電流センサ
【課題】測定精度及び検出感度が高く、しかも電流線に対して脱着可能な電流センサを提供すること。
【解決手段】本発明の電流センサ（１）は、切り欠き部（１１ｂ）を有する第１の支持体（１１）と、第１の支持体（１１）に配設された第１の磁気検知素子群（１２）と、切り欠き部（２１ｂ）を有する第２の支持体（２１）と、第２の支持体（２１）に配設された第２の磁気検知素子群（２２）と、を具備する。切り欠き部（１１ｂ）は、電流線（Ｘ）を支持する支持面（１１ｃ）を有する。この電流センサ（１）においては、被測定電流を通流する電流線（Ｘ）が取り付けられた際に、第１の支持体（１１）及び第２の支持体（２１）は、電流線（Ｘ）の周方向にずれて固定されると共に、電流線（Ｘ）が、支持面（１１ｃ，２１ｃ）によって当該電流線（Ｘ）の軸線方向における異なる位置で支持される。
【解決手段】本発明の電流センサ（１）は、切り欠き部（１１ｂ）を有する第１の支持体（１１）と、第１の支持体（１１）に配設された第１の磁気検知素子群（１２）と、切り欠き部（２１ｂ）を有する第２の支持体（２１）と、第２の支持体（２１）に配設された第２の磁気検知素子群（２２）と、を具備する。切り欠き部（１１ｂ）は、電流線（Ｘ）を支持する支持面（１１ｃ）を有する。この電流センサ（１）においては、被測定電流を通流する電流線（Ｘ）が取り付けられた際に、第１の支持体（１１）及び第２の支持体（２１）は、電流線（Ｘ）の周方向にずれて固定されると共に、電流線（Ｘ）が、支持面（１１ｃ，２１ｃ）によって当該電流線（Ｘ）の軸線方向における異なる位置で支持される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流線を通流する被測定電流を測定する電流センサに関し、例えば、磁気検知素子を備えた電流センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッドカー等におけるモータ駆動技術分野では、比較的大きな電流が取り扱われるため、大電流を非接触で測定可能な電流センサが求められている。このような電流センサとして、被測定電流によって生じる磁界の変化を複数の磁気センサによって検出する電流センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１記載の電流センサは、外縁部から中央部に向けて切り欠きが設けられた基板と、基板中央部を中心として基板上に円状に配設される複数の磁気センサと、を備える。特許文献１記載の電流センサにおいては、電流線を通流する被測定電流からの誘導磁界により各磁気センサから出力される出力信号の合計値により被測定電流を測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０７９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電流センサにおいて、被測定電流の測定精度を高めるためには、電流線と磁気センサとの間の位置精度を高い水準で制御する必要がある。特許文献１記載の電流センサにおいては、切り欠き部を介して円状に配設された複数の磁気センサの中央部に電流線を案内し、この電流線の周囲に配設された複数の磁気センサから出力される出力信号の合計値を用いることで、電流線と各磁気センサとの間の位置精度がずれた場合の磁気センサの出力信号の合計値の変化を低減している。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の電流センサにおいては、被測定電流の測定精度及び検出感度を高めるため多数の磁気センサを配設した場合には、基板上に電流線を案内する切り欠き部を設ける間隙が無くなるため、電流線を多数の磁気センサの中央部に案内できなくなる問題がある。また、基板に設けられた切り欠き部には磁気センサを配設できないため、磁気センサの数が増えるにつれて、電流線に対する複数の磁気センサの位置関係の対称性が低下し、測定精度が低下する問題がある。
【０００７】
本発明は、測定精度及び検出感度が高く、しかも電流線に対して脱着可能な電流センサ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】
【０００８】
本発明の電流センサは、被測定電流が通流する電流線を案内する第１の切り欠き部、及び前記第１の切り欠き部に設けられ前記第１の切り欠き部から案内された前記電流線を支持する第１の支持面を有する第１の支持体と、前記第１の支持体上に前記電流線の周方向に回転可能に固定され、前記電流線を案内する第２の切り欠き部、及び前記第２の切り欠き部に設けられ前記第２の切り欠き部から案内された前記電流線を支持する第２の支持面を有する第２の支持体と、前記第１の支持体に配設され前記被測定電流からの誘導磁界により出力信号を出力する複数の磁気検知素子を含む第１の磁気検知素子群と、前記第２の支持体に配設され前記誘導磁界により出力信号を出力する複数の磁気検知素子を含む第２の磁気検知素子群と、を具備し、前記第１及び前記第２の支持体は、前記第１及び前記第２の切り欠き部を互いに連通させて重畳した状態で前記電流線を前記第１及び第２の支持面に案内し、前記電流線が取り付けられた際に、前記第１及び前記第２の支持面が、前記電流線の軸線方向において前記電流線の互いに異なる位置を、互いに異なる方向から支持するように固定されることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、第１の支持体に第１の切り欠き部を設け、第２の支持体に第２の切り欠き部を設け、第１の支持体上に第２の支持体を電流線の周方向に回転可能に固定したことから、第１及び第２の支持体を電流線の周方向に回転させて第１及び第２の切り欠き部を互いに連通させることにより、第１の支持面及び第２の支持面に電流線を案内することができる。さらに、第１及び第２の支持面に案内された電流線の異なる位置を異なる方向から支持するように、第１の支持体及び第２の支持体を固定することにより、既存の電流線への装着が可能となる。また、第１の磁気検知素子群を配設した第１の支持体、及び第２の磁気検知素子群を配設した第２の支持体を電流線に固定するので、電流線と第１及び第２の磁気検知素子との間の位置精度がずれた場合の磁気検知素子の出力信号の合計値の変化を低減することができる。したがって、測定精度及び検出感度が高く、しかも電流線に対して脱着可能な電流センサを実現することができる。
【００１０】
本発明の電流センサにおいては、前記第１の磁気検知素子群に属する複数の前記磁気検知素子と、前記第２の磁気検知素子群に属する複数の前記磁気検知素子とは、前記電流線の周方向に沿って、等間隔に配設されることが好ましい。この構成により、電流線がいずれの方向に位置ずれした場合においても測定精度の悪化を防止できる。
【００１１】
本発明の電流センサにおいては、前記第１の支持体は、当該第１の支持体の外周縁部に設けられた凸部及び凹部を有し、前記第２の支持体は、当該第２の支持体の外周縁部に設けられた凸部及び凹部を有し、前記第１の磁気検知素子群に属する各磁気検知素子は、前記第１の支持体の前記凸部の外側面上に配設され、前記第２の磁気検知素子群に属する各磁気検知素子は、前記第２の支持体の前記凸部の外側面上に配設され、前記電流線が取り付けられた際に、前記第１及び第２の支持体は、前記第１及び第２の支持体の前記凸部及び前記凹部で互いに係合して固定され、前記第１及び前記第２の磁気検知素子群が互いに同一円周上に配設されることが好ましい。この構成により、電流線が傾いた場合においても、電流線のずれる方向及び距離は、第１の磁気検知素子群に対しても、第２の磁気検知素子群に対しても同一となるので、電流センサの測定精度の悪化を防止できる。
【００１２】
本発明の電流センサにおいては、前記第１の支持体は、当該第１の支持体の外周縁部に設けられた凸部及び凹部と前記電流線の周方向に沿って設けられた第１の内壁部とを有し、前記第２の支持体は、当該第２の支持体の外周縁部に設けられた凸部及び凹部と前記電流線の周方向に沿って設けられた第２の内壁部とを有し、前記第１の内壁部の半径は、前記第２の内壁部の半径よりも大きく、前記第１の磁気検知素子群に属する各磁気検知素子は、前記第１の内壁部の内側に配設され、前記第２の磁気検知素子群に属する各磁気検知素子は、前記第２の内壁部の外側に配設され、前記電流線が取り付けられた際に、前記第１及び第２の支持体は、前記第１及び第２の支持体の前記凸部及び前記凹部で互いに係合して固定され、前記第１及び前記第２の磁気検知素子群が同一円周上に配設されることが好ましい。この構成により、電流線が傾いた場合においても、電流線のずれる方向及び距離は、第１の磁気検知素子群に対しても、第２の磁気検知素子群に対しても同一となるので、電流センサの測定精度の悪化を防止できる。
【００１３】
本発明の電流センサにおいては、前記第１の磁気検知素子群に属する複数の前記磁気検知素子と、前記第２の磁気検知素子群に属する複数の前記磁気検知素子とは、前記電流線の周方向に沿って、等間隔に配設されることが好ましい。この構成により、電流線がいずれの方向に位置ずれした場合においても測定精度の悪化を防止できる。
【００１４】
本発明の電流センサにおいては、前記第１の磁気検知素子群は、前記電流線と互いに等距離に対向配設された４つの磁気検知素子を含み、前記第２の磁気検知素子群は、前記電流線と互いに等距離に対向配設された４つの磁気検知素子を含むことが好ましい。この構成により、磁気検知素子の数が合計８個となるので、電流線がずれた場合の測定誤差を小さくでき、測定精度を十分に高くできる一方、磁気検知素子の数が増えることに伴う製造コストの上昇や、電流センサの大型化を十分に抑制できる。
【００１５】
本発明の電流センサにおいては、前記第１及び第２の支持面は、前記電流線の外周面に沿った周面をなしており、前記電流線が取り付けられた際に、前記第１及び前記第２の支持体は、前記第１及び前記第２の切り欠き部が前記電流線の周方向において、少なくとも９０度ずれるように固定されることが好ましい。この構成により、電流線の外周面に沿った周面をなす第１及び第２の支持面が、電流線を少なくとも９０度ずれた方向から支持するので、第１又は第２の指示面で囲われる範囲は、支持面が形成する円弧と半径の等しい円が外接する正方形よりも狭くなる。これにより、電流線を精度よく固定でき、電流センサの測定精度をさらに向上できる。
【００１６】
本発明の電流センサにおいては、被測定電流が通流する電流線を案内する第３の切り欠き部と、前記第３の切り欠き部に設けられ前記第３の切り欠き部から案内された前記電流線を支持する第３の支持面を有する第３の支持体と、前記第３の支持体に配設され前記誘導磁界により出力信号を出力する複数の磁気検知素子を含む第３の磁気検知素子群と、を具備し、前記第１、前記第２、及び前記第３の支持体は、前記第１、前記第２、及び前記第３の切り欠き部を互いに連通させて重畳した状態で前記電流線を前記第１、前記第２、及び前記第３の支持面に案内し、前記電流線が取り付けられた際に、前記第１、前記第２、及び前記第３の支持面が、前記電流線の軸線方向において、前記電流線の互いに異なる位置を互いに異なる方向から支持するように固定されることが好ましい。この構成により、第１及び第２の磁気検知素子群に属する各磁気検知素子に加えて第３の磁気検知素子群に属する各磁気検知素子からも出力信号が得られるので、電流センサの検出感度及測定精度を向上することができる。
【００１７】
本発明の電流センサにおいては、前記第３の磁気検知素子群に属する複数の前記磁気検知素子は、前記電流線の周方向に沿って、等間隔に配設されたことが好ましい。この構成により、電流線がいずれの方向に位置ずれした場合においても測定精度の悪化を防止できる。
【００１８】
本発明の電流センサにおいては、前記第３の磁気検知素子群は、前記電流線を挟んで前記電流線と互いに等距離に対向配設された４つの磁気検知素子を含むことが好ましい。この構成により、電流線がずれた場合の測定誤差を小さくでき、高い測定精度が得られる。
【００１９】
本発明の電流センサにおいては、前記第１、第２、及び第３の支持面が、前記電流線の外周面に沿った周面をなしており、前記電流線が取り付けられた際に、前記第１、第２、及び第３の支持体は、第１、第２、及び前記第３の切り欠き部が前記電流線の周方向において、少なくとも９０度ずれて固定されることが好ましい。この構成により、電流線の外周面に沿った周面をなす第１、第２、及び第３の支持面により形成される連通孔が円形となるので、電流線を精度よく固定でき、電流センサの測定精度をさらに向上できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、測定精度及び検出感度が高く、しかも電流線に対して脱着可能な電流センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施の形態に係る電流センサの外観斜視図である。
【図２】上記実施の形態に係る電流センサの分解斜視図である。
【図３】上記実施の形態に係る電流センサの第１の支持体の上面側及び第２の支持体の下面側を示す外観斜視図である。
【図４】上記実施の形態に係る電流センサの第１の支持体及び第２の支持体の平面図である。
【図５】上記実施の形態に係る電流センサへの電流線の取り付けの一例の説明図である。
【図６】上記実施の形態に係る電流センサの外観斜視図である。
【図７】上記実施の形態に係る電流センサの第３の支持体の外観斜視図である。
【図８】上記実施の形態に係る電流センサの平面模式図である。
【図９】第２の実施の形態に係る電流センサの外観斜視図である。
【図１０】上記実施の形態に係る電流センサの分解斜視図である。
【図１１】上記実施の形態に係る電流センサの第１の支持体の平面図である。
【図１２】上記実施の形態に係る電流センサの電流線への取り付けの一例の説明図である。
【図１３】上記実施の形態に係る電流センサの外観斜視図である。
【図１４】上記実施の形態に係る電流センサの分解斜視図である。
【図１５】上記実施の形態に係る電流センサの第１の支持体及び第２の支持体の外観斜視図である。
【図１６】上記実施の形態に係る電流センサの第１及び第２の支持体の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
近年、電流センサは、その用途が拡大しており、既存の電流線に対して脱着可能な電流センサが望まれている。電流線を通流する被測定電流を非接触で測定する電流センサにおいては、被測定電流を通流する電流線の周囲に複数の磁気検知素子を配設し、各磁気検知素子からの出力信号の周回積分を求めることで、被測定電流の測定が可能となる。
【００２３】
一方で、電流線を通流する電流を非接触で測定する電流センサにおいては、電流線と磁気検知素子と間の相対的な位置関係が僅かでもずれると、大きな測定誤差が生じてしまう。これは、磁気検知素子が受ける誘導磁界の強さが、誘導磁界の源である被測定電流からの距離をパラメータとして決定されるためである。このため、既存の電流線に対して脱着可能な電流センサにおいて、測定精度を向上するためには、電流線を取り付けた際の電流線と各磁気検知素子との間の相対的な位置関係及び位置精度を高い水準で制御する必要がある。
【００２４】
本発明者は、切り欠き部を有する支持体上に複数の磁気検知素子群を配設する構成に着目した。このような支持体においては、切り欠き部内に電流線を案内し、この電流線を通流する被測定電流からの誘導磁界を複数の磁気検知素子群で検出することで、電流線と各磁気検知素子との間の距離が僅かにずれた場合においても出力信号の合計値の変化を低減でき、測定精度の低下を抑制することができる。また、各磁気検知素子を支持体上に配設されることから、電流線が切り欠き部で僅かにずれた場合においても、電流線と各磁気検知素子との間の相対的な位置関係は維持されるので、電流センサの測定精度の低下を抑制することが可能となる。
【００２５】
本発明者は、切り欠き部を有し複数の磁気検知素子が配設された一対の支持体を用い、一方の支持体上に配設された磁気検知素子群と、他方の支持体上に配設された磁気検知素子群と、を電流線の周方向において、互いにずらして固定することにより、電流線の異なる位置を異なる方向から支持でき、既存の電流線に対して脱着可能な電流センサを実現できることを見出した。また、本発明者らは、一方の支持体上に配設された磁気検知素子群と、他方の支持体上に配設された磁気検知素子群と、を電流線の周方向において互いにずらして固定することにより、複数の磁気素子を配設した場合においても、電流線に対して各磁気検知素子群に属する磁気検知素子の相対的な位置関係を保持できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００２６】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２７】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る電流センサの外観斜視図である。図２は、本実施の形態に係る電流センサの分解斜視図である。なお、説明の便宜上、前後上下左右の各方向については、図１に示す方向に従うものとする。
【００２８】
図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る電流センサ１は、第１の支持体１１と、この第１の支持体１１上に左右方向（電流線Ｘの周方向：図５参照）に回転可能に固定される第２の支持体２１と、第１の支持体１１上に配設され被測定電流からの誘導磁界により出力信号を出力する複数の磁気検知素子を含む第１の磁気検知素子群１２と、第２の支持体２１上に配設され被測定電流からの誘導磁界により出力信号を出力する複数の磁気検知素子を含む第２の磁気検知素子群２２と、を備える。第１の磁気検知素子群１２及び第２の磁気検知素子群２２に属する各磁気検知素子は、電流線Ｘの周方向に沿って配設される。第１の磁気検知素子群１２は、第１の支持体１１の下面側に配設され、第２の磁気検知素子群２２は、第２の支持体２１の上面側に配設される。
【００２９】
第１の支持体１１は、概して平板形状を有する支持体基部１１ａと、支持体基部１１ａの外周縁部から中央部に向けて設けられた切り欠き部１１ｂと、を有する。切り欠き部１１ｂは、被測定電流を通流する電流線Ｘの幅より僅かに大きい幅寸法を有しており、支持体基部１１ａの外周縁部から中央部に向けて電流線Ｘを案内するように設けられている。
また、支持体基部１１ａの下面側には、基板収容空間（図示せず）が形成されている。この基板収容空間の形状（図２の紙面上方から見た形状）は、支持体基部１１ａの形状（図２の紙面上方から見た形状）と相似形状である。
【００３０】
切り欠き部１１ｂには、支持体基部１１ａの側壁から連なり、切り欠き部１１ｂ内に案内された電流線Ｘを支持する支持面１１ｃが設けられている。本実施の形態においては、支持面１１ｃは、断面略円形形状の電流線Ｘの外周面に沿った形状になるように、平面視略半円形形状の周面として形成されている。なお、詳細は後述するが、電流センサ１に電流線Ｘが取り付けられた際には、この支持面１１ｃに電流線Ｘの外周面の一部が支持されて径方向に位置決めされる。また、支持体基部１１ａには、その上面から下方に窪んだ環状の凹部１１ｄが設けられている。この凹部１１ｄは、後述する支持体基部２１ａの凸部２１ｄが凹部１１ｄにおいて移動可能に挿入できる大きさに形成されている。
【００３１】
支持体基部１１ａの下面側には、絶縁基板１３を介して第１の磁気検知素子群１２が配設される。絶縁基板１３は、支持体基部１１ａの下面側に設けられ下方側に開口した基板収容空間の形状よりも若干小さい相似形状を有しており、基板収容空間に内装されるようになっている。第１の磁気検知素子群１２は、電流線Ｘを通流する被測定電流からの誘導磁界により出力信号を出力する４つの磁気検知素子１２ａ〜１２ｄを含む。第１の磁気検知素子群１２に属する４つの磁気検知素子１２ａ〜１２ｄは、電流線Ｘの周方向に沿って略等間隔（略等距離）に配設される（図４参照）。各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄは、配線パターン（不図示）を介して電気的に接続されている。なお、各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄは、測定制度が大幅に悪化しない程度の取り付け誤差があってもよい。
【００３２】
第２の支持体２１は、概して平板形状を有する支持体基部２１ａと、支持体基部２１ａの外周縁部から中央部に向けて設けられた切り欠き部２１ｂと、を有する。切り欠き部２１ｂは、電流線Ｘの直径より僅かに大きい幅寸法を有しており、支持体基部２１ａの外周縁部から中央部に向けて電流線Ｘを案内するように設けられている。また、支持体基部２１ａの上面側には、基板収容空間が形成されている。この基板収容空間の形状（図２の紙面上方から見た形状）は、支持体基部２１ａの形状（図２の紙面上方から見た形状）と相似形状である。
【００３３】
切り欠き部２１ｂには、支持体基部２１ａの側壁から連なり、支持体基部１１ａの外周縁から切り欠き部２１ｂ内に案内された電流線Ｘを支持する支持面２１ｃが設けられている。本実施の形態においては、支持面２１ｃは、断面略円形状の電流線Ｘの外周面に沿った相補形状になるように、平面視略半円形状の周面として設けられる。なお、詳細は後述するが、電流センサ１に電流線Ｘが取り付けられた際には、この支持面２１ｃに電流線Ｘの外周面の一部が支持されて位置決めされる。また、支持体基部２１ａには、その下面から下方に突出した凸部２１ｄが設けられている。この凸部２１ｄは、上述した支持体基部１１ａの凹部１１ｄに挿入できる大きさに形成されている。
【００３４】
支持体基部２１ａの上面側には、絶縁基板２３を介して第２の磁気検知素子群２２が配設される。絶縁基板２３は、支持体基部２１ａの上面側に設けられた基板収容空間の形状よりも若干小さい相似形状を有しており、基板収容空間に内装されるようになっている。第２の磁気検知素子群２２は、電流線Ｘを通流する被測定電流からの誘導磁界により出力信号を出力する４つの磁気検知素子２２ａ〜２２ｄを含む。第２の磁気検知素子群２２に属する４つの磁気検知素子２２ａ〜２２ｄは、電流線Ｘの周方向に沿って略等間隔（略等距離）に配設される。磁気検知素子２２ａ〜２２ｄは、配線パターン（不図示）を介して電気的に接続されている。なお、各磁気検知素子２２ａ〜２２ｄは、測定制度が大幅に悪化しない程度の取り付け誤差があってもよい。
【００３５】
本実施の形態に係る電流センサ１においては、第１及び第２の支持体１１，２１は、電流線Ｘの軸線方向を回転軸として互いに回転して第１及び第２の切り欠き部１１ｂ，２１ｂを互いに連通させて重畳した状態で固定される。このとき、第１の支持体基部１１ａの凹部１１ｄに第２の支持体２１の凸部２１ｄが嵌合した状態となる。この状態で電流線Ｘを第１及び第２の支持面１１ｃ，２１ｃに案内する。そして、電流線Ｘが第１及び第２の支持面１１ｃ，２１ｃに当接した状態で、第１及び第２の支持体１１，２１は、電流線Ｘの軸線方向を回転軸として互い回転する。このとき、第２の支持体２１の凸部２１ｄは、支持体基部１１ａの凹部１１ｄ内に嵌合した状態で回転方向に移動する。そして、電流線Ｘの軸線方向において、第１、及び第２の支持面１１ｃ，２１ｃが電流線Ｘの互いに異なる位置を異なる方向から支持するように固定されて電流線Ｘに取り付けられる。
【００３６】
図３Ａは、第１の支持体１１の上面側を示す外観斜視図であり、図３Ｂは、第２の支持体２１の下面側を示す外観斜視図である。図３Ａに示すように、支持体基部１１ａの上面側には、電流線Ｘの周方向に沿って支持体基部１１ａの上面から下方に窪んだ環状の凹部１１ｄが設けられている。この凹部１１ｄは、後述する第２の支持体２１の凸部２１ｄと嵌合するように設けられている。また、凹部１１ｄには、後述する第２の支持体２１の凸部２１ｄの接続点２１ｅと当接する接続点１１ｅが設けられている。
【００３７】
図３Ｂに示すように、支持体基部２１ａの下面側には、電流線Ｘの周方向に沿って支持体基部２１ａの下面から下方に突出する凹部１１ｄと相補形状を有する環状の凸部２１ｄが設けられている。この凸部２１ｄは、第１の支持体１１の凹部１１ｄと嵌合するように設けられている。また、凸部２１ｄには、第１の支持体１１の凹部１１ｄに設けられた接続点１１ｅと当接する接続点２１ｅが設けられている。第２の接続点２１ｅは、第１及び第２の支持体１１，２１に電流線Ｘが取り付けられた際に、第１の接続点１１ｅと当接して第１の磁気検知素子群１２と第２の磁気検知素子群２２との間を電気的に接続するように設けられる。
【００３８】
次に、図４を参照して第１及び第２の磁気検知素子群の配置について詳細に説明する。図４は、第１の支持体及び第２の支持体の平面図である。
【００３９】
図４Ａに示すように、第１の磁気検知素子群１２に属する４つの磁気検知素子１２ａ〜１２ｄは、電流線Ｘの周方向に沿って、隣接する各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄとの間隔が互いに略等間隔（略等距離）となるよう配設される。本実施の形態においては、一対の磁気検知素子１２ａ，１２ｃが電流線Ｘの軸Ａを挟んで対向するように配設され、この一対の磁気検知素子１２ａ，１２ｃと直交するように他の一対の磁気検知素子１２ｂ，１２ｄが電流線Ｘの軸Ａを挟んで対向するように配設される。各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄは、電流線Ｘの軸Ａと各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄとの間の距離Ｌ１〜Ｌ４が互いに略等距離となるように配設される。このように配設することで、各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄは、電流線Ｘの周方向に沿って、互いに略９０度の間隔で第１の支持体１１上に配設される。なお、一対の磁気検知素子１２ａ，１２ｃ及び他の一対の磁気検知素子１２ｂ，１２ｄは、必ずしも電流線Ｘを挟んで対向するように配設する必要はない。
【００４０】
図４Ｂに示すように、第２の磁気検知素子群２２に属する４つの磁気検知素子２２ａ〜２２ｄは、電流線Ｘの周方向に沿って、隣接する各磁気検知素子２２ａ〜２２ｄとの間隔が互いに略等間隔（略等距離）となるよう配設される。本実施の形態においては、一対の磁気検知素子２２ａ，２２ｃが電流線Ｘの軸Ａを挟んで対向配設され、この一対の磁気検知素子２２ａ，２２ｂと直交するように他の一対の磁気検知素子２２ｂ、２２ｄが電流線Ｘの軸Ａを挟んで対向配設される。各磁気検知素子２２ａ〜２２ｄは、電流線Ｘの軸Ａと各磁気検知素子２２ａ〜２２ｄとの間の距離Ｌ１〜Ｌ４が互いに略等距離となるように配設される。このように配設することで、各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄは、電流線Ｘの周方向に沿って、互いに略９０度の間隔で第１の支持体１１上に配設される。
【００４１】
本実施に係る電流センサ１においては、第１及び第２の支持体１１、２１に電流線Ｘが取り付けられた際に、電流線Ｘの周方向において、第１の磁気検知素子群１２に属する磁気検知素子１２ａ〜１２ｄと、第２の磁気検知素子群２２に属する磁気検知素子２２ａ〜２２ｄとが互いに略４５度ずれるように第１及び第２の支持体１１、２１を固定することが望ましい。これにより、電流線Ｘに対する第１の磁気検知素子群１２に属する各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄの相対的な位置関係と、電流線Ｘに対する第２の磁気検知素子群２２に属する各磁気検知素子２２ａ〜２２ｄの相対的な位置関係とがそれぞれ略等しくなるので、測定精度が高い電流センサを実現できる。
【００４２】
また、本実施の形態に係る電流センサ１においては、電流線Ｘが取り付けられた際に、電流線Ｘの周方向において第１及び第２の支持体１１、２１の切り欠き部１１ｂ，２１ｂが互いに少なくも９０度ずれるように第１及び第２の支持体１１、２１を固定することが望ましい。これにより、電流線Ｘの外周面に沿った周面をなす第１及び第２の支持体１１、２１の支持面１１ｃ，２１ｃによって、第１及び第２の支持体１１，２１の切り欠き部１１ｂ，２１ｂによって形成される連通孔Ｓ１の形状が平面視にて略円形形状となる（図４Ａ、図４Ｂ参照）。この結果、第１及び第２の支持体１１，２１に電流線Ｘが取り付けられた際に、電流線Ｘは、外周面に沿って第１及び第２の支持体１１，２１の支持面１１ｃ，２１ｃによって少なくとも９０度異なる方向から支持されるので、第１及び第２の支持体１１、２１に電流線Ｘが取り付けられた際の電流線Ｘと、各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄ及び２２ａ〜２２ｄとの間の位置精度が向上する。したがって、電流センサ１の測定精度をさらに向上できる。
【００４３】
次に、図５を参照して、本実施の形態に係る電流センサ１の電流線Ｘへの取り付けの一例について説明する。図５は、本実施の形態に係る電流センサ１への電流線Ｘの取り付けの一例の説明図である。ここでは、既設の電流線Ｘに対して電流センサ１を取り付ける場合を例に挙げて説明する。
【００４４】
まず、直線状に延在する電流線Ｘに対して、第１の支持体１１の切り欠き部１１ｂと、第２の支持体２１の切り欠き部２１ｂとを連通させて重畳した状態で、第１の支持体１１の切り欠き部１１ｂ及び第２の切り欠き部２１ｂ内に電流線Ｘを案内する（図５の矢印参照）。そして、電流線Ｘの外周面が、第１の支持体１１の支持面１１ｃ及び第２の支持体２１の支持面２１ｃと当接した状態で、第１の支持体１１と第２の支持体２１とを互いに逆回転させる（第１の支持体１１を固定した状態で、第２の支持体を図５の矢印の方向に回転させる）。これにより、電流線Ｘは、電流線Ｘの軸線方向において、第１及び第２の支持体１１，２１の支持面１１ｃ，２１ｃにより、電流線Ｘの互いに異なる支持位置を互いに異なる支持方向から支持されるので、第１及び第２の支持体１１，２１に電流線Ｘを取り付けることが可能となる。また、第１及び第２の支持体１１，２１の接続点１１ｅ，２１ｅが、互いに当接して第１及び第２の磁気検知素子群１２，２２が電気的に接続される。以上の動作により電流センサ１に電流線Ｘを装着できる。
【００４５】
なお、本実施の形態係る電流センサ１においては、第１の磁気検知素子群１２が、電流線Ｘと互いに等距離に対向配設された４つの磁気検知素子１２ａ〜１２ｄを含み、第２の磁気検知素子群２２が、電流線Ｘと互いに等距離に対向配設された４つの磁気検知素子２２ａ〜２２ｄを含むことが好ましい。電流センサ１においては、第１の支持体１１に配設される第１の磁気検知素子群１１に属する磁気検知素子及び第２の支持体２１に配設される第２の磁気検知素子群２１に属する磁気検知素子の数が多いほど、電流線Ｘがずれた場合の測定誤差を小さくできる。一方で、磁気検知素子の数が多すぎると製造コストが高くなり、電流センサ１の小型化も困難となる。電流センサ１に求められる測定精度にもよるが、４つの磁気検知素子が２組で合計８個だと、測定精度を十分に高くできる一方、製造コストの上昇や、電流センサ１の大型化を十分に抑えられる。
【００４６】
ここで、第１及び第２の磁気検知素子群１２、２２の構成の一例を説明する。各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄ、２２ａ〜２２ｄは、例えば、感度軸を互いに逆向きとしてもよい。ここで、感度軸が互いに逆向きとは、第１の支持体１１の上面側に配設される磁気検知素子１２ａ〜１２ｄの感度軸と、第２の支持体２１の下面側に配設される磁気検知素子２２ａ〜２２ｄの感度軸とが、それぞれ電流線Ｘを通流する被測定電流からの誘導磁界の印加方向となることを意味する。磁気検知素子としては、磁気抵抗効果素子やホール素子を用いることができる。なお、本発明において、ホール素子の場合、感度軸とは、感磁面と直交する方向と定義する。
【００４７】
例えば、第１の磁気検知素子群１２において、磁気検知素子１２ａ〜１２ｄの一端側の磁気検知素子には、電源電位Ｖｄｄを与える電位源が接続され、磁気検知素子２２ａ〜２２ｄの他端側の磁気検知素子には、接地電位ＧＮＤを与える電位源が接続されている。第２の磁気検知素子群２２において、磁気検知素子２２ａ〜２２ｄの２つの磁気検知素子は電気的に接続されてセンサ出力Ｏｕｔが取り出される。
【００４８】
以上説明したように、上記実施の形態に係る電流センサ１においては、被測定電流を通流する電流線Ｘが、第１及び第２の支持体１１，２１の切り欠き部１１ｂ，２１ｂを介して支持面１１ｃ，２１ｃに案内され、当該支持面１１ｃ，２１ｃが、電流線Ｘの軸線方向において、電流線Ｘの互いに異なる位置を互いに異なる方向から支持するので、既存の電流線への電流センサの脱着が可能となる。また、第１の磁気検知素子群１２が第１の支持体１１に配設され、第２の磁気検知素子群２２が第２の支持体２１に配設されるので、第１及び第２の磁気検知素子群１２、２２と電流線Ｘとの間の位置精度を高い水準で制御できる。さらに、第１及び第２の支持体１１，２１に切り欠き部１１ｂ，２１ｂを設けたことから、複数の磁気検知素子を含む第１及び第２の磁気検知素子群１２，２２を配設した場合においても、電流線Ｘに対する脱着が可能となる。これらの結果、検出感度及び測定精度が高い電流センサを実現することが可能となる。また、電流線の周囲に磁気コアを配置しないことから、電流センサ１の小型化を実現することも可能となる。
【００４９】
なお、上記実施の形態においては、支持面１１ｃ，２１ｃの形状を平面視略半円形状とする例について説明したが、支持面１１ｃの形状は、切り欠き部１１ｂ内に案内された電流線Ｘの外周面を支持できる形状であれば、これに限定されず適宜変更可能である。
【００５０】
また、上記実施の形態においては、２つの第１及び第２の支持体１１，２１を備えた電流センサの構成について説明したが、３つ以上の支持体を用いて電流センサを構成してもよい。図６は、３つの支持体を備えた電流センサ１００の外観斜視図である。なお、図６においては、電流センサ１と同一の構成要素には同一の符号を付している。
【００５１】
図６に示すように、電流センサ１００は、第１の支持体１１と第２の支持体２１との間に回転可能に固定される第３の支持体１０１と、第３の支持体１０１に配設され被測定電流からの誘導磁界により出力信号を出力する複数の１つの磁気検知素子を含む第３の磁気検知素子群１０２を備える（図８参照）。第３の支持体１０１は、上面及び下面が被覆されており、内部に基板収容空間（図示せず）が形成されている。この基板収容空間の形状（図６の紙面上方から見た形状）は、第３の支持体１０１の形状と相似形状である。この第３の支持体１０１の基板収容空間には、絶縁基板（不図示）を介して第３の磁気検知素子分１０２が配設される。絶縁基板（不図示）は、基板収容空間の形状よりも若干小さい相似形状を有しており、基板収容空間に内装されるようになっている。第３の磁気検知素子群１０２に属する各磁気検知素子は、電流線Ｘの周方向に沿って配設される。また、第３の支持体１０１には、その上面から下方に窪んだ環状の凹部１０１ｄが設けられている。この凹部１０１ｄは、上述した支持体基部２１ａの凸部２１ｄ（図６において不図示：図２参照）が凹部１０１ｄにおいて移動可能に挿入できる大きさに形成されている。また、第３の支持体１０１には、その下面から下方に突出した凹部１０１ｄと相補形状の環状の凸部１０１ｅ（図６において不図示：図７参照）が設けられている。この凸部１０１ｅは、上述した支持体基部１１ａの凹部１１ｄに挿入できる大きさに形成されている。
【００５２】
図７は、第３の支持体１０１の外観斜視図であり、図７Ａにおいては、第３の支持体１０１の下面側を示し、図７Ｂにおいては、第３の支持体１０１の上面側を示している。
【００５３】
図７Ａ及び図７Ｂに示すように、第３の支持体１０１は、概して平板形状を有する支持体基部１０１ａと、支持体基部１０１ａの外周縁部から中央部に向けて設けられた切り欠き部１０１ｂと、を有する。第３の切り欠き部１０１ｂは、被測定電流を通流する電流線Ｘの直径より僅かに大きい幅寸法を有しており、支持体基部１０１ａの外周縁部から中央部に向けて電流線Ｘを案内するように設けられている。
【００５４】
切り欠き部１０１ｂには、支持体基部１０１ａの外周縁部の側壁から連なり、切り欠き部１０１ｂ内に案内された電流線Ｘを支持する第３の支持面１０１ｃが設けられている。本実施の形態においては、支持面１０１ｃは、断面略円形形状の電流線Ｘの外周面に沿った相補形状となるように、平面視略半円形形状の周面として設けられる。なお、詳細は後述するが、電流センサ２に電流線Ｘが取り付けられた際には、この第３の支持面１０１ｃに電流線Ｘの外周面の一部が支持されて径方向に位置決めされる。
【００５５】
第３の支持体１０１には、絶縁基板（不図示）を介して、第３の磁気検知素子群１０２が配設される（図８参照）。第３の磁気検知素子群１０２は、被測定電流からの出力信号により出力信号を出力する４つの磁気検知素子１０２ａ〜１０２ｄを含む。第３の磁気検知素子群に属する４つの磁気検知素子１０２ａ〜１０２ｄは、電流線Ｘの周方向に沿って略等間隔（略等距離）で配設される（図８参照）。各磁気検知素子１０２ａ〜１０２ｄは、配線パターン（不図示）で電気的に接続される。なお、各磁気検知素子１０２ａ〜１０２ｄは、測定制度が大幅に悪化しない程度の取り付け誤差があってもよい。
【００５６】
支持体基部１０１ａの上面側には、電流線Ｘの周方向に沿って支持体基部１０１ａの上面から下方に窪んだ凹部１０１ｄが設けられている。この凹部１０１ｄは、第２の支持体２１の凸部２１ｄと嵌合するように設けられている。また、凹部１０１ｄには、第１、第２、及び第３の支持体１１，２１，１０１に電流線Ｘが取り付けられた際に、第２の支持体２１の凸部２１ｄの接続点２１ｅと当接して第３の磁気検知素子群１０２と第２の磁気検知素子群２２とを電気的に接続する接続点１０１ｇが設けられている。
【００５７】
支持体基部１０１ａの下面側には、電流線Ｘの周方向に沿って支持体基部１０１ａの仮面から下方に突出する凸部１０１ｅが設けられている。この凸部１０１ｅは、第１の支持体１１の凹部１１ｄと嵌合するように設けられている。また、凸部１０１ｅには、第１、第２、及び第３の支持体１１，２１，１０１に電流線Ｘが取り付けられた際に、第１の支持体１１の凹部１１ｄの接続点１１ｅと当接して第３の磁気検知素子群１０２と第１の磁気検知素子群１２とを電気的に接続する接続点１０１ｆが設けられている。
【００５８】
本実施の形態に係る電流センサ１００においては、第１、第２及び第３の支持体１１，２１，１０１は、電流線Ｘの軸線方向を回転軸として互いに回転して第１、第２及び第３の切り欠き部１１ｂ，２１ｂ，１０１ｂを互いに連通させて重畳した状態で固定される。このとき、第１の支持体基部１１ａの凹部１１ｄに第３の支持体１０１の凸部１０１ｅが嵌合した状態となると共に、第３の支持体１０１の凹部１０１ｄに第２の支持体２１の凸部２１ｄが嵌合した状態となる。この状態で、電流線Ｘを第１、第２及び第３の支持面１１ｃ，２１ｃ，１０１ｃに案内する。そして、電流線Ｘが第１、第２及び第３の支持面１１ｃ，２１ｃ，１０１ｃに当接した状態で、第１、第２及び第３の支持体１１，２１，１０１は、電流線Ｘの軸線方向を回転軸として互い回転する。このとき、第２の支持体２１の凸部２１ｄが第３の支持体１０１の凹部１０１ｅに嵌合すると共に、第３の支持体１０１の凸部１０１ｄが支持体基部１１ａの凹部１１ｅ内に嵌合した状態で回転方向に移動する。そして、電流線Ｘの軸線方向において、第１、第２、及び第３の支持面１１ｃ，２１ｃ，１０１ｃが電流線Ｘの互いに異なる位置を異なる方向から支持するように固定されて電流線Ｘに取り付けられる。
【００５９】
次に、図８を参照して第１、第２、及び第３の磁気検知素子群１２，２２，１０２の配置について詳細に説明する。図８は、電流センサ１００の平面模式図である。
【００６０】
図８に示すように、第３の磁気検知素子群１０２に属する４つの磁気検知素子１０２ａ〜１０２ｄは、電流線Ｘの周方向に沿って、隣接する各磁気検知素子１０２ａ〜１０２ｄとの間隔が互いに略等間隔となるよう配設される。本実施の形態においては、一対の磁気検知素子１０２ａ、１０２ｃが電流線Ｘの軸Ａを挟んで対向するように配設され、この一対の磁気検知素子１０２ａ、１０２ｂと直交するように他の一対の磁気検知素子１０２ｂ、１０２ｄが電流線Ｘの軸を挟んで対向するように配設される。各磁気検知素子１０２ａ〜１０２ｄは、電流線Ｘの軸Ａと各磁気検知素子１０２ａ〜１０２ｄとの間の距離Ｌ１〜Ｌ４が互いに略等距離となるように配設される。このように配設することで、各磁気検知素子１０２ａ〜１０２ｄは、電流線Ｘの周方向において、互いに略９０度の間隔で第３の支持体１０１上に配設される。
【００６１】
本実施の形態に係る電流センサ１００においては、直線状に延在する電流線Ｘに対して、第１の支持体１１の切り欠き部１１ｂと、第２の支持体２１の切り欠き部２１ｂと、第３の支持体１０１の切り欠き部１０１ｂと、を互いに連通させて重畳した状態で、切り欠き部１１ｂ，２１ｂ，１０１ｂ内に電流線Ｘを案内する。そして、電流線Ｘの外周面が、第１の支持体１１の支持面１１ｃ、第２の支持体２１の支持面２１ｃ、及び第３の支持体１０１の支持面１０１ｃと当接した状態で、第１の支持体１１、第２の支持体２１、及び第３の支持体１０１を互いに逆回転させる。この結果、電流線Ｘは、電流線Ｘの軸線方向において、第１、第２、及び第３の支持体１１，２１，１０１の支持面１１ｃ，２１ｃ，１０１ｃにより、電流線Ｘの互いに異なる支持位置を互いに異なる支持方向から支持されるので、第１、第２、及び第３の支持体１１，２１，１０１に電流線Ｘを取り付けることが可能となる。また、第１、第２、及び第３の支持体１１，２１，１０１の接続点１１ｅ，２１ｅ，１０１ｇが、互いに当接して第１、第２、及び第３の磁気検知素子群１２，２２，１０２が互いに電気的に接続される。以上の動作により電流センサ１００に電流線Ｘを取り付けることが可能となる。
【００６２】
本実施の形態に係る電流センサ１００においては、第１、第２、及び第３の磁気検知素子群１２、２２、１０２に属する各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄ，２２ａ〜２２ｄ，１０２ａ〜１０２ｄは、電流線Ｘの周方向に沿って平面視にて互いに略９０度の間隔で第１、第２、及び第３の支持体１１，２１，１０１上にそれぞれ配設されるので、電流線Ｘが取り付けられた際に、電流線Ｘの周方向において、第１、第２、第３の磁気検知素子群１２，２２，１０２に属する各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄ，２２ａ〜２２ｄ，１０２ａ〜１０２ｄが互いに略３０度ずれるように第１及び第２の支持体１１、２１を固定することが可能となる。これにより、電流線を精度よく固定でき、電流センサの測定精度をさらに向上できる。
【００６３】
なお、本実施の形態に係る電流センサ１００においては、第３の磁気検知素子群１０２が、電流線Ｘと互いに等距離に対向配設された４つの磁気検知素子１１ａ〜１１ｄを含むことが好ましい。この構成により、測定精度を十分に高くできる一方、製造コストの上昇や、電流センサ１００の大型化を十分に抑えられる。
【００６４】
また、本実施の形態に係る電流センサ１００においては、電流線Ｘが取り付けられた際に、電流線Ｘの周方向において、切り欠き部１１ｂ，２１ｂ，１０１ｂが互いに１２０度ずれように第１、第２、及び第３の支持体１１，２１，１０１を固定している。これにより、電流線Ｘの外周面に沿った周面をなす第１、第２、及び第３の支持体１１，２１，１０１の支持面１１ｃ，２１ｃ，１０１ｃにより、切り欠き部１１ｂ，２１ｂ，１０１ｂに形成される連通孔Ｓ２の形状が、平面視にて円形形状となる（図８参照）。この結果、電流線Ｘが取り付けられた際の電流線Ｘと、各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄ，２２ａ〜２２ｄ，１０２ａ〜１０２ｄとの間の位置精度が向上するので、電流センサ１００の測定精度を向上できる。尚、切り欠き部１１ｂ、２１ｂ、１０１ｂが互いに９０度以上ずれていれば、連通孔Ｓ２に形状が、平面視にて円形形状となるので、同様の効果を得ることができる。
【００６５】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る電流センサ２においては、電流線に対して同心円状に複数の磁気検知素子群を配設し、かつ各磁気検知素子群が互いに略同一円周上（略同一平面内）に配設される。なお、以下においては、第１の実施の形態に係る電流センサ１との相違点を中心に説明し、説明の重複を避ける。
【００６６】
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る電流センサ２の外観斜視図であり、図１０は、本実施の形態に係る電流センサ２の分解斜視図である。
【００６７】
図９及び図１０に示すように、電流センサ２は、同一の構成を有し、互いに係合可能に構成された一対の第１及び第２の支持体３１，４１と、第１の支持体３１上の外周面上に配設される第１の磁気検知素子群３２と、第２の支持体４１の外周面上に配設される第２の磁気検知素子群４２とを備える。第１の磁気検知素子群３２は、被測定電流からの誘導磁界により出力信号を出力する４つの磁気検知素子３２ａ〜３２ｄを含み、第２の磁気検知素子群４２は、被測定電流からの誘導磁界により出力信号を出力する４つの磁気検知素子４２ａ〜４２ｄを含む。第１及び第２の磁気検知素子群３２，４２に属する磁気検知素子３２ａ〜３２ｄ，４２ａ〜４２ｄは、電流センサ２を電流線Ｘに取り付けた際に、電流線Ｘの周方向に沿って略等間隔（略等距離）となるように配設される。なお、各磁気検知素子３２ａ〜３２ｄ，４２ａ〜４２ｄは、測定精度が大幅に悪化しない程度の取り付け誤差があってもよい。
【００６８】
次に、第１及び第２の支持体３１、４１の構成について詳細に説明する。ここでは、第１の支持体３１の構成について主として説明するが、第２の支持体４１も同様の構成を有する。図１１は、第１の支持体３１の平面図である。
【００６９】
第１の支持体３１は、概して平板形状を有する支持体基部３１ａと、支持体基部３１ａの外周縁部から中央部に向けて設けられた切り欠き部３１ｂとを有する。切り欠き部３１ｂには、支持体基部３１ａの外周面から連なり、支持体基部３１ａの外周縁部から切り欠き部３１ｂ内に案内された電流線Ｘを支持する支持面３１ｃが設けられている。本実施の形態においては、支持面３１ｃは、断面略円形状の電流線Ｘの外周面に沿った形状になるように、平面視略半円形形状の周面として設けられる。
【００７０】
第１の支持体３１の支持体基部３１ａの外周縁部には、支持体基部３１ａの上面から上方に突出する４つの凸部３１ｄが設けられている。各凸部３１ｄ間には、支持体基部３１ａの上面から下方に窪んだ凹部３１ｅ又は切り欠き部３１ｂが設けられている。第１の支持体３１の凸部３１ｄ及び凹部３１ｅ又は切り欠き部３１ｂは、電流線Ｘの周方向に沿って略等間隔に設けられている。
【００７１】
第１の支持体３１の凸部３１ｄは、第１及び第２の支持体３１、４１を互いに重畳させた際に、第２の支持体４１の凹部４１ｅ又は切り欠き部３１ｂと互いに嵌合するように設けられる。第１の支持体３１の凹部３１ｅは、第１及び第２の支持体３１、４１を互いに重畳させた際に、第２の支持体４１の凸部４１ｄと互いに嵌合するように設けられる。また、第１及び第２の支持体３１、４１には、第１及び第２の支持体３１、４１を互いに係合させた際の当接面に接点部（不図示）が設けられており、第１及び第２の磁気検知素子群３２、４２が互いに電気的に接続されるように構成される。
【００７２】
第１の磁気検知素子群３２に属する４つの磁気検知素子３２ａ〜３２ｄは、第１の支持体３１の支持体基部３１ａの外周面から連なる凸部３１ｄの外側面３１ｆに配設される。また、４つの磁気検知素子３２ａ〜３２ｄは、電流線Ｘの軸Ａと各磁気検知素子３２ａ〜３２ｄとの間の距離が、互いに略等距離となるように配設される。また、各磁気検知素子３２ａ〜３２ｄは、電流線Ｘの周方向に沿って、隣接する各磁気検知素子３２ａ〜３２ｄとの間隔が略等間隔となるよう配設される。
【００７３】
第２の磁気検知素子群４２に属する４つの磁気検知素子４２ａ〜４２ｄは、第１の支持体４１の支持体基部４１ａの外周面から連なる凸部４１ｄの外側面４１ｆに配設される。また、４つの磁気検知素子４２ａ〜４２ｄは、電流線Ｘの軸Ａと各磁気検知素子４２ａ〜４２ｄとの間の距離が、互いに略等距離となるように配設される。また、各磁気検知素子４２ａ〜４２ｄは、電流線Ｘの周方向に沿って、隣接する各磁気検知素子４２ａ〜４２ｄとの間隔が略等間隔となるよう配設される。
【００７４】
また、第１及び第２の磁気検知素子群３２，４２に属する各磁気検知素子３２ａ〜３２ｄ，４２ａ〜４２ｄは、第１及び第２の支持体３１，４１に電流線Ｘを取り付けた際に、電流線Ｘの軸線方向と直交する略同一平面内（略同一円周上）となるように、第１及び第２の支持体３１、４１の凸部３１ｄ，４１ｄの外側面３１ｆ，４１ｆ上に配設される。
【００７５】
本実施の形態においては、第１及び第２の支持体の凸部３１ｄ、４１ｄは、一対の凸部３１ｄ，４１ｄが電流線Ｘの軸Ａを挟んで対向して設けられ、この一対の凸部３１ｄ，４１ｄと直交するように他の一対の凸部３１ｄ，４１ｄが電流線Ｘの軸Ａを挟んで対向して設けられる。また、凸部３１ｄ，４１ｄは、電流線Ｘの軸Ａと外側面３１ｆ、４１ｆとの間の距離Ｌ１〜Ｌ４が互いに略等距離となるように設けられる。このように凸部３１ｄ、４１ｄを設けることにより、凸部３１ｄの外側面３１ｆ上に配設される磁気検知素子３２ａ〜３２ｄ及び電流線Ｘ間の距離と、凸部４１ｄの外側面４１ｆ上に配設される４つの磁気検知素子４２ａ〜４２ｄ及び電流線Ｘ間の距離とがそれぞれ略等距離となる（Ｌ５〜Ｌ８参照）。
【００７６】
本実施の形態に係る電流センサ２においては、第１及び第２の支持体３１，４１は、電流線Ｘの軸線方向を回転軸として互いに回転して第１及び第２の切り欠き部３１ｂ，４１ｂを互いに連通させて重畳した状態で固定され、電流線Ｘを第１及び第２の支持面３１ｃ，４１ｃに案内する。そして、電流線Ｘが取り付けられた際に、第１及び第２の支持体３１，４１は、第１及び第２の支持体３１，４１の凸部３１ｄ，４１ｄ及び凹部３１ｅ，４１ｅで互いに係合して固定されて電流線Ｘに取り付けられる。この結果、第１及び第２の支持体３１，４１が電流線Ｘに取り付けられた際に、第１及び第２の磁気検知素子群３２、４２に属する各磁気検知素子３２ａ〜３２ｄ、４２ａ〜４２ｄが電流線Ｘの軸線方向と直交する略同一平面内（略同一円周上）に属するように配設される。仮に、第１の磁気検知素子群３２と第２の磁気検知素子群４２とが別々の平面に配置されると、電流線Ｘが傾いた場合に、第１の磁気検知素子群３２の中心から電流線Ｘがずれる方向及び距離と、第２の磁気検知素子群４２の中心から電流線Ｘがずれる方向及び距離とが異なる。このような場合、例え、僅かなずれであっても測定精度が大きく悪化する。本実施の形態に係る電流センサ２においては、第１及び第２の磁気検知素子群３２，４２が略同一円周上（略同一平面内）に配設されるため、電流線Ｘが傾いても、電流線Ｘのずれる方向及び距離は、第１の磁気検知素子群３２に対しても、第２の磁気検知素子群４２に対しても略同一となるので、電流センサ２の測定精度の悪化を防げる。
【００７７】
次に、図１２を参照して電流センサ２の電流線Ｘへの取り付けについて説明する。図１２に示すように、電流センサ２に電流線Ｘを取り付ける際には、第１及び第２の支持体３１、４１の切り欠き部３１ｂ、４１ｂを互いに連通させて重畳し、凸部３１ｄ，４１ｄが対向した状態で、第１の切り欠き部３１ｅ、４１ｅを介して電流線Ｘを支持面３１ｃ、４１ｃまで案内（図１２の矢印参照）する。そして、電流線Ｘが支持面３１ｃ、４１ｃに当接した状態で、第１及び第２の支持体３１、４１を互いに逆方向に回転（第１の支持体３１を固定した状態で、第２の支持体４１を図１２の矢印の方向に回転）させて第１の支持体３１の凹部３１ｅ及び凸部３１ｄと第２の支持体４１の凹部４１ｅ及び凸部４１ｄとを互いに嵌合させる。電流センサ２においては、第１及び第２の支持体３１、４１の凸部３１ｄ、４１ｄを互いに当接させることで、切り欠き部３１ｅ、４１ｅを連通させて重畳できるので、電流線Ｘに容易に取り付けることが可能となる。
【００７８】
このように、本実施の形態に係る電流センサ２においては、第１及び第２の磁気検知素子群３２、４２に属する磁気検知素子３２ａ〜３２ｄ、４２ａ〜４２ｄが、電流線Ｘの軸Ａと各磁気検知素子３２ａ〜３２ｄ、４２ａ〜４２ｄとの間の距離が略等距離となり、電流線Ｘの周方向に沿って略等間隔に配設される。これにより、電流線Ｘに対する第１及び第２の磁気検知素子群３２、４２に属する磁気検知素子３２ａ〜３２ｄ、４２ａ〜４２ｄの距離の差が小さくなるので、測定精度がさらに向上する。特に、電流センサ２においては、第１及び第２の支持体３１、４１に電流線Ｘが取り付けられた際に、第１及び第２の磁気検知素子群３２、４２に属する磁気検知素子３２ａ〜３２ｄ、４２ａ〜４２ｄが略同一円周上（略同一平面内）となるので、電流センサ２の小型化が可能となる。さらに、第１及び第２の磁気検知素群３２、４２が略同一円周上（略同一平面内）に配設されるので、電流線Ｘが傾いた場合においても精度が悪化を抑制できる。
【００７９】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る電流センサ３の他の構成例について説明する。図１３は、本例に係る電流センサ３の外観斜視図であり、図１４は、電流センサ３の分解斜視図である。
【００８０】
図１３及び図１４に示すように、電流センサ３は、互いに係合可能に構成された一対の第１及び第２の支持体５１，６１と、第１の支持体５１に配設される第１の磁気検知素子群５２と、第２の支持体に配設される第２の磁気検知素子群６２とを備える。電流センサ３においては、第１及び第２の支持体５１，６１が互いに係合した状態で、第１及び第２の磁気検知素子群５２、６２が電流線Ｘの軸線方向と直交する略同一平面内（略同一円周上）に配設されると共に、電流センサ３の内部に第１及び第２の磁気検知素子群５２，６２が配設される。
【００８１】
図１５は、第１及び第２の支持体５１，６１の外観斜視図であり、図１６は、第１及び第２の支持体５１，６１の平面図である。図１５及び図１６に示すように、第１の支持体５１は、概して平板形状を有する支持体基部５１ａと、支持体基部５１ａの外周縁部から中央部に向けて設けられた切り欠き部５１ｂとを有する。切り欠き部５１ｂは、被測定電流を通流する電流線Ｘの直径より僅かに大きい幅寸法を有しており、支持体基部５１ａの外周縁部から中央部に向けて電流線Ｘを案内するように設けられている。
【００８２】
切り欠き部５１ｂには、支持体基部５１ａの外周面から連なり、切り欠き部５１ｂ内に案内された電流線Ｘを支持する支持面５１ｃが設けられている。本実施の形態においては、支持面５１ｃは、断面略円形状の電流線Ｘの外周面に沿った形状になるように、平面視略半円形形状の周面として設けられる。
【００８３】
支持体基部５１ａの外周縁部には、支持体基部５１ａの上面から上方に突出する４つの凸部５１ｄが設けられている。各凸部５１ｄ間には、支持体基部５１ａの上面から下方に窪んだ凹部５１ｅ又は切り欠き部５１ｂが設けられている。第１の支持体５１の凸部５１ｄ及び凹部５１ｅ又は切り欠き部５１ｂは、電流線Ｘの周方向に沿って等間隔に設けられている。第１の支持体５１の凸部５１ｄは、後述する第２の支持体６１の凹部６１ｅと互いに嵌合するように設けられ、凹部５１ｅは、第２の支持体６１の凸部６１ｄと互いに嵌合するように設けられている。
【００８４】
第２の支持体６１は、概して平板形状を有する支持体基部６１ａと、支持体基部６１ａの外周縁部から中央部に向けて設けられた切り欠き部６１ｂとを有する。切り欠き部６１ｂは、被測定電流を通流する電流線Ｘの直径より僅かに大きい幅寸法を有しており、支持体基部６１ａの外周縁部から中央部に向けて電流線Ｘを案内するように設けられている。
【００８５】
切り欠き部６１ｂには、支持体基部６１ａの外周面から連なり、切り欠き部６１ｂ内に案内された電流線Ｘを支持する支持面６１ｃ（図１３，図１４参照）が設けられている。本実施の形態においては、支持面６１ｃは、断面略円形状の電流線Ｘの外周面に沿った形状になるように、平面視において略円形形状の周面として設けられる。
【００８６】
支持体基部６１ａの外周縁部には、支持体基部６１ａの上面から上方に突出する４つの凸部６１ｄが設けられている。各凸部６１ｄ間には、支持体基部６１ａの上面から下方に窪んだ凹部６１ｅ又は切り欠き部６１ｂが設けられている。第２の支持体６１の凸部６１ｄ及び凹部６１ｅ又は切り欠き部６１ｂは、電流線Ｘの周方向に沿って等間隔に設けられている。第２の支持体６１の凸部６１ｄは、第１の支持体５１の凹部５１ｅと互いに嵌合するように設けられ、凹部６１ｅは、第１の支持体５１の凸部５１ｄと互いに嵌合するように設けられている。
【００８７】
第１の支持体５１の支持体基部５１ａの中央部には、電流線Ｘの周方向に沿って支持体基部５１ａの上面から上方に突出する環状の内壁５１ｆ（第１の内壁部）が設けられている。この内壁５１ｆの内側の領域には、支持体基端部５１ａの上面より下方に窪んだ収容空間Ａ１が設けられている。この収容空間Ａ１には、第１及び第２の支持体５１、６１電流線Ｘが取り付けられた際に、互いに係合した第１及び第２の支持体５１、６１のうち、第２の支持体６１の上面から上方に突出する内壁５１ｆと相似形状を有する環状の内壁６１ｆ（第２の内壁部）の下端側が収容される。
【００８８】
第１の磁気検知素子群５２に属する４つの磁気検知素子５２ａ〜５２ｄは、内壁５１ｆの内側に配設される。本実施の形態においては、電流線Ｘの周方向に沿って支持体基部５１ａの内壁５１ｆの内周面に略等間隔に配設される。本実施の形態においては、各磁気検知素子５２ａ〜５２ｄは、電流線Ｘの軸Ａと各磁気検知素子５２ａ〜５２ｄとの間の距離Ｌ５〜Ｌ８が、それぞれ略等距離となるように配設されると共に、電流線Ｘの周方向に沿って、隣接する各磁気検知素子５２ａ〜５２ｄとの間隔が略等間隔となるよう配設される。なお、各磁気検知素子５２ａ〜５２ｄは、測定制度が大幅に悪化しない程度の取り付け誤差があってもよい。
【００８９】
第２の支持体６１の支持体基部６１ａの中央部には、第２の支持体６１の上面から下方に向けて窪んだ収容空間Ａ２が設けられている。この収容空間Ａ２は、平面視にて略円形形状に設けられており、第１の支持体５１の内壁５１ｆの外周面より僅かに径方向の幅寸法が大きく、Ａ１と相似形状となるように設けられている。この収容空間Ａ２には、第１及び第２の支持体５１、６１が互いに係合した際に、第１の支持体５１の上面から第２の支持体６１側に向けて突出した内壁５１ｆの上端側が収容される。
【００９０】
第２の支持体６１の収容空間Ａ２内には、電流線Ｘの周方向に沿って支持体基部６１ａの上面から上方に突出する内壁６１ｆが設けられている。この内壁６１ｆは、第１の支持体５１の内壁５１ｆに対して径方向の幅寸法が小さくなるように、すなわち、第１の支持体５１の内壁５１ｆの半径は、第２の支持体６１の内壁６１ｆの半径より大きくなるように設けられる。第１及び第２の支持体が互いに係合した際に、第１の支持体５１の内壁５１ｆと第２の支持体６１の内壁６１ｆとの間に第１及び第２の磁気検知素子５１、６１を配設できるように設けられる。
【００９１】
第２の磁気検知素子群６２に属する４つの磁気検知素子６２ａ〜６２ｄは、内壁６１ｆの外側に配設される。本実施の形態においては、電流線Ｘの周方向に沿って支持体基部６１ａの内壁６１ｆの内周面に略等間隔に配設される。本実施の形態においては、各磁気検知素子６２ａ〜６２ｄは、電流線Ｘの軸Ａと各磁気検知素子６２ａ〜６２ｄとの間の距離Ｌ５〜Ｌ８が、それぞれ略等距離となるように配設されると共に、電流線Ｘの周方向に沿って、隣接する各磁気検知素子６２ａ〜６２ｄとの間隔が略等間隔となるよう配設される。なお、各磁気検知素子６２ａ〜６２ｄは、測定制度が大幅に悪化しない程度の取り付け誤差があってもよい。
【００９２】
本実施の形態に係る電流センサ３においては、第１及び第２の支持体５１，６１は、電流線Ｘの軸線方向を回転軸として互いに回転して第１及び第２の切り欠き部５１ｂ，６１ｂを互いに連通させて重畳した状態で固定され、電流線Ｘを第１及び第２の支持面５１ｃ，６１ｃに案内する。そして、電流線Ｘが取り付けられた際に、第１及び第２の支持体５１，６１は、第１及び第２の支持体５１，６１の凸部５１ｄ，６１ｄ及び凹部５１ｅ，６１ｅで互いに係合して固定されて電流線Ｘに取り付けられる。この結果、第１及び第２の支持体５１，６１が電流線Ｘに取り付けられた際に、第１及び第２の磁気検知素子群５２、６２に属する各磁気検知素子５２ａ〜５２ｄ、６２ａ〜６２ｄが電流線Ｘの軸線方向と直交する略同一平面内（略同一円周上）に属するように配設される。これにより、上述した電流センサ２と同様に、電流線Ｘが傾いた場合においても、電流センサ３の測定精度の悪化を防げる。
【００９３】
また、本実施の形態に係る電流センサ３においては、支持体基部５１ａの上面から上方に突出する内壁５１ｆに第１の磁気検知素子群５２を配設し、支持体基部６１ａの上面から上方に突出する内壁６１ｆに第２の磁気検知素子群６２を配設し、第１及び第２の支持体５１、６１を互いに係合させるので、第１及び第２の磁気検知素子群５２、６２を略同一円周上（略同一平面内）に配設することが可能となる。これにより、電流センサ３の測定精度を向上できる。また、互いに係合した第１及び第２の支持体５１、６１の内部に第１及び第２の磁気検知素子群５２、６２を配設できるので、小型化を実現することが可能となる。
【００９４】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。また、「円周上」、「等間隔」、「等距離」の用語については、本発明の効果を発揮する範囲内では、若干ずれていても良いことは当然である。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、測定精度及び検出感度が高く、しかも電流線に対して脱着可能な電流センサを実現できるという効果を有し、特に、既存の電流線を取り付ける電流センサとして有用である。
【符号の説明】
【００９６】
１、２、３、１００ 電流センサ
１１、２１、３１、４１、５１、６１、１０１ 支持体
１１ａ、２１ａ、３１ａ、４１ａ、５１ａ、６１ａ、１０１ａ 支持体基部
１１ｂ、２１ｂ、３１ｂ、４１ｂ、５１ｂ、６１ｂ、１０１ｂ 切り欠き部
１１ｃ、２１ｃ、３１ｃ、４１ｃ、５１ｃ、６１ｃ、１０１ｃ 支持面
１２、３２、５２ 第１の磁気検知素子群
１２ａ〜１２ｄ、２２ａ〜２２ｄ、３２ａ〜３２ｄ、４２ａ〜４２ｄ、５２ａ〜５２ｄ、６２ａ〜６２ｄ、１０２ａ〜１０２ｄ 磁気検知素子
２２、４２、６２ 第２の磁気検知素子群
３１ｄ、４１ｄ、５１ｄ、６１ｄ 凸部
３１ｅ、４１ｅ、５１ｅ、６１ｅ 凹部
３１ｆ、４１ｆ 外側面
５１ｆ、４１ｆ 内壁
１０２ 第３の磁気検知素子群
Ａ 軸
Ｘ 電流線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流線を通流する被測定電流を測定する電流センサに関し、例えば、磁気検知素子を備えた電流センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッドカー等におけるモータ駆動技術分野では、比較的大きな電流が取り扱われるため、大電流を非接触で測定可能な電流センサが求められている。このような電流センサとして、被測定電流によって生じる磁界の変化を複数の磁気センサによって検出する電流センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１記載の電流センサは、外縁部から中央部に向けて切り欠きが設けられた基板と、基板中央部を中心として基板上に円状に配設される複数の磁気センサと、を備える。特許文献１記載の電流センサにおいては、電流線を通流する被測定電流からの誘導磁界により各磁気センサから出力される出力信号の合計値により被測定電流を測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１０７９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電流センサにおいて、被測定電流の測定精度を高めるためには、電流線と磁気センサとの間の位置精度を高い水準で制御する必要がある。特許文献１記載の電流センサにおいては、切り欠き部を介して円状に配設された複数の磁気センサの中央部に電流線を案内し、この電流線の周囲に配設された複数の磁気センサから出力される出力信号の合計値を用いることで、電流線と各磁気センサとの間の位置精度がずれた場合の磁気センサの出力信号の合計値の変化を低減している。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の電流センサにおいては、被測定電流の測定精度及び検出感度を高めるため多数の磁気センサを配設した場合には、基板上に電流線を案内する切り欠き部を設ける間隙が無くなるため、電流線を多数の磁気センサの中央部に案内できなくなる問題がある。また、基板に設けられた切り欠き部には磁気センサを配設できないため、磁気センサの数が増えるにつれて、電流線に対する複数の磁気センサの位置関係の対称性が低下し、測定精度が低下する問題がある。
【０００７】
本発明は、測定精度及び検出感度が高く、しかも電流線に対して脱着可能な電流センサ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】
【０００８】
本発明の電流センサは、被測定電流が通流する電流線を案内する第１の切り欠き部、及び前記第１の切り欠き部に設けられ前記第１の切り欠き部から案内された前記電流線を支持する第１の支持面を有する第１の支持体と、前記第１の支持体上に前記電流線の周方向に回転可能に固定され、前記電流線を案内する第２の切り欠き部、及び前記第２の切り欠き部に設けられ前記第２の切り欠き部から案内された前記電流線を支持する第２の支持面を有する第２の支持体と、前記第１の支持体に配設され前記被測定電流からの誘導磁界により出力信号を出力する複数の磁気検知素子を含む第１の磁気検知素子群と、前記第２の支持体に配設され前記誘導磁界により出力信号を出力する複数の磁気検知素子を含む第２の磁気検知素子群と、を具備し、前記第１及び前記第２の支持体は、前記第１及び前記第２の切り欠き部を互いに連通させて重畳した状態で前記電流線を前記第１及び第２の支持面に案内し、前記電流線が取り付けられた際に、前記第１及び前記第２の支持面が、前記電流線の軸線方向において前記電流線の互いに異なる位置を、互いに異なる方向から支持するように固定されることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、第１の支持体に第１の切り欠き部を設け、第２の支持体に第２の切り欠き部を設け、第１の支持体上に第２の支持体を電流線の周方向に回転可能に固定したことから、第１及び第２の支持体を電流線の周方向に回転させて第１及び第２の切り欠き部を互いに連通させることにより、第１の支持面及び第２の支持面に電流線を案内することができる。さらに、第１及び第２の支持面に案内された電流線の異なる位置を異なる方向から支持するように、第１の支持体及び第２の支持体を固定することにより、既存の電流線への装着が可能となる。また、第１の磁気検知素子群を配設した第１の支持体、及び第２の磁気検知素子群を配設した第２の支持体を電流線に固定するので、電流線と第１及び第２の磁気検知素子との間の位置精度がずれた場合の磁気検知素子の出力信号の合計値の変化を低減することができる。したがって、測定精度及び検出感度が高く、しかも電流線に対して脱着可能な電流センサを実現することができる。
【００１０】
本発明の電流センサにおいては、前記第１の磁気検知素子群に属する複数の前記磁気検知素子と、前記第２の磁気検知素子群に属する複数の前記磁気検知素子とは、前記電流線の周方向に沿って、等間隔に配設されることが好ましい。この構成により、電流線がいずれの方向に位置ずれした場合においても測定精度の悪化を防止できる。
【００１１】
本発明の電流センサにおいては、前記第１の支持体は、当該第１の支持体の外周縁部に設けられた凸部及び凹部を有し、前記第２の支持体は、当該第２の支持体の外周縁部に設けられた凸部及び凹部を有し、前記第１の磁気検知素子群に属する各磁気検知素子は、前記第１の支持体の前記凸部の外側面上に配設され、前記第２の磁気検知素子群に属する各磁気検知素子は、前記第２の支持体の前記凸部の外側面上に配設され、前記電流線が取り付けられた際に、前記第１及び第２の支持体は、前記第１及び第２の支持体の前記凸部及び前記凹部で互いに係合して固定され、前記第１及び前記第２の磁気検知素子群が互いに同一円周上に配設されることが好ましい。この構成により、電流線が傾いた場合においても、電流線のずれる方向及び距離は、第１の磁気検知素子群に対しても、第２の磁気検知素子群に対しても同一となるので、電流センサの測定精度の悪化を防止できる。
【００１２】
本発明の電流センサにおいては、前記第１の支持体は、当該第１の支持体の外周縁部に設けられた凸部及び凹部と前記電流線の周方向に沿って設けられた第１の内壁部とを有し、前記第２の支持体は、当該第２の支持体の外周縁部に設けられた凸部及び凹部と前記電流線の周方向に沿って設けられた第２の内壁部とを有し、前記第１の内壁部の半径は、前記第２の内壁部の半径よりも大きく、前記第１の磁気検知素子群に属する各磁気検知素子は、前記第１の内壁部の内側に配設され、前記第２の磁気検知素子群に属する各磁気検知素子は、前記第２の内壁部の外側に配設され、前記電流線が取り付けられた際に、前記第１及び第２の支持体は、前記第１及び第２の支持体の前記凸部及び前記凹部で互いに係合して固定され、前記第１及び前記第２の磁気検知素子群が同一円周上に配設されることが好ましい。この構成により、電流線が傾いた場合においても、電流線のずれる方向及び距離は、第１の磁気検知素子群に対しても、第２の磁気検知素子群に対しても同一となるので、電流センサの測定精度の悪化を防止できる。
【００１３】
本発明の電流センサにおいては、前記第１の磁気検知素子群に属する複数の前記磁気検知素子と、前記第２の磁気検知素子群に属する複数の前記磁気検知素子とは、前記電流線の周方向に沿って、等間隔に配設されることが好ましい。この構成により、電流線がいずれの方向に位置ずれした場合においても測定精度の悪化を防止できる。
【００１４】
本発明の電流センサにおいては、前記第１の磁気検知素子群は、前記電流線と互いに等距離に対向配設された４つの磁気検知素子を含み、前記第２の磁気検知素子群は、前記電流線と互いに等距離に対向配設された４つの磁気検知素子を含むことが好ましい。この構成により、磁気検知素子の数が合計８個となるので、電流線がずれた場合の測定誤差を小さくでき、測定精度を十分に高くできる一方、磁気検知素子の数が増えることに伴う製造コストの上昇や、電流センサの大型化を十分に抑制できる。
【００１５】
本発明の電流センサにおいては、前記第１及び第２の支持面は、前記電流線の外周面に沿った周面をなしており、前記電流線が取り付けられた際に、前記第１及び前記第２の支持体は、前記第１及び前記第２の切り欠き部が前記電流線の周方向において、少なくとも９０度ずれるように固定されることが好ましい。この構成により、電流線の外周面に沿った周面をなす第１及び第２の支持面が、電流線を少なくとも９０度ずれた方向から支持するので、第１又は第２の指示面で囲われる範囲は、支持面が形成する円弧と半径の等しい円が外接する正方形よりも狭くなる。これにより、電流線を精度よく固定でき、電流センサの測定精度をさらに向上できる。
【００１６】
本発明の電流センサにおいては、被測定電流が通流する電流線を案内する第３の切り欠き部と、前記第３の切り欠き部に設けられ前記第３の切り欠き部から案内された前記電流線を支持する第３の支持面を有する第３の支持体と、前記第３の支持体に配設され前記誘導磁界により出力信号を出力する複数の磁気検知素子を含む第３の磁気検知素子群と、を具備し、前記第１、前記第２、及び前記第３の支持体は、前記第１、前記第２、及び前記第３の切り欠き部を互いに連通させて重畳した状態で前記電流線を前記第１、前記第２、及び前記第３の支持面に案内し、前記電流線が取り付けられた際に、前記第１、前記第２、及び前記第３の支持面が、前記電流線の軸線方向において、前記電流線の互いに異なる位置を互いに異なる方向から支持するように固定されることが好ましい。この構成により、第１及び第２の磁気検知素子群に属する各磁気検知素子に加えて第３の磁気検知素子群に属する各磁気検知素子からも出力信号が得られるので、電流センサの検出感度及測定精度を向上することができる。
【００１７】
本発明の電流センサにおいては、前記第３の磁気検知素子群に属する複数の前記磁気検知素子は、前記電流線の周方向に沿って、等間隔に配設されたことが好ましい。この構成により、電流線がいずれの方向に位置ずれした場合においても測定精度の悪化を防止できる。
【００１８】
本発明の電流センサにおいては、前記第３の磁気検知素子群は、前記電流線を挟んで前記電流線と互いに等距離に対向配設された４つの磁気検知素子を含むことが好ましい。この構成により、電流線がずれた場合の測定誤差を小さくでき、高い測定精度が得られる。
【００１９】
本発明の電流センサにおいては、前記第１、第２、及び第３の支持面が、前記電流線の外周面に沿った周面をなしており、前記電流線が取り付けられた際に、前記第１、第２、及び第３の支持体は、第１、第２、及び前記第３の切り欠き部が前記電流線の周方向において、少なくとも９０度ずれて固定されることが好ましい。この構成により、電流線の外周面に沿った周面をなす第１、第２、及び第３の支持面により形成される連通孔が円形となるので、電流線を精度よく固定でき、電流センサの測定精度をさらに向上できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、測定精度及び検出感度が高く、しかも電流線に対して脱着可能な電流センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施の形態に係る電流センサの外観斜視図である。
【図２】上記実施の形態に係る電流センサの分解斜視図である。
【図３】上記実施の形態に係る電流センサの第１の支持体の上面側及び第２の支持体の下面側を示す外観斜視図である。
【図４】上記実施の形態に係る電流センサの第１の支持体及び第２の支持体の平面図である。
【図５】上記実施の形態に係る電流センサへの電流線の取り付けの一例の説明図である。
【図６】上記実施の形態に係る電流センサの外観斜視図である。
【図７】上記実施の形態に係る電流センサの第３の支持体の外観斜視図である。
【図８】上記実施の形態に係る電流センサの平面模式図である。
【図９】第２の実施の形態に係る電流センサの外観斜視図である。
【図１０】上記実施の形態に係る電流センサの分解斜視図である。
【図１１】上記実施の形態に係る電流センサの第１の支持体の平面図である。
【図１２】上記実施の形態に係る電流センサの電流線への取り付けの一例の説明図である。
【図１３】上記実施の形態に係る電流センサの外観斜視図である。
【図１４】上記実施の形態に係る電流センサの分解斜視図である。
【図１５】上記実施の形態に係る電流センサの第１の支持体及び第２の支持体の外観斜視図である。
【図１６】上記実施の形態に係る電流センサの第１及び第２の支持体の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
近年、電流センサは、その用途が拡大しており、既存の電流線に対して脱着可能な電流センサが望まれている。電流線を通流する被測定電流を非接触で測定する電流センサにおいては、被測定電流を通流する電流線の周囲に複数の磁気検知素子を配設し、各磁気検知素子からの出力信号の周回積分を求めることで、被測定電流の測定が可能となる。
【００２３】
一方で、電流線を通流する電流を非接触で測定する電流センサにおいては、電流線と磁気検知素子と間の相対的な位置関係が僅かでもずれると、大きな測定誤差が生じてしまう。これは、磁気検知素子が受ける誘導磁界の強さが、誘導磁界の源である被測定電流からの距離をパラメータとして決定されるためである。このため、既存の電流線に対して脱着可能な電流センサにおいて、測定精度を向上するためには、電流線を取り付けた際の電流線と各磁気検知素子との間の相対的な位置関係及び位置精度を高い水準で制御する必要がある。
【００２４】
本発明者は、切り欠き部を有する支持体上に複数の磁気検知素子群を配設する構成に着目した。このような支持体においては、切り欠き部内に電流線を案内し、この電流線を通流する被測定電流からの誘導磁界を複数の磁気検知素子群で検出することで、電流線と各磁気検知素子との間の距離が僅かにずれた場合においても出力信号の合計値の変化を低減でき、測定精度の低下を抑制することができる。また、各磁気検知素子を支持体上に配設されることから、電流線が切り欠き部で僅かにずれた場合においても、電流線と各磁気検知素子との間の相対的な位置関係は維持されるので、電流センサの測定精度の低下を抑制することが可能となる。
【００２５】
本発明者は、切り欠き部を有し複数の磁気検知素子が配設された一対の支持体を用い、一方の支持体上に配設された磁気検知素子群と、他方の支持体上に配設された磁気検知素子群と、を電流線の周方向において、互いにずらして固定することにより、電流線の異なる位置を異なる方向から支持でき、既存の電流線に対して脱着可能な電流センサを実現できることを見出した。また、本発明者らは、一方の支持体上に配設された磁気検知素子群と、他方の支持体上に配設された磁気検知素子群と、を電流線の周方向において互いにずらして固定することにより、複数の磁気素子を配設した場合においても、電流線に対して各磁気検知素子群に属する磁気検知素子の相対的な位置関係を保持できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００２６】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２７】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る電流センサの外観斜視図である。図２は、本実施の形態に係る電流センサの分解斜視図である。なお、説明の便宜上、前後上下左右の各方向については、図１に示す方向に従うものとする。
【００２８】
図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る電流センサ１は、第１の支持体１１と、この第１の支持体１１上に左右方向（電流線Ｘの周方向：図５参照）に回転可能に固定される第２の支持体２１と、第１の支持体１１上に配設され被測定電流からの誘導磁界により出力信号を出力する複数の磁気検知素子を含む第１の磁気検知素子群１２と、第２の支持体２１上に配設され被測定電流からの誘導磁界により出力信号を出力する複数の磁気検知素子を含む第２の磁気検知素子群２２と、を備える。第１の磁気検知素子群１２及び第２の磁気検知素子群２２に属する各磁気検知素子は、電流線Ｘの周方向に沿って配設される。第１の磁気検知素子群１２は、第１の支持体１１の下面側に配設され、第２の磁気検知素子群２２は、第２の支持体２１の上面側に配設される。
【００２９】
第１の支持体１１は、概して平板形状を有する支持体基部１１ａと、支持体基部１１ａの外周縁部から中央部に向けて設けられた切り欠き部１１ｂと、を有する。切り欠き部１１ｂは、被測定電流を通流する電流線Ｘの幅より僅かに大きい幅寸法を有しており、支持体基部１１ａの外周縁部から中央部に向けて電流線Ｘを案内するように設けられている。
また、支持体基部１１ａの下面側には、基板収容空間（図示せず）が形成されている。この基板収容空間の形状（図２の紙面上方から見た形状）は、支持体基部１１ａの形状（図２の紙面上方から見た形状）と相似形状である。
【００３０】
切り欠き部１１ｂには、支持体基部１１ａの側壁から連なり、切り欠き部１１ｂ内に案内された電流線Ｘを支持する支持面１１ｃが設けられている。本実施の形態においては、支持面１１ｃは、断面略円形形状の電流線Ｘの外周面に沿った形状になるように、平面視略半円形形状の周面として形成されている。なお、詳細は後述するが、電流センサ１に電流線Ｘが取り付けられた際には、この支持面１１ｃに電流線Ｘの外周面の一部が支持されて径方向に位置決めされる。また、支持体基部１１ａには、その上面から下方に窪んだ環状の凹部１１ｄが設けられている。この凹部１１ｄは、後述する支持体基部２１ａの凸部２１ｄが凹部１１ｄにおいて移動可能に挿入できる大きさに形成されている。
【００３１】
支持体基部１１ａの下面側には、絶縁基板１３を介して第１の磁気検知素子群１２が配設される。絶縁基板１３は、支持体基部１１ａの下面側に設けられ下方側に開口した基板収容空間の形状よりも若干小さい相似形状を有しており、基板収容空間に内装されるようになっている。第１の磁気検知素子群１２は、電流線Ｘを通流する被測定電流からの誘導磁界により出力信号を出力する４つの磁気検知素子１２ａ〜１２ｄを含む。第１の磁気検知素子群１２に属する４つの磁気検知素子１２ａ〜１２ｄは、電流線Ｘの周方向に沿って略等間隔（略等距離）に配設される（図４参照）。各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄは、配線パターン（不図示）を介して電気的に接続されている。なお、各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄは、測定制度が大幅に悪化しない程度の取り付け誤差があってもよい。
【００３２】
第２の支持体２１は、概して平板形状を有する支持体基部２１ａと、支持体基部２１ａの外周縁部から中央部に向けて設けられた切り欠き部２１ｂと、を有する。切り欠き部２１ｂは、電流線Ｘの直径より僅かに大きい幅寸法を有しており、支持体基部２１ａの外周縁部から中央部に向けて電流線Ｘを案内するように設けられている。また、支持体基部２１ａの上面側には、基板収容空間が形成されている。この基板収容空間の形状（図２の紙面上方から見た形状）は、支持体基部２１ａの形状（図２の紙面上方から見た形状）と相似形状である。
【００３３】
切り欠き部２１ｂには、支持体基部２１ａの側壁から連なり、支持体基部１１ａの外周縁から切り欠き部２１ｂ内に案内された電流線Ｘを支持する支持面２１ｃが設けられている。本実施の形態においては、支持面２１ｃは、断面略円形状の電流線Ｘの外周面に沿った相補形状になるように、平面視略半円形状の周面として設けられる。なお、詳細は後述するが、電流センサ１に電流線Ｘが取り付けられた際には、この支持面２１ｃに電流線Ｘの外周面の一部が支持されて位置決めされる。また、支持体基部２１ａには、その下面から下方に突出した凸部２１ｄが設けられている。この凸部２１ｄは、上述した支持体基部１１ａの凹部１１ｄに挿入できる大きさに形成されている。
【００３４】
支持体基部２１ａの上面側には、絶縁基板２３を介して第２の磁気検知素子群２２が配設される。絶縁基板２３は、支持体基部２１ａの上面側に設けられた基板収容空間の形状よりも若干小さい相似形状を有しており、基板収容空間に内装されるようになっている。第２の磁気検知素子群２２は、電流線Ｘを通流する被測定電流からの誘導磁界により出力信号を出力する４つの磁気検知素子２２ａ〜２２ｄを含む。第２の磁気検知素子群２２に属する４つの磁気検知素子２２ａ〜２２ｄは、電流線Ｘの周方向に沿って略等間隔（略等距離）に配設される。磁気検知素子２２ａ〜２２ｄは、配線パターン（不図示）を介して電気的に接続されている。なお、各磁気検知素子２２ａ〜２２ｄは、測定制度が大幅に悪化しない程度の取り付け誤差があってもよい。
【００３５】
本実施の形態に係る電流センサ１においては、第１及び第２の支持体１１，２１は、電流線Ｘの軸線方向を回転軸として互いに回転して第１及び第２の切り欠き部１１ｂ，２１ｂを互いに連通させて重畳した状態で固定される。このとき、第１の支持体基部１１ａの凹部１１ｄに第２の支持体２１の凸部２１ｄが嵌合した状態となる。この状態で電流線Ｘを第１及び第２の支持面１１ｃ，２１ｃに案内する。そして、電流線Ｘが第１及び第２の支持面１１ｃ，２１ｃに当接した状態で、第１及び第２の支持体１１，２１は、電流線Ｘの軸線方向を回転軸として互い回転する。このとき、第２の支持体２１の凸部２１ｄは、支持体基部１１ａの凹部１１ｄ内に嵌合した状態で回転方向に移動する。そして、電流線Ｘの軸線方向において、第１、及び第２の支持面１１ｃ，２１ｃが電流線Ｘの互いに異なる位置を異なる方向から支持するように固定されて電流線Ｘに取り付けられる。
【００３６】
図３Ａは、第１の支持体１１の上面側を示す外観斜視図であり、図３Ｂは、第２の支持体２１の下面側を示す外観斜視図である。図３Ａに示すように、支持体基部１１ａの上面側には、電流線Ｘの周方向に沿って支持体基部１１ａの上面から下方に窪んだ環状の凹部１１ｄが設けられている。この凹部１１ｄは、後述する第２の支持体２１の凸部２１ｄと嵌合するように設けられている。また、凹部１１ｄには、後述する第２の支持体２１の凸部２１ｄの接続点２１ｅと当接する接続点１１ｅが設けられている。
【００３７】
図３Ｂに示すように、支持体基部２１ａの下面側には、電流線Ｘの周方向に沿って支持体基部２１ａの下面から下方に突出する凹部１１ｄと相補形状を有する環状の凸部２１ｄが設けられている。この凸部２１ｄは、第１の支持体１１の凹部１１ｄと嵌合するように設けられている。また、凸部２１ｄには、第１の支持体１１の凹部１１ｄに設けられた接続点１１ｅと当接する接続点２１ｅが設けられている。第２の接続点２１ｅは、第１及び第２の支持体１１，２１に電流線Ｘが取り付けられた際に、第１の接続点１１ｅと当接して第１の磁気検知素子群１２と第２の磁気検知素子群２２との間を電気的に接続するように設けられる。
【００３８】
次に、図４を参照して第１及び第２の磁気検知素子群の配置について詳細に説明する。図４は、第１の支持体及び第２の支持体の平面図である。
【００３９】
図４Ａに示すように、第１の磁気検知素子群１２に属する４つの磁気検知素子１２ａ〜１２ｄは、電流線Ｘの周方向に沿って、隣接する各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄとの間隔が互いに略等間隔（略等距離）となるよう配設される。本実施の形態においては、一対の磁気検知素子１２ａ，１２ｃが電流線Ｘの軸Ａを挟んで対向するように配設され、この一対の磁気検知素子１２ａ，１２ｃと直交するように他の一対の磁気検知素子１２ｂ，１２ｄが電流線Ｘの軸Ａを挟んで対向するように配設される。各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄは、電流線Ｘの軸Ａと各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄとの間の距離Ｌ１〜Ｌ４が互いに略等距離となるように配設される。このように配設することで、各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄは、電流線Ｘの周方向に沿って、互いに略９０度の間隔で第１の支持体１１上に配設される。なお、一対の磁気検知素子１２ａ，１２ｃ及び他の一対の磁気検知素子１２ｂ，１２ｄは、必ずしも電流線Ｘを挟んで対向するように配設する必要はない。
【００４０】
図４Ｂに示すように、第２の磁気検知素子群２２に属する４つの磁気検知素子２２ａ〜２２ｄは、電流線Ｘの周方向に沿って、隣接する各磁気検知素子２２ａ〜２２ｄとの間隔が互いに略等間隔（略等距離）となるよう配設される。本実施の形態においては、一対の磁気検知素子２２ａ，２２ｃが電流線Ｘの軸Ａを挟んで対向配設され、この一対の磁気検知素子２２ａ，２２ｂと直交するように他の一対の磁気検知素子２２ｂ、２２ｄが電流線Ｘの軸Ａを挟んで対向配設される。各磁気検知素子２２ａ〜２２ｄは、電流線Ｘの軸Ａと各磁気検知素子２２ａ〜２２ｄとの間の距離Ｌ１〜Ｌ４が互いに略等距離となるように配設される。このように配設することで、各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄは、電流線Ｘの周方向に沿って、互いに略９０度の間隔で第１の支持体１１上に配設される。
【００４１】
本実施に係る電流センサ１においては、第１及び第２の支持体１１、２１に電流線Ｘが取り付けられた際に、電流線Ｘの周方向において、第１の磁気検知素子群１２に属する磁気検知素子１２ａ〜１２ｄと、第２の磁気検知素子群２２に属する磁気検知素子２２ａ〜２２ｄとが互いに略４５度ずれるように第１及び第２の支持体１１、２１を固定することが望ましい。これにより、電流線Ｘに対する第１の磁気検知素子群１２に属する各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄの相対的な位置関係と、電流線Ｘに対する第２の磁気検知素子群２２に属する各磁気検知素子２２ａ〜２２ｄの相対的な位置関係とがそれぞれ略等しくなるので、測定精度が高い電流センサを実現できる。
【００４２】
また、本実施の形態に係る電流センサ１においては、電流線Ｘが取り付けられた際に、電流線Ｘの周方向において第１及び第２の支持体１１、２１の切り欠き部１１ｂ，２１ｂが互いに少なくも９０度ずれるように第１及び第２の支持体１１、２１を固定することが望ましい。これにより、電流線Ｘの外周面に沿った周面をなす第１及び第２の支持体１１、２１の支持面１１ｃ，２１ｃによって、第１及び第２の支持体１１，２１の切り欠き部１１ｂ，２１ｂによって形成される連通孔Ｓ１の形状が平面視にて略円形形状となる（図４Ａ、図４Ｂ参照）。この結果、第１及び第２の支持体１１，２１に電流線Ｘが取り付けられた際に、電流線Ｘは、外周面に沿って第１及び第２の支持体１１，２１の支持面１１ｃ，２１ｃによって少なくとも９０度異なる方向から支持されるので、第１及び第２の支持体１１、２１に電流線Ｘが取り付けられた際の電流線Ｘと、各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄ及び２２ａ〜２２ｄとの間の位置精度が向上する。したがって、電流センサ１の測定精度をさらに向上できる。
【００４３】
次に、図５を参照して、本実施の形態に係る電流センサ１の電流線Ｘへの取り付けの一例について説明する。図５は、本実施の形態に係る電流センサ１への電流線Ｘの取り付けの一例の説明図である。ここでは、既設の電流線Ｘに対して電流センサ１を取り付ける場合を例に挙げて説明する。
【００４４】
まず、直線状に延在する電流線Ｘに対して、第１の支持体１１の切り欠き部１１ｂと、第２の支持体２１の切り欠き部２１ｂとを連通させて重畳した状態で、第１の支持体１１の切り欠き部１１ｂ及び第２の切り欠き部２１ｂ内に電流線Ｘを案内する（図５の矢印参照）。そして、電流線Ｘの外周面が、第１の支持体１１の支持面１１ｃ及び第２の支持体２１の支持面２１ｃと当接した状態で、第１の支持体１１と第２の支持体２１とを互いに逆回転させる（第１の支持体１１を固定した状態で、第２の支持体を図５の矢印の方向に回転させる）。これにより、電流線Ｘは、電流線Ｘの軸線方向において、第１及び第２の支持体１１，２１の支持面１１ｃ，２１ｃにより、電流線Ｘの互いに異なる支持位置を互いに異なる支持方向から支持されるので、第１及び第２の支持体１１，２１に電流線Ｘを取り付けることが可能となる。また、第１及び第２の支持体１１，２１の接続点１１ｅ，２１ｅが、互いに当接して第１及び第２の磁気検知素子群１２，２２が電気的に接続される。以上の動作により電流センサ１に電流線Ｘを装着できる。
【００４５】
なお、本実施の形態係る電流センサ１においては、第１の磁気検知素子群１２が、電流線Ｘと互いに等距離に対向配設された４つの磁気検知素子１２ａ〜１２ｄを含み、第２の磁気検知素子群２２が、電流線Ｘと互いに等距離に対向配設された４つの磁気検知素子２２ａ〜２２ｄを含むことが好ましい。電流センサ１においては、第１の支持体１１に配設される第１の磁気検知素子群１１に属する磁気検知素子及び第２の支持体２１に配設される第２の磁気検知素子群２１に属する磁気検知素子の数が多いほど、電流線Ｘがずれた場合の測定誤差を小さくできる。一方で、磁気検知素子の数が多すぎると製造コストが高くなり、電流センサ１の小型化も困難となる。電流センサ１に求められる測定精度にもよるが、４つの磁気検知素子が２組で合計８個だと、測定精度を十分に高くできる一方、製造コストの上昇や、電流センサ１の大型化を十分に抑えられる。
【００４６】
ここで、第１及び第２の磁気検知素子群１２、２２の構成の一例を説明する。各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄ、２２ａ〜２２ｄは、例えば、感度軸を互いに逆向きとしてもよい。ここで、感度軸が互いに逆向きとは、第１の支持体１１の上面側に配設される磁気検知素子１２ａ〜１２ｄの感度軸と、第２の支持体２１の下面側に配設される磁気検知素子２２ａ〜２２ｄの感度軸とが、それぞれ電流線Ｘを通流する被測定電流からの誘導磁界の印加方向となることを意味する。磁気検知素子としては、磁気抵抗効果素子やホール素子を用いることができる。なお、本発明において、ホール素子の場合、感度軸とは、感磁面と直交する方向と定義する。
【００４７】
例えば、第１の磁気検知素子群１２において、磁気検知素子１２ａ〜１２ｄの一端側の磁気検知素子には、電源電位Ｖｄｄを与える電位源が接続され、磁気検知素子２２ａ〜２２ｄの他端側の磁気検知素子には、接地電位ＧＮＤを与える電位源が接続されている。第２の磁気検知素子群２２において、磁気検知素子２２ａ〜２２ｄの２つの磁気検知素子は電気的に接続されてセンサ出力Ｏｕｔが取り出される。
【００４８】
以上説明したように、上記実施の形態に係る電流センサ１においては、被測定電流を通流する電流線Ｘが、第１及び第２の支持体１１，２１の切り欠き部１１ｂ，２１ｂを介して支持面１１ｃ，２１ｃに案内され、当該支持面１１ｃ，２１ｃが、電流線Ｘの軸線方向において、電流線Ｘの互いに異なる位置を互いに異なる方向から支持するので、既存の電流線への電流センサの脱着が可能となる。また、第１の磁気検知素子群１２が第１の支持体１１に配設され、第２の磁気検知素子群２２が第２の支持体２１に配設されるので、第１及び第２の磁気検知素子群１２、２２と電流線Ｘとの間の位置精度を高い水準で制御できる。さらに、第１及び第２の支持体１１，２１に切り欠き部１１ｂ，２１ｂを設けたことから、複数の磁気検知素子を含む第１及び第２の磁気検知素子群１２，２２を配設した場合においても、電流線Ｘに対する脱着が可能となる。これらの結果、検出感度及び測定精度が高い電流センサを実現することが可能となる。また、電流線の周囲に磁気コアを配置しないことから、電流センサ１の小型化を実現することも可能となる。
【００４９】
なお、上記実施の形態においては、支持面１１ｃ，２１ｃの形状を平面視略半円形状とする例について説明したが、支持面１１ｃの形状は、切り欠き部１１ｂ内に案内された電流線Ｘの外周面を支持できる形状であれば、これに限定されず適宜変更可能である。
【００５０】
また、上記実施の形態においては、２つの第１及び第２の支持体１１，２１を備えた電流センサの構成について説明したが、３つ以上の支持体を用いて電流センサを構成してもよい。図６は、３つの支持体を備えた電流センサ１００の外観斜視図である。なお、図６においては、電流センサ１と同一の構成要素には同一の符号を付している。
【００５１】
図６に示すように、電流センサ１００は、第１の支持体１１と第２の支持体２１との間に回転可能に固定される第３の支持体１０１と、第３の支持体１０１に配設され被測定電流からの誘導磁界により出力信号を出力する複数の１つの磁気検知素子を含む第３の磁気検知素子群１０２を備える（図８参照）。第３の支持体１０１は、上面及び下面が被覆されており、内部に基板収容空間（図示せず）が形成されている。この基板収容空間の形状（図６の紙面上方から見た形状）は、第３の支持体１０１の形状と相似形状である。この第３の支持体１０１の基板収容空間には、絶縁基板（不図示）を介して第３の磁気検知素子分１０２が配設される。絶縁基板（不図示）は、基板収容空間の形状よりも若干小さい相似形状を有しており、基板収容空間に内装されるようになっている。第３の磁気検知素子群１０２に属する各磁気検知素子は、電流線Ｘの周方向に沿って配設される。また、第３の支持体１０１には、その上面から下方に窪んだ環状の凹部１０１ｄが設けられている。この凹部１０１ｄは、上述した支持体基部２１ａの凸部２１ｄ（図６において不図示：図２参照）が凹部１０１ｄにおいて移動可能に挿入できる大きさに形成されている。また、第３の支持体１０１には、その下面から下方に突出した凹部１０１ｄと相補形状の環状の凸部１０１ｅ（図６において不図示：図７参照）が設けられている。この凸部１０１ｅは、上述した支持体基部１１ａの凹部１１ｄに挿入できる大きさに形成されている。
【００５２】
図７は、第３の支持体１０１の外観斜視図であり、図７Ａにおいては、第３の支持体１０１の下面側を示し、図７Ｂにおいては、第３の支持体１０１の上面側を示している。
【００５３】
図７Ａ及び図７Ｂに示すように、第３の支持体１０１は、概して平板形状を有する支持体基部１０１ａと、支持体基部１０１ａの外周縁部から中央部に向けて設けられた切り欠き部１０１ｂと、を有する。第３の切り欠き部１０１ｂは、被測定電流を通流する電流線Ｘの直径より僅かに大きい幅寸法を有しており、支持体基部１０１ａの外周縁部から中央部に向けて電流線Ｘを案内するように設けられている。
【００５４】
切り欠き部１０１ｂには、支持体基部１０１ａの外周縁部の側壁から連なり、切り欠き部１０１ｂ内に案内された電流線Ｘを支持する第３の支持面１０１ｃが設けられている。本実施の形態においては、支持面１０１ｃは、断面略円形形状の電流線Ｘの外周面に沿った相補形状となるように、平面視略半円形形状の周面として設けられる。なお、詳細は後述するが、電流センサ２に電流線Ｘが取り付けられた際には、この第３の支持面１０１ｃに電流線Ｘの外周面の一部が支持されて径方向に位置決めされる。
【００５５】
第３の支持体１０１には、絶縁基板（不図示）を介して、第３の磁気検知素子群１０２が配設される（図８参照）。第３の磁気検知素子群１０２は、被測定電流からの出力信号により出力信号を出力する４つの磁気検知素子１０２ａ〜１０２ｄを含む。第３の磁気検知素子群に属する４つの磁気検知素子１０２ａ〜１０２ｄは、電流線Ｘの周方向に沿って略等間隔（略等距離）で配設される（図８参照）。各磁気検知素子１０２ａ〜１０２ｄは、配線パターン（不図示）で電気的に接続される。なお、各磁気検知素子１０２ａ〜１０２ｄは、測定制度が大幅に悪化しない程度の取り付け誤差があってもよい。
【００５６】
支持体基部１０１ａの上面側には、電流線Ｘの周方向に沿って支持体基部１０１ａの上面から下方に窪んだ凹部１０１ｄが設けられている。この凹部１０１ｄは、第２の支持体２１の凸部２１ｄと嵌合するように設けられている。また、凹部１０１ｄには、第１、第２、及び第３の支持体１１，２１，１０１に電流線Ｘが取り付けられた際に、第２の支持体２１の凸部２１ｄの接続点２１ｅと当接して第３の磁気検知素子群１０２と第２の磁気検知素子群２２とを電気的に接続する接続点１０１ｇが設けられている。
【００５７】
支持体基部１０１ａの下面側には、電流線Ｘの周方向に沿って支持体基部１０１ａの仮面から下方に突出する凸部１０１ｅが設けられている。この凸部１０１ｅは、第１の支持体１１の凹部１１ｄと嵌合するように設けられている。また、凸部１０１ｅには、第１、第２、及び第３の支持体１１，２１，１０１に電流線Ｘが取り付けられた際に、第１の支持体１１の凹部１１ｄの接続点１１ｅと当接して第３の磁気検知素子群１０２と第１の磁気検知素子群１２とを電気的に接続する接続点１０１ｆが設けられている。
【００５８】
本実施の形態に係る電流センサ１００においては、第１、第２及び第３の支持体１１，２１，１０１は、電流線Ｘの軸線方向を回転軸として互いに回転して第１、第２及び第３の切り欠き部１１ｂ，２１ｂ，１０１ｂを互いに連通させて重畳した状態で固定される。このとき、第１の支持体基部１１ａの凹部１１ｄに第３の支持体１０１の凸部１０１ｅが嵌合した状態となると共に、第３の支持体１０１の凹部１０１ｄに第２の支持体２１の凸部２１ｄが嵌合した状態となる。この状態で、電流線Ｘを第１、第２及び第３の支持面１１ｃ，２１ｃ，１０１ｃに案内する。そして、電流線Ｘが第１、第２及び第３の支持面１１ｃ，２１ｃ，１０１ｃに当接した状態で、第１、第２及び第３の支持体１１，２１，１０１は、電流線Ｘの軸線方向を回転軸として互い回転する。このとき、第２の支持体２１の凸部２１ｄが第３の支持体１０１の凹部１０１ｅに嵌合すると共に、第３の支持体１０１の凸部１０１ｄが支持体基部１１ａの凹部１１ｅ内に嵌合した状態で回転方向に移動する。そして、電流線Ｘの軸線方向において、第１、第２、及び第３の支持面１１ｃ，２１ｃ，１０１ｃが電流線Ｘの互いに異なる位置を異なる方向から支持するように固定されて電流線Ｘに取り付けられる。
【００５９】
次に、図８を参照して第１、第２、及び第３の磁気検知素子群１２，２２，１０２の配置について詳細に説明する。図８は、電流センサ１００の平面模式図である。
【００６０】
図８に示すように、第３の磁気検知素子群１０２に属する４つの磁気検知素子１０２ａ〜１０２ｄは、電流線Ｘの周方向に沿って、隣接する各磁気検知素子１０２ａ〜１０２ｄとの間隔が互いに略等間隔となるよう配設される。本実施の形態においては、一対の磁気検知素子１０２ａ、１０２ｃが電流線Ｘの軸Ａを挟んで対向するように配設され、この一対の磁気検知素子１０２ａ、１０２ｂと直交するように他の一対の磁気検知素子１０２ｂ、１０２ｄが電流線Ｘの軸を挟んで対向するように配設される。各磁気検知素子１０２ａ〜１０２ｄは、電流線Ｘの軸Ａと各磁気検知素子１０２ａ〜１０２ｄとの間の距離Ｌ１〜Ｌ４が互いに略等距離となるように配設される。このように配設することで、各磁気検知素子１０２ａ〜１０２ｄは、電流線Ｘの周方向において、互いに略９０度の間隔で第３の支持体１０１上に配設される。
【００６１】
本実施の形態に係る電流センサ１００においては、直線状に延在する電流線Ｘに対して、第１の支持体１１の切り欠き部１１ｂと、第２の支持体２１の切り欠き部２１ｂと、第３の支持体１０１の切り欠き部１０１ｂと、を互いに連通させて重畳した状態で、切り欠き部１１ｂ，２１ｂ，１０１ｂ内に電流線Ｘを案内する。そして、電流線Ｘの外周面が、第１の支持体１１の支持面１１ｃ、第２の支持体２１の支持面２１ｃ、及び第３の支持体１０１の支持面１０１ｃと当接した状態で、第１の支持体１１、第２の支持体２１、及び第３の支持体１０１を互いに逆回転させる。この結果、電流線Ｘは、電流線Ｘの軸線方向において、第１、第２、及び第３の支持体１１，２１，１０１の支持面１１ｃ，２１ｃ，１０１ｃにより、電流線Ｘの互いに異なる支持位置を互いに異なる支持方向から支持されるので、第１、第２、及び第３の支持体１１，２１，１０１に電流線Ｘを取り付けることが可能となる。また、第１、第２、及び第３の支持体１１，２１，１０１の接続点１１ｅ，２１ｅ，１０１ｇが、互いに当接して第１、第２、及び第３の磁気検知素子群１２，２２，１０２が互いに電気的に接続される。以上の動作により電流センサ１００に電流線Ｘを取り付けることが可能となる。
【００６２】
本実施の形態に係る電流センサ１００においては、第１、第２、及び第３の磁気検知素子群１２、２２、１０２に属する各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄ，２２ａ〜２２ｄ，１０２ａ〜１０２ｄは、電流線Ｘの周方向に沿って平面視にて互いに略９０度の間隔で第１、第２、及び第３の支持体１１，２１，１０１上にそれぞれ配設されるので、電流線Ｘが取り付けられた際に、電流線Ｘの周方向において、第１、第２、第３の磁気検知素子群１２，２２，１０２に属する各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄ，２２ａ〜２２ｄ，１０２ａ〜１０２ｄが互いに略３０度ずれるように第１及び第２の支持体１１、２１を固定することが可能となる。これにより、電流線を精度よく固定でき、電流センサの測定精度をさらに向上できる。
【００６３】
なお、本実施の形態に係る電流センサ１００においては、第３の磁気検知素子群１０２が、電流線Ｘと互いに等距離に対向配設された４つの磁気検知素子１１ａ〜１１ｄを含むことが好ましい。この構成により、測定精度を十分に高くできる一方、製造コストの上昇や、電流センサ１００の大型化を十分に抑えられる。
【００６４】
また、本実施の形態に係る電流センサ１００においては、電流線Ｘが取り付けられた際に、電流線Ｘの周方向において、切り欠き部１１ｂ，２１ｂ，１０１ｂが互いに１２０度ずれように第１、第２、及び第３の支持体１１，２１，１０１を固定している。これにより、電流線Ｘの外周面に沿った周面をなす第１、第２、及び第３の支持体１１，２１，１０１の支持面１１ｃ，２１ｃ，１０１ｃにより、切り欠き部１１ｂ，２１ｂ，１０１ｂに形成される連通孔Ｓ２の形状が、平面視にて円形形状となる（図８参照）。この結果、電流線Ｘが取り付けられた際の電流線Ｘと、各磁気検知素子１２ａ〜１２ｄ，２２ａ〜２２ｄ，１０２ａ〜１０２ｄとの間の位置精度が向上するので、電流センサ１００の測定精度を向上できる。尚、切り欠き部１１ｂ、２１ｂ、１０１ｂが互いに９０度以上ずれていれば、連通孔Ｓ２に形状が、平面視にて円形形状となるので、同様の効果を得ることができる。
【００６５】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る電流センサ２においては、電流線に対して同心円状に複数の磁気検知素子群を配設し、かつ各磁気検知素子群が互いに略同一円周上（略同一平面内）に配設される。なお、以下においては、第１の実施の形態に係る電流センサ１との相違点を中心に説明し、説明の重複を避ける。
【００６６】
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る電流センサ２の外観斜視図であり、図１０は、本実施の形態に係る電流センサ２の分解斜視図である。
【００６７】
図９及び図１０に示すように、電流センサ２は、同一の構成を有し、互いに係合可能に構成された一対の第１及び第２の支持体３１，４１と、第１の支持体３１上の外周面上に配設される第１の磁気検知素子群３２と、第２の支持体４１の外周面上に配設される第２の磁気検知素子群４２とを備える。第１の磁気検知素子群３２は、被測定電流からの誘導磁界により出力信号を出力する４つの磁気検知素子３２ａ〜３２ｄを含み、第２の磁気検知素子群４２は、被測定電流からの誘導磁界により出力信号を出力する４つの磁気検知素子４２ａ〜４２ｄを含む。第１及び第２の磁気検知素子群３２，４２に属する磁気検知素子３２ａ〜３２ｄ，４２ａ〜４２ｄは、電流センサ２を電流線Ｘに取り付けた際に、電流線Ｘの周方向に沿って略等間隔（略等距離）となるように配設される。なお、各磁気検知素子３２ａ〜３２ｄ，４２ａ〜４２ｄは、測定精度が大幅に悪化しない程度の取り付け誤差があってもよい。
【００６８】
次に、第１及び第２の支持体３１、４１の構成について詳細に説明する。ここでは、第１の支持体３１の構成について主として説明するが、第２の支持体４１も同様の構成を有する。図１１は、第１の支持体３１の平面図である。
【００６９】
第１の支持体３１は、概して平板形状を有する支持体基部３１ａと、支持体基部３１ａの外周縁部から中央部に向けて設けられた切り欠き部３１ｂとを有する。切り欠き部３１ｂには、支持体基部３１ａの外周面から連なり、支持体基部３１ａの外周縁部から切り欠き部３１ｂ内に案内された電流線Ｘを支持する支持面３１ｃが設けられている。本実施の形態においては、支持面３１ｃは、断面略円形状の電流線Ｘの外周面に沿った形状になるように、平面視略半円形形状の周面として設けられる。
【００７０】
第１の支持体３１の支持体基部３１ａの外周縁部には、支持体基部３１ａの上面から上方に突出する４つの凸部３１ｄが設けられている。各凸部３１ｄ間には、支持体基部３１ａの上面から下方に窪んだ凹部３１ｅ又は切り欠き部３１ｂが設けられている。第１の支持体３１の凸部３１ｄ及び凹部３１ｅ又は切り欠き部３１ｂは、電流線Ｘの周方向に沿って略等間隔に設けられている。
【００７１】
第１の支持体３１の凸部３１ｄは、第１及び第２の支持体３１、４１を互いに重畳させた際に、第２の支持体４１の凹部４１ｅ又は切り欠き部３１ｂと互いに嵌合するように設けられる。第１の支持体３１の凹部３１ｅは、第１及び第２の支持体３１、４１を互いに重畳させた際に、第２の支持体４１の凸部４１ｄと互いに嵌合するように設けられる。また、第１及び第２の支持体３１、４１には、第１及び第２の支持体３１、４１を互いに係合させた際の当接面に接点部（不図示）が設けられており、第１及び第２の磁気検知素子群３２、４２が互いに電気的に接続されるように構成される。
【００７２】
第１の磁気検知素子群３２に属する４つの磁気検知素子３２ａ〜３２ｄは、第１の支持体３１の支持体基部３１ａの外周面から連なる凸部３１ｄの外側面３１ｆに配設される。また、４つの磁気検知素子３２ａ〜３２ｄは、電流線Ｘの軸Ａと各磁気検知素子３２ａ〜３２ｄとの間の距離が、互いに略等距離となるように配設される。また、各磁気検知素子３２ａ〜３２ｄは、電流線Ｘの周方向に沿って、隣接する各磁気検知素子３２ａ〜３２ｄとの間隔が略等間隔となるよう配設される。
【００７３】
第２の磁気検知素子群４２に属する４つの磁気検知素子４２ａ〜４２ｄは、第１の支持体４１の支持体基部４１ａの外周面から連なる凸部４１ｄの外側面４１ｆに配設される。また、４つの磁気検知素子４２ａ〜４２ｄは、電流線Ｘの軸Ａと各磁気検知素子４２ａ〜４２ｄとの間の距離が、互いに略等距離となるように配設される。また、各磁気検知素子４２ａ〜４２ｄは、電流線Ｘの周方向に沿って、隣接する各磁気検知素子４２ａ〜４２ｄとの間隔が略等間隔となるよう配設される。
【００７４】
また、第１及び第２の磁気検知素子群３２，４２に属する各磁気検知素子３２ａ〜３２ｄ，４２ａ〜４２ｄは、第１及び第２の支持体３１，４１に電流線Ｘを取り付けた際に、電流線Ｘの軸線方向と直交する略同一平面内（略同一円周上）となるように、第１及び第２の支持体３１、４１の凸部３１ｄ，４１ｄの外側面３１ｆ，４１ｆ上に配設される。
【００７５】
本実施の形態においては、第１及び第２の支持体の凸部３１ｄ、４１ｄは、一対の凸部３１ｄ，４１ｄが電流線Ｘの軸Ａを挟んで対向して設けられ、この一対の凸部３１ｄ，４１ｄと直交するように他の一対の凸部３１ｄ，４１ｄが電流線Ｘの軸Ａを挟んで対向して設けられる。また、凸部３１ｄ，４１ｄは、電流線Ｘの軸Ａと外側面３１ｆ、４１ｆとの間の距離Ｌ１〜Ｌ４が互いに略等距離となるように設けられる。このように凸部３１ｄ、４１ｄを設けることにより、凸部３１ｄの外側面３１ｆ上に配設される磁気検知素子３２ａ〜３２ｄ及び電流線Ｘ間の距離と、凸部４１ｄの外側面４１ｆ上に配設される４つの磁気検知素子４２ａ〜４２ｄ及び電流線Ｘ間の距離とがそれぞれ略等距離となる（Ｌ５〜Ｌ８参照）。
【００７６】
本実施の形態に係る電流センサ２においては、第１及び第２の支持体３１，４１は、電流線Ｘの軸線方向を回転軸として互いに回転して第１及び第２の切り欠き部３１ｂ，４１ｂを互いに連通させて重畳した状態で固定され、電流線Ｘを第１及び第２の支持面３１ｃ，４１ｃに案内する。そして、電流線Ｘが取り付けられた際に、第１及び第２の支持体３１，４１は、第１及び第２の支持体３１，４１の凸部３１ｄ，４１ｄ及び凹部３１ｅ，４１ｅで互いに係合して固定されて電流線Ｘに取り付けられる。この結果、第１及び第２の支持体３１，４１が電流線Ｘに取り付けられた際に、第１及び第２の磁気検知素子群３２、４２に属する各磁気検知素子３２ａ〜３２ｄ、４２ａ〜４２ｄが電流線Ｘの軸線方向と直交する略同一平面内（略同一円周上）に属するように配設される。仮に、第１の磁気検知素子群３２と第２の磁気検知素子群４２とが別々の平面に配置されると、電流線Ｘが傾いた場合に、第１の磁気検知素子群３２の中心から電流線Ｘがずれる方向及び距離と、第２の磁気検知素子群４２の中心から電流線Ｘがずれる方向及び距離とが異なる。このような場合、例え、僅かなずれであっても測定精度が大きく悪化する。本実施の形態に係る電流センサ２においては、第１及び第２の磁気検知素子群３２，４２が略同一円周上（略同一平面内）に配設されるため、電流線Ｘが傾いても、電流線Ｘのずれる方向及び距離は、第１の磁気検知素子群３２に対しても、第２の磁気検知素子群４２に対しても略同一となるので、電流センサ２の測定精度の悪化を防げる。
【００７７】
次に、図１２を参照して電流センサ２の電流線Ｘへの取り付けについて説明する。図１２に示すように、電流センサ２に電流線Ｘを取り付ける際には、第１及び第２の支持体３１、４１の切り欠き部３１ｂ、４１ｂを互いに連通させて重畳し、凸部３１ｄ，４１ｄが対向した状態で、第１の切り欠き部３１ｅ、４１ｅを介して電流線Ｘを支持面３１ｃ、４１ｃまで案内（図１２の矢印参照）する。そして、電流線Ｘが支持面３１ｃ、４１ｃに当接した状態で、第１及び第２の支持体３１、４１を互いに逆方向に回転（第１の支持体３１を固定した状態で、第２の支持体４１を図１２の矢印の方向に回転）させて第１の支持体３１の凹部３１ｅ及び凸部３１ｄと第２の支持体４１の凹部４１ｅ及び凸部４１ｄとを互いに嵌合させる。電流センサ２においては、第１及び第２の支持体３１、４１の凸部３１ｄ、４１ｄを互いに当接させることで、切り欠き部３１ｅ、４１ｅを連通させて重畳できるので、電流線Ｘに容易に取り付けることが可能となる。
【００７８】
このように、本実施の形態に係る電流センサ２においては、第１及び第２の磁気検知素子群３２、４２に属する磁気検知素子３２ａ〜３２ｄ、４２ａ〜４２ｄが、電流線Ｘの軸Ａと各磁気検知素子３２ａ〜３２ｄ、４２ａ〜４２ｄとの間の距離が略等距離となり、電流線Ｘの周方向に沿って略等間隔に配設される。これにより、電流線Ｘに対する第１及び第２の磁気検知素子群３２、４２に属する磁気検知素子３２ａ〜３２ｄ、４２ａ〜４２ｄの距離の差が小さくなるので、測定精度がさらに向上する。特に、電流センサ２においては、第１及び第２の支持体３１、４１に電流線Ｘが取り付けられた際に、第１及び第２の磁気検知素子群３２、４２に属する磁気検知素子３２ａ〜３２ｄ、４２ａ〜４２ｄが略同一円周上（略同一平面内）となるので、電流センサ２の小型化が可能となる。さらに、第１及び第２の磁気検知素群３２、４２が略同一円周上（略同一平面内）に配設されるので、電流線Ｘが傾いた場合においても精度が悪化を抑制できる。
【００７９】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る電流センサ３の他の構成例について説明する。図１３は、本例に係る電流センサ３の外観斜視図であり、図１４は、電流センサ３の分解斜視図である。
【００８０】
図１３及び図１４に示すように、電流センサ３は、互いに係合可能に構成された一対の第１及び第２の支持体５１，６１と、第１の支持体５１に配設される第１の磁気検知素子群５２と、第２の支持体に配設される第２の磁気検知素子群６２とを備える。電流センサ３においては、第１及び第２の支持体５１，６１が互いに係合した状態で、第１及び第２の磁気検知素子群５２、６２が電流線Ｘの軸線方向と直交する略同一平面内（略同一円周上）に配設されると共に、電流センサ３の内部に第１及び第２の磁気検知素子群５２，６２が配設される。
【００８１】
図１５は、第１及び第２の支持体５１，６１の外観斜視図であり、図１６は、第１及び第２の支持体５１，６１の平面図である。図１５及び図１６に示すように、第１の支持体５１は、概して平板形状を有する支持体基部５１ａと、支持体基部５１ａの外周縁部から中央部に向けて設けられた切り欠き部５１ｂとを有する。切り欠き部５１ｂは、被測定電流を通流する電流線Ｘの直径より僅かに大きい幅寸法を有しており、支持体基部５１ａの外周縁部から中央部に向けて電流線Ｘを案内するように設けられている。
【００８２】
切り欠き部５１ｂには、支持体基部５１ａの外周面から連なり、切り欠き部５１ｂ内に案内された電流線Ｘを支持する支持面５１ｃが設けられている。本実施の形態においては、支持面５１ｃは、断面略円形状の電流線Ｘの外周面に沿った形状になるように、平面視略半円形形状の周面として設けられる。
【００８３】
支持体基部５１ａの外周縁部には、支持体基部５１ａの上面から上方に突出する４つの凸部５１ｄが設けられている。各凸部５１ｄ間には、支持体基部５１ａの上面から下方に窪んだ凹部５１ｅ又は切り欠き部５１ｂが設けられている。第１の支持体５１の凸部５１ｄ及び凹部５１ｅ又は切り欠き部５１ｂは、電流線Ｘの周方向に沿って等間隔に設けられている。第１の支持体５１の凸部５１ｄは、後述する第２の支持体６１の凹部６１ｅと互いに嵌合するように設けられ、凹部５１ｅは、第２の支持体６１の凸部６１ｄと互いに嵌合するように設けられている。
【００８４】
第２の支持体６１は、概して平板形状を有する支持体基部６１ａと、支持体基部６１ａの外周縁部から中央部に向けて設けられた切り欠き部６１ｂとを有する。切り欠き部６１ｂは、被測定電流を通流する電流線Ｘの直径より僅かに大きい幅寸法を有しており、支持体基部６１ａの外周縁部から中央部に向けて電流線Ｘを案内するように設けられている。
【００８５】
切り欠き部６１ｂには、支持体基部６１ａの外周面から連なり、切り欠き部６１ｂ内に案内された電流線Ｘを支持する支持面６１ｃ（図１３，図１４参照）が設けられている。本実施の形態においては、支持面６１ｃは、断面略円形状の電流線Ｘの外周面に沿った形状になるように、平面視において略円形形状の周面として設けられる。
【００８６】
支持体基部６１ａの外周縁部には、支持体基部６１ａの上面から上方に突出する４つの凸部６１ｄが設けられている。各凸部６１ｄ間には、支持体基部６１ａの上面から下方に窪んだ凹部６１ｅ又は切り欠き部６１ｂが設けられている。第２の支持体６１の凸部６１ｄ及び凹部６１ｅ又は切り欠き部６１ｂは、電流線Ｘの周方向に沿って等間隔に設けられている。第２の支持体６１の凸部６１ｄは、第１の支持体５１の凹部５１ｅと互いに嵌合するように設けられ、凹部６１ｅは、第１の支持体５１の凸部５１ｄと互いに嵌合するように設けられている。
【００８７】
第１の支持体５１の支持体基部５１ａの中央部には、電流線Ｘの周方向に沿って支持体基部５１ａの上面から上方に突出する環状の内壁５１ｆ（第１の内壁部）が設けられている。この内壁５１ｆの内側の領域には、支持体基端部５１ａの上面より下方に窪んだ収容空間Ａ１が設けられている。この収容空間Ａ１には、第１及び第２の支持体５１、６１電流線Ｘが取り付けられた際に、互いに係合した第１及び第２の支持体５１、６１のうち、第２の支持体６１の上面から上方に突出する内壁５１ｆと相似形状を有する環状の内壁６１ｆ（第２の内壁部）の下端側が収容される。
【００８８】
第１の磁気検知素子群５２に属する４つの磁気検知素子５２ａ〜５２ｄは、内壁５１ｆの内側に配設される。本実施の形態においては、電流線Ｘの周方向に沿って支持体基部５１ａの内壁５１ｆの内周面に略等間隔に配設される。本実施の形態においては、各磁気検知素子５２ａ〜５２ｄは、電流線Ｘの軸Ａと各磁気検知素子５２ａ〜５２ｄとの間の距離Ｌ５〜Ｌ８が、それぞれ略等距離となるように配設されると共に、電流線Ｘの周方向に沿って、隣接する各磁気検知素子５２ａ〜５２ｄとの間隔が略等間隔となるよう配設される。なお、各磁気検知素子５２ａ〜５２ｄは、測定制度が大幅に悪化しない程度の取り付け誤差があってもよい。
【００８９】
第２の支持体６１の支持体基部６１ａの中央部には、第２の支持体６１の上面から下方に向けて窪んだ収容空間Ａ２が設けられている。この収容空間Ａ２は、平面視にて略円形形状に設けられており、第１の支持体５１の内壁５１ｆの外周面より僅かに径方向の幅寸法が大きく、Ａ１と相似形状となるように設けられている。この収容空間Ａ２には、第１及び第２の支持体５１、６１が互いに係合した際に、第１の支持体５１の上面から第２の支持体６１側に向けて突出した内壁５１ｆの上端側が収容される。
【００９０】
第２の支持体６１の収容空間Ａ２内には、電流線Ｘの周方向に沿って支持体基部６１ａの上面から上方に突出する内壁６１ｆが設けられている。この内壁６１ｆは、第１の支持体５１の内壁５１ｆに対して径方向の幅寸法が小さくなるように、すなわち、第１の支持体５１の内壁５１ｆの半径は、第２の支持体６１の内壁６１ｆの半径より大きくなるように設けられる。第１及び第２の支持体が互いに係合した際に、第１の支持体５１の内壁５１ｆと第２の支持体６１の内壁６１ｆとの間に第１及び第２の磁気検知素子５１、６１を配設できるように設けられる。
【００９１】
第２の磁気検知素子群６２に属する４つの磁気検知素子６２ａ〜６２ｄは、内壁６１ｆの外側に配設される。本実施の形態においては、電流線Ｘの周方向に沿って支持体基部６１ａの内壁６１ｆの内周面に略等間隔に配設される。本実施の形態においては、各磁気検知素子６２ａ〜６２ｄは、電流線Ｘの軸Ａと各磁気検知素子６２ａ〜６２ｄとの間の距離Ｌ５〜Ｌ８が、それぞれ略等距離となるように配設されると共に、電流線Ｘの周方向に沿って、隣接する各磁気検知素子６２ａ〜６２ｄとの間隔が略等間隔となるよう配設される。なお、各磁気検知素子６２ａ〜６２ｄは、測定制度が大幅に悪化しない程度の取り付け誤差があってもよい。
【００９２】
本実施の形態に係る電流センサ３においては、第１及び第２の支持体５１，６１は、電流線Ｘの軸線方向を回転軸として互いに回転して第１及び第２の切り欠き部５１ｂ，６１ｂを互いに連通させて重畳した状態で固定され、電流線Ｘを第１及び第２の支持面５１ｃ，６１ｃに案内する。そして、電流線Ｘが取り付けられた際に、第１及び第２の支持体５１，６１は、第１及び第２の支持体５１，６１の凸部５１ｄ，６１ｄ及び凹部５１ｅ，６１ｅで互いに係合して固定されて電流線Ｘに取り付けられる。この結果、第１及び第２の支持体５１，６１が電流線Ｘに取り付けられた際に、第１及び第２の磁気検知素子群５２、６２に属する各磁気検知素子５２ａ〜５２ｄ、６２ａ〜６２ｄが電流線Ｘの軸線方向と直交する略同一平面内（略同一円周上）に属するように配設される。これにより、上述した電流センサ２と同様に、電流線Ｘが傾いた場合においても、電流センサ３の測定精度の悪化を防げる。
【００９３】
また、本実施の形態に係る電流センサ３においては、支持体基部５１ａの上面から上方に突出する内壁５１ｆに第１の磁気検知素子群５２を配設し、支持体基部６１ａの上面から上方に突出する内壁６１ｆに第２の磁気検知素子群６２を配設し、第１及び第２の支持体５１、６１を互いに係合させるので、第１及び第２の磁気検知素子群５２、６２を略同一円周上（略同一平面内）に配設することが可能となる。これにより、電流センサ３の測定精度を向上できる。また、互いに係合した第１及び第２の支持体５１、６１の内部に第１及び第２の磁気検知素子群５２、６２を配設できるので、小型化を実現することが可能となる。
【００９４】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。また、「円周上」、「等間隔」、「等距離」の用語については、本発明の効果を発揮する範囲内では、若干ずれていても良いことは当然である。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、測定精度及び検出感度が高く、しかも電流線に対して脱着可能な電流センサを実現できるという効果を有し、特に、既存の電流線を取り付ける電流センサとして有用である。
【符号の説明】
【００９６】
１、２、３、１００ 電流センサ
１１、２１、３１、４１、５１、６１、１０１ 支持体
１１ａ、２１ａ、３１ａ、４１ａ、５１ａ、６１ａ、１０１ａ 支持体基部
１１ｂ、２１ｂ、３１ｂ、４１ｂ、５１ｂ、６１ｂ、１０１ｂ 切り欠き部
１１ｃ、２１ｃ、３１ｃ、４１ｃ、５１ｃ、６１ｃ、１０１ｃ 支持面
１２、３２、５２ 第１の磁気検知素子群
１２ａ〜１２ｄ、２２ａ〜２２ｄ、３２ａ〜３２ｄ、４２ａ〜４２ｄ、５２ａ〜５２ｄ、６２ａ〜６２ｄ、１０２ａ〜１０２ｄ 磁気検知素子
２２、４２、６２ 第２の磁気検知素子群
３１ｄ、４１ｄ、５１ｄ、６１ｄ 凸部
３１ｅ、４１ｅ、５１ｅ、６１ｅ 凹部
３１ｆ、４１ｆ 外側面
５１ｆ、４１ｆ 内壁
１０２ 第３の磁気検知素子群
Ａ 軸
Ｘ 電流線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定電流が通流する電流線を案内する第１の切り欠き部、及び前記第１の切り欠き部に設けられ前記第１の切り欠き部から案内された前記電流線を支持する第１の支持面を有する第１の支持体と、
前記第１の支持体上に前記電流線の周方向に回転可能に固定され、前記電流線を案内する第２の切り欠き部、及び前記第２の切り欠き部に設けられ前記第２の切り欠き部から案内された前記電流線を支持する第２の支持面を有する第２の支持体と、
前記第１の支持体に配設され前記被測定電流からの誘導磁界により出力信号を出力する複数の磁気検知素子を含む第１の磁気検知素子群と、前記第２の支持体に配設され前記誘導磁界により出力信号を出力する複数の磁気検知素子を含む第２の磁気検知素子群と、を具備し、前記第１及び前記第２の支持体は、前記第１及び前記第２の切り欠き部を互いに連通させて重畳した状態で前記電流線を前記第１及び第２の支持面に案内し、
前記電流線が取り付けられた際に、前記第１及び前記第２の支持面が、前記電流線の軸線方向において前記電流線の互いに異なる位置を、互いに異なる方向から支持するように固定されることを特徴とする電流センサ。
【請求項２】
前記第１の磁気検知素子群に属する複数の前記磁気検知素子と、前記第２の磁気検知素子群に属する複数の前記磁気検知素子とは、前記電流線の周方向に沿って、等間隔に配設されたことを特徴とする請求項１に記載の電流センサ。
【請求項３】
前記第１の支持体は、当該第１の支持体の外周縁部に設けられた凸部及び凹部を有し、前記第２の支持体は、当該第２の支持体の外周縁部に設けられた凸部及び凹部を有し、前記第１の磁気検知素子群に属する各磁気検知素子は、前記第１の支持体の前記凸部の外側面上に配設され、前記第２の磁気検知素子群に属する各磁気検知素子は、前記第２の支持体の前記凸部の外側面上に配設され、前記電流線が取り付けられた際に、前記第１及び第２の支持体は、前記第１及び第２の支持体の前記凸部及び前記凹部で互いに係合して固定され、前記第１及び前記第２の磁気検知素子群が互いに同一円周上に配設されることを特徴とする請求項２記載の電流センサ。
【請求項４】
前記第１の支持体は、当該第１の支持体の外周縁部に設けられた凸部及び凹部と前記電流線の周方向に沿って設けられた第１の内壁部とを有し、前記第２の支持体は、当該第２の支持体の外周縁部に設けられた凸部及び凹部と前記電流線の周方向に沿って設けられた第２の内壁部とを有し、前記第１の内壁部の半径は、前記第２の内壁部の半径よりも大きく、前記第１の磁気検知素子群に属する各磁気検知素子は、前記第１の内壁部の内側に配設され、前記第２の磁気検知素子群に属する各磁気検知素子は、前記第２の内壁部の外側に配設され、前記電流線が取り付けられた際に、前記第１及び第２の支持体は、前記第１及び第２の支持体の前記凸部及び前記凹部で互いに係合して固定され、前記第１及び前記第２の磁気検知素子群が同一円周上に配設されることを特徴とする請求項２記載の電流センサ。
【請求項５】
前記第１の磁気検知素子群に属する複数の前記磁気検知素子と、前記第２の磁気検知素子群に属する複数の前記磁気検知素子とは、前記電流線の周方向に沿って、等間隔に配設されたことを特徴とする請求項３又は請求項４記載の電流センサ。
【請求項６】
前記第１の磁気検知素子群は、前記電流線と互いに等距離に対向配設された４つの磁気検知素子を含み、前記第２の磁気検知素子群は、前記電流線と互いに等距離に対向配設された４つの磁気検知素子を含むことを特徴とする請求項２又は請求項５記載の電流センサ。
【請求項７】
前記第１及び第２の支持面は、前記電流線の外周面に沿った周面をなしており、前記電流線が取り付けられた際に、前記第１及び前記第２の支持体は、前記第１及び前記第２の切り欠き部が前記電流線の周方向において、少なくとも９０度ずれるように固定されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の電流センサ。
【請求項８】
被測定電流が通流する電流線を案内する第３の切り欠き部と、前記第３の切り欠き部に設けられ前記第３の切り欠き部から案内された前記電流線を支持する第３の支持面を有する第３の支持体と、前記第３の支持体に配設され前記誘導磁界により出力信号を出力する複数の磁気検知素子を含む第３の磁気検知素子群と、を具備し、前記第１、前記第２、及び前記第３の支持体は、前記第１、前記第２、及び前記第３の切り欠き部を互いに連通させて重畳した状態で前記電流線を前記第１、前記第２、及び前記第３の支持面に案内し、前記電流線が取り付けられた際に、前記第１、前記第２、及び前記第３の支持面が、前記電流線の軸線方向において、前記電流線の互いに異なる位置を互いに異なる方向から支持するように固定されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の電流センサ。
【請求項９】
前記第３の磁気検知素子群に属する複数の前記磁気検知素子は、前記電流線の周方向に沿って、等間隔に配設されたことを特徴とする請求項８に記載の電流センサ。
【請求項１０】
前記第３の磁気検知素子群は、前記電流線を挟んで前記電流線と互いに等距離に対向配設された４つの磁気検知素子を含むことを特徴とする請求項８又は請求項９記載の電流センサ。
【請求項１１】
前記第１、第２、及び第３の支持面が、前記電流線の外周面に沿った周面をなしており、前記電流線が取り付けられた際に、前記第１、第２、及び第３の支持体は、第１、第２、及び前記第３の切り欠き部が前記電流線の周方向において、少なくとも９０度ずれて固定されることを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれかに記載の電流センサ。
【請求項１】
被測定電流が通流する電流線を案内する第１の切り欠き部、及び前記第１の切り欠き部に設けられ前記第１の切り欠き部から案内された前記電流線を支持する第１の支持面を有する第１の支持体と、
前記第１の支持体上に前記電流線の周方向に回転可能に固定され、前記電流線を案内する第２の切り欠き部、及び前記第２の切り欠き部に設けられ前記第２の切り欠き部から案内された前記電流線を支持する第２の支持面を有する第２の支持体と、
前記第１の支持体に配設され前記被測定電流からの誘導磁界により出力信号を出力する複数の磁気検知素子を含む第１の磁気検知素子群と、前記第２の支持体に配設され前記誘導磁界により出力信号を出力する複数の磁気検知素子を含む第２の磁気検知素子群と、を具備し、前記第１及び前記第２の支持体は、前記第１及び前記第２の切り欠き部を互いに連通させて重畳した状態で前記電流線を前記第１及び第２の支持面に案内し、
前記電流線が取り付けられた際に、前記第１及び前記第２の支持面が、前記電流線の軸線方向において前記電流線の互いに異なる位置を、互いに異なる方向から支持するように固定されることを特徴とする電流センサ。
【請求項２】
前記第１の磁気検知素子群に属する複数の前記磁気検知素子と、前記第２の磁気検知素子群に属する複数の前記磁気検知素子とは、前記電流線の周方向に沿って、等間隔に配設されたことを特徴とする請求項１に記載の電流センサ。
【請求項３】
前記第１の支持体は、当該第１の支持体の外周縁部に設けられた凸部及び凹部を有し、前記第２の支持体は、当該第２の支持体の外周縁部に設けられた凸部及び凹部を有し、前記第１の磁気検知素子群に属する各磁気検知素子は、前記第１の支持体の前記凸部の外側面上に配設され、前記第２の磁気検知素子群に属する各磁気検知素子は、前記第２の支持体の前記凸部の外側面上に配設され、前記電流線が取り付けられた際に、前記第１及び第２の支持体は、前記第１及び第２の支持体の前記凸部及び前記凹部で互いに係合して固定され、前記第１及び前記第２の磁気検知素子群が互いに同一円周上に配設されることを特徴とする請求項２記載の電流センサ。
【請求項４】
前記第１の支持体は、当該第１の支持体の外周縁部に設けられた凸部及び凹部と前記電流線の周方向に沿って設けられた第１の内壁部とを有し、前記第２の支持体は、当該第２の支持体の外周縁部に設けられた凸部及び凹部と前記電流線の周方向に沿って設けられた第２の内壁部とを有し、前記第１の内壁部の半径は、前記第２の内壁部の半径よりも大きく、前記第１の磁気検知素子群に属する各磁気検知素子は、前記第１の内壁部の内側に配設され、前記第２の磁気検知素子群に属する各磁気検知素子は、前記第２の内壁部の外側に配設され、前記電流線が取り付けられた際に、前記第１及び第２の支持体は、前記第１及び第２の支持体の前記凸部及び前記凹部で互いに係合して固定され、前記第１及び前記第２の磁気検知素子群が同一円周上に配設されることを特徴とする請求項２記載の電流センサ。
【請求項５】
前記第１の磁気検知素子群に属する複数の前記磁気検知素子と、前記第２の磁気検知素子群に属する複数の前記磁気検知素子とは、前記電流線の周方向に沿って、等間隔に配設されたことを特徴とする請求項３又は請求項４記載の電流センサ。
【請求項６】
前記第１の磁気検知素子群は、前記電流線と互いに等距離に対向配設された４つの磁気検知素子を含み、前記第２の磁気検知素子群は、前記電流線と互いに等距離に対向配設された４つの磁気検知素子を含むことを特徴とする請求項２又は請求項５記載の電流センサ。
【請求項７】
前記第１及び第２の支持面は、前記電流線の外周面に沿った周面をなしており、前記電流線が取り付けられた際に、前記第１及び前記第２の支持体は、前記第１及び前記第２の切り欠き部が前記電流線の周方向において、少なくとも９０度ずれるように固定されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の電流センサ。
【請求項８】
被測定電流が通流する電流線を案内する第３の切り欠き部と、前記第３の切り欠き部に設けられ前記第３の切り欠き部から案内された前記電流線を支持する第３の支持面を有する第３の支持体と、前記第３の支持体に配設され前記誘導磁界により出力信号を出力する複数の磁気検知素子を含む第３の磁気検知素子群と、を具備し、前記第１、前記第２、及び前記第３の支持体は、前記第１、前記第２、及び前記第３の切り欠き部を互いに連通させて重畳した状態で前記電流線を前記第１、前記第２、及び前記第３の支持面に案内し、前記電流線が取り付けられた際に、前記第１、前記第２、及び前記第３の支持面が、前記電流線の軸線方向において、前記電流線の互いに異なる位置を互いに異なる方向から支持するように固定されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の電流センサ。
【請求項９】
前記第３の磁気検知素子群に属する複数の前記磁気検知素子は、前記電流線の周方向に沿って、等間隔に配設されたことを特徴とする請求項８に記載の電流センサ。
【請求項１０】
前記第３の磁気検知素子群は、前記電流線を挟んで前記電流線と互いに等距離に対向配設された４つの磁気検知素子を含むことを特徴とする請求項８又は請求項９記載の電流センサ。
【請求項１１】
前記第１、第２、及び第３の支持面が、前記電流線の外周面に沿った周面をなしており、前記電流線が取り付けられた際に、前記第１、第２、及び第３の支持体は、第１、第２、及び前記第３の切り欠き部が前記電流線の周方向において、少なくとも９０度ずれて固定されることを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれかに記載の電流センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−８８３４９（Ｐ２０１３−８８３４９Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３０７８３（Ｐ２０１１−２３０７８３）
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（３１００１４３２２）アルプス・グリーンデバイス株式会社 (47)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（３１００１４３２２）アルプス・グリーンデバイス株式会社 (47)
【Ｆターム（参考）】
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