(57)【要約】【課題】既設のコンセントに後付けで取り付けることができ、検出精度が高く、高感度のコンセント用電流計測装置を提供する。【解決手段】栓刃挿入口２０１に挿入される栓刃の一つ一つに対して磁気回路を構成するのではなく、２本の栓刃の外周を取り囲んだ磁性体コア１２を用いたことを特徴とする。この計測部１０は、電源プラグの栓刃をコンセントに挿入した状態で、コンセントの表面と電源プラグとの間に挟まれた領域で、挿入された電源プラグの２つの栓刃に流れる電流によって形成される磁束を検出する一つの検出部を構成するコイル１３とを備え、検出部は、磁束にもとづき電流量または電力量を検出する。この構成によれば、隣接する栓刃に起因する磁力線の磁界ばらつきは、相殺され、検出出力は加算値とすることができる。従って高感度かつ高精度の検出が可能となる。【選択図】図３
2012007947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流量または電力量を検出する計測部と、
前記計測部から出力される信号を処理する信号処理部と、
前記信号処理部で得られた計測結果を出力する出力部とから構成され、
前記計測部は、
前記コンセントの表面と前記電源プラグとの間に挟まれた領域で、
挿入された前記電源プラグの２つの栓刃に流れる電流によって形成される磁束を検出する一つの検出部とを備え、
前記検出部は、前記磁束にもとづき電流量または電力量を検出するコンセント用計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載のコンセント用計測装置であって、
前記計測部は、前記２つの栓刃を囲むように配置される環状の磁性体コアと、前記磁性体コアで発生する磁気を検出する検出コイルとを具備したコンセント用計測装置。
【請求項３】
請求項２に記載のコンセント用計測装置であって、
前記計測部は、前記磁性体コアの一部の周回領域に巻回された検出コイルの出力を検出するコンセント用計測装置。
【請求項４】
請求項２に記載のコンセント用計測装置であって、
前記検出コイルの前記周回領域は、前記栓刃を構成する２本の導体の中心を結ぶ線上にあってかつ、一方の導体の外側に位置するコンセント用計測装置。
【請求項５】
請求項４に記載のコンセント用計測装置であって、
前記検出コイル周回領域の磁性体コアは、前記電源プラグの前記コンセントへの挿入部分よりも外側にあるコンセント用計測装置。
【請求項６】
請求項４に記載のコンセント用計測装置であって、
前記周回領域の磁束密度が他の領域よりも大きくなるような形状を有するコンセント用計測装置。
【請求項７】
請求項６に記載のコンセント用計測装置であって、
前記磁性体コアは、前記周回領域で磁気抵抗が低くなるように構成されたコンセント用計測装置。
【請求項８】
請求項７に記載のコンセント用計測装置であって、
前記磁性体コアは、前記周回領域で断面積が大きくなるように構成されたコンセント用計測装置。
【請求項９】
請求項７に記載のコンセント用計測装置であって、
前記磁性体コアは、前記周回領域で磁界が大きくなるように形成されたコア形状であるコンセント用計測装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のコンセント用計測装置であって、
前記磁性体コアは、前記２つの栓刃の内、一方に近接して位置する領域を持つように配置されており、前記領域が前記周回領域を構成するコンセント用計測装置。
【請求項１１】
請求項２に記載のコンセント用計測装置であって、
前記磁性体コアは、前記栓刃を流れる電流によって形成される磁路に沿った形状を有するコンセント用計測装置。
【請求項１２】
請求項１に記載のコンセント用計測装置であって、
前記センサ部は、前記栓刃の間に配置されるコンセント用計測装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載のコンセント用計測装置であって、
前記センサ部は、前記２つの栓刃を囲むように配置される環状の磁性体コアを具備したコンセント用計測装置。
【請求項１４】
請求項４乃至１２のいずれか１項に記載のコンセント用計測装置であって、
前記磁性体コアは、前記電源プラグの外側を周回する周回部から、前記２本の栓刃間に向かって突出する突出部を有し、前記磁性体コア間の距離が短くなる領域を構成するコンセント用計測装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のコンセント用計測装置であって、
前記コンセント用計測装置は、前記計測装置内に内蔵される１次電池で駆動されるコンセント用計測装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載のコンセント用計測装置であって、
前記一次電池は太陽電池であるコンセント用計測装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載のコンセント用計測装置であって、
さらに、前記太陽電池で得られる電力を充電可能な２次電池を具備したコンセント用計測装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のコンセント用計測装置であって、
前記計測部は、前記栓刃の部分の近傍に配置された給電用のコイルを具備し、電流通電の際に発生する磁場を、前記給電用コイルに発生する起電力により取得するように構成されたコンセント用計測装置。
【請求項１９】
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のコンセント用計測装置であって、
前記計測部の栓刃挿入口の板状の貫通穴部分に、電源プラグ挿入時に電気的接触が可能な電極が配置され、前記電極から前記計測部に通電可能に構成されたコンセント用計測装置。
【請求項２０】
請求項１乃至１９のいずれか１項に記載のコンセント用計測装置であって、
さらに、前記計測部による計測結果を出力表示する表示部を具備し、前記表示部は、電子ペーパーであるコンセント用計測装置。
【請求項２１】
請求項１乃至１９のいずれか１項に記載のコンセント用計測装置であって、
さらに、前記計測部による計測結果を出力表示する表示部を具備し、前記表示部は、無線により受信された信号出力に基づいて出力表示を行うコンセント用計測装置。
【請求項２２】
請求項１乃至２１のいずれか１項に記載のコンセント用計測装置であって、
前記電源プラグの挿入部分の部分に比べて、前記コンセント上部の厚さが、厚くなるように構成されたコンセント用計測装置。
【請求項２３】
請求項１乃至２２のいずれか１項に記載のコンセント用計測装置であって、
前記コンセント用計測装置はコンセントカバーの裏側に配置され、コンセントカバーとして使用可能であるコンセント用計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンセント用計測装置に係り、特に後付けが可能なコンセント用電流計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般家庭から、会社などの社会的集合体に至るまで、種々の電気機器が使用されているが、実際に電源表示灯などの表示装置を持たない電気機器では、実際にその電気機器の機能により通電を確認するしかなかった。
電源表示灯などの表示装置を持たない電気機器では、つけ忘れ、消し忘れをおこし易く、また、壁面のコンセントなどに差し込まれていて使用していない電気機器と、これから使用する電気機器とを入れ替えた場合にはどのプラグを抜いてよいか迷うことがある。
このため、簡単に通電状態を検出可能な装置が求められている。
【０００３】
従来、コンセントでの電流、電力計測は、電源アダプタの形状に似た栓刃を有するユニットと、負荷機器を接続するためのメス型刃受けを内蔵するユニット形状のものが一般的に用いられている。
【０００４】
例えば特許文献１では、小型消費電力測定装置１が提案されている。図２３に断面説明図、図２４に原理を示す正面説明図を示す。この装置では、電源のコンセント１０４と被測定対象となる電気器具(図示せず)の電源プラグ１０７との間に挿入され、電気器具の消費電力を測定する。１０２は電流値検出部を構成するコアであり、１０２ａは電流値検出用孔、１０３ｂは電流値演算部である。図２４に示すように、栓刃１０８の周りを囲むようにひとつずつコア１０２ｂを配し、磁力線の変化をこのコア１０２ｂの周りを周回する検出用コイル１０２ｃの出力として取り出す。そしてこの検出用コイル１０２ｃの出力を電流値演算部１０３ｂで算出するように構成されている。そして電流値演算部１０３ｂの出力は、表示演算部を経て、電流値表示部に表示される。
そして測定した消費電力とその消費電力に基づいて計算した数値を表示部に表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１９４８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記構成によると、それぞれの栓刃１０８の周りを囲むように、コア１０２ｂを配し、磁力線の変化をこのコア１０２ｂの周りを周回する検出用コイル１０２ｃの出力として、２つの栓刃１０８の電流を取り出すように構成されている。このため、隣接する栓刃に起因する磁力線の磁界の影響を受け易い。また、コア１０２ｂ相互の形状のばらつきや装着位置のばらつきにより、検出用コイルの出力にばらつきを生じ易い。このように検出用コイルに起因するばらつき、あるいは、隣接する栓刃に起因する磁力線の磁界の影響により、十分な検出精度を得ることができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、既設のコンセントに後付けで取り付けることができ、検出精度が高く、高感度のコンセント用電流計測装置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】
そこで本発明のコンセント用電流計測装置は、電流量または電力量を検出する計測部と、前記計測部から出力される信号を処理する信号処理部と、前記信号処理部で得られた計測結果を出力する出力部とから構成され、前記計測部は、前記コンセントの表面と前記電源プラグとの間に挟まれた領域で、挿入された前記電源プラグの２つの栓刃に流れる電流によって形成される磁束を検出する一つの検出部とを備え、前記検出部は、前記磁束にもとづき電流量または電力量を検出する。
【０００９】
本発明は、上記コンセント用電流計測装置において、計測部が、これら２つの栓刃を囲むように配置される環状の磁性体コアと、この磁性体コアで発生する磁気を検出する検出コイルとを具備したことを特徴とする。
【００１０】
本発明は、上記コンセント用電流計測装置において、計測部は、磁性体コアの一部の周回領域に巻回された検出コイルの出力を検出する。
【００１１】
本発明は、上記コンセント用電流計測装置において、検出コイルの前記周回領域は、栓刃を構成する２本の導体の中心を結ぶ線上にあってかつ、一方の導体の外側に位置する。
【００１２】
本発明は、上記コンセント用電流計測装置において、検出コイル周回領域の磁性体コアは、前記電源プラグの前記コンセントへの挿入部分よりも外側にある。
【００１３】
本発明は、上記コンセント用電流計測装置において、周回領域の磁束密度が他の領域よりも大きくなるような形状を有する。
【００１４】
本発明は、上記コンセント用電流計測装置において、磁性体コアは、周回領域で磁気抵抗が低くなるように構成された。
【００１５】
本発明は、上記コンセント用電流計測装置において、磁性体コアは、周回領域で断面積が大きくなるように構成された。
【００１６】
本発明は、上記コンセント用電流計測装置において、磁性体コアは、周回領域で磁界が大きくなるように形成されたコア形状である。
【００１７】
本発明は、上記コンセント用電流計測装置において、磁性体コアは、２つの栓刃の内、一方に近接して位置する領域を持つように配置されており、領域が周回領域を構成する。
【００１８】
本発明は、上記コンセント用電流計測装置において、磁性体コアは、栓刃を流れる電流によって形成される磁路に沿った形状を有する。
【００１９】
本発明は、上記コンセント用電流計測装置において、センサ部は、栓刃の間に配置される。
【００２０】
本発明は、上記コンセント用電流計測装置において、センサ部は、２つの栓刃を囲むように配置される環状の磁性体コアを具備した。
【００２１】
本発明は、上記コンセント用電流計測装置において、磁性体コアは、電源プラグの外側を周回する周回部から、２本の栓刃間に向かって突出する突出部を有し、磁性体コア間の距離が短くなる領域を構成する。
【００２２】
本発明は、上記コンセント用電流計測装置において、コンセント用計測装置は、計測装置内に内蔵される１次電池で駆動される。
【００２３】
本発明は、上記コンセント用電流計測装置において、一次電池は太陽電池である。
【００２４】
本発明は、上記コンセント用電流計測装置において、さらに、前記太陽電池で得られる電力を充電可能な２次電池を具備した。
【００２５】
本発明は、上記コンセント用電流計測装置において、計測部は、栓刃の部分の近傍に配置された給電用のコイルを具備し、電流通電の際に発生する磁場を、給電用コイルに発生する起電力により取得するように構成された。
【００２６】
本発明は、上記コンセント用電流計測装置において、計測部の栓刃挿入口の板状の貫通穴部分に、電源プラグ挿入時に電気的接触が可能な電極が配置され、電極から計測部に通電可能に構成された。
【００２７】
本発明は、上記コンセント用電流計測装置において、さらに、計測部による計測結果を出力表示する表示部を具備し、表示部は、電子ペーパーである。
【００２８】
本発明は、上記コンセント用電流計測装置において、さらに、計測部による計測結果を出力表示する表示部を具備し、表示部は、無線により受信された信号出力に基づいて出力表示を行う。
【００２９】
本発明は、上記コンセント用電流計測装置において、電源プラグの挿入部分の部分に比べて、前記コンセント上部の厚さが、厚くなるように構成された。
【００３０】
本発明は、上記コンセント用電流計測装置において、コンセント用計測装置はコンセントカバーの裏側に配置され、コンセントカバーとして使用可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明のコンセント用計測装置によれば、栓刃の一つ一つに対して磁気回路を構成するのではなく、２本の栓刃の外周を取り囲んだ磁性体構成であるため、隣接する栓刃に起因する磁力線の磁界ばらつきは、相殺され、検出出力は加算値とすることができる。従って高感度かつ高精度の検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態１に係るコンセント用計測装置を示す図、（ａ）および（ｂ）はこのコンセント用計測装置の正面図および側面図
【図２】本発明の実施の形態１のコンセント用計測装置で用いられる往復電線用電流センサの動作を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１のコンセント用計測装置の説明図
【図４】本発明の実施の形態１に係るコンセント用計測装置で用いられる往復電線用電流センサの要部構成を示す図
【図５】本発明の実施の形態１のコンセント用計測装置のコンセントへの装着工程を示す図
【図６】本発明の実施の形態１のコンセント用計測装置の使用例を示す図、（ａ）はコンセント用計測装置を示す図、（ｂ）は計測対象となる電源プラグを示す図
【図７】本発明の実施の形態２に係る往復電線用電流センサの要部構成を示す図
【図８】本発明の実施の形態３に係る往復電線用電流センサの要部構成を示す図
【図９】本発明の実施の形態４に係る往復電線用電流センサの要部構成を示す図
【図１０】本発明の実施の形態５に係る往復電線用電流センサの要部構成を示す図
【図１１】本発明の実施の形態６に係る往復電線用電流センサの要部構成を示す図
【図１２】本発明の実施の形態７に係る往復電線用電流センサの要部構成を示す図
【図１３】本発明の実施の形態９に係る往復電線用電流センサを用いたコンセント用計測装置を示す図、（ａ）および（ｂ）はこのコンセント用計測装置の正面図および側面図
【図１４】本発明の実施の形態９のコンセント用計測装置の説明図
【図１５】本発明の実施の形態１０のコンセント用計測装置の説明図
【図１６】本発明の実施の形態１１のコンセント用計測装置の説明図
【図１７】本発明の実施の形態１２のコンセント用計測装置を示す図、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図
【図１８】本発明の実施の形態１２のコンセント用計測装置のブロック図
【図１９】本発明の実施の形態１３のコンセント用計測装置を示す図、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図
【図２０】本発明の実施の形態１３のコンセント用計測装置のブロック図
【図２１】本発明の実施の形態１３のコンセント用計測装置の変形例を示す図
【図２２】本発明の実施の形態１４のコンセント用計測装置の斜視図
【図２３】従来例の小型消費電力測定装置を示す断面図
【図２４】従来例の小型消費電力測定装置を示す正面説明図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
この発明では、コンセントに取り付けられ、電流量または電力量を計測するためのコンセント用計測装置を提供する。本実施の形態では、本発明に係るコンセント用計測装置の一例として、環状の磁性体コアにコイルが巻回されて構成された電流センサについて説明する。この計測装置は、コンセントに装着されて用いられる。
【００３４】
（実施の形態１）
実施の形態１に係るコンセント用計測装置は、コンセントに装着して用いられ電流量を計測するものである。
本発明の実施の形態１に係る薄型のコンセント用計測装置２００は、コンセント取り付け型であり、コンセントに装着し、電流検出に用いられる。
【００３５】
図１（ａ）および（ｂ）はこのコンセント用計測装置の正面図および側面図である。図２はこの往復電線用の電流センサの動作を示すブロック図である。図３はこのコンセント用計測装置の説明図、図４はこのコンセント用計測装置に用いられる検出部を構成する往復電線用電流センサの説明図、図５はこのコンセント用計測装置のコンセントへの装着工程を示す図、図６（ａ）および（ｂ）は、使用例を示す図である。
【００３６】
このコンセント用計測装置２００は、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、電源プラグの栓刃挿入口２０１を備えた樹脂製の外装ケース２０２内に図示しない電流検出機能部である往復電線用の電流センサを備えた計測部１０と信号処理部２０とが収納されてなるものである。
そして、このコンセント用計測装置２００は、図２に示すように、計測部１０と、この計測部１０から出力される信号を処理する信号処理部２０と、信号処理部２０で得られた計測結果を出力する出力部３０とで構成され、コンセント３００に装着して用いられる。なおこの出力部３０の出力は、例えば表示部２０４に表示される。
【００３７】
この計測部１０は、電源プラグの栓刃１ａ、１ｂをコンセント３００に挿入した状態で、コンセント３００の表面と電源プラグとの間に挟まれた領域で、挿入された前記電源プラグの２つの栓刃に流れる電流によって形成される磁束を検出する。そしてこの計測部１０は、２つの栓刃１ａ、１ｂに流れる電流によって形成される磁束にもとづき電流量を検出する。
【００３８】
そしてこのコンセント用計測装置は、図３に示すように、外装ケース２０２内に収納された磁性体コア１２と電流検出用のコイル１３とを具備し、往復電線に接続される栓刃１ａ、１ｂの電流検出とを行うものである。
外装ケース２０２は図１（ｂ）に示すように、厚い部分の厚さｔ１が４〜５ｍｍ、薄い部分の厚さｔ２は２〜３ｍｍと、極めて薄型であり、図６（ａ）に示すように、コンセント３００に装着し、挿入された電源プラグ４００に流れる電流を検出し表示部２０４に表示できるようになっている。２０３は計量確認用のＬＥＤであり電流が流れると点滅するようになっている。なおこのコンセント用計測装置では、図６（ｂ）に示す電源プラグ４００の挿入部分の部分に比べて、コンセント上部の厚さが、厚くなるように構成される。
なお、計測装置の駆動用電源として、一次電池を用いることで電池の容量切れによる心配が無い。また太陽電池は、薄板状の構造であり、計測部の形状に内蔵する場合、薄型形状で構成することができる。
【００３９】
なお、出力は表示部２０４に表示してもよいし、赤外ＬＥＤを用いた赤外通信を使用してもよいし、あるいは無線通信を使用して、外部で表示するようにしてもよい。また表示だけでなく、電流量を配電盤で集中管理したり、配電盤や、その近傍に装着された、ブレーカで、大電流を遮断するようにしてもよい。なお、図６（ｂ）に示すように電源プラグの栓刃１ａ、１ｂは、電路導体１１ａ、１１ｂの先端であり、電路導体１１ａ、１１ｂの一部を構成するため、以下の説明では、電路導体１１ａ、１１ｂとして説明する。
【００４０】
計測部１０を構成する電流センサ図４にその構成の概要を示すように、往路と復路で同じ電流が流れる２本の電路導体（一次導体）（１１ａ、１１ｂ）を備えた平衡電路において、２本の電路導体１１ａ、１１ｂを周回するパーマロイ等の軟磁性材料により構成される環状の磁性体コア１２と、この磁性体コア１２の一部の周回領域ｒ１を周回するトロイダル状のコイル１３とを有し、このコイル１３の出力電圧を電流検出部１４で検出することで２本の電路導体１１ａ、１１ｂの一方（１１ａ）の電流を検出するようにしたことを特徴とする。
【００４１】
この周回領域ｒ１は、２本の電路導体１１ａ、１１ｂの中心を結ぶ線上にあってかつ、一方の電路導体１１ａの外側に位置するように配置されている。つまり、この周回領域ｒ１は、電路を構成する２本の電路導体１１ａ、１１ｂのうちの一方である電路導体１１ａに近接して位置する。
【００４２】
例えば図４において、電路導体１１ａに、紙面の表側から裏側に向かう電流が流れ、一次導体１１ｂに、紙面の裏側から表側に向かう電流が流れた場合、矢印ＭA，ＭBの方向にそれぞれ磁束ｍが発生する。この磁性体コア１２に異なる方向の磁束が発生すると、２本の平衡な電路導体１１ａ、１１ｂのうちの一方である電路導体１１ａに近接して位置する周回領域ｒ１に設けられたコイル１３に、励磁電流が流れ、このコイル１３の両端の電圧を電流検出部１４で測定する。また電流検出部１４は負担抵抗１４Ｒを具備している。負担抵抗１４Ｒの両端の電圧を計測し、電流を検出する。電流検出用のコイルや、負担抵抗１４Ｒは、現行の電流検出コイルでの仕様におけるターン数、抵抗値で構成される。
また図２はこの電流センサの動作を示すブロック図である。このコイル１３からなる電流検出コイルの出力は電流検出部１４で検出され、信号処理部２０で演算処理がなされる。そしてこの信号処理部２０の出力に基づいて出力部３０で出力し必要に応じて表示部２０４などで表示がなされる。
【００４３】
この構成によれば、従来の計測装置のように、計測装置に電源プラグ、及びメス側のコンセントが不要であり、計測装置の小型化および薄型化が可能になる。また、電源プラグをコンセントに直接挿入するため、計測装置内の主回路における発熱、接触抵抗が無い。
また、コアを栓刃の周りに配置され、コアに発生する磁気を検出することと特徴とする。栓刃１ａ、１ｂの外周に環状の磁性体コア１２を配置することにより、通電電流によって発せられる磁束を効率的に集めることができる。
また、２本の電路の間に、電流検出用の磁性体などを配置することは不要であり、栓刃１ａ、１ｂから磁性体コアまでの絶縁距離を確保することができ、安全設計とすることができる。
【００４４】
なおここでは電流量を計測したが、電圧の計測、さらには磁性体薄膜などを用いて直接電力量を計測するためにも使用可能である。
【００４５】
栓刃の外周に環状の磁性体コアを配置することにより、通電電流によって発せられる磁束を効率的に集めることができる。また２本の電路を構成する栓刃の間に、電流検出用の磁性体を配置することは、不要であり、栓刃から磁性体コアまでの絶縁距離を確保することができ、安全設計を実現することができる。
なお、コイルを、電源プラグの挿入部分の外側に配することで、検出コイルを形成する断面積を増やすことができ、コイルの出力を上げることができる。
【００４６】
本実施の形態の電流センサを用いることで、２本の電路導体１１ａ、１１ｂの外周に閉磁路の磁性体コア１２を設けており、２本の電路導体１１ａ、１１ｂ間に磁気回路を形成することなく、電流検出をおこなうことが可能である。従って、コンセントカバー（後述する）などに、コイルを周回した磁性体コア１２を埋め込み形成しておくだけで極めて容易に電流検出を行うことが可能となる。また、閉磁路の磁性体コア１２であるため、外部磁界の影響を受けにくいという特徴を有する。
【００４７】
上記のような構成の場合、断面四角形の磁性体コア１２の一部にコイル１３を周回し、中心に電路導体を密接して配置した場合と比較して、電路導体に対するコイル１３及び磁性体コア１２の磁気特性が位置によって異なり、均一とはならないことがある。よって、電路導体の配置位置などにより磁気特性のバランスが崩れることがあるため、誤検出が生じやすくなる。例えば電路導体１１ａ、１１ｂに電流が流れたときは、磁性体コアとの距離が異なり、磁気特性にアンバランスが生じていることがある。このような場合も、電路導体の近傍は、電路導体から発せられる磁束密度が高い部分にあたり、その部分にコイルを巻くことで電流検出の出力を上げることができる。（Ｓ／Ｎ比の向上）
【００４８】
（実施の形態２）
本実施の形態のコンセント用計測装置では、本発明に係るコンセント用計測装置で用いられる往復電線用の電流センサの一例として、図７に示すように、出力の増大をはかるため、コイル１３は、磁性体コア２２の磁気抵抗が低いところすなわち、磁性体コア２２の第１の電路導体１１ａの近傍であって直線部分に断面積の大きい領域を形成しこの領域を周回領域ｒ２とするものである。他の構成については実施の形態１と同様である。
【００４９】
この構成によれば、図７の左側に位置する、第１の電路導体１１ａの近傍であって直線部分に断面積の大きい領域を形成しこの領域を周回領域ｒ２とするものである。直線部分や断面積の大きい領域は磁束量が大きくなる。従ってこの構成によれば、磁束量が大きい領域をコイルの周回領域ｒ２とし、この周回領域ｒ２にトロイダル状にコイルを巻回し、この誘起電流を検出することで、電流検出を行う。これにより、出力を上げることができ、Ｓ／Ｎ比の向上を図ることが可能となる。
【００５０】
このようにして、極めて簡単な構成で、電流検出を行うことができる。
【００５１】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明に係るコンセント用計測装置で用いられる往復電線用の電流センサの一例として、出力を向上するための構成を示す。この往復電線用電流センサは、図８に示すように、磁性体コアは、２本の電路導体の内の一方の近傍と、他方の近傍とで曲率半径が異なるように形成されており、周回領域ｒ３は、曲率半径の小さい領域をもつ磁性体コア３２を形成しており、この領域を周回領域ｒ３としてコイル１３を巻回している。他の構成については実施の形態１と同様である。
この構成によれば、曲率半径の小さい側では、電路導体１１ａで発生する磁束が周回する磁路長は短くなり、磁気抵抗は低減される。よって磁束量が増加することにより、その部分にコイル１３を巻回することで、電流検出における出力を上げることができる。
【００５２】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明に係るコンセント用計測装置で用いられる往復電線用電流センサの一例として、出力を向上するための構成を示す。この往復電線用電流センサは、図９に示すように、磁性体コア４２は、対称形で構成され、２本の電路導体１１ａ、１１ｂの内、一方の電路導体１１ａに近接して位置する領域を持つように配置されている。すなわち、この接して位置する領域を周回領域ｒ４としてコイル１３を巻回している。他の構成については実施の形態１と同様である。
この構成により、検出すべき電路導体１１ａに近接していることで、この電路導体１１ａからの距離を短くすることで磁束量を多く検出することができるため、出力電圧を向上することができる。
【００５３】
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明に係るコンセント用計測装置で用いられる往復電線用電流センサの一例として、出力を向上するための構成を示す。この往復電線用電流センサは、図１０に示すように、磁性体コア５２は、周回領域ｒ５を除く領域に分割領域１６を有し、分割可能に構成されている。
この分割領域１６は、コイル１３から最も離れた位置である。他の構成については実施の形態１と同様である。
この構成により、コイル１３の巻回された周回領域ｒ５から最も離れた位置に分割領域１６を形成しているため、コイル１３の検出電流に最も影響を与えにくい状態となっており、出力検出に影響を与えることなく、検出を行うことが可能となる。
【００５４】
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明に係るコンセント用計測装置で用いられる往復電線用電流センサの一例として、出力を向上するための構成を示す。この往復電線用電流センサは、図１１に示すように、磁性体コア６２は、２本の電路導体１１ａ、１１ｂ間において、磁性体コア６２間の距離が短くなるようになっている。他の構成については実施の形態１と同様である。
ここでは、磁性体コア６２は、２本の電路導体１１ａ、１１ｂの外側を周回する周回部Ｒ６から、２本の電路導体１１ａ、１１ｂ間に向かって突出する突出部６２Ｔを有し、磁性体コア６２間の距離が短くなる領域を構成している。
【００５５】
この構成により、磁束の通る経路は、磁性体コア６２の左右中央の上下部分に突出する突出部６２Ｔで磁束ｍが漏れる。効率的に磁束を流すために、磁束が漏れる部分においての磁性体コア６２間の距離を短くすることで、磁束量を増やすことができ、電流検出におけるセンサ出力を上げることができる。
【００５６】
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明に係るコンセント用計測装置で用いられる往復電線用電流センサの一例として、出力を向上するための構成について説明する。本実施の形態の往復電線用電流センサは、図１２に示すように、磁性体コア７２は、四角形状の環状断面を有し、角部がラウンド形状を有している。他の構成については実施の形態１と同様である。
この構成により、角部がラウンド形状を有している分だけ磁性体コア７２の長さを短くすることができる。従って、磁気抵抗を小さく抑えつつ、電路導体の貫通領域の面積を大きく取ることで、電路導体の貫通施工性を向上することができる。
【００５７】
なお、磁性体コア７２は、角部をラウンド形状にするだけでなく、電路導体１１ａ、１１ｂの外側に沿うようにすることで、磁性体コア７２そのものの磁気抵抗を抑制しつつ、電路導体１１ａ、１１ｂの貫通領域を十分にとることができるようにしてもよい。たとえば、円形の磁性体コアを用いたり、あるいは楕円形の磁性体コアを用いたりしてもよい。
【００５８】
なお、本発明の往復電線用電流センサは、小型化と組立性向上との両立を図るために、磁性体コアを長辺と短辺を有するトラック状に形成してもよい。ここで、形状としては、トラック状のほか、長円形状、楕円形状など、長辺と短辺とを持つ環状のもので、直交する２方向で寸法が異なるような形状を含むものとする。そして、この非円形の磁性体コアのトラック状の貫通口に電路導体１１ａ、１１ｂを貫通させる構造とし、複数の電路導体を密に近接させず互いに少し離して配置する。
【００５９】
例えば、図４において、電路導体１１ａに、紙面の表側から裏側に向かう電流が流れ、電路導体１１ｂに、紙面の裏側から表側に向かう電流が流れた場合、矢印ＭA，ＭBの方向にそれぞれ磁束が発生する。
【００６０】
上記のような構成の場合、真円の磁性体コアの中心に電路導体を密接して配置した場合と比較して、電路導体に対するコイル及び磁性体コアの磁気特性が位置によって異なり、均一とはならないことがある。よって、電路導体の配置位置などにより磁気特性のバランスが崩れることがあるため、誤検出が生じやすくなる。例えば電路導体１１ａ、１１ｂに電流が流れたときは、磁性体コアとの距離が異なり、磁気特性にアンバランスが生じていることがある。そこで、本実施の形態では、２本の電路導体の中心を結ぶ線上にあってかつ、一方の電路導体の外側に位置する周回領域で電流を測定することで、より高感度の出力を得ることが可能となる。
【００６１】
また、本実施の形態の電流検出装置は、電路導体が２本の場合、３本の場合など、磁性体コア内に貫通させる電路導体の数に関わらず、いずれにも適用可能である。
【００６２】
（実施の形態８）
図１３は、本発明の実施の形態８に係る漏電検出機能付き電流センサを用いた薄型のコンセント用計測装置２００Ｓを示す図である。このコンセント用計測装置２００Ｓは、コンセントカバーに取り付けたもので、コンセントカバーとして用いられる。
図１３（ａ）および（ｂ）はこのコンセント用計測装置の正面図および側面図である。図１４はこのコンセント用計測装置のコンセントへの装着工程を示す図である。
このコンセント用計測装置２００Ｓは、コンセントカバーを兼ねてコンセントに装着して用いるものである。
他部については、実施の形態１のコンセント用計測装置と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００６３】
（実施の形態９）
本実施の形態では、本発明に係るコンセント用計測装置で用いられる往復電線用の電流センサの一例として、ホール素子を用いた例について説明する。
往復電線用の電流センサは、図１５に説明図を示すように、コンセントの栓刃挿入口２０１の間にホール素子５０を設置し、電源プラグの栓刃（１ａ、１ｂ）のコンセントへの挿入によって流れる電流に起因する磁束を磁気センサとしてのホール素子で検出し、電流検出を行うようにしたものである。２０５は通信用の赤外ＬＥＤであり、この赤外ＬＥＤにより、携帯電話やＰＤＡなどの通信端末と通信できるようになっている。他部については図１に示した実施の形態１と同様である。同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。
この構成によれば、通電の際に発生する磁場を検出して電流計測を行う際、電源プラグの栓刃の間の磁気はそれぞれの栓刃から発せられる磁気が同一方向に強められる部分であり、高感度でかつ高精度に電流検出が可能である。
【００６４】
（実施の形態１０）
本実施の形態では、前記実施の形態９と同様、往復電線用の電流センサの一例として、ホール素子を用いたものであるが、図１６に示すように、これに加え、電源プラグの栓刃１ａ、１ｂの周囲を囲むように環状の磁性体コア１２を配置したものである。他部については図１５に示した実施の形態９と同様である。同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。
この往復電線用の電流センサは、図１６に説明図を示すように、栓刃１ａ、１ｂの周囲に環状の磁性体コア１２を配置することにより、磁束をコアに集中させ、磁気センサを通過する磁束量を増加させることができる。これにより電流検出感度を上げることができる。
ここで用いられる磁性体コア１２を構成する材料としては、電流センサなどで一般的に用いられる珪素鋼板、フェライト、パーマロイなどが用いられる。磁性体コア１２の厚さは０．５ｍｍ以下程度とするのが望ましい。電源プラグの栓刃１ａ、１ｂと磁性体コアは電気的に絶縁されている。磁性体コア１２あるいはホール素子５０は、樹脂製のコンセントカバー内に封止されるように、コンセントカバーと一体成形してもよい。
【００６５】
（実施の形態１１）
次に、実施の形態１１について説明する。
図１７に斜視図、図１８に処理ブロックを示すように、本実施の形態のコンセント用計測装置は、装置内に内蔵される１次電池、すなわち太陽電池５００で駆動される。またこの太陽電池５００は、リチウムイオン二次電池などの蓄電池６００を充電可能に構成される。そして、照明光による照度が高く、このコンセント用計測装置の消費電流以上の発電電力が得られる場合、この発電電力で蓄電池６００を充電する。一方、照度が十分に得られず、発電電力がこのコンセント用計測装置の消費電流を下回る場合、蓄電池６００から直接電源電流を供給する。このように、このコンセント用計測装置は、太陽電池と蓄電池とによる回路駆動により簡易電力演算を行うものである。他部については図１に示した実施の形態１と同様である。同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。
【００６６】
そして電流検出部１４で得られた計測結果は計測部１０の出力として信号処理部２０で増幅および波形処理を行い、通電電流値に演算される。
【００６７】
このように、照明光による太陽電池５００の発電と、蓄電池６００とのハイブリッド電源システムである。照度が高い場合、回路をまかなう消費電流以上の発電電力を蓄電池としてのリチウムイオン二次電池に充電し、照度が十分に得られず発電が計測回路の消費電流を下回る時は、蓄電池から電源を供給する。電流検出部で得られた計測結果は、信号処理部２０で増幅、波形処理され、通電電流値に演算される。実際には、コンセントの線間電圧は１０１±6Ｖの範囲である。通常は、簡易的に電圧を１００Ｖとして電力演算した結果を電子ペーパーなどの表示部２０４で表示する。
【００６８】
この構成によれば、計測回路への安定的な電源供給が可能である。
なお、本実施の形態では太陽電池がコンセント用計測装置の表面に装着されており、受光面積をより増大することができる。
屋内のコンセントは、暗いところに設置されることが多いが、街路灯など、屋外のコンセントでは十分な計測用電源として太陽電池を用いることができる。
【００６９】
（実施の形態１２）
次に、実施の形態１２について説明する。
図１９に斜視図、図２０に処理ブロックを示すように、本実施の形態のコンセント用計測装置は、計測部１０の栓刃挿入口２０１の板状の貫通穴部分に、電源プラグ挿入時に電気的接触が可能な電極２０６が配置され、この電極２０６から駆動用電源として駆動電流を通電可能に構成されたことを特徴とする。他部については図１７及び図１８に示した実施の形態１１と同様である。同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。
【００７０】
この電極２０６から交流１００Ｖの電圧を取り込み、ＡＣ／ＤＣ変換電源部９０により回路駆動用の直流電圧に変換する。この構成によれば、栓刃挿入口２０１に電極２０６を形成するだけでよく、小型化が可能で簡単な構成である。
【００７１】
また電源プラグの栓刃が挿入されることにより、駆動電流が供給されるため、電源プラグが挿入されているときは常時動作している。
本実施の形態では、プラグを挿入することにより駆動電流が流れるように構成されている。従って、逆にプラグを挿入していないときは、駆動電流がゼロであり、待機電流はゼロとなる。
【００７２】
なお、図２１に変形例を示すようにこの電源プラグ栓刃挿入部分の電極２０６から駆動電流を供給するとともに、電力演算用の電圧信号を取り込み、電圧検出部９１を構成することも可能である。他部については図２０に示した実施の形態１３と同様である。同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。
ここで得られる電圧信号は電圧検出にて数Ｖ程度まで降圧され、信号処理がなされて、電力演算部９２に送られる。電力演算部９２では、電流検出部１４からなる計測部１０からの電流信号と電圧検出部９１からの電圧信号が、アナログ信号のまま入り、乗算演算を行い、電力演算を行う。電力演算部はマイコンで構成され、アナログ信号をＡＤ変換しデジタル乗算して電力計測を行う。
【００７３】
（実施の形態１３）
次に、実施の形態１３について説明する。
図２２に斜視図を示すように、本実施の形態のコンセント用計測装置は、栓刃の近傍に給電用のコイル(図示せず)を配置し、通電の際に発生する磁場を、給電用コイルに発生する起電力により取得するように構成し、非接触給電によりコンセント用計測装置を駆動するようにしたものである。他部については図１９に示した実施の形態１２と同様である。同一部材には同一符号を付し、説明を省略する。
このコンセント用計測装置２００は、図２２（ａ）に斜視図を示すように、別途電源プラグ２４０を介して電源(図示せず)に接続された、給電ケーブル２４１と、この給電ケーブルの近傍に配置された給電用コイル２４２とを具備し、この給電用コイルに発生する起電力により、電流計測を行うものである。図２２（ｂ）は電源プラグを示す斜視図である。
【００７４】
この場合は、電流が流れていない状況においては、通電による磁場が発生しないため、計測ユニットにおける動作は停止状態となり、計測による待機電力はゼロとなる。従って非接触給電技術を用いた場合、負荷による通電がない状態においては、計測による消費電力を完全にカットすることができる。
このように、本実施の形態によれば、電源プラグ２４０を挿入することにより、給電用ケーブル２４１への電気的接続がなされるため、電源プラグを挿入した時のみ計測ユニットの検出回路部へ電源電流が供給される。
このようにして、電源プラグを挿入しない時の装置での待機消費電流をゼロにすることができる。
なお、計測部による計測結果を出力表示する表示部を具備し、前記表示部は、無線により受信された信号出力に基づいて出力表示を行うようにしてもよい。
また、非接触給電ではなく、直接電源プラグによるコンセント用計測装置への給電を行うようにしてもよい。
【００７５】
なお、本発明は、本発明の趣旨ならびに範囲を逸脱することなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が様々な変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７６】
１ａ、１ｂ  栓刃
１１ａ、１１ｂ  電路導体
１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２  磁性体コア
１３  コイル
１４  電流検出部
１６  分割領域
ｒ１−ｒ７  周回領域
ｍ  磁束
２００，２００Ｓ  コンセント用計測装置
２０１  栓刃挿入口
２０２  外装ケース
２０３  ＬＥＤ
２０４  表示部
２０６  電極
２４０  電源プラグ
２４１  給電ケーブル
２４２  給電用コイル
３００  コンセント
４００  電源プラグ
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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