(57)【要約】      （修正有）【課題】交流から直流領域までの電流を、簡便に測定できる電流センサを提供する。【解決手段】電流経路として逆方向に流れる電流線２本一対の導体１ａ、１ｂにおいて、磁気センサは、電流供給器と電流取り込み器の間に挿入され、電流線２本の導体間に発生する誘導磁界を計測する。磁気センサ２により検出される前記誘導磁界の向きが、前記２本一対の導体に流れる一方の電流の向きに対して略垂直であり、および前記２本一対の導体で形成される平面に略垂直である電流センサ。【選択図】図２
2014085248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流が正負逆方向に流れ、平行して配置された２本一対の導体間に発生した誘導磁界を測定する磁気センサを含んだ電流センサであって、
前記磁気センサにより検出される前記誘導磁界の向きが、
前記２本一対の導体に流れる一方の電流の向きに対して略垂直であり、および前記２本一対の導体で形成される平面に略垂直であることを特徴とする電流センサ。
【請求項２】
電流供給器と電流取り込み器とを電気的接続したときに電流が正負逆方向に流れ、前記電流供給器と前記電流取り込み器との間を電気的に中継するように構成され平行して配置された２本一対の一次導体間に発生した誘導磁界を測定する磁気センサを含んだ電流センサであって、
前記磁気センサにより検出される前記誘導磁界の向きが、
前記電流供給器と前記電流取り込み器との間に挿入され、前記２本一対の一次導体に流れる一方の電流の向きに対して略垂直であり、および前記２本一対の一次導体で形成される平面に略垂直であることを特徴とする電流センサ。
【請求項３】
電流供給器と電流取り込み器とを電気的接続したときに電流が正負逆方向に流れ、平行して配置された前記電流取り込み器の２本一対の接続端子間に発生した誘導磁界を測定する磁気センサを含んだ電流センサであって、
前記磁気センサにより検出される前記誘導磁界の向きが、
前記２本一対の接続端子に流れる一方の電流の向きに対して略垂直であり、および前記２本一対の接続端子で形成される平面に略垂直であり、
前記磁気センサは、前記電流供給器と前記電流取り込み器とに電気的接続を保持した状態で、前記電流供給器と前記電流取り込み器との間に配置されるように構成されることを特徴とする電流センサ。
【請求項４】
前記磁気センサに磁束を集中させるための磁性体コアを有し、該磁性体コアは前記磁気センサと共に、前記２本一対の一次導体とは絶縁されて配置されたことを特徴とする請求項２に記載の電流センサ。
【請求項５】
前記磁気センサに磁束を集中させるための磁性体コアを有することを特徴とする請求項３に記載の電流センサ。
【請求項６】
電流供給器と電流取り込み器とを電気的接続したときに電流が正負逆方向に流れ、平行して配置された前記電流取り込み器の２本一対の接続端子間に発生した誘導磁界を測定する磁気センサと、
前記磁気センサに磁束を集中させるための磁性体コアを含んだ電流センサであって、
前記磁性体コアは、
前記磁気センサと共に、前記２本一対の接続端子とは絶縁され、
前記電流供給器と前記電流取り込み器とに電気的接続を保持した状態で、前記電流供給器と前記電流取り込み器との間に配置され、
前記誘導磁界を、前記電流供給器と前記電流取り込み器とに干渉しない位置に配置した前記磁気センサへ導入するように構成されることを特徴とする電流センサ。
【請求項７】
電流供給器と電流取り込み器とを電気的接続したときに電流が正負逆方向に流れ、平行して配置された前記電流取り込み器の２本一対の接続端子間に発生した誘導磁界を測定する磁気センサと、
前記磁気センサに磁束を集中させるための磁性体コアとを含んだ電流センサであって、
前記磁気センサにより検出される前記誘導磁界の向きが、
前記電流供給器と前記電流取り込み器との間に挿入され、前記２本一対の一次導体に流れる一方の電流の向きに対して略平行であることを特徴とする電流センサ。
【請求項８】
電流が正負逆方向に流れ、平行して配置された２本一対の導体間に発生した誘導磁界を測定する磁気センサを含んだ電流センサによる電流検出方法であって、
前記磁気センサにより検出される前記誘導磁界の向きが、
前記２本一対の導体に流れる一方の電流の向きに対して略垂直であり、および前記２本一対の導体で形成される平面に略垂直であることを特徴とする電流検出方法。
【請求項９】
電流供給器と電流取り込み器とを電気的接続したときに電流が正負逆方向に流れ、前記電流供給器と前記電流取り込み器との間を電気的に中継するように構成され平行して配置された２本一対の一次導体間に発生した誘導磁界を測定する磁気センサを含んだ電流センサによる電流検出方法であって、
前記磁気センサにより検出される前記誘導磁界の向きが、
前記電流供給器と前記電流取り込み器との間に挿入され、前記２本一対の一次導体に流れる一方の電流の向きに対して略垂直であり、および前記２本一対の一次導体で形成される平面に略垂直であることを特徴とする電流検出方法。
【請求項１０】
電流供給器と電流取り込み器とを電気的接続したときに電流が正負逆方向に流れ、平行して配置された前記電流取り込み器の２本一対の接続端子間に発生した誘導磁界を測定する磁気センサを含んだ電流センサによる電流検出方法であって、
前記磁気センサにより検出される前記誘導磁界の向きが、
前記２本一対の接続端子に流れる一方の電流の向きに対して略垂直であり、および前記２本一対の接続端子で形成される平面に略垂直であり、
前記磁気センサは、前記電流供給器と前記電流取り込み器とに電気的接続を保持した状態で、前記電流供給器と前記電流取り込み器との間に配置されるように構成されることを特徴とする電流検出方法。
【請求項１１】
前記磁気センサに磁束を集中させるための磁性体コアを有し、該磁性体コアは前記磁気センサと共に、前記２本一対の一次導体とは絶縁されて配置されたことを特徴とする請求項９に記載の電流検出方法。
【請求項１２】
前記磁気センサに磁束を集中させるための磁性体コアを有することを特徴とする請求項１０に記載の電流検出方法。
【請求項１３】
電流供給器と電流取り込み器とを電気的接続したときに電流が正負逆方向に流れ、平行して配置された前記電流取り込み器の２本一対の接続端子間に発生した誘導磁界を測定する磁気センサと、
前記磁気センサに磁束を集中させるための磁性体コアとを含んだ電流センサによる電流検出方法であって、
前記磁性体コアは、
前記磁気センサと共に、前記２本一対の接続端子とは絶縁され、
前記電流供給器と前記電流取り込み器とに電気的接続を保持した状態で、前記電流供給器と前記電流取り込み器との間に配置され、
前記誘導磁界を、前記電流供給器と前記電流取り込み器とに干渉しない位置に配置した前記磁気センサへ導入するように構成されることを特徴とする電流検出方法。
【請求項１４】
電流供給器と電流取り込み器とを電気的接続したときに電流が正負逆方向に流れ、平行して配置された前記電流取り込み器の２本一対の接続端子間に発生した誘導磁界を測定する磁気センサと、
前記磁気センサに磁束を集中させるための磁性体コアとを含んだ電流センサによる電流検出方法であって、
前記磁気センサにより検出される前記誘導磁界の向きが、
前記電流供給器と前記電流取り込み器との間に挿入され、前記２本一対の一次導体に流れる一方の電流の向きに対して略平行であることを特徴とする電流検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流センサに関し、より詳細には、導体に発生した誘導磁界を磁気センサで検出し電流値を測定できるように配置した電流センサおよび電流検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境へ配慮しようという意識の世界的な昂揚から、省エネ・省電力を目指した設備・機器が多く開発されている。また、より効率的な電力環境を目指して、太陽光発電なども含めた直流送電設備や、直流電流で動作する機器の開発も進んでいる。省エネ・省電力に係る設備・機器において、実際どのくらいの電力が消費されているか調査するため、あるいは省エネ・省電力の効果を確認するためには、省エネ・省電力に係る設備・機器が接続されている電力線における電流を測定することが必要である。このような電流測定では、設備・機器において新規・既存に係わらず簡便に測定できる電流センサが望ましい。
【０００３】
従来の電流測定として、広く知られているのはシャント方式である。シャント抵抗と呼ばれる高精度の抵抗器を電流線に直列に挿入し、電流をシャント抵抗の両端の電圧として検出する方式である。
【０００４】
交流では比較的構造が簡単なコイルを使用した電流センサが多く使用されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のようなコイル方式は、コイル中央に通した一次導体に交流電流が流れることで変化する磁界によって、コイルに一次導体の電流に比例した誘導起電力が発生することを利用した方式である。
【０００５】
一方、磁性体コアとホールセンサを組み合わせた電流センサも少なくない（例えば、特許文献２参照）。磁性体コア方式は、コア中央に通した一次導体に流れる電流に比例して発生する誘導磁界をコアに集束させ、予め設けたコアの間隙に挿入されたホールセンサで、一次導体に流れる電流により発生した誘導磁界を測定する。
【０００６】
また、分割可能なクランプ式磁性体コアとホールセンサを組み合わせた電流センサは、前述の磁性体コア方式の欠点を改善した電流センサである（例えば、特許文献３参照）。特許文献３のようなクランプ方式では磁性体コア部をクランプ式にすることで、一次導体を切断することなしに直流・交流電流とも測定可能とした方式である。
【０００７】
また、特許文献４に記載の多芯平行コード電流検出器は、平行コードに流れる電流により発生する磁力線の打ち消し合わない部分、すなわち、平行コードの電線間に発生する磁力線を電気信号として検出する電流検出器で、磁気検出器と外側のシールド容器等で構成され平行コードを挟むことにより一次導体を切断することなしに電流測定できる電流検出器である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−８５６２０号公報
【特許文献２】特開２００９−２２２７２９号公報
【特許文献３】特開２００９−１４３６６号公報
【特許文献４】特開２０００−１９９７７０号公報
【特許文献５】特開２００３−１４９３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前述のシャント方式では、電流経路に抵抗を挿入するため一旦電線を切断する必要があった。また電流値が大きくなるにつれて抵抗における電力損失の増大や発熱の問題があった。
【００１０】
また、従来例の特許文献１に記載のコイル方式は、コイルの中央の空間に１本の被測定電流線を通すために一旦電線を切断する必要があった。さらに一般的に電力線は複数の電線が一体形成されているため、複数の電線の中から測定したい電線１本を取り出す作業が必要であり、しかも特許文献１のようなコイル式では原理的に直流電流は測定できない。
【００１１】
従来例の特許文献２に記載の磁性体コア方式も、特許文献１に記載のコイル方式と同様に、電線を切断する必要があり、さらに複数の電線の中から測定したい電線１本を取り出す作業が必要であった。図１に、特許文献２に記載の磁性体コア方式の簡略化を示し、磁性体コア３と磁性体コア３の一部に設けた間隙にホールセンサ２を配置した電流センサの構成を示す。測定したい電流線１を１本だけコア中心に通す必要があるため、２本が一体形成された電線では１本の電流線を分離する作業や一旦電流線を切断する等の作業が必要となることは明らかである。
【００１２】
そして、従来例の特許文献３に記載のクランプ式では電線切断は不要であるものの、電線１本を取り出す作業は必要であった。なぜなら一般的な電源電線、例えばビニル平型コード（ＪＩＳＣ３３０６  ＶＦＦ）、や二種ビニル平型コード（ＪＩＳＣ３３０６  ＨＶＦＦ）、ビニルキャブタイヤ丸型コード（ＪＩＳＣ３３０６  ＶＣＴＦ）、二種ビニルキャブタイヤ丸型コード（ＪＩＳＣ３３０６  ＨＶＣＴＦ）などでは電力線二芯が絶縁され一体に形成されており、二芯同時にクランプすることで、電流が逆方向に流れる２本の電流線の周囲に発生する誘導磁界は打ち消し合ってしまい電流の測定が出来ないことが問題となっていた。
【００１３】
従来例の特許文献４に記載の多芯平行コード電流検出器は、磁力線が打ち消し合わないような位置に磁気検出器を配置することが難しいことから信号が微弱であるとともに位置による検出誤差が大きく、又、シールドしなければならないために取り付け作業が煩雑で簡易に電流測定ができるという電流検出器ではなかった。
【００１４】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、交流から直流領域までの電流を、簡便に測定できる電流センサおよび電流検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、電流が正負逆方向に流れ、平行して配置された２本一対の導体間に発生した誘導磁界を測定する磁気センサを含んだ電流センサであって、前記磁気センサにより検出される前記誘導磁界の向きが、前記２本一対の導体に流れる一方の電流の向きに対して略垂直であり、および前記２本一対の導体で形成される平面に略垂直であることを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、電流供給器と電流取り込み器とを電気的接続したときに電流が正負逆方向に流れ、前記電流供給器と前記電流取り込み器との間を電気的に中継するように構成され平行して配置された２本一対の一次導体間に発生した誘導磁界を測定する磁気センサを含んだ電流センサであって、前記磁気センサにより検出される前記誘導磁界の向きが、前記電流供給器と前記電流取り込み器との間に挿入され、前記２本一対の一次導体に流れる一方の電流の向きに対して略垂直であり、および前記２本一対の一次導体で形成される平面に略垂直であることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、電流供給器と電流取り込み器とを電気的接続したときに電流が正負逆方向に流れ、平行して配置された前記電流取り込み器の２本一対の接続端子間に発生した誘導磁界を測定する磁気センサを含んだ電流センサであって、前記磁気センサにより検出される前記誘導磁界の向きが、前記２本一対の接続端子に流れる一方の電流の向きに対して略垂直であり、および前記２本一対の接続端子で形成される平面に略垂直であり、前記磁気センサは、前記電流供給器と前記電流取り込み器とに電気的接続を保持した状態で、前記電流供給器と前記電流取り込み器との間に配置されるように構成されることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の電流センサであって、前記磁気センサに磁束を集中させるための磁性体コアを有し、該磁性体コアは前記磁気センサと共に、前記２本一対の一次導体とは絶縁されて配置されたことを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の電流センサであって、前記磁気センサに磁束を集中させるための磁性体コアを有することを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、電流供給器と電流取り込み器とを電気的接続したときに電流が正負逆方向に流れ、平行して配置された前記電流取り込み器の２本一対の接続端子間に発生した誘導磁界を測定する磁気センサと、前記磁気センサに磁束を集中させるための磁性体コアとを含んだ電流センサであって、前記磁性体コアは、前記磁気センサと共に、前記２本一対の接続端子とは絶縁され、前記電流供給器と前記電流取り込み器とに電気的接続を保持した状態で、前記電流供給器と前記電流取り込み器との間に配置され、前記誘導磁界を、前記電流供給器と前記電流取り込み器とに干渉しない位置に配置した前記磁気センサへ導入するように構成されることを特徴とする。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、電流供給器と電流取り込み器とを電気的接続したときに電流が正負逆方向に流れ、平行して配置された前記電流取り込み器の２本一対の接続端子間に発生した誘導磁界を測定する磁気センサと、前記磁気センサに磁束を集中させるための磁性体コアとを含んだ電流センサであって、前記磁気センサにより検出される前記誘導磁界の向き前記電流供給器と前記電流取り込み器との間に挿入され、前記２本一対の一次導体に流れる一方の電流の向きに対して略平行であることを特徴とする。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、電流が正負逆方向に流れ、平行して配置された２本一対の導体間に発生した誘導磁界を測定する磁気センサを含んだ電流センサによる電流検出方法であって、前記磁気センサにより検出される前記誘導磁界の向きが、前記２本一対の導体に流れる一方の電流の向きに対して略垂直であり、および前記２本一対の導体で形成される平面に略垂直であることを特徴とする。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、電流供給器と電流取り込み器とを電気的接続したときに電流が正負逆方向に流れ、前記電流供給器と前記電流取り込み器との間を電気的に中継するように構成され平行して配置された２本一対の一次導体間に発生した誘導磁界を測定する磁気センサを含んだ電流センサによる電流検出方法であって、前記磁気センサにより検出される前記誘導磁界の向きが、前記電流供給器と前記電流取り込み器との間に挿入され、前記２本一対の一次導体に流れる一方の電流の向きに対して略垂直であり、および前記２本一対の一次導体で形成される平面に略垂直であることを特徴とする。
【００２４】
請求項１０に記載の発明は、電流供給器と電流取り込み器とを電気的接続したときに電流が正負逆方向に流れ、平行して配置された前記電流取り込み器の２本一対の接続端子間に発生した誘導磁界を測定する磁気センサを含んだ電流センサによる電流検出方法であって、前記磁気センサにより検出される前記誘導磁界の向きが、前記２本一対の接続端子に流れる一方の電流の向きに対して略垂直であり、および前記２本一対の接続端子で形成される平面に略垂直であり、前記磁気センサは、前記電流供給器と前記電流取り込み器とに電気的接続を保持した状態で、前記電流供給器と前記電流取り込み器との間に配置されるように構成されることを特徴とする。
【００２５】
請求項１１に記載の発明は、請求項９に記載の電流検出方法であって、前記磁気センサに磁束を集中させるための磁性体コアを有し、該磁性体コアは前記磁気センサと共に、前記２本一対の一次導体とは絶縁されて配置されたことを特徴とする。
【００２６】
請求項１２に記載の発明は、請求項１０に記載の電流検出方法であって、前記磁気センサに磁束を集中させるための磁性体コアを有することを特徴とする。
【００２７】
請求項１３に記載の発明は、電流供給器と電流取り込み器とを電気的接続したときに電流が正負逆方向に流れ、平行して配置された前記電流取り込み器の２本一対の接続端子間に発生した誘導磁界を測定する磁気センサと、前記磁気センサに磁束を集中させるための磁性体コアとを含んだ電流センサによる電流検出方法であって、前記磁性体コアは、前記磁気センサと共に、前記２本一対の接続端子とは絶縁され、前記電流供給器と前記電流取り込み器とに電気的接続を保持した状態で、前記電流供給器と前記電流取り込み器との間に配置され、前記誘導磁界を、前記電流供給器と前記電流取り込み器とに干渉しない位置に配置した前記磁気センサへ導入するように構成されることを特徴とする。
【００２８】
請求項１４に記載の発明は、電流供給器と電流取り込み器とを電気的接続したときに電流が正負逆方向に流れ、平行して配置された前記電流取り込み器の２本一対の接続端子間に発生した誘導磁界を測定する磁気センサと、前記磁気センサに磁束を集中させるための磁性体コアとを含んだ電流センサによる電流検出方法であって、前記磁気センサにより検出される前記誘導磁界の向きが、前記電流供給器と前記電流取り込み器との間に挿入され、前記２本一対の一次導体に流れる一方の電流の向きに対して略平行であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、交流から直流領域までの電流を簡便に測定できる電流センサおよび電流検出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】磁性体コアとホールセンサを使った従来型電流センサの構成図を示す。
【図２】本発明の実施形態に係る電流センサの原理的配置を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る電流センサを適用した例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る電流センサ３０２の構成図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る磁界分布を説明するための電流センサ３０２の断面図であり、（ａ）は磁性体コア無しの場合を示す図であり、（ｂ）は磁性体コアありの場合を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る図３以外の構成例を示した図であり、（ａ）はコンセント・プラグと電流センサの位置関係を示す図であり、（ｂ）は電流センサ構成の断面を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る図３以外の構成例を示した図であり、（ａ）はコンセント・プラグと電流センサの位置関係を示す図であり、（ｂ）および（ｃ）は電流センサ構成の断面を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る電流センサを適用した図例であり、（ａ）はコンセント・プラグ間に電流センサを挿入する前を示す図であり、（ｂ）はコンセント・プラグ間に電流センサを挿入したところを示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る構成例を示す図であり、（ａ）は磁性体コア無しの場合を示す図であり、（ｂ）は磁性体コアありの場合を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る磁界分布を説明するための電流センサ７０１の構造図であり、（ａ）は磁性体コア無しの場合を示す図であり、（ｂ）は磁性体コアありの場合を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る図７以外の構成例を示した図であり、（ａ）はコンセント・プラグ間に電流センサを挿入する前を示す図であり、（ｂ）はコンセント・プラグ間に電流センサを挿入したところを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００３２】
［発明の基本構成］  
図２に本発明の実施形態に係る電流センサの原理的配置を示す。
【００３３】
ホールセンサ２を備えたセンサ部は、電流経路として正負逆方向に流れる２本１対の電力線１ａ，１ｂの間に配置される。
【００３４】
ここで、ホールセンサ２により検出される誘導磁界の向きは、２本１対の電力線１ａ，１ｂに流れる一方の電流の向きに対して略垂直であり、および２本１対の電力線１ａ，１ｂで形成される平面に略垂直である。このように２本一対の電力線１ａ，１ｂに流れる電流により発生した誘導磁界は、ホールセンサ２により検出される。
【００３５】
［第１の実施形態］  
図３に本発明の第１の実施形態に係る電流センサを適用した例を示す。本発明の第１の実施形態の電流センサ３０２は、図３に示すように、電流供給器（コンセント）３０１と電流取り込み器（プラグ）３０３との間に挿入し電気的に接続可能な機能を備えている。
【００３６】
図４に本発明の第１の実施形態に係る電流センサ３０２の構成図を示す。電流センサ３０２の内部には、図４に示すようにコンセント３０１へ接続する端子４０１ａ，４０１ｂとプラグ３０３と接続する端子４０３ａ，４０３ｂを備え、電流経路として正負逆方向に流れる２本の一次導体４０２ａ，４０２ｂを有し、２本の一次導体４０２ａ，４０２ｂの間には、センサ部を配置する。センサ部は、ホールセンサ２を備え、２本の一次導体４０２ａ，４０２ｂと樹脂等により絶縁されている。２本の一次導体４０２ａ，４０２ｂの周囲には、ホールセンサ２へ磁束を集め導くような形状で、且つホールセンサ２を設置できる間隙を設けた集磁用の磁性体コア３を有する。２本の一次導体４０２ａ，４０２ｂに流れる電流は、交流・直流にかかわらず逆方向に流れる。従って、各々の電流により発生する誘導磁界はベクトル方向も２本の一次導体４０２ａ，４０２ｂの中心線に対し対称となるため、２本の一次導体４０２ａ，４０２ｂ間においては同一方向となって集磁用の磁性体コア３を透過する。集磁された磁束は、磁性体コア３の間隙に配置されたホールセンサ２により検出され電流と比例した出力信号となる。出力信号は後段の図３に示す信号処理／表示回路３０５で処理される。
【００３７】
図５に本発明の第１の実施形態に係る磁界分布を説明するための電流センサ３０２の断面図を示し、図５（ａ）に磁性体コア無しの場合を示し、図５（ｂ）に磁性体コアありの場合を示す。
【００３８】
このように、本実施形態における電流センサによれば、以下の比較例に示した従来の電流センサに対して、一体形成された電力線から１本の電流線を分離する等の作業を行うことなしに、既存のコンセント・プラグ間に装着するだけという極めて簡便な方法で電流測定が可能となる。
【００３９】
なお第１の実施形態では、接続器として商用電灯線で一般的なコンセント・プラグを想定しているが、接続部は、接続器の構造に合わせた形状で構成することが可能である。
【００４０】
図６に本発明の第１の実施形態に係る図３以外の構成例を示し、図６（ａ）はコンセント・プラグと電流センサの位置関係を示し、図６（ｂ）は電流センサ構成の断面を示す。
【００４１】
図６（ａ）における電流センサ６０１は、コンセント３０１とプラグ３０３との間に装着可能なセンサである。また、特許文献５にあるような水平磁界を線形的に検出できるホールセンサ２と薄型コアとにより構成し全体を絶縁被覆することで図６に示すような電流センサも構成することができる。図６の例ではプラグ３０３の端子３０４ａ，３０４ｂを一次導体として利用することにより、極めて薄型で装着も簡便な電流センサを実現できる。
【００４２】
図７に本発明の第１の実施形態に係る図３以外の構成例を示し、図７（ａ）はコンセント・プラグと電流センサの位置関係を示し、図７の（ｂ）および（ｃ）は電流センサ構成の断面を示す。
【００４３】
図７（ａ）における電流センサ７０１は、コンセント３０１とプラグ３０３との間に装着可能なセンサである。垂直磁界を線型的に検出する通常のホールセンサ２でも、磁界の向きを一次導体に略平行な方向に変化させることができる薄型コア３と構成し全体を絶縁被覆することで、図７に示すような極めて薄型で装着も簡便な電流センサを構成することができる。
【００４４】
［第２の実施形態］  
図８に本発明の第２の実施形態に係る電流センサを適用した例を示し、図８（ａ）にコンセント・プラグ間に電流センサを挿入する前を示し、図８（ｂ）にコンセント・プラグ間に電流センサを挿入したところを示す。
【００４５】
本発明の第２の実施形態の電流センサ８０１は、図８に示すように、コンセント３０１とプラグ３０３との間に挿入可能な、センサ先端部を挿入型にした構成も取り得る。ここで電流センサ８０１は樹脂等により絶縁被覆されており、内部にはホールセンサ２を実装する。コンセント３０１とプラグ３０３とを電気接続が切断しない程度に間隔を確保し、プラグ３０３の２本の導体間にセンサ部８０１を挿入する事で、第１の実施形態とほぼ同等の環境にすることが出来る。ここでセンサ部８０１は、コンセント３０１とプラグ３０３の電気的接続が切断しない間隔未満の厚さを有している。従ってホールセンサ２は、薄型パッケージであることが好ましく、特許文献５にあるような水平磁界を線形的に検出できるホールセンサがより好ましい。
【００４６】
図９に本発明の第２の実施形態に係る構成例を示し、図９（ａ）に磁性体コア無しの場合を示し、図９（ｂ）に磁性体コアありの場合を示す。図８に示す電流センサ８０１の内部には、センサ部を配置する。センサ部は、ホールセンサ２を備え、２つの接続端子３０４ａ，３０４ｂと樹脂等により絶縁されている。
【００４７】
図９（ｂ）において、２つの接続端子３０４ａ，３０４ｂの周囲には、ホールセンサ２へ磁束を集め導くような形状で、且つホールセンサ２を設置できる間隙を設けた集磁用の磁性体コア３を有する。２つの接続端子３０４ａ，３０４ｂに流れる電流は、交流・直流にかかわらず逆方向に流れる。従って、各々の電流により発生する誘導磁界はベクトル方向も２つの接続端子３０４ａ，３０４ｂの中心線に対し対称となるため、２つの接続端子３０４ａ，３０４ｂ間においては同一方向となって集磁用の磁性体コア３を透過する。集磁された磁束は、磁性体コア３の間隙に配置されたホールセンサ２により検出される。
【００４８】
図１０に本発明の第２の実施形態に係る磁界分布を説明するための電流センサ８０１の構造図を示し、図１０（ａ）に磁性体コア無しの場合を示し、図１０（ｂ）に磁性体コアありの場合を示す。
【００４９】
このように、本発明の第２の実施形態における電流センサによれば、一体形成された電力線から１本の電流線を分離する等の作業は無く、且つ電気的接続を切断することも無しに、稼働状態のまま極めて簡便に電流測定が可能となる。
【００５０】
図１１に本発明の第２の実施形態に係る図８以外の構成例を示し、図１１（ａ）はコンセント・プラグ間に電流センサを挿入する前を示し、図１１（ｂ）はコンセント・プラグ間に電流センサを挿入したところを示す。図１１における電流センサ１１０１は、コンセント３０１とプラグ３０３との間に装着可能なセンサである。ホールセンサ２の感磁方向がパッケージ表面に対し垂直（厚さ）方向である場合は、パッケージの寸法上、コンセント３０１とプラグ３０３とを電気的な切断なしにセンサを挿入することが困難な場合がある。ホールセンサ２の感磁方向が垂直方向である場合は、図１１のように一次導体となるプラグの挿入端子３０４ａ，３０４ｂから発生磁界を引き出して構成することも考えられる。ここで磁性体コア３は、コンセント３０１とプラグ３０３との間に挿入可能な絶縁被覆された部分を有し、コンセント３０１とプラグ３０３とに干渉しない位置に配置したホールセンサ２まで誘導磁界を導く形状とすることで図９とほぼ同等の環境にすることができる。
【００５１】
上述の第１の実施形態、第２の実施形態ともに、磁気センサとしては、ホールセンサを用いた例を示したが、２本の一次導体の出力から磁束密度が判定できるセンサであれば良く、磁束密度に対し出力電圧が線形であるホール素子や増幅回路など内蔵したホールＩＣがより好ましい。磁気センサとして、ホールセンサの他に強磁性体磁気抵抗素子や半導体磁気抵抗素子なども使用可能である。また、第１の実施形態、第２の実施形態とも集磁用の磁性体コアは無くても機能するが、２本の一次導体による誘導磁界を効率よく集磁するために配置した方がより好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明によれば、交流から直流領域までの電流を、従来よりも簡便に測定できる電流センサを提供することが可能となることから、一般家庭やオフィス等における既存の機器・設備の電流量を測定できる電流センサとして利用することができ、電流センサで測定された電流量のデータを別の電源システムにより管理すれば電気機器の効率的な利用が可能となり省エネルギー化に貢献できると同時に、利用者の省エネルギー意識を一層高められる。またホールセンサを使うことで、直流電流測定も可能であることから将来の直流送電にも対応できる。
【符号の説明】
【００５３】
１  電流線
１ａ、１ｂ  電力線
２  ホールセンサ
３  磁性体コア
３０１  コンセント
３０１ａ、３０１ｂ、３０４ａ、３０４ｂ  挿入端子
３０２、６０１、７０１、８０１、１１０１  電流センサ
３０３  プラグ
３０５  信号処理／表示回路
４０２ａ、４０２ｂ  一次導体
４０３ａ、４０３ｂ  受け端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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