(57)【要約】  被測定電線に電流センサを取り付けるために、ケースを分割した構造や半導体基板に切込みを入れた構造の従来技術の電流センサが、組み付け誤差や取り付け後の経時変化、或いはセンサを均等に配置することができないことにより、測定精度が低下するという課題に対して、既設の被測定電線に後から取り付けが可能で、測定精度の良い螺旋形状電流センサを提供する。被測定電線の外縁を囲むように配置される支持体（１１）と、支持体（１１）に保持された複数の磁気センサとを備え、被測定電線に電流が流れたときに発生する磁気を磁気センサで検出する電流センサであって、支持体（１１）は、螺旋状の形状を有しており、支持体（１１）の螺旋状の形状の隙間が、被測定電線の外縁以上の隙間を有していることを特徴としている。
2012111362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定電線の外縁を囲むように配置される支持体と、前記支持体に保持された複数の磁気センサとを備え、前記被測定電線に電流が流れたときに発生する磁気を前記磁気センサで検出する電流センサであって、
前記支持体は、螺旋状の形状を有しており、
前記支持体の前記螺旋状の形状の隙間が、前記被測定電線の外縁以上の隙間を有していることを特徴とする螺旋形状電流センサ。
【請求項２】
前記支持体は、前記支持体を平面視して、３６０°以上の角度に渡り形成されており、前記支持体が重なる位置において、前記被測定電線の外縁以上の隙間を有していることを特徴とする請求項１に記載の螺旋形状電流センサ。
【請求項３】
前記複数の磁気センサの配置は、平面視して、隣接する磁気センサ同士の角度がそれぞれ等角度であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の螺旋形状電流センサ。
【請求項４】
前記複数の磁気センサは、偶数個であって、前記支持体の中心を軸に対向する位置に設けられていることを特徴とすることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の螺旋形状電流センサ。
【請求項５】
前記複数の磁気センサは、フレキシブルプリント配線板に実装されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の螺旋形状電流センサ。
【請求項６】
前記支持体には、前記複数の磁気センサと前記フレキシブルプリント配線板を配置できる窪みが設けられ、
前記窪みの一端は、カバーにより塞がれ、
前記支持体及び前記カバーは合成樹脂製であり、
前記窪みの他端から前記フレキシブルプリント配線板に設けられた端子が露出していることを特徴とする請求項５に記載の螺旋形状電流センサ。
【請求項７】
前記支持体には、隣接する他の電線を保持するための取付け機構が少なくとも１つ以上設けられたことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の螺旋形状電流センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定電線に流れる電流を検出する電流センサに関し、特に磁気センサによる電流を検出するための螺旋形状電流センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
各種機器の制御や監視のために、既設の被測定電線に後から取り付けられ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を用いた電流センサが知られており、磁気センサの感度向上や外部磁場からの影響低減等のため、複数の素子を用いられることがある。【０００３】
従来技術として、特許文献１（従来例１）では、既設の被測定電線に後から電流センサを取り付けられるような、複数のホール素子８０９が配置された検査部８０３を有した断線検出装置が提案されている。図２１には、この従来例１である断線検出装置の検査部８０３の一例が示されている。検査部８０３は、図２１に示すように、検査部８０３を被測定電線に沿って動かすためのガイドレールに接合するヒンジ部８０８と、分割面８１３で分割できる一対の半円部８１２（８１２ａ、８１２ｂ）と、一対の半円部８１２内に配置された複数のホール素子８０９とから構成されている。そして、この一対の半円部８１２を分割することによって、円環形状が形成された一対の半円部８１２の中空部８１４に既設の被測定電線（図示していない）を通して、検査部８０３を取り付けている。【０００４】
また、特許文献２（従来例２）では、図２２に示すように、既設の被測定電線に後から電流センサを取り付けられるような、複数の縦型ホール素子９１１を有した電流センサ９００が提案されている。図２２に示す電流センサ９００は、シリコンからなる半導体基板９１０と、半導体基板９１０上に配設され、円状の軌跡を描くような環状に配置された複数の縦型ホール素子９１１とから構成されている。そして、この半導体基板９１０には、環状の中心位置、つまり検出位置Ａに被測定電線９１２を配置するために、切り込みＣＴを設けている。そして、検出位置Ａへ被測定電線９１２を導くような切り込みＣＴが、該検出位置Ａまでの切り込みとして、半導体基板９１０に対して設けられることによって、被測定電線９１２の高い組付け性が確保されているとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２２８７００号公報
【特許文献２】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】
【０００６】
しかしながら、従来例１では、既設の被測定電線に複数のホール素子８０９を有した検査部８０３を取り付ける際に、一対の半円部８１２を分割するため、複数のホール素子８０９が、別々の半円部（８１２ａ及び８１２ｂ）に配置されることになり、取り付けた後、組み付け誤差や取り付け後の経時変化で、ホール素子８０９同士の位置ずれが生じてしまう。このような構成で複数の磁気センサを用いて既設の被測定電線の電流測定を行う場合、この磁気センサ同士の位置ずれが僅かでも測定精度に大きな影響を与えてしまうので、測定精度が悪く、測定精度の要求されない断線検出にしか使えなかった。【０００７】
また、従来例２では、環状に配置された複数の縦型ホール素子９１１の検出位置Ａへ既設の被測定電線９１２を配置するために、半導体基板９１０に切り込みＣＴが入った構造をしているので、その切り込み部分には、縦型ホール素子９１１を配置できない。そして、測定精度を高めるために、多数の縦型ホール素子９１１を同心円状に配置しようとしても、切り込みＣＴがあるため均等に配置することができない。このため、測定精度が高められないだけでなく、特に、外部磁場のキャンセルを行う場合には、対向配置或いは等間隔配置が好ましいが、このような配置が出来ないので、外部磁場の影響を取り除くことができなかった。【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するもので、既設の被測定電線に後から取り付けが可能で、測定精度の良い螺旋形状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】
【０００９】
この課題を解決するために、本発明の螺旋形状電流センサは、被測定電線の外縁を囲むように配置される支持体と、前記支持体に保持された複数の磁気センサとを備え、前記被測定電線に電流が流れたときに発生する磁気を前記磁気センサで検出する電流センサであって、前記支持体は、螺旋状の形状を有しており、前記支持体の前記螺旋状の形状の隙間が、前記被測定電線の外縁以上の隙間を有していることを特徴としている。【００１０】
本発明によれば、螺旋形状電流センサは、複数の磁気センサを支持する支持体が、螺旋状の形状を有しているとともに、支持体の螺旋状の形状の隙間が、被測定電線の外縁以上の隙間を有しているので、螺旋状の支持体の隙間から被測定電線を入れ、支持体の中心に被測定電線を配置することができる。このことにより、複数の磁気センサの配置に制限を加えることなく、しかも、被測定電線にたいして精度良く、複数の磁気センサを配置することができる。したがって、既設の被測定電線に後から取り付けが可能で、測定精度の良い螺旋形状電流センサを提供することができる。【００１１】
また、本発明の螺旋形状電流センサは、前記支持体が、前記支持体を平面視して、３６０°以上の角度に渡り形成されており、前記支持体が重なる位置において、前記被測定電線の外縁以上の隙間を有していることを特徴としている。【００１２】
本発明によれば、支持体の螺旋形状を平面視して、支持体が３６０°以上の角度に渡り形成されており、支持体が重なる位置において、被測定電線の外縁以上の隙間を有しているので、螺旋状の支持体の隙間から被測定電線を入れ、支持体の中心に被測定電線を確実に配置することができる。このことにより、複数の磁気センサの配置に制限を加えることなく、しかも、被測定電線に対してより精度良く、複数の磁気センサを配置することができる。【００１３】
また、本発明の螺旋形状電流センサは、前記複数の磁気センサの配置が、平面視して、隣接する磁気センサ同士の角度がそれぞれ等角度であることを特徴としている。【００１４】
本発明によれば、支持体の螺旋形状を平面視して、隣接する磁気センサ同士の角度がそれぞれ等角度で配置されているので、それぞれの磁気センサの検出値を合算することで、被測定電線の位置が多少ずれても、測定精度を低下しにくくすることができる。【００１５】
また、本発明の螺旋形状電流センサは、前記複数の磁気センサが、偶数個であって、前記支持体の中心を軸に対向する位置に設けられていることを特徴としている。【００１６】
本発明によれば、偶数個の複数の磁気センサが支持体の中心軸に対向する位置に設けられているので、対向する磁気センサ同士の検出値の差を比較することで、外部磁場の影響を相殺でき、外部磁場からの影響を低減することが容易にできる。【００１７】
また、本発明の螺旋形状電流センサは、前記複数の磁気センサが、フレキシブルプリント配線板に実装されていることを特徴としている。【００１８】
本発明によれば、複数の磁気センサを支持体に保持するために、複数の磁気センサを支持体に組み込む際、複数の磁気センサがフレキシブルプリント配線板に実装されているので、支持体にフレキシブルプリント配線板を挿入するだけで、組み立てることができる。このことにより、組み立てがし易いうえに、製造コストを低くすることができる。【００１９】
また、本発明の螺旋形状電流センサは、前記支持体には、前記複数の磁気センサと前記フレキシブルプリント配線板を配置できる窪みが設けられ、前記窪みの一端が、カバーにより塞がれ、前記支持体及び前記カバーは合成樹脂製であり、前記窪みの他端から前記フレキシブルプリント配線板に設けられた端子が露出していることを特徴としている。【００２０】
本発明によれば、複数の磁気センサを支持体に保持するために、複数の磁気センサを支持体に組み込む際、支持体には、複数の磁気センサ及びフレキシブルプリント配線板を配置できる窪みが設けられているので、予め磁気センサをフレキシブルプリント配線板に実装しているフレキシブルプリント配線板を、支持体の窪みに挿入するだけで、組み立てることができる。このことにより、組み立てがし易い。また、窪みの一端がカバーにより塞がれたケース状にし、支持体及びカバーを合成樹脂製の材質にしたので、支持体及びカバーを射出成形で作製することができる。このことにより、製造コストを低くすることができる。【００２１】
また、本発明の螺旋形状電流センサは、前記支持体には、隣接する他の電線を保持するための取付け機構が少なくとも１つ以上設けられたことを特徴としている。【００２２】
本発明によれば、支持体には、隣接する他の電線を保持するための取付け機構が少なくとも１つ以上設けられているので、隣接する他の電線と複数の磁気センサとの位置関係を一定に固定できる。このことにより、隣接する他の電線の放射する磁束の影響を複数の磁気センサで最も相殺できる位置に隣接する他の電線を固定するように設計できるので、隣接する他の電線からの磁場の影響を低減することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の螺旋形状電流センサは、既設の被測定電線に後から取り付けが可能で、測定精度の良い螺旋形状電流センサを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態の螺旋形状電流センサを説明する斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態の螺旋形状電流センサを説明する図であって、図１に示すＸ２側から見た側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の螺旋形状電流センサを説明する図であって、図１に示すＺ２側から見た底面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の螺旋形状電流センサを説明する図であって、図４（ａ）は、図１に示すＹ２側から見た正面図であり、図４（ｂ）は、図１に示すＹ１側から見た背面図である。
【図５】本発明の第１実施形態の螺旋形状電流センサを説明する図であって、図５（ａ）は、図１に示すＹ２側から見た支持体の正面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す支持体に磁気センサとフレキシブルプリント配線板が実装された正面図である。
【図６】本発明の第２実施形態の螺旋形状電流センサを説明する斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態の螺旋形状電流センサを説明する図であって、図６に示すＺ２側から見た底面図である。
【図８】本発明の第２実施形態の螺旋形状電流センサを説明する図であって、図６に示すＹ２側から見た正面図で、カバーを省略した図である。
【図９】本発明の第３実施形態の螺旋形状電流センサを説明する斜視図である。
【図１０】本発明の第３実施形態の螺旋形状電流センサを説明する分解斜視図である。
【図１１】本発明の第３実施形態の螺旋形状電流センサを説明する図であって、図１０に示すＸ２側から見た側面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態の螺旋形状電流センサを説明する図であって、図９に示すＹ１側から見た正面図である。
【図１３】本発明の第４実施形態の螺旋形状電流センサを説明する斜視図である。
【図１４】本発明の第４実施形態の螺旋形状電流センサを説明する図であって、図１３に示すＺ１側から見た上面図である。
【図１５】本発明の第４実施形態の螺旋形状電流センサを説明する図であって、図１３に示すＹ１側から見た正面図である。
【図１６】本発明の第１実施形態及び第２実施形態の螺旋形状電流センサの変形例１を説明する図であって、図１６（ａ）は、磁気センサの配置の一例を示した概略図であり、図１６（ｂ）は、磁気センサの配置の他の例を示した概略図である。
【図１７】本発明の第２実施形態の螺旋形状電流センサの変形例４を説明する底面図である。
【図１８】本発明の第２実施形態の螺旋形状電流センサの変形例５を説明する底面図である。
【図１９】本発明の第３実施形態の螺旋形状電流センサの変形例７を説明する斜視図である。
【図２０】本発明の第４実施形態の螺旋形状電流センサの変形例８を説明する図であって、図１５と比較した正面図である。
【図２１】従来例１における断線検出装置の検査部の一例を示す断面図である。
【図２２】従来例２における電流センサの概要（概略構造）を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態の螺旋形状電流センサ１０１を説明する斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態の螺旋形状電流センサ１０１を説明する図であって、図１に示すＸ２側から見た側面図である。図３は、本発明の第１実施形態の螺旋形状電流センサ１０１を説明する図であって、図１に示すＺ２側から見た底面図である。図４は、本発明の第１実施形態の螺旋形状電流センサ１０１を説明する図であって、図４（ａ）は、図１に示すＹ２側から見た正面図であり、図４（ｂ）は、図１に示すＹ１側から見た背面図である。図５は、本発明の第１実施形態の螺旋形状電流センサ１０１を説明する図であって、図５（ａ）は、図１に示すＹ２側から見た支持体１１の正面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す支持体１１に磁気センサ１３とフレキシブルプリント配線板１９が実装された正面図である。
【００２７】
本発明の第１実施形態の螺旋形状電流センサ１０１は、図１ないし図５に示すように、被測定電線ＣＢの外縁を囲むように配置される支持体１１と、支持体１１に保持された複数の磁気センサ１３とを備えて主に構成される。他に、複数の磁気センサ１３を実装するフレキシブルプリント配線板１９と、支持体１１と係合されるカバー１４とから構成される。
【００２８】
支持体１１は、図２、図３及び図４に示すように、螺旋状の形状を有しているとともに、支持体１１の螺旋形状の軸方向から平面視して（図４に示す正面図または背面図）、３６０°以上の角度に渡り形成されている。また、支持体１１は、支持体１１の螺旋形状の軸方向から平面視して、支持体１１が重なる位置Ｐにおいて、図２に示すように、被測定電線ＣＢの外縁（外径）以上の隙間ＤＳを有している。このため、既設の被測定電線に取り付けるために検査部８０３を分割する従来例１のような構造をとらずに、螺旋状の支持体１１の隙間ＤＳから被測定電線ＣＢを入れ、支持体１１の中心に被測定電線ＣＢを配置することができる。
【００２９】
また、支持体１１の螺旋形状の内径は、被測定電線ＣＢの外縁（外径）と同じか、僅かに大きい径に設計することが好ましい。これにより、支持体１１の中心に被測定電線ＣＢを配置した際に、支持体１１が被測定電線ＣＢを保持するようになり、支持体１１の螺旋形状の中心軸ＡＣの方向と被測定電線ＣＢの電流路の方向とが一致するように、被測定電線ＣＢを固定できる。
【００３０】
また、支持体１１には、図５に示すように、複数の磁気センサ１３とフレキシブルプリント配線板１９を配置できる窪み１２が設けられている。また、窪み１２には、磁気センサ１３を収納する箱状の凹部１２ｒが複数箇所に設けられ、支持体１１の螺旋形状の中心軸ＡＣに対して、同心円上に配置されている。また、凹部１２ｒは、角形の磁気センサ１３を所望の位置に配置させるため、底辺部１２ｂと中心軸ＡＣ方向に形成された側辺部１２ｓと同心円の接線方向ＤＥに形成された２箇所の側壁部１２ｗとを備え、磁気センサ１３を収納するように形成されている。
【００３１】
また、支持体１１は、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）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）等の合成樹脂材料を用いている。合成樹脂素材を用いているので、射出成形等で、容易に作製することができる。このことにより、製造コストを低く抑えることができる。
【００３２】
磁気センサ１３は、被測定電線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)素子と言う）を用いている。また、磁気センサ１３は、ＧＭＲ素子をシリコン基板上に作製し、切り出されたＧＭＲチップを熱硬化性の合成樹脂でパッケージングしている。磁気センサ１３は、図５（ａ）に示す螺旋形状の中心軸ＡＣに対した同心円の接線方向ＤＥにＧＭＲ素子の感度軸（磁気を感知する方向）を持つように配置される。また、ＧＭＲ素子は、例えば、反強磁性層がα−Ｆｅ２Ｏ３層、ピン層がＮｉＦｅ層、中間層がＣｕ層、フリー層がＮｉＦｅ層から形成されている。但し、これらのものに限定されるものではなく、巨大磁気抵抗効果を発揮するものであれば、いずれのものであってもよい。
【００３３】
また、複数の磁気センサ１３は、図５（ｂ）に示すように、支持体１１の螺旋形状の軸方向から平面視して、複数の磁気センサ１３が同心円上に配置され、隣接する磁気センサ１３同士の角度が、同心円の中心に対して、それぞれ等角度になるように配置されている。このため、それぞれの磁気センサ１３の検出値を合算することで、被測定電線ＣＢの位置が多少ずれても、測定精度を低下しにくくすることができる。なお、磁気センサ１３は等角度で配置されていれば良く、偶数個に限らず、等間隔の奇数個配置でも良い。
【００３４】
また、磁気センサ１３は、図５（ｂ）に示すように、８個（偶数個）あり、２個の磁気センサ１３同士が、支持体１１の螺旋形状の軸方向から平面視して、支持体１１の中心軸ＡＣに対して、対向する位置に設けられている。このため、対向する磁気センサ１３同士の検出値の差を比較することで、外部磁場の影響を相殺でき、外部磁場からの影響を低減することが容易にできる。
【００３５】
以上のように、既設の被測定電線９１２に取り付けるため、半導体基板９１０に切り込みＣＴを入れる従来例２のような構造をとらずに、螺旋状の支持体１１の隙間ＤＳから被測定電線ＣＢを入れ、支持体１１の中心に被測定電線ＣＢを配置することができる。このため、複数の磁気センサ１３が同心円上に配置され、隣接する磁気センサ１３同士の角度が、同心円の中心に対して、それぞれ等角度で、隣接する磁気センサ１３同士の間隔が被測定電線ＣＢの外径よりも狭くなるように配置することができる。
【００３６】
フレキシブルプリント配線板１９は、一般に用いられているフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）であって、ポリイミド樹脂（ＰＩ）等の素材のフィルム基材上に設けられた銅（Ｃｕ）等の金属箔が、所望の配線パターンが得られるようにパターニングされたものである。このフレキシブルプリント配線板１９には、支持体１１の凹部１２ｒのそれぞれの位置に複数の磁気センサ１３が収納されるように、複数の磁気センサ１３が、所定の間隔で実装されている。また、フレキシブルプリント配線板１９の端部には、図２に示すように、複数の磁気センサ１３の電気信号を取り出すための端子１９ｔが設けられ、端子１９ｔは、図２及び図３に示すように、支持体１１の窪み１２の他端から支持体１１外に露出させている。なお、好適に端子１９ｔを支持体１１外に露出させているが、端子１９ｔに金属製のピン端子やコネクタ等をはんだ付けし、ピン端子やコネクタを支持体１１外に露出させても良い。
【００３７】
カバー１４は、図１及び図３に示すように、支持体１１の窪み１２の開放側の一端を塞ぐような形状で形成され、支持体１１に設けられた凸状の係止部１１ｋとカバー１４に設けられた係止受け部１４ｋとを強嵌合させることにより、支持体に係合させている。カバー１４は、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）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）等の合成樹脂材料を用いている。合成樹脂素材を用いているので、射出成形等で、容易に作製することができる。このことにより、製造コストを低く抑えることができる。
【００３８】
また、支持体１１を分割することなしに、磁気センサ１３を支持体にセットできるように、支持体１１の窪み１２の一端がカバー１４により塞がれたケース状にしたので、支持体１１の所望の位置に磁気センサ１３を正確に配置することができる。このことにより、被測定電線ＣＢを支持体１１の中心に配置した際、被測定電線ＣＢに対して精度良く、複数の磁気センサ１３を配置することができる。
【００３９】
次に、上記構成の螺旋形状電流センサ１０１の製造方法及び使用方法の一例について、説明する。
【００４０】
先ず、所望の配線パターンがパターニングされたフレキシブルプリント配線板１９に、クリームはんだを印刷し、複数の磁気センサ１３を所定の位置にマウントする。この複数の磁気センサ１３がマウントされたフレキシブルプリント配線板１９をリフローすることにより、複数の磁気センサ１３が所定の間隔で実装されたフレキシブルプリント配線板１９を得る。
【００４１】
次に、このフレキシブルプリント配線板１９を、支持体１１の窪み１２の開放側の一端側から、磁気センサ１３が窪み１２の凹部１２ｒに収まるように、順次セットしていく。これによれば、複数の磁気センサ１３を支持体１１に保持するために、複数の磁気センサ１３を支持体１１に組み込む際、複数の磁気センサ１３がフレキシブルプリント配線板１９に実装されているので、組み立てし易い。また、支持体１１には、複数の磁気センサ１３及びフレキシブルプリント配線板１９を配置できる窪み１２が設けられているので、予め磁気センサ１３をフレキシブルプリント配線板１９に実装しているフレキシブルプリント配線板１９を、支持体１１の窪み１２に挿入するだけで、磁気センサ１３を精度良く配置させて組み立てることができる。
【００４２】
次に、セットが終了した後、このフレキシブルプリント配線板１９が支持体１１の窪み１２内で多少なりとも動かないように、接着剤等を用いて、このフレキシブルプリント配線板１９と支持体１１とを、一部または全域に渡って接着する。
【００４３】
次に、支持体１１の窪み１２の開放側の一端を塞ぐように、カバー１４を被せ、支持体１１に設けられた凸状の係止部１１ｋとカバー１４に設けられた係止受け部１４ｋとを強嵌合させて、カバー１４を支持体に係合する。このようにして、本発明の螺旋形状電流センサ１０１が得られる。なお、磁気センサ１３或いはフレキシブルプリント配線板１９を付勢するような突起物をカバー１４側に設けることで、磁気センサ１３を動かなくすることができる。この場合、接着剤を使用しなくても良い。
【００４４】
次に、このように得られた本発明の螺旋形状電流センサ１０１を、例えば複数本並んだ被測定電線の内の１本である被測定電線ＣＢに、螺旋状の支持体１１の隙間ＤＳを合わせて挿入することにより、支持体１１の中心に被測定電線ＣＢを配置する。そして、別途に設けた取付け部品で（図示していない）、螺旋形状電流センサ１０１を被測定電線ＣＢに固定する。そして、支持体１１外に露出させたフレキシブルプリント配線板１９の端子１９ｔから、コネクタ等を用いて、別途に用意した制御部に接続して、複数の磁気センサ１３の電気信号を取り出す。そして、取り出した電気信号を、例えばアンペール周回積分の法則を用いて、被測定電線ＣＢの電流値を算出する。このようにして、接線方向ＤＥに感度軸を有するＧＭＲ素子の磁気センサ１３で、被測定電線ＣＢに電流が流れたときに発生する磁気を検出し、被測定電線ＣＢの電流情報を感知する電流センサが得られる。
【００４５】
したがって、本発明の螺旋形状電流センサ１０１は、既設の被測定電線に後から取り付けが可能で、測定精度の良い螺旋形状電流センサを提供できる。
【００４６】
以上により、本発明の螺旋形状電流センサ１０１は、複数の磁気センサ１３を支持する支持体１１が、螺旋状の形状を有しているとともに、被測定電線ＣＢの外縁以上の隙間ＤＳを有しているので、既設の被測定電線に取り付けるために検査部８０３を分割する従来例１のような構造をとらずに、螺旋状の支持体１１の隙間ＤＳから被測定電線ＣＢを入れ、支持体１１の中心に被測定電線ＣＢを配置することができる。このため、支持体１１の所望の位置に複数の磁気センサ１３を正確に配置することができる。
【００４７】
また、半導体基板９１０に切り込みＣＴを入れる従来例２のような構造をとらずに、支持体１１の中心に被測定電線ＣＢを配置することができるので、複数の磁気センサ１３が同心円上に配置され、隣接する磁気センサ１３同士の角度が、同心円の中心に対して、それぞれ等角度で、隣接する磁気センサ１３同士の間隔が被測定電線ＣＢの外径よりも狭くなるように配置することができる。このことにより、複数の磁気センサ１３の配置に制限を加えることなく、しかも、被測定電線ＣＢに対して精度良く、複数の磁気センサ１３を配置することができる。
【００４８】
したがって、既設の被測定電線ＣＢに後から取り付けが可能で、測定精度の良い螺旋形状電流センサ１０１を提供することができる。
【００４９】
また、支持体１１の螺旋形状の軸方向から平面視して、支持体１１が３６０°以上の角度に渡り形成されており、支持体１１が重なる位置において、被測定電線ＣＢの外縁以上の隙間ＤＳを有しているので、螺旋状の支持体１１の隙間ＤＳから被測定電線ＣＢを入れ、支持体１１の中心に被測定電線ＣＢを確実に配置することができる。このことにより、複数の磁気センサ１３の配置に制限を加えることなく、しかも、被測定電線ＣＢに対してより精度良く、複数の磁気センサ１３を配置することができる。
【００５０】
また、支持体１１の螺旋形状の軸方向から平面視して、複数の磁気センサ１３が同心円上に配置され、隣接する磁気センサ１３同士の角度が、同心円の中心に対して、それぞれ等角度になるように配置されている。このことにより、それぞれの磁気センサ１３の検出値を合算することで、被測定電線ＣＢの位置が多少ずれても、測定精度を低下しにくくすることができる。
【００５１】
また、磁気センサ１３が偶数個あり、２個の磁気センサ１３同士が、支持体１１の螺旋形状の軸方向から平面視して、支持体１１の中心軸ＡＣに対して、対向する位置に設けられているので、対向する磁気センサ１３同士の検出値の差を出力することで、外部磁場の影響を相殺できる。
【００５２】
また、複数の磁気センサ１３を支持体１１に保持するために、複数の磁気センサ１３を支持体１１に組み込む際、複数の磁気センサ１３がフレキシブルプリント配線板１９に実装されているので、支持体１１にフレキシブルプリント配線板１９を挿入するだけで、組み立てることができる。このことにより、組み立てがし易いうえに、製造コストを低くすることができる。
【００５３】
また、複数の磁気センサ１３を支持体１１に保持するために、複数の磁気センサ１３を支持体１１に組み込む際、支持体１１には、複数の磁気センサ１３及びフレキシブルプリント配線板１９を配置できる窪み１２が設けられているので、予め磁気センサ１３をフレキシブルプリント配線板１９に実装しているフレキシブルプリント配線板１９を、支持体１１の窪み１２に挿入するだけで、磁気センサ１３を精度良く配置させて組み立てることができる。このことにより、組み立てがし易い。また、窪み１２の一端がカバー１４により塞がれたケース状にし、支持体１１及びカバー１４を合成樹脂製の材質にしたので、支持体１１及びカバー１４を射出成形で作製することができる。このことにより、製造コストを低くすることができる。
【００５４】
また、支持体１１を分割することなしに、磁気センサ１３を支持体にセットできるように、支持体１１の窪み１２の一端がカバー１４により塞がれたケース状にしたので、支持体１１の所望の位置に磁気センサ１３を正確に配置することができる。このことにより、被測定電線ＣＢを支持体１１の中心に配置した際、被測定電線ＣＢに対して精度良く、複数の磁気センサ１３を配置することができる。
【００５５】
［第２実施形態］
図６は、本発明の第２実施形態の螺旋形状電流センサ１０２を説明する斜視図である。図７は、本発明の第２実施形態の螺旋形状電流センサ１０２を説明する図であって、図６に示すＺ２側から見た底面図である。図８は、本発明の第２実施形態の螺旋形状電流センサ１０２を説明する図であって、図６に示すＹ２側から見た正面図で、カバー１４を省略した図である。第２実施形態の螺旋形状電流センサ１０２は、第１実施形態に対し、支持体２１に取付け機構７を設けている点と磁気センサ１３の個数とが異なる。なお、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５６】
本発明の第２実施形態の螺旋形状電流センサ１０２は、図６ないし図８に示すように、被測定電線ＣＢの外縁を囲むように配置される支持体２１と、支持体２１に保持された複数の磁気センサ１３と、隣接する他の電線ＣＡを保持するための取付け機構７とを備えて主に構成される。他に、複数の磁気センサ１３を実装するフレキシブルプリント配線板１９と、支持体２１と係合されるカバー１４とから構成される。
【００５７】
支持体２１は、図７及び図８に示すように、螺旋状の形状を有しているとともに、支持体２１の螺旋形状の軸方向から平面視して（図８に示す正面図）３６０°以上の角度に渡り形成されている。また、支持体２１は、支持体２１の螺旋形状の軸方向から平面視して、支持体２１が重なる位置Ｐにおいて、被測定電線ＣＢの外縁以上の隙間を有している。このため、既設の被測定電線に取り付けるために検査部８０３を分割する従来例１のような構造をとらずに、螺旋状の支持体２１の隙間から被測定電線ＣＢを入れ、支持体２１の中心に被測定電線ＣＢを配置することができる。
【００５８】
また、支持体２１の螺旋形状の内径は、被測定電線ＣＢの外縁（外径）と同じか、僅かに大きい径に設計することが好ましい。これにより、支持体２１の中心に被測定電線ＣＢを配置した際に、支持体２１が被測定電線ＣＢを保持するようになり、支持体２１の螺旋形状の中心軸ＡＣの方向と被測定電線ＣＢの電流路の方向とが一致するように、被測定電線ＣＢを固定できる。
【００５９】
また、支持体２１には、図８に示すように、複数の磁気センサ１３とフレキシブルプリント配線板１９を配置できる窪み１２が設けられ、複数の磁気センサ１３が、支持体２１の螺旋形状の中心軸ＡＣに対して、同心円上に配置されるように、複数の磁気センサ１３とフレキシブルプリント配線板１９が窪み１２内に収納されている。
【００６０】
磁気センサ１３は、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)素子と言う）を４個用いており、図８に示すように、螺旋形状の中心軸ＡＣに対した同心円の接線方向ＤＥにＧＭＲ素子の感度軸（磁気を感知する方向）を持つように配置されている。
【００６１】
また、４個の磁気センサ１３は、図８に示すように、支持体２１の螺旋形状の軸方向から平面視して、複数の磁気センサ１３が同心円上に配置され、隣接する磁気センサ１３同士の角度が、同心円の中心に対して、それぞれ等角度になるように配置されているとともに、２個の磁気センサ１３同士が、支持体２１の中心軸ＡＣに対して、対向する位置に配置されている。このため、それぞれの磁気センサ１３の検出値を合算することで、被測定電線ＣＢの位置が多少ずれても、測定精度を低下しにくくすることができる。また、対向する磁気センサ１３同士の検出値の差を出力することで、外部磁場の影響を相殺することもできる。
【００６２】
また、支持体２１には、図６及び図７に示すように、隣接する他の電線ＣＡを保持するための取付け機構７が３個設けられている。そして、取付け機構７の内、２個（７Ａ及び７Ｂ）は、支持体２１の両端側に設けられており、残りの１個（７Ｃ）は、支持体２１を側面視して（図７に示す底面図）、支持体２１の全長の中央近傍に設けられている。特に、本発明の第２実施形態の螺旋形状電流センサ１０２は、支持体２１が略３６０°の角度に渡る螺旋状の形状を有しているとともに、取付け機構７が３個設けられているので、２個の取付け機構（７Ａ及び７Ｂ）と残りの１個（７Ｃ）とが、支持体２１の中心軸ＡＣを挟んで対向する位置に配置されている。
【００６３】
これによれば、支持体２１には、隣接する他の電線ＣＡを保持するための取付け機構７が少なくとも１つ以上設けられているので、隣接する他の電線ＣＡと複数の磁気センサ１３との位置関係を一定に固定できる。このことにより、隣接する他の電線ＣＡの放射する磁束の影響を複数の磁気センサ１３で最も相殺できる位置に隣接する他の電線ＣＡを固定するように設計できるので、隣接する他の電線ＣＡからの磁場の影響を低減することができる。また、取付け機構７によって隣接する他の電線ＣＡを保持するので、何らかの外的要因により、隣接する他の電線ＣＡが被測定電線ＣＢに近づいた状態になることを防止できる。このことにより、隣接する他の電線ＣＡからの磁場の影響をより低減することができる。
【００６４】
また、取付け機構７が３個設けられ、支持体２１の両端側に２個（７Ａ及び７Ｂ）と支持体２１の全長の中央近傍に１個（７Ｃ）と配置されているので、被測定電線ＣＢと隣接する他の電線ＣＡとを平行に保つことができ、隣接する他の電線ＣＡと複数の磁気センサ１３との位置関係を一定に固定できる。このことにより、隣接する他の電線ＣＡの放射する磁束の影響を複数の磁気センサ１３で最も相殺できる位置に隣接する他の電線ＣＡを固定するように設計できるので、隣接する他の電線ＣＡからの磁場の影響をより低減することができる。
【００６５】
更に、２個の取付け機構（７Ａ及び７Ｂ）と残りの１個（７Ｃ）とが、支持体２１の中心軸ＡＣを挟んで対向する位置に配置されているので、被測定電線ＣＢと隣接する両側の電線ＣＡとを各々平行に保つことができ、隣接する両側の電線ＣＡと複数の磁気センサ１３との位置関係を一定に固定できる。このことにより、隣接する他の電線ＣＡの放射する磁束の影響を複数の磁気センサ１３で最も相殺できる位置に隣接する他の電線ＣＡを固定するように設計できるので、隣接する他の電線ＣＡからの磁場の影響をより一層低減することができる。
【００６６】
また、支持体２１及び取付け機構７は、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）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）等の合成樹脂材料を用いており、一体で形成されている。このことにより、合成樹脂素材を用いているので、射出成形等で、容易に作製することができ、製造コストを低く抑えることができる。なお、支持体２１と取付け機構７とは一体で形成されるのがより好ましいが、別体で形成され、支持体２１に取付け機構７を取り付けて用いても良い。
【００６７】
以上により、本発明の螺旋形状電流センサ１０２は、複数の磁気センサ１３を支持する支持体２１が、螺旋状の形状を有しているとともに、被測定電線ＣＢの外縁以上の隙間を有しているので、既設の被測定電線に取り付けるために検査部８０３を分割する従来例１のような構造をとらずに、螺旋状の支持体２１の隙間から被測定電線ＣＢを入れ、支持体２１の中心に被測定電線ＣＢを配置することができる。このため、支持体２１の所望の位置に複数の磁気センサ１３を正確に配置することができる。
【００６８】
また、半導体基板９１０に切り込みＣＴを入れる従来例２のような構造をとらずに、支持体２１の中心に被測定電線ＣＢを配置することができるので、複数の磁気センサ１３が同心円上に配置され、隣接する磁気センサ１３同士の角度が、同心円の中心に対して、それぞれ等角度になるように配置することができる。このことにより、複数の磁気センサ１３の配置に制限を加えることなく、しかも、被測定電線ＣＢに対して精度良く、複数の磁気センサ１３を配置することができる。
【００６９】
また、支持体２１には、隣接する他の電線ＣＡを保持するための取付け機構７が少なくとも１つ以上設けられているので、隣接する他の電線ＣＡと複数の磁気センサ１３との位置関係を一定に固定できる。このことにより、隣接する他の電線ＣＡの放射する磁束の影響を複数の磁気センサ１３で最も相殺できる位置に隣接する他の電線ＣＡを固定するように設計できるので、隣接する他の電線ＣＡからの磁場の影響を低減することができる。また、取付け機構７によって隣接する他の電線ＣＡを保持するので、何らかの外的要因により、隣接する他の電線ＣＡが被測定電線ＣＢに近づいた状態になることを防止できる。このことにより、隣接する他の電線ＣＡからの磁場の影響をより低減することができる。
【００７０】
また、取付け機構７が３個設けられ、支持体２１の両端側に２個（７Ａ及び７Ｂ）と支持体２１の全長の中央近傍に１個（７Ｃ）と配置されているので、被測定電線ＣＢと隣接する他の電線ＣＡとを平行に保つことができ、隣接する他の電線ＣＡと複数の磁気センサ１３との位置関係を一定に固定できる。このことにより、隣接する他の電線ＣＡの放射する磁束の影響を複数の磁気センサ１３で最も相殺できる位置に隣接する他の電線ＣＡを固定するように設計できるので、隣接する他の電線ＣＡからの磁場の影響をより低減することができる。
【００７１】
更に、２個の取付け機構（７Ａ及び７Ｂ）と残りの１個（７Ｃ）とが、支持体２１の中心軸ＡＣを挟んで対向する位置に配置されているので、被測定電線ＣＢと隣接する両側の電線ＣＡとを各々平行に保つことができ、隣接する両側の電線ＣＡと複数の磁気センサ１３との位置関係を一定に固定できる。このことにより、隣接する他の電線ＣＡの放射する磁束の影響を複数の磁気センサ１３で最も相殺できる位置に隣接する他の電線ＣＡを固定するように設計できるので、隣接する他の電線ＣＡからの磁場の影響をより一層低減することができる。
【００７２】
［第３実施形態］
図９は、本発明の第３実施形態の螺旋形状電流センサ１０３を説明する斜視図である。図１０は、本発明の第３実施形態の螺旋形状電流センサ１０３を説明する分解斜視図である。図１１は、本発明の第３実施形態の螺旋形状電流センサ１０３を説明する図であって、図１０に示すＸ２側から見た側面図である。図１２は、本発明の第３実施形態の螺旋形状電流センサ１０３を説明する図であって、図９に示すＹ１側から見た正面図である。第３実施形態の螺旋形状電流センサ１０３は、第１実施形態に対し、支持体３１の形状と新たな固定部材８を用いたところが異なる。なお、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７３】
本発明の第３実施形態の螺旋形状電流センサ１０３は、図９ないし図１２に示すように、被測定電線ＣＢの外縁を囲むように配置される支持体３１と、支持体３１に保持された複数の磁気センサ１３とを備えて主に構成される。他に、被測定電線ＣＢを支持体３１の内形内で固定させるための固定部材８と、複数の磁気センサ１３を実装するフレキシブルプリント配線板１９（図示していない）と、支持体３１と係合されるカバー３４Ａ及びカバー３４Ｂとから構成される。
【００７４】
支持体３１は、第１実施形態の支持体１１と同様に、図９及び図１０に示すように、支持体３１の内側形状が螺旋状の形状を有しているとともに、支持体３１の内側の螺旋形状の軸方向から平面視して（図１２に示す正面図）、３６０°以上の角度に渡り形成されている。そして、カバー３４Ａ及びカバー３４Ｂにより、支持体３１の開放部が覆われ、支持体３１、カバー３４Ａ及びカバー３４Ｂの外形は、角型の箱状形状をしている。また、支持体３１は、支持体３１の螺旋形状の軸方向から平面視して、支持体３１が重なる位置Ｐにおいて、図９ないし図１１に示すように、被測定電線ＣＢの外縁（外径）以上の隙間ＤＳを有している。このため、既設の被測定電線に取り付けるために検査部８０３を分割する従来例１のような構造をとらずに、螺旋状の支持体３１の隙間ＤＳから被測定電線ＣＢを入れ、支持体３１の中心に被測定電線ＣＢを配置することができる。
【００７５】
また、支持体３１の螺旋形状の内径は、被測定電線ＣＢの外縁（外径）と同じか、僅かに大きい径に設計することが好ましい。これにより、支持体３１の中心に被測定電線ＣＢを配置した際に、支持体３１が被測定電線ＣＢを保持するようになり、支持体３１の螺旋形状の中心軸ＡＣの方向と被測定電線ＣＢの電流路の方向とが一致するように、被測定電線ＣＢを固定できる。さらに、第１実施形態の支持体１１と比較して支持体３１の内形内の面積を広くしているので、支持体３１の内形と被測定電線ＣＢとが当接する面積が広くなる。このことにより、支持体３１の中心に被測定電線ＣＢを配置した際に、支持体３１が被測定電線ＣＢをより保持するようになり、支持体３１の螺旋形状の中心軸ＡＣの方向と被測定電線ＣＢの電流路の方向とがより一致するように、被測定電線ＣＢを固定できる。
【００７６】
固定部材８は、図９ないし図１１に示すように、異形の形状をしており、支持体３１の中心に被測定電線ＣＢが配置された後、この固定部材８を、図１０に示す重なる位置Ｐ及び溝部Ｑ３に挿入し、図９に示すように、支持体３１に係合させる。これにより、この固定部材８が被測定電線ＣＢを押圧するようになり、被測定電線ＣＢを支持体３１の内形内で固定させることができる。このことにより、支持体３１の内形内で被測定電線ＣＢが傾くことから生じる磁気センサ１３との位置関係のズレを防止することができ、測定精度を向上させることができる。なお、図１０に示すＺ１側とは反対のＺ２側にも、同じような溝部が設けられており（図示していない）、固定部材８と同じような固定部材を準備し、固定部材を重なる位置Ｐ及び溝部に挿入し、支持体３１に係合させても良い。これにより、被測定電線ＣＢを支持体３１の内形内でより強固に固定させることができる。
【００７７】
磁気センサ１３は、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)素子と言う）を８個用いており、図８に示すように、螺旋形状の中心軸ＡＣに対した同心円の接線方向ＤＥにＧＭＲ素子の感度軸（磁気を感知する方向）を持つように配置されている。
【００７８】
また、８個の磁気センサ１３は、図１２に示すように、支持体３１の螺旋形状の軸方向（図１０に示すＹ１側）から平面視して、複数の磁気センサ１３が同心円上に配置され、隣接する磁気センサ１３同士の角度が、同心円の中心に対して、それぞれ等角度になるように配置されているとともに、２個の磁気センサ１３同士が、支持体３１の中心軸ＡＣに対して、対向する位置に配置されている。このため、それぞれの磁気センサ１３の検出値を合算することで、被測定電線ＣＢの位置が多少ずれても、測定精度を低下しにくくすることができる。また、対向する磁気センサ１３同士の検出値の差を出力することで、外部磁場の影響を相殺することもできる。
【００７９】
また、支持体３１、カバー３４Ａ及びカバー３４Ｂ、固定部材８は、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）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）等の合成樹脂材料を用いている。これにより、合成樹脂素材を用いているので、射出成形等で、容易に作製することができる。このことにより、製造コストを低く抑えることができる。
【００８０】
以上により、本発明の螺旋形状電流センサ１０３は、複数の磁気センサ１３を支持する支持体３１が、螺旋状の形状を有しているとともに、被測定電線ＣＢの外縁以上の隙間ＤＳを有しているので、既設の被測定電線に取り付けるために検査部８０３を分割する従来例１のような構造をとらずに、螺旋状の支持体３１の隙間ＤＳから被測定電線ＣＢを入れ、支持体２１の中心に被測定電線ＣＢを配置することができる。このため、支持体３１の所望の位置に複数の磁気センサ１３を正確に配置することができる。
【００８１】
また、半導体基板９１０に切り込みＣＴを入れる従来例２のような構造をとらずに、支持体３１の中心に被測定電線ＣＢを配置することができるので、複数の磁気センサ１３が同心円上に配置され、隣接する磁気センサ１３同士の角度が、同心円の中心に対して、それぞれ等角度になるように配置することができる。このことにより、複数の磁気センサ１３の配置に制限を加えることなく、しかも、被測定電線ＣＢに対して精度良く、複数の磁気センサ１３を配置することができる。また、複数の磁気センサ１３を支持する支持体１１が、螺旋状の形状を有しているとともに、被測定電線ＣＢの外縁以上の隙間ＤＳを有しているので、既設の被測定電線に取り付けるために検査部８０３を分割する従来例１のような構造をとらずに、螺旋状の支持体３１の隙間ＤＳから被測定電線ＣＢを入れ、支持体３１の中心に被測定電線ＣＢを配置することができる。このため、支持体３１の所望の位置に複数の磁気センサ１３を正確に配置することができる。
【００８２】
また、支持体３１の螺旋形状の軸方向から平面視して、支持体３１が３６０°以上の角度に渡り形成されており、支持体３１が重なる位置において、被測定電線ＣＢの外縁以上の隙間ＤＳを有しているので、螺旋状の支持体３１の隙間ＤＳから被測定電線ＣＢを入れ、支持体３１の中心に被測定電線ＣＢを確実に配置することができる。このことにより、複数の磁気センサ１３の配置に制限を加えることなく、しかも、被測定電線ＣＢに対してより精度良く、複数の磁気センサ１３を配置することができる。
【００８３】
また、支持体３１の螺旋形状の軸方向から平面視して、複数の磁気センサ１３が同心円上に配置され、隣接する磁気センサ１３同士の角度が、同心円の中心に対して、それぞれ等角度になるように配置されている。このことにより、それぞれの磁気センサ１３の検出値を合算することで、被測定電線ＣＢの位置が多少ずれても、測定精度を低下しにくくすることができる。
【００８４】
また、磁気センサ１３が偶数個あり、２個の磁気センサ１３同士が、支持体１１の螺旋形状の軸方向から平面視して、支持体３１の中心軸ＡＣに対して、対向する位置に設けられているので、対向する磁気センサ１３同士の検出値の差を出力することで、外部磁場の影響を相殺できる。
【００８５】
また、支持体３１、カバー３４Ａ及びカバー３４Ｂ、固定部材８に合成樹脂素材を用いているので、射出成形等で、容易に作製することができる。このことにより、製造コストを低く抑えることができる。
【００８６】
また、支持体３１の中心に被測定電線ＣＢが配置された後、固定部材８を重なる位置Ｐ及び溝部Ｑ３に挿入し支持体３１に係合させたので、この固定部材８が被測定電線ＣＢを押圧するようになり、被測定電線ＣＢを支持体３１の内形内で固定させることができる。このことにより、支持体３１の内形内で被測定電線ＣＢが傾くことから生じる磁気センサ１３との位置関係のズレを防止することができ、測定精度を向上させることができる。
【００８７】
［第４実施形態］
図１３は、本発明の第４実施形態の螺旋形状電流センサ１０４を説明する斜視図である。図１４は、本発明の第４実施形態の螺旋形状電流センサ１０４を説明する図であって、図１３に示すＺ１側から見た上面図である。図１５は、本発明の第４実施形態の螺旋形状電流センサ１０４を説明する図であって、図１３に示すＹ１側から見た正面図である。第４実施形態の螺旋形状電流センサ１０４は、第２実施形態に対し、支持体３１の形状と取付け機構４７の形状が異なる。なお、第１実施形態及び第２実施形態と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８８】
本発明の第４実施形態の螺旋形状電流センサ１０４は、図１３ないし図１５に示すように、被測定電線ＣＢの外縁を囲むように配置される支持体４１と、支持体４１に保持された複数の磁気センサ１３と、隣接する他の電線ＣＡを保持するための取付け機構４７とを備えて主に構成される。他に、複数の磁気センサ１３を実装するフレキシブルプリント配線板１９（図示していない）と、支持体４１と係合されるカバー４４Ａ及びカバー４４Ｂとから構成される。
【００８９】
支持体４１は、第３実施形態の支持体３１と同様に、図１３に示すように、支持体４１の内側形状が螺旋状の形状を有しているとともに、支持体４１の内側の螺旋形状の軸方向から平面視して（図１５に示す正面図）、３６０°以上の角度に渡り形成されている。
【００９０】
また、支持体４１は、支持体４１の螺旋形状の軸方向から平面視して、支持体４１が重なる位置Ｐにおいて、図１３に示すように、被測定電線ＣＢの外縁（外径）以上の隙間ＤＳを有している。このため、既設の被測定電線に取り付けるために検査部８０３を分割する従来例１のような構造をとらずに、螺旋状の支持体４１の隙間ＤＳから被測定電線ＣＢを入れ、支持体４１の中心に被測定電線ＣＢを配置することができる。なお、第３実施形態で用いた固定部材８と同様な固定部材を用いて、被測定電線ＣＢを支持体４１の内形内で固定させるようにしても良い。
【００９１】
また、支持体４１には、図１３ないし図１５に示すように、隣接する他の電線ＣＡを保持するための取付け機構４７が、支持体４１と一体で形成されて設けられている。そして、カバー４４Ａ及びカバー４４Ｂにより、支持体４１及び取付け機構４７の開放部が覆われ、カバー４４Ａ及びカバー４４Ｂが覆われた支持体４１及び取付け機構４７の外形は、角型の箱状形状をしている。
【００９２】
取付け機構４７は、図１３ないし図１５に示すように、他の電線ＣＡを配置するために、片側が開放されたＵ字型の形状をしており、支持体４１の重なる位置Ｐとは反対面側に連続して作製されている。重なる位置Ｐの反対面側に形成されているので、支持体４１の片面側全面を取付け機構４７として利用している。
【００９３】
これによれば、支持体４１には、隣接する他の電線ＣＡを保持するための取付け機構４７が設けられているので、隣接する他の電線ＣＡと複数の磁気センサ１３との位置関係を一定に固定できる。このことにより、隣接する他の電線ＣＡの放射する磁束の影響を複数の磁気センサ１３で最も相殺できる位置に隣接する他の電線ＣＡを固定するように設計できるので、隣接する他の電線ＣＡからの磁場の影響を低減することができる。また、取付け機構４７によって隣接する他の電線ＣＡを保持するので、何らかの外的要因により、隣接する他の電線ＣＡが被測定電線ＣＢに近づいた状態になることを防止できる。このことにより、隣接する他の電線ＣＡからの磁場の影響をより低減することができる。
【００９４】
さらに、支持体４１の片面側全面を取付け機構４７として利用しているので、第２実施形態の取付け機構７と比較して取付け機構４７の内形内の面積を広くでき、取付け機構４７の内形と隣接する他の電線ＣＡとが当接する面積が広くすることができる。このことにより、取付け機構４７の中心に隣接する他の電線ＣＡを配置した際に、取付け機構４７が隣接する他の電線ＣＡをより保持するようになり、支持体４１の螺旋形状の中心軸ＡＣの方向と隣接する他の電線ＣＡの軸中心ＪＣ方向とがより一致するように、隣接する他の電線ＣＡを固定できる。なお、図示はしていないが、取付け機構４７の中心に隣接する他の電線ＣＡを配置した後、隣接する他の電線ＣＡを取付け機構４７に固定させる部品を好適に用いている。
【００９５】
磁気センサ１３は、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)素子と言う）を４個用いており、図８に示すように、螺旋形状の中心軸ＡＣに対した同心円の接線方向ＤＥにＧＭＲ素子の感度軸（磁気を感知する方向）を持つように配置されている。
【００９６】
また、８個の磁気センサ１３は、図１５に示すように、支持体４１の螺旋形状の軸方向（図１３に示すＹ１側）から平面視して、複数の磁気センサ１３が同心円上に配置され、隣接する磁気センサ１３同士の角度が、同心円の中心に対して、それぞれ等角度になるように配置されているとともに、２個の磁気センサ１３同士が、支持体４１の中心軸ＡＣに対して、対向する位置に配置されている。このため、それぞれの磁気センサ１３の検出値を合算することで、被測定電線ＣＢの位置が多少ずれても、測定精度を低下しにくくすることができる。また、対向する磁気センサ１３同士の検出値の差を出力することで、外部磁場の影響を相殺することもできる。
【００９７】
また、支持体４１、カバー４４Ａ及びカバー４４Ｂ、取付け機構４７は、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）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）等の合成樹脂材料を用いている。これにより、合成樹脂素材を用いているので、射出成形等で、容易に作製することができる。このことにより、製造コストを低く抑えることができる。なお、支持体４１と取付け機構４７とは一体で形成されるのがより好ましいが、別体で形成され、支持体４１に取付け機構４７を取り付けて用いても良い。
【００９８】
以上により、本発明の螺旋形状電流センサ１０４は、複数の磁気センサ１３を支持する支持体４１が、螺旋状の形状を有しているとともに、被測定電線ＣＢの外縁以上の隙間ＤＳを有しているので、既設の被測定電線に取り付けるために検査部８０３を分割する従来例１のような構造をとらずに、螺旋状の支持体４１の隙間ＤＳから被測定電線ＣＢを入れ、支持体４１の中心に被測定電線ＣＢを配置することができる。このため、支持体４１の所望の位置に複数の磁気センサ１３を正確に配置することができる。
【００９９】
また、半導体基板９１０に切り込みＣＴを入れる従来例２のような構造をとらずに、支持体４１の中心に被測定電線ＣＢを配置することができるので、複数の磁気センサ１３が同心円上に配置され、隣接する磁気センサ１３同士の角度が、同心円の中心に対して、それぞれ等角度になるように配置することができる。このことにより、複数の磁気センサ１３の配置に制限を加えることなく、しかも、被測定電線ＣＢに対して精度良く、複数の磁気センサ１３を配置することができる。
【０１００】
また、支持体４１には、隣接する他の電線ＣＡを保持するための取付け機構４７が設けられているので、隣接する他の電線ＣＡと複数の磁気センサ１３との位置関係を一定に固定できる。このことにより、隣接する他の電線ＣＡの放射する磁束の影響を複数の磁気センサ１３で最も相殺できる位置に隣接する他の電線ＣＡを固定するように設計できるので、隣接する他の電線ＣＡからの磁場の影響を低減することができる。また、取付け機構４７によって隣接する他の電線ＣＡを保持するので、何らかの外的要因により、隣接する他の電線ＣＡが被測定電線ＣＢに近づいた状態になることを防止できる。このことにより、隣接する他の電線ＣＡからの磁場の影響をより低減することができる。
【０１０１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。
【０１０２】
図１６は、本発明の第１実施形態及び第２実施形態の螺旋形状電流センサ（１０１、１０２）の変形例１を説明する図であって、図１６（ａ）は、磁気センサ（Ｃ１３、Ｃ２３）の配置の一例を示した概略図であり、図１６（ｂ）は、磁気センサ（Ｃ１３、Ｃ３３）の配置の他の例を示した概略図である。図１７は、本発明の第２実施形態の螺旋形状電流センサ１０２の変形例４を説明する底面図である。図１８は、本発明の第２実施形態の螺旋形状電流センサ１０２の変形例５を説明する底面図である。図１９は、本発明の第３実施形態の螺旋形状電流センサ１０３の変形例７を説明する斜視図である。図２０は、本発明の第４実施形態の螺旋形状電流センサ１０４の変形例８を説明する図であって、図１５と比較した正面図である。
【０１０３】
＜変形例１＞
上記第１実施形態及び第２実施形態では、支持体１１及び支持体２１が、略３６０°の角度に渡る螺旋状の形状を有している構成にしたが、３６０°以上の角度に渡り螺旋状の形状が形成されていれば良く、例えば４２０°、４８０°、７２０°等でも良い。
【０１０４】
例えば、４２０°や４８０°の場合は、支持体１１或いは支持体２１の中心に被測定電線ＣＢを配置した際に、支持体１１或いは支持体２１が、３６０°以上に渡って被測定電線ＣＢを保持するようになり、支持体１１或いは支持体２１の螺旋形状の中心軸ＡＣの方向と被測定電線ＣＢの電流路の方向とがより一致するように、被測定電線ＣＢを固定できる。
【０１０５】
例えば、７２０°の場合は、支持体１１或いは支持体２１の螺旋形状が２周に渡って形成されているので、２周に渡って磁気センサ１３を配置することができる。このため、磁気センサ１３の外径形状と同心円の円周との相対関係で、１周で最大限に配置できる磁気センサ１３の個数が決まるので、支持体１１或いは支持体２１の螺旋形状の軸方向から平面視して、複数の磁気センサ１３が重なるように数多く配置することができる。このことにより、それぞれの磁気センサ１３の検出値を数多く合算することで、被測定電線ＣＢの位置が多少ずれても、より一層測定精度を低下しにくくすることができる。
【０１０６】
また、７２０°の角度に渡る螺旋状の形状を有している場合の磁気センサ１３の配置は、例えば、螺旋形状の軸方向から平面視して、１週目に等間隔で８個を配置し、２週目に同じように等間隔で８個配置し、１週目の磁気センサ１３と２週目の磁気センサ１３とが重なる位置になるようにしても良い。また、例えば、螺旋形状の軸方向から平面視して、図１６（ａ）に示すように、１週目に等間隔で８個を配置し、２週目に等間隔で８個配置して、１週目の磁気センサＣ１３と２週目の磁気センサＣ２３とが少しずつずれた位置になるようにしても良い。また、例えば、螺旋形状の軸方向から平面視して、図１６（ｂ）に示すように、１週目に等間隔で８個を配置し、２週目に等間隔で８個配置して、１週目の磁気センサＣ１３の外側同心円上に２週目の磁気センサＣ３３が位置するようにしても良い。
【０１０７】
＜変形例２＞
上記実施形態では、被測定電線ＣＢが円形の断面形状であることにも起因し、支持体１１及び支持体２１の螺旋形状の軸方向から平面視して、円形の螺旋形状で構成したが、被測定電線ＣＢの外縁を囲むように配置される螺旋状の支持体であれば良く、角形状の螺旋形状でも、その他の異形の螺旋形状でも良い。
【０１０８】
＜変形例３＞
上記実施形態では、磁気センサ１３が、磁気検出素子として、巨大磁気抵抗効果を用いた磁気検出素子（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、ホール素子であっても良い。但し、ホール素子等の場合は、ＧＭＲ素子の感度軸と異なるので、使用する素子の感度軸に合わせて、他の構成要素を設計変更しなければいけない。
【０１０９】
＜変形例４＞
上記第２実施形態では、取付け機構７が３個（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）設けられた構成にしたが、図１７に示すように、１個の取付け機構７Ｄだけにする構成にしても良い。その場合、支持体Ｃ４１が隣接する他の電線ＣＡに対して斜めに取り付けられるのを防止するため、支持体Ｃ４１の全長の中央近傍に設けられているのが好ましい。
【０１１０】
＜変形例５＞
上記第２実施形態では、取付け機構７が３個（７Ａ、７Ｂ、７Ｃ）設けられた構成にしたが、図１８に示すように、２個の取付け機構（７Ｅ、７Ｆ）にする構成にしても良い。その場合、支持体Ｃ５１が隣接する他の電線ＣＡに対して斜めに取り付けられるのを防止するため、支持体Ｃ５１の両端側のそれぞれに配置されているのが好ましい。
【０１１１】
＜変形例６＞
上記第３実施形態では、固定部材８を用いて被測定電線ＣＢを支持体３１の内形内に固定させる構成にしたが、支持体３１の内形の一部に突起部をいくつか設け、被測定電線ＣＢを圧入し、この突起部と支持体３１の内形の面で挟むことにより、被測定電線ＣＢを支持体３１の内形内に固定させる構成にしても良い。
【０１１２】
＜変形例７＞
上記第３実施形態では、支持体３１の外形が角型の箱状形状をしていたが、支持体が被測定電線ＣＢの外縁を囲むように配置される螺旋状であれば良く、図１９に示すように、支持体Ｃ７１の外形が丸型の円筒形状をしていても良い。
【０１１３】
＜変形例８＞
図２０に示すように、上記第４実施形態の取付け機構４７の内形内に、磁気シールド効果を有する磁性体Ｃ５を配置する構成にしても良い。このことにより、隣接する他の電線ＣＡからの磁場の影響をより低減することができる。
【０１１４】
本発明は上記実施の形態に限定されず、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することが可能である。
【０１１５】
本出願は、２０１１年２月１５日出願の特願２０１１−０２９５５２、２０１１年９月１５日出願の特願２０１１−２０１７８５に基づく。この内容は、全てここに含めておく。
【図１】
2012111362.tif 000003
【図２】
2012111362.tif 000004
【図３】
2012111362.tif 000005
【図４】
2012111362.tif 000006
【図５】
2012111362.tif 000007
【図６】
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【図７】
2012111362.tif 000009
【図８】
2012111362.tif 000010
【図９】
2012111362.tif 000011
【図１０】
2012111362.tif 000012
【図１１】
2012111362.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2012111362.tif 000016
【図１５】
2012111362.tif 000017
【図１６】
2012111362.tif 000018
【図１７】
2012111362.tif 000019
【図１８】
2012111362.tif 000020
【図１９】
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【図２０】
2012111362.tif 000022
【図２１】
2012111362.tif 000023
【図２２】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年4月28日(2014.4.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定電線の外縁を囲むように配置される支持体と、前記支持体に保持された複数の磁気センサとを備え、前記被測定電線に電流が流れたときに発生する磁気を前記磁気センサで検出する電流センサであって、
前記支持体は、螺旋状の形状を有しており、
前記支持体の前記螺旋状の形状の隙間が、前記被測定電線の外縁以上の隙間を有しており、
前記複数の磁気センサは、フレキシブルプリント配線板に実装されており、
前記支持体には、前記複数の磁気センサと前記フレキシブルプリント配線板を配置できる窪みが設けられ、
前記窪みの一端は、カバーにより塞がれ、
前記支持体及び前記カバーは合成樹脂製であり、
前記窪みの他端から前記フレキシブルプリント配線板に設けられた端子が露出していることを特徴とする螺旋形状電流センサ。
【請求項２】
被測定電線の外縁を囲むように配置される支持体と、前記支持体に保持された複数の磁気センサとを備え、前記被測定電線に電流が流れたときに発生する磁気を前記磁気センサで検出する電流センサであって、
前記支持体は、螺旋状の形状を有しており、
前記支持体の前記螺旋状の形状の隙間が、前記被測定電線の外縁以上の隙間を有しており、
前記支持体には、隣接する他の電線を保持するための取付け機構が少なくとも１つ以上設けられたことを特徴とする螺旋形状電流センサ。
【請求項３】
前記支持体は、前記支持体を平面視して、３６０°以上の角度に渡り形成されており、前記支持体が重なる位置において、前記被測定電線の外縁以上の隙間を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の螺旋形状電流センサ。
【請求項４】
前記複数の磁気センサの配置は、平面視して、隣接する磁気センサ同士の角度がそれぞれ等角度であることを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載の螺旋形状電流センサ。
【請求項５】
前記複数の磁気センサは、偶数個であって、前記支持体の中心を軸に対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の螺旋形状電流センサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
この課題を解決するために、本発明の螺旋形状電流センサは、被測定電線の外縁を囲むように配置される支持体と、前記支持体に保持された複数の磁気センサとを備え、前記被測定電線に電流が流れたときに発生する磁気を前記磁気センサで検出する電流センサであって、前記支持体は、螺旋状の形状を有しており、前記支持体の前記螺旋状の形状の隙間が、前記被測定電線の外縁以上の隙間を有しており、前記複数の磁気センサは、フレキシブルプリント配線板に実装されており、前記支持体には、前記複数の磁気センサと前記フレキシブルプリント配線板を配置できる窪みが設けられ、前記窪みの一端は、カバーにより塞がれ、前記支持体及び前記カバーは合成樹脂製であり、前記窪みの他端から前記フレキシブルプリント配線板に設けられた端子が露出していることを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明によれば、螺旋形状電流センサは、複数の磁気センサを支持する支持体が、螺旋状の形状を有しているとともに、支持体の螺旋状の形状の隙間が、被測定電線の外縁以上の隙間を有しているので、螺旋状の支持体の隙間から被測定電線を入れ、支持体の中心に被測定電線を配置することができる。このことにより、複数の磁気センサの配置に制限を加えることなく、しかも、被測定電線にたいして精度良く、複数の磁気センサを配置することができる。したがって、既設の被測定電線に後から取り付けが可能で、測定精度の良い螺旋形状電流センサを提供することができる。
また、本発明によれば、複数の磁気センサを支持体に保持するために、複数の磁気センサを支持体に組み込む際、支持体には、複数の磁気センサ及びフレキシブルプリント配線板を配置できる窪みが設けられているので、予め磁気センサをフレキシブルプリント配線板に実装しているフレキシブルプリント配線板を、支持体の窪みに挿入するだけで、組み立てることができる。このことにより、組み立てがし易い。また、窪みの一端がカバーにより塞がれたケース状にし、支持体及びカバーを合成樹脂製の材質にしたので、支持体及びカバーを射出成形で作製することができる。このことにより、製造コストを低くすることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、本発明の螺旋形状電流センサは、被測定電線の外縁を囲むように配置される支持体と、前記支持体に保持された複数の磁気センサとを備え、前記被測定電線に電流が流れたときに発生する磁気を前記磁気センサで検出する電流センサであって、前記支持体は、螺旋状の形状を有しており、前記支持体の前記螺旋状の形状の隙間が、前記被測定電線の外縁以上の隙間を有しており、前記支持体には、隣接する他の電線を保持するための取付け機構が少なくとも１つ以上設けられたことを特徴とする。

【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明によれば、支持体には、隣接する他の電線を保持するための取付け機構が少なくとも１つ以上設けられているので、隣接する他の電線と複数の磁気センサとの位置関係を一定に固定できる。このことにより、隣接する他の電線の放射する磁束の影響を複数の磁気センサで最も相殺できる位置に隣接する他の電線を固定するように設計できるので、隣接する他の電線からの磁場の影響を低減することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、本発明の螺旋形状電流センサの前記支持体は、前記支持体を平面視して、３６０°以上の角度に渡り形成されており、前記支持体が重なる位置において、前記被測定電線の外縁以上の隙間を有していることを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明によれば、支持体の螺旋形状を平面視して、支持体が３６０°以上の角度に渡り形成されており、支持体が重なる位置において、被測定電線の外縁以上の隙間を有しているので、螺旋状の支持体の隙間から被測定電線を入れ、支持体の中心に被測定電線を確実に配置することができる。このことにより、複数の磁気センサの配置に制限を加えることなく、しかも、被測定電線に対してより精度良く、複数の磁気センサを配置することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明の螺旋形状電流センサの前記複数の磁気センサの配置は、平面視して、隣接する磁気センサ同士の角度がそれぞれ等角度であることを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明によれば、支持体の螺旋形状を平面視して、隣接する磁気センサ同士の角度がそれぞれ等角度で配置されているので、それぞれの磁気センサの検出値を合算することで、被測定電線の位置が多少ずれても、測定精度を低下しにくくすることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、本発明の螺旋形状電流センサの前記複数の磁気センサは、偶数個であって、前記支持体の中心を軸に対向する位置に設けられていることを特徴とする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明によれば、偶数個の複数の磁気センサが支持体の中心軸に対向する位置に設けられているので、対向する磁気センサ同士の検出値の差を比較することで、外部磁場の影響を相殺でき、外部磁場からの影響を低減することが容易にできる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2012111362.tif 000025
2012111362.tif 000026