
  • the magnetoelectric conversion elements 15a to 15l have, for example, the same magnetoelectric conversion characteristics. This facilitates design for enhancing the measurement accuracy of the current sensor 101.
  • the center of gravity PP of the rectangle L is the center of the cross section (X, Y cross section) of the measured current path CB.
  • the notch 17 has a shape that allows the center of the current path CB to be measured to be positioned at the center of gravity PP of the virtual rectangle L when the current sensor 101 is positioned with respect to the current path CB to be measured.
  • magnetoelectric conversion elements 15a to 15f are provided on the surface of the wiring board 16 on the left side (X2 direction side) of the notch 17 when viewed from the Y1 direction.
  • magnetoelectric conversion elements 15g to 15l are disposed on the surface of the wiring board 16 on the right side (X1 direction side) of the notch 17 when viewed from the Y1 direction.
  • the magnetoelectric transducers 15a, 15f, 15g, and 15l are disposed at four vertices of the rectangle L.
  • the magnetoelectric transducers 15b, 15c, 15d and 15e are disposed on the imaginary long side L1 of the rectangle L, and the magnetoelectric transducers 15g, 15h, 15i, 15j and 15k are on the imaginary long side L2 of the rectangle L
  • Magnetoelectric conversion elements 15g, 15h, 15i, 15j, 15k are respectively line symmetrical with magnetoelectric conversion elements 15b, 15c, 15d, 15e with respect to a first virtual line IL1 passing through the center of gravity PP in parallel with long sides L1, L2.
  • a first virtual line IL1 passing through the center of gravity PP in parallel with long sides L1, L2.
  • the magnetoelectric transducers 15g, 15h, 15i, 15j and 15k are disposed point-symmetrically to the magnetoelectric transducers 15f, 15e, 15d, 15c, 15b and 15a, respectively, with respect to the center of gravity PP of the rectangle L.
  • the magnetoelectric conversion elements 15a, 15b, 15c, 15g, 15h, 15i are magnetoelectric conversion elements 15f, 15e, 15d with respect to the second virtual line IL2 which is orthogonal to the first virtual line IL1 and passes through the center of gravity PP. , 15l, 15k, and 15j, respectively.
  • the magnetoelectric conversion elements 15a to 15l By arranging the magnetoelectric conversion elements 15a to 15l in this manner, the current path CB to be measured is inserted compared to the case where the magnetoelectric conversion elements are arranged at equal intervals on the circumference (comparative example)
  • the arrangement space of the magnetoelectric conversion elements 15a to 15l can be reduced while the arrangement of the magnetoelectric conversion elements 15a to 15l is arranged. That is, in the case of the magnetoelectric conversion element according to the comparative example, the magnetoelectric conversion elements are equally arranged at equal intervals in the circumferential direction centering on the arrangement position of the measured current path CB.
  • the magnetoelectric conversion element 15 in the case of the arrangement of the magnetoelectric conversion element 15 according to the present embodiment, six magnetoelectric conversion elements 15a to 15f are disposed on the long side L1 of the rectangle L, and six magnetoelectric conversion elements 15g to 15l are provided. It is disposed on the long side L2 of the rectangle L. Therefore, the distance in the short side L3 direction (X direction) necessary for arranging the magnetoelectric conversion elements 15a to 15f and the magnetoelectric conversion elements 15g to 15l can be shortened. That is, the distance between the current path to be measured CB and the adjacent current path CN can be narrowed.
  • the magnetoelectric conversion elements 15b, 15c, 15d, 15e on the long side L1 of the rectangle L have an angle of 45 ° in the clockwise and counterclockwise directions about the center of gravity PP from the X2 direction of the second imaginary line IL2. It is arranged within the range.
  • the magnetoelectric transducers 15h, 15i, 15j, 15k on the long side L2 are within the range of 45 ° in the clockwise and counterclockwise directions from the X1 direction of the second imaginary line IL2 around the gravity center PP. Are located in
  • the element spacing of the magnetoelectric conversion elements 15a to 15f and the magnetoelectric conversion elements 15g to 15l is not equalized in the long side direction of the rectangle L, but the center of gravity PP from the X1 and X2 directions of the second virtual line IL2
  • the center of gravity PP from the X1 and X2 directions of the second virtual line IL2
  • the direction SJ of the sensitivity axis (the direction of sensing magnetism) of the magnetoelectric transducers 15a to 15l is parallel to the long sides L1 and L2 or the short side L3 of the rectangle L, and is one direction along the rectangle L. This facilitates design for enhancing the measurement accuracy of the current sensor 101.
  • the direction SJ of the sensitivity axis of the magnetoelectric conversion elements 15a and 15g disposed at the top of the rectangle L is the X1 direction
  • the direction SJ of the sensitivity axis of the magnetoelectric conversion elements 15f and 15l is the X2 direction.
  • the direction SJ of the sensitivity axes of the magnetoelectric conversion elements 15b, 15c, 15d, and 15e is the Y1 direction
  • the direction SJ of the sensitivity axes of the magnetoelectric conversion elements 15h, 15i, 15j, and 15k is the Y2 direction.
  • the direction SJ of the sensitivity axis is opposite to that of the magnetoelectric conversion elements 15l to 15a located point-symmetrically with respect to the center of gravity PP.
  • the components corresponding to the magnetic field of the measured current path CB are accumulated and validated by adding the outputs of the magnetoelectric transducers 15a to 15l, and the components corresponding to the magnetic field of the adjacent current path CN Cancel.
  • the direction SJ of the sensitivity axis of the magnetoelectric conversion element 15g is the X2 direction opposite to that of the magnetoelectric conversion element 15a
  • the direction SJ of the sensitivity axis of the magnetoelectric conversion element 15l is opposite to that of the magnetoelectric conversion element 15f.
  • the direction SJ of the sensitivity axes of the magnetoelectric transducers 15h, 15i, 15j, and 15k may be the same as the Y1 direction as the magnetoelectric transducers 15b, 15c, 15d, and 15e.
  • the arithmetic circuit in the subsequent stage subtracts the outputs of the magnetoelectric conversion elements 15g to 15l from the outputs of the magnetoelectric conversion elements 15a to 15f, thereby accumulating the components corresponding to the magnetic field of the measured current path CB. And cancel the component corresponding to the magnetic field of the adjacent current path CN.
  • the width in the X direction of the arrangement area of the magnetoelectric conversion elements 15a to 15l can be minimized.
  • the distance between the measured current path CB and the adjacent current path CN can be narrowed.
  • the wiring board 16 can be miniaturized, that is, the current sensor 101 can be miniaturized.
  • the width of the left and right arms 18 of the notch 17 can be narrowed.
  • the influence of the external magnetic field from the neighboring current path CN arranged at the adjacent position is relatively reduced. can do. Therefore, the influence of the external magnetic field on the magnetoelectric transducers 15a to 15l is reduced, so that detection values from the magnetoelectric transducers 15a to 15l can be stably obtained. It was confirmed by simulation that such influence of adjacent wires can be removed.
  • the magnetoelectric conversion elements C35 are disposed at equal intervals on the circumference.
  • the magnetoelectric conversion elements 15a to 15l when mounting the magnetoelectric conversion elements 15a to 15l on the wiring board 16, it can be easily mounted, and the positional relationship between the wiring board 16 and the magnetoelectric conversion elements 15a to 15l Can be easily designed. Therefore, the accuracy of the mounting angle, the mounting position, and the like of the current path CB to be measured can be enhanced, so that the measurement accuracy can be improved.
  • the direction of the magnetic field applied to each of the magnetoelectric transducers 15a to 15l and the magnetically sensitive direction are less than 45 degrees, and good sensitivity can be maintained.
  • the magnetoelectric transducers 15a, 15f, 15g, 15l at the top of the rectangle L are adjacent to the current path
  • the magnetoelectric transducers 15b, 15c, 15d, 15e, 15h, 15i, 15j, and 15k on the long sides L1 and L2 far from the CN are errors on the + side.
  • the magnetoelectric conversion elements of the long sides L1 and L2 closer to the adjacent current path CN have an error on the-side. Since there is an error on the + side and an error on the-side, the errors can be canceled out.
  • the magnetoelectric conversion elements 15a to 15l can be arranged on two straight lines on both sides of the notch 17, and the directions of the long sides L1 and L2 and the short side L3 of the rectangle L are obtained. It is sufficient to adjust the position at the point where it is easy to design to improve the measurement accuracy.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing a current sensor 201 according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining the current sensor 201 according to the second embodiment of the present invention, and is a top view of the wiring board 16 seen from the Z1 side shown in FIG.
  • a plurality of (ten) magnetoelectric conversion elements 25a to 25j are disposed.
  • ten magnetoelectric conversion elements 25a to 25j are disposed on a virtual rectangle Lx of the center of gravity PP.
  • the center of gravity PP is the center of the cross section (X, Y cross section) of the measured current path CB.
  • the notch 17 has a shape that allows the center of the current path CB to be measured to be positioned at the center of gravity of the virtual rectangle Lx when the current sensor 201 is positioned with respect to the current path CB to be measured.
  • magnetoelectric conversion elements 25a to 25e are provided on the surface of the wiring board 16 on the left side (X2 direction side) of the notch 17 when viewed from the Y1 direction.
  • magnetoelectric conversion elements 25f to 25j are disposed on the surface of the wiring board 16 on the right side (X1 direction side) of the notch 17 when viewed from the Y1 direction.
  • the magnetoelectric conversion elements 25a, 25e, 25f, 25j are disposed at four vertices of the rectangle L.
  • the magnetoelectric conversion elements 25b, 25c, 25d are disposed on the long side L1x of the rectangle Lx, and the magnetoelectric conversion elements 25g, 25h, 25i are disposed on the virtual long side L2x of the rectangle Lx.
  • the magnetoelectric conversion elements 25c and 25h are disposed on a second virtual line IL2x which is orthogonal to the first virtual line IL1x and passes through the center of gravity PP.
  • Magnetoelectric conversion elements 25f, 25g, 25h, 25i and 25j are parallel to long sides L1x and L2x, respectively, with respect to a first virtual line IL1x passing through the center of gravity PP, as magnetoelectric conversion elements 25a, 25b, 25c, 25d and 25e, respectively. It is arranged in line symmetry.
  • the magnetoelectric conversion elements 25f, 25g, 25h, 2i and 25j are arranged point-symmetrically to the magnetoelectric conversion elements 25e, 25d, 25c, 25b and 25a, respectively, with respect to the center of gravity PP of the rectangle Lx.
  • the magnetoelectric conversion elements 25a, 25b, 25f, 25g are disposed in line symmetry with the magnetoelectric conversion elements 25e, 25d, 25j, 25i, respectively, with respect to the second virtual line IL2x.
  • the magnetoelectric conversion elements 25a to 25j By arranging the magnetoelectric conversion elements 25a to 25j in this manner, the current path CB to be measured is inserted as compared with the case where the magnetoelectric conversion elements are arranged at equal intervals on the circumference (comparative example)
  • the arrangement space of the magnetoelectric conversion elements 25a to 25j can be reduced while the arrangement of the magnetoelectric conversion elements 25a to 25j is arranged. That is, in the case of the magnetoelectric conversion element according to the comparative example, the magnetoelectric conversion elements are equally arranged at equal intervals in the circumferential direction centering on the arrangement position of the measured current path CB.
  • the magnetoelectric conversion elements 25a to 25j in the case of the arrangement of the magnetoelectric conversion elements 25a to 25j according to the present embodiment, five magnetoelectric conversion elements 25a to 25e are arranged on the long side L1x of the rectangle Lx, and five magnetoelectric conversion elements 25f to 25j are disposed on the long side L2x of the rectangle Lx. Therefore, the distance in the short side L3x direction (X direction) necessary for arranging the magnetoelectric conversion elements 25a to 25e and the magnetoelectric conversion elements 25f to 25j can be shortened. That is, the distance between the current path to be measured CB and the adjacent current path CN can be narrowed.
  • the arrangement of the magnetoelectric conversion elements 25a to 25j particularly in the direction orthogonal to the formation direction of the notch 17 extension direction of the second imaginary line IL2.
  • the installation area can be reduced, and the wiring substrate 16 can be miniaturized, that is, the current sensor 201 can be miniaturized.
  • the width of the left and right arms 18 of the notch 17 can be narrowed.
  • the magnetoelectric conversion elements 25b, 25c, 25d on the long side L1x of the rectangle Lx are each within an angle of 45.degree. Clockwise or counterclockwise from the X2 direction of the second imaginary line IL2x around the gravity center PP. It is arranged in the range.
  • the magnetoelectric conversion elements 25g, 25h, 25j on the long side L2x are arranged within a range of 45 ° in the clockwise and counterclockwise directions around the center of gravity PP from the X1 direction of the second virtual line IL2x. It is set up.
  • the direction SJ of the sensitivity axis (the direction of sensing magnetism) of the magnetoelectric transducers 25a to 25j is parallel to the long sides L1x, L2x or the short side L3x of the rectangle Lx, and is one direction along the rectangle Lx.
  • the direction SJ of the sensitivity axis of the magnetoelectric conversion elements 25a and 25f disposed at the top of the rectangle L is the X1 direction
  • the direction SJ of the sensitivity axis of the magnetoelectric conversion elements 25e and 25j is the X2 direction.
  • the direction SJ of the sensitivity axes of the magnetoelectric conversion elements 25b, 25c, 25d is the Y1 direction
  • the direction SJ of the sensitivity axes of the magnetoelectric conversion elements 25g, 25h, 25i is the Y2 direction.
  • the orientation SJ of the sensitivity axis is opposite to that of the magnetoelectric conversion elements 25j to 25a located point-symmetrically with respect to the center of gravity PP.
  • the components corresponding to the magnetic field of the measured current path CB are accumulated and validated by adding the outputs of the magnetoelectric transducers 25a to 25j, and the components corresponding to the magnetic field of the adjacent current path CN Cancel.
  • the magnetoelectric conversion elements 25c and 25h are on the second virtual line IL2x, the magnetic field direction from the current path CB to be measured substantially matches the direction SJ of the sensitivity axis. Therefore, the magnetic field can be detected with high sensitivity.
  • the direction SJ of the sensitivity axis of the magnetoelectric conversion element 25f is the X2 direction opposite to that of the magnetoelectric conversion element 25a
  • the direction SJ of the sensitivity axis of the magnetoelectric conversion element 25j is opposite to that of the magnetoelectric conversion element 25a.
  • the direction SJ of the sensitivity axes of the magnetoelectric transducers 25g, 25h, 25i may be the same Y1 direction as the magnetoelectric transducers 25b, 25c, 25d.
  • the arithmetic circuit in the subsequent stage subtracts the outputs of the magnetoelectric conversion elements 25f to 25j from the outputs of the magnetoelectric conversion elements 25a to 25e, and accumulates the components corresponding to the magnetic field of the measured current path CB. And cancel the component corresponding to the magnetic field of the adjacent current path CN.
  • the same effect as the current sensor 101 of the first magnetoelectric conversion element can be obtained also by the current sensor 201 of the magnetoelectric conversion element.
  • FIG. 6 is a top view of the wiring board 16 of the current sensor 301 according to the third embodiment of the present invention.
  • the components given the same reference numerals as in FIG. 3 are the same as those described in the first embodiment.
  • the magnetoelectric transducers 15a, 15b, 15e, 15f, 15g, 15h, 15k, and 15l are disposed on a virtual rectangle L and There is. Further, as shown in FIG. 6, in the current sensor 301, magnetoelectric conversion elements 35c, 35d, 35i, 35j are provided instead of the magnetoelectric conversion elements 15c, 15d, 15i, 15j of the current sensor 101 of the first embodiment. doing.
  • magnetoelectric conversion elements 35c, 35d, 35i, 35j are disposed outside the rectangle L unlike the first embodiment. Magnetoelectric conversion elements 35c, 35d and magnetoelectric conversion elements 35i, 35j are line symmetrical with respect to virtual line IL1.
  • the magnetoelectric transducers 35i and 35j are disposed point-symmetrically to the magnetoelectric transducers 35d and 35c, respectively, with respect to the center of gravity PP of the rectangle L. As a result, the magnetoelectric conversion elements 35c and 35i and the magnetoelectric conversion elements 35d and 35j are line symmetrical with respect to the virtual line IL2.
  • the magnetoelectric transducers 15b, 35c, 35d, and 15e are disposed in the range of 45 ° or less in the clockwise and counterclockwise directions about the center of gravity PP from the X2 direction of the second virtual line IL2.
  • Magnetoelectric conversion elements 15h, 35i, 35j, 15k are disposed in the range of 45 ° or less in the clockwise and counterclockwise directions centering on the center of gravity PP from the X1 direction of the second virtual line IL2 There is.
  • the direction SJ of the sensitivity axis of the magnetoelectric conversion elements 35c and 35d is the Y1 direction
  • the direction SJ of the sensitivity axis of the magnetoelectric conversion elements 35i and 35j is the Y2 direction.
  • the outputs of the magnetoelectric transducers 15a, 15b, 35c, 35d, 15e, 15f, 15g, 15h, 35i, 35j, 15k, 15l are added to correspond to the magnetic field of the measured current path CB.
  • the components are accumulated and validated, and the components corresponding to the magnetic field of the adjacent current path CN are cancelled.
  • the direction SJ of the sensitivity axis of the magnetoelectric conversion element 15g is the X2 direction opposite to that of the magnetoelectric conversion element 15a
  • the direction SJ of the sensitivity axis of the magnetoelectric conversion element 15l is opposite to that of the magnetoelectric conversion element 15f.
  • the direction SJ of the sensitivity axes of the magnetoelectric transducers 15h, 35i, 35j, and 15k may be the same as the Y1 direction as the magnetoelectric transducers 15b, 35c, 35d, and 15e.
  • the outputs of the magnetoelectric transducers 15g, 15h, 35i, 35j, 15k, and 15l are subtracted from the outputs of the magnetoelectric transducers 15a, 15b, 35c, 35d, 15e, and 15f, A component corresponding to the magnetic field of the measured current path CB is accumulated and validated, and a component corresponding to the magnetic field of the adjacent current path CN is cancelled.
  • the magnetoelectric conversion elements 35c, 35d, 35i, 35j close to the side of the measured current path CB have high sensitivity because the direction of the magnetic field is closest to the magnetic sensitive direction.
  • the current sensor 301 by arranging the magnetoelectric conversion elements 35c, 35d, 35i and 35j outside the rectangle L, the sensitivity of the highest sensitivity magnetoelectric conversion element is reduced, and a wide dynamic range is achieved with high accuracy. It can be detected. Further, the spread of the width of the arrangement area of the magnetoelectric conversion element can be reduced.
  • the magnetoelectric conversion elements 35c, 35d, 35i, 35j can be miniaturized by being disposed in proximity to the long sides L1, L2 outside the rectangle L. Further, according to the current sensor 301, the same effect as that of the current sensor 101 of the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 7 is a top view of the wiring board 16 of the current sensor 401 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the components given the same reference numerals as in FIG. 5 are the same as those described in the second embodiment.
  • the magnetoelectric conversion elements 25a, 25b, 25d, 25e, 25f, 25g, 25i, 25j are disposed on a virtual rectangle Lx.
  • magnetoelectric conversion elements 45c and 45h are disposed instead of the magnetoelectric conversion elements 25c and 25h of the current sensor 201 of the second embodiment.
  • magnetoelectric transducers 45c and 45h are disposed outside the rectangle Lx.
  • Magnetoelectric conversion elements 35c, 35d and magnetoelectric conversion elements 35i, 35j are line symmetrical with respect to virtual line IL1.
  • the magnetoelectric transducers 35i and 35j are disposed point-symmetrically to the magnetoelectric transducers 35d and 35c, respectively, with respect to the center of gravity PP of the rectangle L.
  • the magnetoelectric conversion element 45c and the magnetoelectric conversion element 45h are line symmetrical with respect to the virtual line IL2.
  • the magnetoelectric conversion elements 25b, 45c, 25d are disposed within a range of 45 ° in the clockwise and counterclockwise directions around the center of gravity PP from the X2 direction of the second virtual line IL2x.
  • the magnetoelectric conversion elements 25g, 45h, 25i are disposed in the range of 45 ° or less in the clockwise and counterclockwise directions around the center of gravity PP from the X1 direction of the second virtual line IL2x.
  • the direction SJ of the sensitivity axis of the magnetoelectric conversion element 45c is the Y1 direction
  • the direction SJ of the sensitivity axis of the magnetoelectric conversion element 45h is the Y2 direction.
  • components corresponding to the magnetic field of the measured current path CB are accumulated by adding the outputs of the magnetoelectric transducers 25a, 25b, 45c, 25d, 25e, 25f, 25g, 45h, 25i, 25j. Enable and cancel the component corresponding to the magnetic field of the adjacent current path CN.
  • the direction SJ of the sensitivity axis of the magnetoelectric conversion element 25f is the X2 direction opposite to that of the magnetoelectric conversion element 25a
  • the direction SJ of the sensitivity axis of the magnetoelectric conversion element 25j is opposite to that of the magnetoelectric conversion element 25e.
  • the direction SJ of the sensitivity axes of the magnetoelectric transducers 25g, 45h, and 25i may be the same Y1 direction as the magnetoelectric transducers 25b, 45c, and 25d.
  • the operation circuit at the subsequent stage subtracts the outputs of the magnetoelectric transducers 25f, 25g, 45h, 25i, and 25j from the outputs of the magnetoelectric transducers 25a, 25b, 45c, 25d, and 25e to obtain the current path to be measured.
  • a component corresponding to the magnetic field of CB is accumulated and validated, and a component corresponding to the magnetic field of the adjacent current path CN is cancelled.
  • the magnetoelectric conversion elements 45c and 45h close to the side of the measured current path CB have high sensitivity because the direction of the magnetic field is closest to the magnetic sensing direction. According to the current sensor 401, by disposing the magnetoelectric conversion elements 45c and 45h outside the rectangle L, the sensitivity of the magnetoelectric conversion element with the highest sensitivity can be reduced and detection can be performed with high accuracy in a wide dynamic range. Further, the spread of the width of the arrangement area of the magnetoelectric conversion element can be reduced.
  • the magnetoelectric conversion elements 45c and 45h can be miniaturized by being disposed close to the long sides L1x and L2x outside the rectangle L. Further, according to the current sensor 401, the same effect as that of the current sensor 101 of the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 8 shows the distance (mm) between the current path CB to be measured and the neighboring current path CN for the current sensor 401 of this embodiment and the comparative example (ellipse) in which ten magnetoelectric conversion elements are arranged on a virtual ellipse. And the influence degree (%) of the neighboring current path CN on the detected value.
  • FIG. 8 shows the distance (mm) between the current path CB to be measured and the neighboring current path CN for the current sensor 401 of this embodiment and the comparative example (ellipse) in which ten magnetoelectric conversion elements are arranged on a virtual ellipse. And the influence degree (%) of the neighboring current path CN on the detected value.
  • FIG. 8 shows the distance (mm)
  • FIG. 8A shows the arrangement of magnetoelectric conversion elements of the current sensor 401 and the comparative example (elliptic), the horizontal axis shows the position in the X direction, and the vertical axis shows the position in the Y direction.
  • the horizontal axis indicates the distance (mm) between the current path CB to be measured and the adjacent current path CN, and the vertical axis indicates the degree of influence (%) of the adjacent current path CN on the detected value.
  • the influence degree (%) of the neighboring current path CN can be made smaller than that of the comparative example (elliptic), and high measurement accuracy can be obtained.
  • the present invention is not limited to the embodiments described above. That is, those skilled in the art may make various modifications, combinations, subcombinations, and substitutions within the technical scope of the present invention or equivalent components thereof regarding the components of the embodiments described above.
  • the number of magnetoelectric conversion elements is not particularly limited as long as it is 10 or more.
  • the distance between the magnetoelectric conversion elements is not particularly limited.
  • the case of using the magnetoelectric conversion element having the same characteristic is exemplified.
  • components corresponding to the magnetic field of the measured current path CB are accumulated and activated.
  • Magnetoelectric conversion elements having two or more characteristics may be used in a range in which the component corresponding to the magnetic field of the above can be cancelled.
  • the GMR element is suitably used as the magnetoelectric conversion element, but any magnetic detection element capable of detecting the direction of magnetism may be used, such as a MR (Magneto Resistive) element, an AMR (Anisotropic Magneto Resistive) element, It may be a TMR (Tunnel Magneto Resistive) element, a Hall element or the like.
  • MR Magnetic Resistive
  • AMR Magnetic Magneto Resistive
  • TMR Tunneling Magneto Resistive
  • Hall element or the like since it differs from the sensitivity axis of the GMR element or MR element, it is necessary to devise mounting in accordance with the sensitivity axis of the Hall element to be used.

Landscapes

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Abstract

【課題】　小型化が図れると共に、近隣電流路の外来磁場の影響を大きく受けずに安定した電流検出ができる電流センサを提供する。 【解決手段】　重心ＰＰの仮想的な長方形Ｌ上に１２個の磁電変換素子１５ａ～１５ｌが配設さている。磁電変換素子１５ａ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｌは長方形Ｌの４個の頂点に配設されている。長方形Ｌの長辺Ｌ１，Ｌ２上の磁電変換素子１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｈ，１５ｉ，１５ｊ，１５ｋは、第２の仮想線ＩＬ２から重心ＰＰを中心として時計回り及び反時計回りの方向にそれぞれ角度４５°以内の範囲に配設されている。

Description

電流センサ
　本発明は、被測定電流路に流れる電流を検出する電流センサに関し、特に、磁電変換素子を用いて被測定電流路に流れる電流を検出する電流センサに関する。
　各種電子機器の制御や監視のために、被測定電流路に取り付けて被測定電流路に流れる電流を検出する電流センサが良く知られている。この種の電流センサとしては、ホール素子や磁気抵抗素子等の磁電変換素子を用いた電流センサが知られており、磁電変換素子の感度向上や外部磁場からの影響低減等のため、複数の磁電変換素子を用いられることがある。
　このように複数の磁電変換素子を用いた電流センサでは、被測定電流路の周囲に発生する磁界の向きに合わせて、被測定電流路の周囲の仮想円上に複数の磁電変換素子を配設していた。
　しかしながら、上述したように仮想円上に磁電変換素子を配設すると、電流センサが大型化し、被測定電流路と近隣電流路との距離が短い場合に、電流センサを設置できないという問題がある。
　このような問題を解決するために、特許文献１の電流センサでは、被測定電流路の位置を中心とし、当該被測定電流路と近隣電流路とを結ぶ方向を短軸とする仮想楕円上に複数の磁電変換素子を配設している。当該電流センサによれば、近隣電流路の外来磁場の影響を大きく受けずに安定した電流検出ができると共に、小型化が図れる。
国際公開ＷＯ２０１３／１２８９９３号
　ところで、電流センサには、被測定電流路と近隣電流路との距離がさらに短い場合においても設置可能であり、近隣電流路の外来磁場の影響を大きく受けずに安定した電流検出したいという要請がある。
　本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、さらなる小型化が図れると共に、近隣電流路の外来磁場の影響を大きく受けずに安定した電流検出ができる電流センサを提供することにある。
　上述した従来技術の問題点を解決し、上述した目的を達成するために、本発明の電流センサは、配線基板と、前記配線基板に設けられ、被測定電流路を流れる電流によって発生する磁気を検出する複数の磁電変換素子とを備え、前記配線基板には、仮想の長方形の重心に前記被測定電流路を位置させるための切欠が形成され、前記複数の磁電変換素子は、前記長方形の長辺と平行で当該長方形の重心を通る第１の仮想線に対して線対称且つ前記重心に点対称となるように前記長方形の４個の頂点及び長辺上に設けられ、前記長辺上の磁電変換素子は、前記第１の仮想線と直交し前記重心を通る第２の仮想線から、前記重心を中心として時計回り及び反時計回りの方向にそれぞれ角度４５°以内の範囲に配設され、前記長辺上に配設された前記磁電変換素子の感度軸の向きは、前記長辺と平行であり、前記頂点に配設された前記磁電変換素子の感度軸の向きは、短辺と平行であり、前記重心を中心に点対称位置にある前記磁電変換素子同士の感度軸の向きは同一あるいは逆である。
　上記構成によれば、上述したように磁電変換素子を配設することで、第２の仮想線が延在する方向において、磁電変換素子を配設する領域を小さくでき、被測定電流路と隣接する電流路（近隣電流路）との距離を狭くできる。これにより、配線基板１６の小型化、つまり電流センサ１０１の小型化が可能である。
　また、近隣電流路からの外来磁場の影響を相対的に低減することができる。従って、外来磁場による磁電変換素子への影響が低減されるので、磁電変換素子からの検出値を安定して得ることができる。
　また、上述したように、仮想の長方形の長辺と短辺に平行に磁電変換素子の感度軸の方向を規定したことで、磁電変換素子が円周上に等間隔で配設されている場合と比較して、各磁電変換素子を配線基板１６に実装する際に、容易に実装することができると共に、配線基板と磁電変換素子との位置関係を容易に設計することができる。従って、被測定電流路の取付け角度や取付け位置等の精度を高めることができるので、測定精度を向上させることができる。
　また、上記構成によれば、各磁電変換素子に加わる磁界の向きと、感磁方向は４５度未満となっており、良好な感度を保つことができる。
　また、上記構成によれば、磁電変換素子は、仮想の長方形の長辺及び短辺方向で位置調整をすればよく、測定精度を高める設計が容易になる。
　好適には、本発明の電流センサの前記長辺上の磁電変換素子は、前記第２の仮想線に対して線対称に配設されている。
　上記構成によれば、位置調整が簡単であり、測定精度を高める設計が容易になる。
　好適には、本発明の電流センサでは、前記長辺と前記第２の仮想線とが交わる２個の位置に磁電変換素子が配設されており、前記長辺上の磁電変換素子のうち、前記長辺上と前記第２の仮想線とが交わる位置に配設された磁電変換素子以外の磁電変換素子は、前記第２の仮想線に対して線対称に配設されている。
　上記構成によれば、位置調整が簡単であり、測定精度を高める設計が容易になる。また、上記構成によれば、被測定電流路からの磁界が強く、且つ磁界の第１の仮想線に沿った方向成分が大きい領域に多くの磁電変換素子を配置でき、隣り合う位置に配設された近隣電流路からの外来磁場の影響を相対的に低減することができる。従って、外来磁場による磁電変換素子への影響が低減されるので、磁電変換素子からの検出値を安定して得ることができる。
　好適には、本発明の電流センサは、前記４個の頂点に配設された４個の磁電変換素子と、前記第２の仮想線上で前記長方形の外側に配置され、前記第１の仮想線に対して線対称な２個の磁電変換素子と、前記長辺の前記第２の仮想線と交わらない位置に配設された４個の磁電変換素子とを有する。
　上記構成によれば、磁電変換素子を仮想の長方形の外側に配設することで、最も感度の高い磁電変換素子の感度を小さくして、広いダイナミックレンジで高精度に検出ができる。また、磁電変換素子の配置エリアの幅の広がりを小さくすることができる。
　好適には、本発明の電流センサは、前記４個の頂点に配設された４個の磁電変換素子と、前記長辺上の４個の磁電変換素子と、前記長辺上の４個の磁電変換素子よりも前記第２の仮想線に近く、前記長方形の外側に配置され、前記第１の仮想線に対して線対称な４個の磁電変換素子とを有する。
　上記構成によれば、磁電変換素子を仮想の長方形の外側に配設することで、最も感度の高い磁電変換素子の感度を小さくして、広いダイナミックレンジで高精度に検出ができる。また、磁電変換素子の配置エリアの幅の広がりを小さくすることができる。
　好適には、本発明の電流センサの前記複数の磁電変換素子は、同一特性である。
　好適には、本発明の電流センサでは、前記複数の磁電変換素子の感度軸が前記長方形に沿って一方向を向くように、前記複数の磁電変換素子が配設されている。
　上記構成によれば、測定精度を高める設計が容易になる。
　本発明によれば、さらなる小型化が図れると共に、近隣電流路の外来磁場の影響を大きく受けずに安定した電流検出ができる電流センサを提供することができる。
図１は、本発明の第１実施形態に係る電流センサを示す分解斜視図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る電流センサを示す斜視図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係る電流センサを説明するための図であって、図１に示すＺ１側から見た配線基板の上面図である。 図４は、本発明の第２実施形態に係る電流センサを示す分解斜視図である。 図５は、本発明の第２実施形態に係る電流センサを説明するための図であって、図１に示すＺ１側から見た配線基板の上面図である。 図６は、本発明の第３実施形態に係る電流センサの配線基板の上面図である。 図７は、本発明の第４実施形態に係る電流センサの配線基板の上面図である。 図８は、本発明の第２実施形態の電流センサと、１０個の磁電変換素子を仮想の楕円上に配置した比較例（楕円）とについて、被測定電流路ＣＢと近隣電流路ＣＮとの距離と、検出値への近隣電流路の影響度とを比較するための図である。
　＜第１実施形態＞
　図１は、本発明の第１実施形態に係る電流センサ１０１を示す分解斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る電流センサ１０１を示す斜視図である。図３は、本発明の第１実施形態に係る電流センサ１０１を説明するための図であって、図１に示すＺ１側から見た配線基板１６の上面図である。
　図１及び図２に示すように、本発明の第１実施形態に係る電流センサ１０１は、被測定電流路ＣＢに電流が流れたときに発生する磁気を検出する複数の磁電変換素子１５と、複数の磁電変換素子１５が配置された配線基板１６とを備えて構成されている。また、電流センサ１０１は、配線基板１６を収納する収納部１１ｓを有する筐体１１と、磁電変換素子１５からの電気信号を取り出すための取出し端子１３ｔを有したコネクタ１３と、被測定電流路ＣＢを固定し保持するための保持部材１４と、を備えている。
　筐体１１は、例えば、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の合成樹脂材料で形成されている。この筐体１１は、上方が開口した箱状のケース３１と、ケース３１の開口部を塞ぐような板状のカバー４１と、から構成され、ケース３１内部に、配線基板１６を収納する収納部１１ｓが形成されている。なお、筐体１１の材質に合成樹脂材料を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、強磁性体でなければ、金属材料を用いた構成にしても良い。
　ケース３１には、その一辺側からケース３１の中心側に向かって切り欠かれた凹部（凹溝）３２が形成され、この凹部３２内に被測定電流路ＣＢが導入されて保持されるように構成されている。凹部３２の奥壁３２ａは、被測定電流路ＣＢの外周面と相補形状に形成されている。本実施の形態では、凹部３２の奥壁３２ａは、円筒形状の被測定電流路ＣＢの外周面に対応するように円弧状に湾曲して形成されている。また、奥壁３２ａに連なるケース３１の対向する内側壁３２ｂには、クリップバネ１４Ｋの自由端部側を係止する切欠３２ｃが、それぞれ対峙する位置に形成されている。切欠３２ｃは、内側壁３２ｂの上端部側から下方に向かって切り欠かれ、入り口側の端面が、外方に向かって傾斜するように形成されている。被測定電流路ＣＢは、その外周面の奥側を凹部３２の奥壁３２ａに当接させた状態で、手前側を切欠３２ｃから凹部３２内に突出するクリップバネ１４Ｋによって挟持されることで、筐体１１に対して保持される。この凹部３２の奥壁３２ａとクリップバネ１４Ｋとで挟持される位置が、筐体１１に対する被測定電流路ＣＢの配設位置ＰＰとなる。本実施形態では、配設位置ＰＰが、後述する仮想の長方形Ｌの重心ＰＰとなる。
　カバー４１は、一方の辺部に、ケース３１の凹部３２と対応するように同一形状の開口部４２が形成され、この開口部４２の形成された辺部と反対側の辺部に、コネクタ１３の上端部を筐体１１外部に露出させるための開口部４３が形成されている。
　保持部材１４は、被測定電流路ＣＢを固定し保持するための部材であり、被測定電流路ＣＢの外縁を挟み込んで保持するクリップバネ１４Ｋと、被測定電流路ＣＢが配設位置ＰＰに配設された後にクリップバネ１４Ｋを押さえる押し部材１４Ｈとを備えている。
　クリップバネ１４Ｋは、短冊状の板ばねを平面視略円形状に湾曲させて、自由端部側に間隙１４Ｌが形成されるように、２個の自由端部を離間する方向（外方）に折り曲げて形成されている。このクリップバネ１４Ｋは、ケース３１の収納部１１ｓ内に収容され、湾曲部分を凹部３２の奥壁３２ａに沿わせた状態で、自由端部を切欠３２ｃの傾斜面に当接させて自由端部側の折り曲げ部分を切欠３２ｃから凹部３２内に突出させるように配設される。ここで、クリップバネ１４Ｋの自由端部側の折り曲げ部分間の間隙１４Ｌは、被測定電流路ＣＢを配設位置ＰＰへの導入を許容すると共に配設位置ＰＰから容易に脱落しないように、凹部３２内に導入される被測定電流路ＣＢの最大径（最大幅）寸法よりも狭くなるように形成されている。
　押し部材１４Ｈは、略直方体形状で形成されており、ケース３１に形成された凹部３２に強嵌合されるサイズで作製されている。この押し部材１４Ｈは、クリップバネ１４Ｋを押さえた状態で、ケース３１の凹部３２内に保持される。このように構成された電流センサ１０１において、被測定電流路ＣＢがケース３１の凹部３２に導入されて凹部３２内に露出するクリップバネ１４Ｋの折り曲げ部分に押し当てられると、クリップバネ１４Ｋが撓みを許容して、自由端部が切欠３２ｃの傾斜面に案内されながら折り曲げ部分が収納部１１ｓ内に逃がされ、折り曲げ部分間の間隙１４Ｌが広がっていく。被測定電流路ＣＢをさらに押し込んで奥壁３２ａに当接させると、自由端部が切欠３２ｃの傾斜面に案内されながら折り曲げ部分が凹部３２内に露出する初期位置に復帰する。このとき、被測定電流路ＣＢの外周面は、奥壁３２ａ及びクリップバネ１４Ｋの折り曲げ部分によって挟持される。そして、押し部材１４Ｈが凹部３２内に押し込まれると、クリップバネ１４Ｋ（の折り曲げ部分）が抑え込まれる。この押し部材１４Ｈ及びクリップバネ１４Ｋからなる保持部材１４が凹部３２の奥壁３２ａと協働することによって、被測定電流路ＣＢが配設位置ＰＰに精度良く配設させることができる。なお、本実施形態では、被測定電流路ＣＢの断面形状を円形にしたが、矩形の断面形状の被測定電流路であっても良い。この場合には、保持部材１４のクリップバネ１４Ｋは、矩形の断面形状の被測定電流路に対応した形状にすることが望ましい。
　配線基板１６は、例えば、一般に広く知られている両面のプリント配線板（ＰＣＢ）を用いられ、ガラス入りのエポキシ樹脂からなるベース基板上に設けられた銅（Ｃｕ）等の金属箔をパターニングして、配線パターンが形成されている。配線基板１６は、ケース３１の収納部１１ｓに収納可能な大きさで形成されており、その一辺部に、被測定電流路ＣＢが挿通されて且つ配設される切欠１７が形成されている。すなわち、配線基板１６は、収納部１１ｓの底面部と相似形状に形成されており、ケース３１の凹部３２と相補形状の切欠部１７が形成されている。図１及び図３に示すように、配線基板１６の切欠１７の近傍には、複数（１２個）の磁電変換素子１５が配置され、切欠１７が形成される辺部と対向する辺部近傍にはコネクタ１３が配設されている。なお、磁電変換素子１５の詳細な配置位置については後述する。また、本実施形態では、配線基板１６にガラス入りのエポキシ樹脂からなるプリント配線板（ＰＣＢ）を用いたが、これに限定されるものではなく、絶縁性のリジット基板であれば良く、例えばセラミック配線板を用いても良い。また、本実施形態では、配線基板１６に両面のプリント配線板（ＰＣＢ）を用いたが、回路設計の結果に応じて片面のプリント配線板（ＰＣＢ）を用いても良い。
　コネクタ１３は、相手側コネクタ（図示省略）と電気的に接続する複数の端子を備えており、これら複数の端子の中に、磁電変換素子１５からの電気信号を取り出すため取出し端子１３ｔを有している。また、コネクタ１３は、相手側コネクタ（図示省略）と嵌合するための絶縁基体１３Ｋを備えている。絶縁基体１３Ｋは、上方が開口した箱状に形成され、その内部に、取出し端子１３ｔを含む複数の端子が、各端子間を絶縁した状態で保持され収納されている。なお、本実施形態では、磁電変換素子１５からの電気信号を取り出すためにコネクタ１３を用いたが、コネクタ１３に限らず、例えば、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ：Flexible　Printed　Circuits）等を用いても良い。
　磁電変換素子１５は、被測定電流路ＣＢに電流が流れたときに発生する磁気を検出する電流センサ素子であって、例えば、巨大磁気抵抗効果を用いた磁気検出素子（ＧＭＲ（Giant　Magneto　Resistive）素子という）を用いることが可能である。この磁電変換素子１５は、説明を容易にするため詳細な図示は省略したが、ＧＭＲ素子をシリコン基板上に作製した後、切り出されたチップを熱硬化性の合成樹脂でパッケージングし、信号の取り出しのためのリード端子がＧＭＲ素子と電気的に接続されて構成されている。そして、このリード端子により、配線基板１６にはんだ付けがされている。
　図３に示すように、電流センサ１０１では、重心ＰＰの仮想的な長方形Ｌ上に１２個の磁電変換素子１５ａ～１５ｌが配設さている。
　なお、本実施形態において、磁電変換素子１５ａ～１５ｌが長方形Ｌ等の上にあるとは、磁電変換素子１５の中心点が略長方形Ｌ等の長辺、短辺あるいは頂点の上にあることを意味する。
　磁電変換素子１５ａ～１５ｌは、例えば、同一の磁電変換特性を有している。これにより、電流センサ１０１の測定精度を高めるための設計が容易になる。
　長方形Ｌの重心ＰＰは、前述したように、被測定電流路ＣＢの横断面（Ｘ，Ｙ断面）の中心となる。切欠１７は、被測定電流路ＣＢに対して電流センサ１０１を位置決めした際に、仮想の長方形Ｌの重心ＰＰに被測定電流路ＣＢの中心を位置させることが可能な形状を有している。
　図３に示すように、Ｙ１方向から見て切欠１７の左側（Ｘ２方向側）の配線基板１６の表面には、磁電変換素子１５ａ～１５ｆが配設されている。また、Ｙ１方向から見て切欠１７の右側（Ｘ１方向側）の配線基板１６の表面には、磁電変換素子１５ｇ～１５ｌが配設されている。
　ここで、磁電変換素子１５ａ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｌは長方形Ｌの４個の頂点に配設されている。
　また、磁電変換素子１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅは長方形Ｌの仮想の長辺Ｌ１上に配設され、磁電変換素子１５ｇ，１５ｈ，１５ｉ，１５ｊ，１５ｋは長方形Ｌの仮想的な長辺Ｌ２上に配設されている。
　磁電変換素子１５ｇ，１５ｈ，１５ｉ，１５ｊ，１５ｋは、長辺Ｌ１，Ｌ２と平行で重心ＰＰを通る第１の仮想線ＩＬ１に対して、磁電変換素子１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅとそれぞれ線対称に配設されている。
　磁電変換素子１５ｇ，１５ｈ，１５ｉ，１５ｊ，１５ｋは、長方形Ｌの重心ＰＰに対して、それぞれ磁電変換素子１５ｆ，１５ｅ，１５ｄ，１５ｃ，１５ｂ，１５ａとそれぞれ点対称に配設されている。
　その結果、磁電変換素子１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｇ，１５ｈ，１５ｉは、第１の仮想線ＩＬ１と直交し重心ＰＰを通る第２の仮想線ＩＬ２に対して、磁電変換素子１５ｆ，１５ｅ，１５ｄ，１５ｌ，１５ｋ，１５ｊとそれぞれ線対称に配設されている。
　このように磁電変換素子１５ａ～１５ｌを配設することで、磁電変換素子が円周上に等間隔で配設されている場合（比較例）と比較して、被測定電流路ＣＢが挿通されて且つ配設される磁電変換素子１５ａ～１５ｌの配置でありながら、磁電変換素子１５ａ～１５ｌの配設スペースを小さくできる。すなわち、比較例に係る磁電変換素子の場合には、被測定電流路ＣＢの配設位置を中心として周方向に等間隔で磁電変換素子が均等配置されている。そのため、磁電変換素子間から被測定電流路ＣＢを導入して配設位置に配設する場合、磁電変換素子同士の素子間隔として、少なくとも被測定電流路ＣＢが通過可能な間隔を確保する必要があるので、全ての磁電変換素子の配設領域が大きくなり、これに伴い配線基板が大型化してしまうことになる。
　一方、本実施形態に係る磁電変換素子１５の配置の場合には、６個の磁電変換素子１５ａ～１５ｆが長方形Ｌの長辺Ｌ１上に配設され、６個の磁電変換素子１５ｇ～１５ｌが長方形Ｌの長辺Ｌ２上に配設されている。
　そのため、磁電変換素子１５ａ～１５ｆと磁電変換素子１５ｇ～１５ｌとの配置に必要な短辺Ｌ３方向（Ｘ方向）の距離を短くできる。すなわち、被測定電流路ＣＢと隣接する電流路ＣＮとの距離を狭くできる。
　その結果、比較例３に係る磁電変換素子Ｃ３５の配設領域と比べて、特に切欠１７の形成方向と直交する方向（第２の仮想線ＩＬ２の延在方向）における磁電変換素子１５の配設領域を小さくすることができ、配線基板１６の小型化、つまり電流センサ１０１の小型化が可能である。特に配電盤のように複数の電流路を、できるだけ狭い間隔で設けたい用途では、切欠１７の左右の腕部１８の幅を狭くできることが重要となる。
　また、長方形Ｌの長辺Ｌ１上の磁電変換素子１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅは、第２の仮想線ＩＬ２のＸ２方向から重心ＰＰを中心として時計回り及び反時計回りの方向にそれぞれ角度４５°以内の範囲に配設されている。
　また、長辺Ｌ２上の磁電変換素子１５ｈ，１５ｉ，１５ｊ，１５ｋは、第２の仮想線ＩＬ２のＸ１方向から重心ＰＰを中心として時計回り及び反時計回りの方向にそれぞれ角度４５°以内の範囲に配設されている。
　このように、磁電変換素子１５ａ～１５ｆ及び磁電変換素子１５ｇ～１５ｌの素子間隔を長方形Ｌの長辺方向において均等にするのではなく、第２の仮想線ＩＬ２のＸ１，Ｘ２方向から重心ＰＰを中心として時計回り及び反時計回りの方向にそれぞれ角度４５°以内の範囲に集中させることで、被測定電流路ＣＢの磁界が強く、且つ磁界のＹ方向成分が大きい領域に多くの磁電変換素子を配置でき、隣り合う位置に配設された近隣電流路ＣＮからの外来磁場の影響を相対的に低減することができる。従って、外来磁場による磁電変換素子１５への影響が低減されるので、磁電変換素子１５からの検出値を安定して得ることができる。
　磁電変換素子１５ａ～１５ｌの感度軸（磁気を感知する方向）の向きＳＪは、長方形Ｌの長辺Ｌ１，Ｌ２あるいは短辺Ｌ３と平行であり、且つ長方形Ｌに沿って一方向である。これにより、電流センサ１０１の測定精度を高める設計が容易になる。
　具体的には、長方形Ｌの頂点に配設された磁電変換素子１５ａ，１５ｇの感度軸の向きＳＪはＸ１方向であり、磁電変換素子１５ｆ，１５ｌの感度軸の向きＳＪはＸ２方向である。
　また、磁電変換素子１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅの感度軸の向きＳＪはＹ１方向であり、磁電変換素子１５ｈ，１５ｉ，１５ｊ，１５ｋの感度軸の向きＳＪはＹ２方向である。
　これにより、磁電変換素子１５ａ～１５ｌは、重心ＰＰを中心に点対称位置にある磁電変換素子１５ｌ～１５ａと感度軸の向きＳＪが逆になる。
　後段の演算回路では、磁電変換素子１５ａ～１５ｌの出力を加算することで、被測定電流路ＣＢの磁界に応じた成分を累積して有効化し、隣接する電流路ＣＮの磁界に応じた成分をキャンセルする。
　なお、図３の例において、磁電変換素子１５ｇの感度軸の向きＳＪを磁電変換素子１５ａとは逆のＸ２方向とし、磁電変換素子１５lの感度軸の向きＳＪを磁電変換素子１５fとは逆のＸ１方向とし、磁電変換素子１５ｈ，１５ｉ，１５ｊ，１５ｋの感度軸の向きＳＪを磁電変換素子１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅと同じＹ１方向としてもよい。
　この場合は、後段の演算回路では、磁電変換素子１５ａ～１５ｆの出力から、磁電変換素子１５ｇ～１５ｌの出力を減算することで、被測定電流路ＣＢの磁界に応じた成分を累積して有効化し、隣接する電流路ＣＮの磁界に応じた成分をキャンセルする。
　以上説明したように、電流センサ１０１によれば、図３に示すように磁電変換素子１５ａ～１５ｌを配置したことで、磁電変換素子１５ａ～１５ｌの配置エリアのＸ方向の幅を最小限にでき、被測定電流路ＣＢと隣接する電流路ＣＮとの距離を狭くできる。これにより、配線基板１６の小型化、つまり電流センサ１０１の小型化が可能である。特に、切欠１７の左右の腕部１８の幅が狭くできる。
　また、電流センサ１０１によれば、図３に示すように磁電変換素子１５ａ～１５ｌを配置したことで、隣り合う位置に配設された近隣電流路ＣＮからの外来磁場の影響を相対的に低減することができる。従って、外来磁場による磁電変換素子１５ａ～１５ｌへの影響が低減されるので、磁電変換素子１５ａ～１５ｌからの検出値を安定して得ることができる。このように隣接電線の影響を除けることを、シミュレーションで確認した。
　また、電流センサ１０１によれば、図３に示すように磁電変換素子１５ａ～１５ｌの感度軸の方向ＳＪを規定したことで、磁電変換素子Ｃ３５が円周上に等間隔で配設されている場合（比較例）と比較して、各磁電変換素子１５ａ～１５ｌを配線基板１６に実装する際に、容易に実装することができると共に、配線基板１６と磁電変換素子１５ａ～１５ｌとの位置関係を容易に設計することができる。従って、被測定電流路ＣＢの取付け角度や取付け位置等の精度を高めることができるので、測定精度を向上させることができる。
　電流センサ１０１では、各磁電変換素子１５ａ～１５ｌに加わる磁界の向きと、感磁方向は４５度未満となっており、良好な感度を保つことができる。
　電流センサ１０１では、被測定電流路ＣＢに流れる電流と、隣接する電流路ＣＮに流れる電流の向きが同じ場合、長方形Ｌの頂点の磁電変換素子１５ａ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｌと、隣接する電流路ＣＮから遠い側の長辺Ｌ１，Ｌ２上の磁電変換素子１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｈ，１５ｉ，１５ｊ，１５ｋは＋側の誤差となる。一方隣接する電流路ＣＮから近い側の長辺Ｌ１，Ｌ２の磁電変換素子は－側の誤差となる。＋側の誤差と－側の誤差があるため、誤差を打ち消すようにできる。
　電流センサ１０１では、１２個の磁電変換素子１５ａ～１５ｌを用いることから、切欠１７の両側に２列の直線上に磁電変換素子を配置でき、長方形Ｌの長辺Ｌ１,Ｌ２及び短辺Ｌ３方向で位置調整をすればよく、測定精度を高める設計が容易になる。
　　＜第２実施形態＞
　図４は、本発明の第２実施形態に係る電流センサ２０１を示す分解斜視図である。図５は、本発明の第２実施形態に係る電流センサ２０１を説明するための図であって、図４に示すＺ１側から見た配線基板１６の上面図である。
　図４及び図５に示すように、配線基板１６の切欠１７の近傍には、複数（１０個）の磁電変換素子２５ａ～２５ｊが配置されている。
　図５に示すように、電流センサ２０１では、重心ＰＰの仮想的な長方形Ｌｘ上に１０個の磁電変換素子２５ａ～２５ｊが配設さている。重心ＰＰは、被測定電流路ＣＢの横断面（Ｘ，Ｙ断面）の中心となる。切欠１７は、被測定電流路ＣＢに対して電流センサ２０１を位置決めした際に、仮想の長方形Ｌｘの重心に被測定電流路ＣＢの中心を位置させることが可能な形状を有している。
　図５に示すように、Ｙ１方向から見て切欠１７の左側（Ｘ２方向側）の配線基板１６の表面には、磁電変換素子２５ａ～２５ｅが配設されている。また、Ｙ１方向から見て切欠１７の右側（Ｘ１方向側）の配線基板１６の表面には、磁電変換素子２５ｆ～２５ｊが配設されている。
　ここで、磁電変換素子２５ａ，２５ｅ，２５ｆ，２５ｊは長方形Ｌの４個の頂点に配設されている。
　また、磁電変換素子２５ｂ，２５ｃ，２５ｄは長方形Ｌｘの長辺Ｌ１ｘ上に配設され、磁電変換素子２５ｇ，２５ｈ，２５ｉは長方形Ｌｘの仮想的な長辺Ｌ２ｘ上に配設されている。
　磁電変換素子２５ｃ，２５ｈは、第１の仮想線ＩＬ１ｘと直交し重心ＰＰを通る第２の仮想線ＩＬ２ｘ上に配設されている。
　磁電変換素子２５ｆ，２５ｇ，２５ｈ，２５ｉ，２５ｊは、長辺Ｌ１ｘ，Ｌ２ｘと平行で重心ＰＰを通る第１の仮想線ＩＬ１ｘに対して、磁電変換素子２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅとそれぞれ線対称に配設されている。
　磁電変換素子２５ｆ，２５ｇ，２５ｈ，２ｉ，２５ｊは、長方形Ｌｘの重心ＰＰに対して、それぞれ磁電変換素子２５ｅ，２５ｄ，２５ｃ，２５ｂ，２５ａとそれぞれ点対称に配設されている。
　その結果、磁電変換素子２５ａ，２５ｂ，２５ｆ，２５ｇは、第２の仮想線ＩＬ２ｘに対して、磁電変換素子２５ｅ，２５ｄ，２５ｊ，２５ｉとそれぞれ線対称に配設されている。
　このように磁電変換素子２５ａ～２５ｊを配設することで、磁電変換素子が円周上に等間隔で配設されている場合（比較例）と比較して、被測定電流路ＣＢが挿通されて且つ配設される磁電変換素子２５ａ～２５ｊの配置でありながら、磁電変換素子２５ａ～２５ｊの配設スペースを小さくできる。すなわち、比較例に係る磁電変換素子の場合には、被測定電流路ＣＢの配設位置を中心として周方向に等間隔で磁電変換素子が均等配置されている。そのため、磁電変換素子間から被測定電流路ＣＢを導入して配設位置に配設する場合、磁電変換素子同士の素子間隔として、少なくとも被測定電流路ＣＢが通過可能な間隔を確保する必要があるので、全ての磁電変換素子の配設領域が大きくなり、これに伴い配線基板が大型化してしまうことになる。
　一方、本実施形態に係る磁電変換素子２５ａ～２５ｊの配置の場合には、５個の磁電変換素子２５ａ～２５ｅが長方形Ｌｘの長辺Ｌ１ｘ上に配設され、５個の磁電変換素子２５ｆ～２５ｊが長方形Ｌｘの長辺Ｌ２ｘ上に配設されている。
　そのため、磁電変換素子２５ａ～２５ｅと磁電変換素子２５ｆ～２５ｊとの配置に必要な短辺Ｌ３ｘ方向（Ｘ方向）の距離を短くできる。すなわち、被測定電流路ＣＢと隣接する電流路ＣＮとの距離を狭くできる。
　その結果、上記比較例に係る磁電変換素子の配設領域と比べて、特に切欠１７の形成方向と直交する方向（第２の仮想線ＩＬ２の延在方向）における磁電変換素子２５ａ～２５ｊの配設領域を小さくすることができ、配線基板１６の小型化、つまり電流センサ２０１の小型化が可能である。特に、切欠１７の左右の腕部１８の幅が狭くできる。
　また、長方形Ｌｘの長辺Ｌ１ｘ上の磁電変換素子２５ｂ，２５ｃ，２５ｄは、第２の仮想線ＩＬ２ｘのＸ２方向から重心ＰＰを中心として時計回り及び反時計回りの方向にそれぞれ角度４５°以内の範囲に配設されている。
　また、長辺Ｌ２ｘ上の磁電変換素子２５ｇ，２５ｈ，２５ｊは、第２の仮想線ＩＬ２ｘのＸ１方向から重心ＰＰを中心として時計回り及び反時計回りの方向にそれぞれ角度４５°以内の範囲に配設されている。
　このように、磁電変換素子２５ａ～２５ｊ素子間隔を長方形Ｌの長辺方向において均等にするのではなく、第２の仮想線ＩＬ２ｘのＸ１，Ｘ２方向から重心ＰＰを中心として時計回り及び反時計回りの方向にそれぞれ角度４５°以内の範囲に集中させることで、被測定電流路ＣＢからの磁界が強く、且つ磁界のＹ方向成分が大きい領域に多くの磁電変換素子を配置でき、隣り合う位置に配設された近隣電流路ＣＮからの外来磁場の影響を相対的に低減することができる。従って、外来磁場による磁電変換素子２５ａ～２５ｊへの影響が低減されるので、磁電変換素子２５ａ～２５ｊからの検出値を安定して得ることができる。
　磁電変換素子２５ａ～２５ｊの感度軸（磁気を感知する方向）の向きＳＪは、長方形Ｌｘの長辺Ｌ１ｘ,Ｌ２ｘあるいは短辺Ｌ３ｘと平行であり、且つ長方形Ｌｘに沿って一方向である。
　具体的には、長方形Ｌの頂点に配設された磁電変換素子２５ａ，２５ｆの感度軸の向きＳＪはＸ１方向であり、磁電変換素子２５ｅ，２５ｊの感度軸の向きＳＪはＸ２方向である。
　また、磁電変換素子２５ｂ，２５ｃ，２５ｄの感度軸の向きＳＪはＹ１方向であり、磁電変換素子２５ｇ，２５ｈ，２５ｉの感度軸の向きＳＪはＹ２方向である。
　これにより、磁電変換素子２５ａ～２５ｊは、重心ＰＰを中心に点対称位置にある磁電変換素子２５ｊ～２５ａと感度軸の向きＳＪが逆になる。
　後段の演算回路では、磁電変換素子２５ａ～２５ｊの出力を加算することで、被測定電流路ＣＢの磁界に応じた成分を累積して有効化し、隣接する電流路ＣＮの磁界に応じた成分をキャンセルする。
　磁電変換素子２５ｃ，２５ｈは、第２の仮想線ＩＬ２ｘ上にあるため、被測定電流路ＣＢからの磁界方向と、感度軸の向きＳＪとが略一致する。そのため、磁界を高感度で検出が可能である。
　なお、図５の例において、磁電変換素子２５ｆの感度軸の向きＳＪを磁電変換素子２５ａとは逆のＸ２方向とし、磁電変換素子２５ｊの感度軸の向きＳＪを磁電変換素子２５ａとは逆のＸ１方向とし、磁電変換素子２５ｇ，２５ｈ，２５ｉの感度軸の向きＳＪを磁電変換素子２５ｂ，２５ｃ，２５ｄと同じＹ１方向としてもよい。
　この場合は、後段の演算回路では、磁電変換素子２５ａ～２５ｅの出力から、磁電変換素子２５ｆ～２５ｊの出力を減算することで、被測定電流路ＣＢの磁界に応じた成分を累積して有効化し、隣接する電流路ＣＮの磁界に応じた成分をキャンセルする。
　本磁電変換素子の電流センサ２０１によっても、第１磁電変換素子の電流センサ１０１と同様の効果が得られる。
　＜第３実施形態＞
　図６は、本発明の第３実施形態に係る電流センサ３０１の配線基板１６の上面図である。
　図６において、図３と同じ符号を付した構成要素は第１実施形態で説明したものと同じである。
　図６に示すように、電流センサ３０１では、第１実施形態と同様に、磁電変換素子１５ａ，１５ｂ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈ，１５ｋ，１５ｌは、仮想の長方形Ｌ上に配設されている。
　また、図６に示すように、電流センサ３０１は、第１実施形態の電流センサ１０１の磁電変換素子１５ｃ，１５ｄ，１５ｉ，１５ｊの代わりに、磁電変換素子３５ｃ，３５ｄ，３５ｉ，３５ｊを配設している。
　磁電変換素子３５ｃ，３５ｄ，３５ｉ，３５ｊは、第１実施形態とは異なり、長方形Ｌの外側に配設されている。
　磁電変換素子３５ｃ，３５ｄと磁電変換素子３５ｉ，３５ｊは、仮想線ＩＬ１に対して線対称である。
　磁電変換素子３５ｉ，３５ｊは、長方形Ｌの重心ＰＰに対して、それぞれ磁電変換素子３５ｄ，３５ｃとそれぞれ点対称に配設されている。
　その結果、磁電変換素子３５ｃ，３５ｉと磁電変換素子３５ｄ，３５ｊとは、仮想線ＩＬ２に対して線対称である。
　磁電変換素子１５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，１５ｅは、第２の仮想線ＩＬ２のＸ２方向から重心ＰＰを中心として時計回り及び反時計回りの方向にそれぞれ角度４５°以内の範囲に配設されている。
　また、磁電変換素子１５ｈ，３５ｉ，３５ｊ，１５ｋは、第２の仮想線ＩＬ２のＸ１方向から重心ＰＰを中心として時計回り及び反時計回りの方向にそれぞれ角度４５°以内の範囲に配設されている。
　磁電変換素子３５ｃ，３５ｄの感度軸の向きＳＪはＹ１方向であり、磁電変換素子３５ｉ，３５ｊの感度軸の向きＳＪはＹ２方向である。
　後段の演算回路では、磁電変換素子１５ａ，１５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈ，３５ｉ，３５ｊ，１５ｋ，１５ｌの出力を加算することで、被測定電流路ＣＢの磁界に応じた成分を累積して有効化し、隣接する電流路ＣＮの磁界に応じた成分をキャンセルする。
　なお、図６の例において、磁電変換素子１５ｇの感度軸の向きＳＪを磁電変換素子１５ａとは逆のＸ２方向とし、磁電変換素子１５lの感度軸の向きＳＪを磁電変換素子１５fとは逆のＸ１方向とし、磁電変換素子１５ｈ，３５ｉ，３５ｊ，１５ｋの感度軸の向きＳＪを磁電変換素子１５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，１５ｅと同じＹ１方向としてもよい。
　この場合は、後段の演算回路では、磁電変換素子１５ａ，１５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，１５ｅ，１５ｆの出力から、磁電変換素子１５ｇ，１５ｈ，３５ｉ，３５ｊ，１５ｋ，１５ｌの出力を減算することで、被測定電流路ＣＢの磁界に応じた成分を累積して有効化し、隣接する電流路ＣＮの磁界に応じた成分をキャンセルする。
　電流センサ３０１において、被測定電流路ＣＢの真横に近い磁電変換素子３５ｃ，３５ｄ，３５ｉ，３５ｊは、磁界の向きと感磁方向が最も近いため感度が高い。
　電流センサ３０１によれば、磁電変換素子３５ｃ，３５ｄ，３５ｉ，３５ｊを長方形Ｌの外側に配設することで、最も感度の高い磁電変換素子の感度を小さくして、広いダイナミックレンジで高精度に検出ができる。また、磁電変換素子の配置エリアの幅の広がりを小さくすることができる。
　また、電流センサ３０１によれば、磁電変換素子３５ｃ，３５ｄ，３５ｉ，３５ｊを長方形Ｌの外側の長辺Ｌ１，Ｌ２に近接させ配設することで小型化できる。
　また、電流センサ３０１によれば、第１実施形態の電流センサ１０１と同様の効果も得ることができる。
　＜第４実施形態＞
　図７は、本発明の第４実施形態に係る電流センサ４０１の配線基板１６の上面図である。
　図７において、図５と同じ符号を付した構成要素は第２実施形態で説明したものと同じである。
　図７に示すように、電流センサ４０１では、第２実施形態と同様に、磁電変換素子２５ａ，２５ｂ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ，２５ｇ，２５ｉ，２５ｊは、仮想の長方形Ｌｘ上に配設されている。
　また、　図７に示すように、電流センサ４０１は、第２実施形態の電流センサ２０１の磁電変換素子２５ｃ，２５ｈの代わりに、磁電変換素子４５ｃ，４５ｈを配設している。
　磁電変換素子４５ｃ，４５ｈは、第２実施形態とは異なり、長方形Ｌｘの外側に配設されている。
　磁電変換素子３５ｃ，３５ｄと磁電変換素子３５ｉ，３５ｊは、仮想線ＩＬ１に対して線対称である。
　磁電変換素子３５ｉ，３５ｊは、長方形Ｌの重心ＰＰに対して、それぞれ磁電変換素子３５ｄ，３５ｃとそれぞれ点対称に配設されている。
　その結果、磁電変換素子４５ｃと磁電変換素子４５ｈとは、仮想線ＩＬ２に対して線対称である。
　磁電変換素子２５ｂ，４５ｃ，２５ｄは、第２の仮想線ＩＬ２ｘのＸ２方向から重心ＰＰを中心として時計回り及び反時計回りの方向にそれぞれ角度４５°以内の範囲に配設されている。
　また、磁電変換素子２５ｇ，４５ｈ，２５ｉは、第２の仮想線ＩＬ２ｘのＸ１方向から重心ＰＰを中心として時計回り及び反時計回りの方向にそれぞれ角度４５°以内の範囲に配設されている。
　磁電変換素子４５ｃの感度軸の向きＳＪはＹ１方向であり、磁電変換素子４５ｈの感度軸の向きＳＪはＹ２方向である。
　後段の演算回路では、磁電変換素子２５ａ，２５ｂ，４５ｃ，２５ｄ，２５ｅ，２５ｆ，２５ｇ，４５ｈ，２５ｉ，２５ｊの出力を加算することで、被測定電流路ＣＢの磁界に応じた成分を累積して有効化し、隣接する電流路ＣＮの磁界に応じた成分をキャンセルする。
　なお、図７の例において、磁電変換素子２５ｆの感度軸の向きＳＪを磁電変換素子２５ａとは逆のＸ２方向とし、磁電変換素子２５ｊの感度軸の向きＳＪを磁電変換素子２５ｅとは逆のＸ１方向とし、磁電変換素子２５ｇ，４５ｈ，２５ｉの感度軸の向きＳＪを磁電変換素子２５ｂ，４５ｃ，２５ｄと同じＹ１方向としてもよい。
　この場合は、後段の演算回路では、磁電変換素子２５ａ，２５ｂ，４５ｃ，２５ｄ，２５ｅの出力から、磁電変換素子２５ｆ，２５ｇ，４５ｈ，２５ｉ，２５ｊの出力を減算することで、被測定電流路ＣＢの磁界に応じた成分を累積して有効化し、隣接する電流路ＣＮの磁界に応じた成分をキャンセルする。
　電流センサ４０１において、被測定電流路ＣＢの真横に近い磁電変換素子４５ｃ，４５ｈは、磁界の向きと感磁方向が最も近いため感度が高い。
　電流センサ４０１によれば、磁電変換素子４５ｃ，４５ｈを長方形Ｌの外側に配設することで、最も感度の高い磁電変換素子の感度を小さくして、広いダイナミックレンジで高精度に検出ができる。また、磁電変換素子の配置エリアの幅の広がりを小さくすることができる。
　また、電流センサ４０１によれば、磁電変換素子４５ｃ，４５ｈを長方形Ｌの外側の長辺Ｌ１ｘ，Ｌ２ｘに近接させ配設することで小型化できる。
　また、電流センサ４０１によれば、第１実施形態の電流センサ１０１と同様の効果も得ることができる。
　図８は、本実施形態の電流センサ４０１と、１０個の磁電変換素子を仮想の楕円上に配置した比較例（楕円）とについて、被測定電流路ＣＢと近隣電流路ＣＮとの距離（ｍｍ）と、検出値への近隣電流路ＣＮの影響度（％）とを比較するための図である。図８Ａは電流センサ４０１と上記比較例（楕円）との磁電変換素子の配置を示し、横軸がＸ方向の位置を示し、縦軸がＹ方向の位置を示している。また、図８Ｂは、横軸が被測定電流路ＣＢと近隣電流路ＣＮとの距離（ｍｍ）を示し、縦軸が検出値への近隣電流路ＣＮの影響度（％）とを示している。
　図８に示すように、電流センサ４０１によれば、上記比較例（楕円）に比べて、近隣電流路ＣＮの影響度（％）を小さくでき、高い測定精度を得ることができる。
　本発明は上述した実施形態には限定されない。
　すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。
　上述した実施形態において、磁電変換素子の数は、１０個以上であれば、特に限定されない。
　また、磁電変換素子間の距離についても特に限定されない。
　また、上述した実施形態では、同一特性の磁電変換素子を用いる場合を例示したが、後段の演算回路において被測定電流路ＣＢの磁界に応じた成分を累積して有効化し、隣接する電流路ＣＮの磁界に応じた成分をキャンセルすることが可能な範囲において、２個以上の特性の磁電変換素子を用いてもよい。
　また、上述した実施形態では、磁電変換素子としてＧＭＲ素子を好適に用いたが、磁気の方向を検知できる磁気検出素子であれば良く、ＭＲ（Magneto　Resistive）素子、ＡＭＲ（Anisotropic　Magneto　Resistive）素子、ＴＭＲ（Tunnel　Magneto　Resistive）素子、ホール素子等であっても良い。但し、ホール素子等の場合は、ＧＭＲ素子やＭＲ素子の感度軸と異なるので、使用するホール素子の感度軸に合わせて、実装に工夫が必要である。
　１０１，２０１，３０１，４０１…電流センサ、１１…筐体、１３…コネクタ、１５，１５ａ～１５ｌ，２５ａ～２５ｊ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｉ，３５ｊ，４５ｃ，４５ｈ…磁電変換素子、１６…配線基板、Ｌ…長方形、ＩＬ１，ＩＬ１ｘ…第１の仮想線、ＩＬ２，ＩＬ２ｘ…第１の仮想線、Ｌ１，Ｌ１ｘ,Ｌ２，Ｌ２ｘ…長辺、Ｌ３，Ｌ３ｘ…短辺、３１…ケース

Claims (7)

  1. 　配線基板と、
    　前記配線基板に設けられ、被測定電流路を流れる電流によって発生する磁気を検出する複数の磁電変換素子と
    　を備え、
    　前記配線基板には、仮想の長方形の重心に前記被測定電流路を位置させるための切欠が形成され、
    　前記複数の磁電変換素子は、前記長方形の長辺と平行で当該長方形の重心を通る第１の仮想線に対して線対称且つ前記重心に点対称となるように前記長方形の４個の頂点及び長辺上に設けられ、
    　前記長辺上の磁電変換素子は、前記第１の仮想線と直交し前記重心を通る第２の仮想線から、前記重心を中心として時計回り及び反時計回りの方向にそれぞれ角度４５°以内の範囲に配設され、
    　前記長辺上に配設された前記磁電変換素子の感度軸の向きは、前記長辺と平行であり、
    　前記頂点に配設された前記磁電変換素子の感度軸の向きは、短辺と平行であり、
    　前記重心を中心に点対称位置にある前記磁電変換素子同士の感度軸の向きは同一あるいは逆である
    　ことを特徴とする電流センサ。
  2. 　前記長辺上の磁電変換素子は、前記第２の仮想線に対して線対称に配設されている
    　請求項１に記載の電流センサ。
  3. 　前記長辺と前記第２の仮想線とが交わる２個の位置に磁電変換素子が配設されており、
    　前記長辺上の磁電変換素子のうち、前記長辺と前記第２の仮想線とが交わる位置に配設された磁電変換素子以外の磁電変換素子は、前記第２の仮想線に対して線対称に配設されている
    　請求項１に記載の電流センサ。
  4. 　前記４個の頂点に配設された４個の磁電変換素子と、
    　前記第２の仮想線上で前記長方形の外側に配置され、前記第１の仮想線に対して線対称な２個の磁電変換素子と、
    　前記長辺上の前記第２の仮想線と交わらない位置に配設された４個の磁電変換素子と
    　を有する請求項１に記載の電流センサ。
  5. 　前記４個の頂点に配設された４個の磁電変換素子と、
    　前記長辺上の４個の磁電変換素子と、
    　前記長辺上の４個の磁電変換素子よりも前記第２の仮想線に近く、前記長方形の外側に配置され、前記第１の仮想線に対して線対称な４個の磁電変換素子と
    　を有する請求項１に記載の電流センサ。
  6. 　前記複数の磁電変換素子は、同一特性である
    　請求項１～５のいずれかに記載の電流センサ。
  7. 　前記複数の磁電変換素子の感度軸が前記長方形に沿って一方向を向くように、前記複数の磁電変換素子が配設されている
    　請求項１～６のいずれかに記載の電流センサ。
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