電流・電圧検出器
【課題】 従来の電流検出に用いるカレントトランス、電圧検出に用いるコンデンサは、配線の形状等にばらつきが生じ易いために、検出値にばらつきが生じやすい構造になっていた。
【解決手段】 電流検出に用いるカレントトランス及び電圧検出に用いるコンデンサをプリント基板上に形成する。電流検出に用いる電流検出用プリント基板１は、基板に設けられた貫通穴１０１に沿って、基板を貫通しながら基板の表面層と裏面層とを交互に接続することによって形成されたコイル状の配線１０を用いたものである。電流検出用プリント基板１に形成されるコイル状の配線１０は、スルーホール１１とパターン配線１２，１３によって形成されるので、配線の形状等にばらつきが生じることが殆ど無いために、検出値のばらつきを低減させることできる。電圧検出用プリント基板もスルーホールとパターン配線によって形成されたリング状の配線を用いるので、同様の効果がある。
【解決手段】 電流検出に用いるカレントトランス及び電圧検出に用いるコンデンサをプリント基板上に形成する。電流検出に用いる電流検出用プリント基板１は、基板に設けられた貫通穴１０１に沿って、基板を貫通しながら基板の表面層と裏面層とを交互に接続することによって形成されたコイル状の配線１０を用いたものである。電流検出用プリント基板１に形成されるコイル状の配線１０は、スルーホール１１とパターン配線１２，１３によって形成されるので、配線の形状等にばらつきが生じることが殆ど無いために、検出値のばらつきを低減させることできる。電圧検出用プリント基板もスルーホールとパターン配線によって形成されたリング状の配線を用いるので、同様の効果がある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、交流電力の伝送経路として用いる電力伝送用導電体に流れる交流電流を検出するために用いる電流検出用プリント基板および電力伝送用導電体に生じる交流電圧を検出するために用いる電圧検出用プリント基板を用いた電流・電圧検出器に関するものであり、特には、交流電力として高周波電力を用いるものに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、インピーダンス整合装置や高周波電源装置のように、交流電力の電流と電圧とを検出し、検出した電流と電圧とを用いて制御等を行うものがある。その一例として、インピーダンス整合装置について説明する。
【０００３】
図２２は、インピーダンス整合装置が用いられる高周波電力供給システムの一例のブロック図である。
【０００４】
この高周波電力供給システムは、半導体ウエハや液晶基板等の被加工物に、例えばプラズマエッチング、プラズマＣＶＤといった加工処理を行うためのシステムであり、高周波電源装置６１、伝送線路６２、インピーダンス整合装置６３、負荷接続部６４及び負荷６５（プラズマ処理装置６５）で構成されている。
【０００５】
高周波電源装置６１は、高周波電力を出力して、負荷となるプラズマ処理装置６５に供給するための装置である。なお、高周波電源装置６１から出力された高周波電力は、同軸ケーブルからなる伝送線路６２及びインピーダンス整合装置６３及び遮蔽された銅板からなる負荷接続部６４を介してプラズマ処理装置６５に供給される。また、一般にこの種の高周波電源装置６１では、無線周波数帯域の周波数（例えば、数百ｋＨｚ以上の周波数、上限は厳密には定まっていないが、概ね１ＧＨｚ以下）を有する高周波電力を出力している。
【０００６】
プラズマ処理装置６５は、ウエハ、液晶基板等を加工（エッチング、ＣＶＤ等）するための装置である。
【０００７】
インピーダンス整合装置６３は、内部に図示しない可変インピーダンス素子（例えば、可変コンデンサ、可変インダクタ等）等で構成された整合回路を備えていて、高周波電源装置６１と負荷６５との間がインピーダンス整合するように、整合回路内の可変インピーダンス素子のインピーダンスを変化させる制御機能を有する。
【０００８】
このような制御を行うために、インピーダンス整合装置６３の入力端６３ａから整合回路までの間に、高周波電源装置６１から出力された高周波の電流を検出する電流検出器および高周波の電圧を検出する電圧検出器を設け、これらの検出器で検出した電流と電圧とを用いて、進行波電力や反射波電力等の情報を求めている。そして、求めた情報を用いて、インピーダンス整合するように可変インピーダンス素子のインピーダンスを制御している。
【０００９】
図２３は、インピーダンス整合装置６３の入力端から整合回路６７までの間に設けられる電流検出器８０および電圧検出器９０の概略の回路図である。図２３に示すように、入力端６３ａから整合回路６７までは、電力の伝送経路となる電力伝送用導電体６６（例えば棒状の銅）が設けられている。そして、電力伝送用導電体６６の途中に、電流検出器８０と電圧検出器９０とが設けられている。
【００１０】
電流検出器８０は、カレントトランス部８１、カレントトランス部８１の出力配線８２，８３、電流用変換回路８４、および電流用変換回路８４の出力配線８５によって構成されている。この電流検出器８０では、電力伝送用導電体６６に流れる交流電流に応じた電流がカレントトランス部８１に流れる。この電流は、出力配線８２，８３を介して電流用変換回路８４に入力され、所定の電圧レベルに変換されて電流用変換回路８４の出力配線８５から出力されるようになっている。
【００１１】
また、電圧検出器９０は、コンデンサ部９１、コンデンサ部９１の出力配線９２、電圧用変換回路９３、および電圧用変換回路９３の出力配線９４によって構成されている。この電圧検出器９０では、電力伝送用導電体６６に生じる交流電圧に応じた電圧がコンデンサ部９１に生じる。この電圧は、出力配線９２を介して電圧用変換回路９３に入力され、所定の電圧レベルに変換されて電圧用変換回路９３の出力配線９４から出力されるようになっている。
【００１２】
そして、電流検出器８０および電圧検出器９０によって検出した電流と電圧とを用いて、上述したように、進行波電力や反射波電力等の情報を求めている。このような電流検出器８０と電圧検出器９０は、図２４、図２５に示すような構造になっていた。
【００１３】
図２４は、電流検出器８０および電圧検出器９０の概略の外観図である。
【００１４】
図２５は、図２４に示した電流検出器８０および電圧検出器９０の構成説明図である。図２５において、同図（ａ）は、図２４の筐体（点線で図示）を透過させた筐体内部図であり、同図（ｂ）は、カレントトランス部８１周辺を同図（ａ）の横側から見た図であり、同図（ｃ）は、コンデンサ部９１周辺を同図（ａ）の横側から見た図である。
【００１５】
ただし、図２４、図２５において、電力伝送用導電体６６および電力伝送用導電体６６を覆う絶縁体６９は、説明のために図示しただけであり、電流検出器８０および電圧検出器９０には含まれない。また、図２４、図２５では、便宜上、図２３に示した構成要素に相当する部位には、同符号を付けている。
【００１６】
以下、図２４、図２５を参照して、電流検出器８０と電圧検出器９０について説明する。
【００１７】
図２４、図２５において、電力伝送用導電体６６は、例えば、円筒形状の銅製の棒であり、電力伝送用導電体６６の外周は、中空の絶縁体６９で覆われている。そして、これらが筐体７１を貫通している。また、筐体７１内に電流検出器８０を構成するカレントトランス部８１および電圧検出器９０を構成するコンデンサ部９１が収容されている。
【００１８】
カレントトランス部８１は、リング状の磁性体コア（例えば、フェライトを用いたトロイダルコア）に被覆された銅線等を巻きつけてコイル状の配線を形成したものである。そして、電力伝送用導電体６６が磁性体コアの内側を通過するように、カレントトランス部８１を配置することによって、電力伝送用導電体６６に流れる電流に応じた電流が、カレントトランス部８１のコイル状の配線に流れる構造になっている。
【００１９】
カレントトランス部８１に流れる電流は、コイル状の配線の両端部に接続された出力配線８２，８３を介して電流用変換回路８４に入力される。そして、電流用変換回路８４では、入力された電流を所定の電圧レベルに変換して出力するようになっている。
【００２０】
また、コンデンサ部９１は、絶縁体６９の周囲にリング状の導体９１ｂ（例えば、銅のリング）を設けたものである。このリング状の導体９１ｂは、電力伝送用導電体６６と対向する部分９１ａと対となってコンデンサの電極として機能するために、コンデンサ部９１には、電力伝送用導電体６６に生じている電圧に応じた電圧が生じる。そして、コンデンサ部９１に生じた電圧が、リング状の導体９１ｂに接続された出力配線９２を介して電圧用変換回路９３に入力される。そして、電圧用変換回路９３では、入力された電圧を所定の電圧レベルに変換して出力するようになっている。
【００２１】
なお、図２４、図２５では、電流用変換回路８４の出力配線８５および電圧用変換回路９３の出力配線９４の図示を省略している。また、電磁波等の影響から電流用変換回路８４および電圧用変換回路９３を保護するために、電流用変換回路８４および電圧用変換回路９３を覆うように、共通の導体製の蓋７２が設けられている。しかし、図２４では、電流用変換回路８４および電圧用変換回路９３を図示するために、あえて蓋７２を取り外した状態を図示している。また、図２５では、蓋７２の図示を省略している。
【００２２】
図２４、図２５で説明したように、電流検出器８０および電圧検出器９０は、図２３で示した回路図の構成だけでなく、カレントトランス部８１、コンデンサ部９１等を覆う筐体をさらに備えている。そして、従来の電流検出器８０および電圧検出器９０では、筐体が共通となっている。
【００２３】
また、上述したような電流検出器８０、電圧検出器９０は、高周波電源装置６１等、他の装置にも使用することができる。例えば、高周波電源装置の場合は、高周波電源装置６１の出力端に設け、出力する進行波電力が設定値になるように制御するために必要な電流と電圧とを検出するために使用される。
【００２４】
また、インピーダンス整合装置の出力端６３ｂまたは負荷６５の入力端における電流、電圧を検出して、検出した電流や電圧を制御や解析等に使用することもある。
【００２５】
図２６は、電流検出器８０、電圧検出器９０をインピーダンス整合装置内の整合回路と出力端との間に設ける場合の回路図である。
この図２６に示すように、電流検出器８０、電圧検出器９０をインピーダンス整合装置内の整合回路６７と出力端６３ｂとの間の電力伝送用導電体６８の途中に設けて、インピーダンス整合装置の出力端６３ｂにおける電流、電圧を検出することもある。
【００２６】
この図２６では、図２３に示した回路図と同じものには同符号を付けている。ただし、インピーダンス整合装置の入力端６３ａと出力端６３ｂとでは、電流、電圧に違いがあるので、電流検出器８０、電圧検出器９０は、耐電流、耐電圧の観点から、構造上の相違がある。しかし、この図２６では、それらの違いを考慮せずに同符号としている。例えば、通常、インピーダンス整合装置の入力端６３ａよりも出力端６３ｂの方が、高電流、高電圧になる。そのために、インピーダンス整合装置の出力端６３ｂに電流検出器８０、電圧検出器９０を設ける場合は、インピーダンス整合装置の入力端６３ａに設ける場合よりも、電力伝送用導電体６８を太い径の導電体にしたり、電力伝送用導電体６８の外周を覆う絶縁体６９の肉厚を厚くして、絶縁距離を長くする必要がある。しかし、図２６に示した回路図では、便宜上、これらの違いを考慮していない。
【００２７】
また、図２６のように、インピーダンス整合装置に使用する場合は、インピーダンス整合装置の入力側に、インピーダンス整合させるために必要な電流および電圧の情報を検出するための検出器が別途必要であるが、図示を省略している。
【００２８】
【特許文献１】特開２００３−３０２４３１号公報
【特許文献２】特開２００４−８５４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
電流検出器８０を構成するカレントトランス部８１が、磁性体コアに配線を巻き付けて作られているため、巻線間隔や巻き付け強さにばらつきが生じ易い。そのために、複数の電流検出器８０を製作した場合に、個々の電流検出器８０の検出値にばらつきが生じ易い。
【００３０】
また、カレントトランス部８１の出力配線８２，８３の形状もばらつきが生じやすいので、電流の検出値にばらつきが生じる一因となっている。
【００３１】
また、電圧検出器９０を構成するリング状の導体９１ｂの内径は、電力伝送用導電体６６の外周を覆う絶縁体６９の外径と略同じであり、リング状の導体９１ｂを絶縁体６９に嵌め込むようにして取り付けてられている。すなわち、絶縁体６９によって位置決めされている。しかし、経年変化等で、絶縁体６９の肉厚が薄くなる場合がある。この場合、リング状の導体９１ｂの位置が不安定になるとともに、電力伝送用導電体６６と絶縁体６９との間に隙間ができる。このような状態で、電力伝送用導電体６６に外力が作用すると、電力伝送用導電体６６とリング状の導体９１ｂとの位置関係が変化するために、電圧の検出値が初期時（検出器の調整時）と比べて変化してしまう。しかも、リング状の導体９１ｂの位置が不安定であるので、複数の電圧検出器９０を製作した場合に、個々の電圧検出器９０の検出値にばらつきが生じ易くもなる。
【００３２】
さらに、リング状の導体９１ｂに接続された出力配線９２の形状もばらつきが生じやすいので、電圧の検出値にばらつきが生じる一因となっている。
【００３３】
すなわち、電流検出器８０、電圧検出器９０とも、複数の検出器を製作した場合に、個々の検出器の検出値にばらつきが生じやすい構造になっていた。
【００３４】
また、電流検出器８０を構成するカレントトランス部８１は、コアに配線を巻き付けているため、自己インダクタンスと線間容量による自己共振周波数が存在する。ところが、コアに用いている磁性体の比透磁率が大きいために、自己共振周波数が低くなる。そのために、検出可能な周波数帯域の上限が低くなる。すなわち、検出可能な周波数帯域が制限されてしまうという課題もある。
【００３５】
また、インピーダンス整合装置等の製造時に、これらの電流検出器８０、電圧検出器９０を装置内に取り付ける際には、電力伝送用導電体６６等を同時に取り付ける必要がある。しかし、インピーダンス整合装置等の内部は狭いことが多く、他の構成部品との干渉によって、同時に取り付けるのが難しい場合があった。また、メンテナンス時に、電流検出器８０、電圧検出器９０を取り外す際にも、電力伝送用導電体６６等を同時に取り外す必要があるので、取り外しが難しい場合があった。例えば、電流検出器８０、電圧検出器９０が、インピーダンス整合装置の奥の方に位置する場合は、手前にある部品を取り外す必要がある。このときに、従来のような構成であると、取り外す部分の体積が大きくなるので、より多くの部品を取り外す必要が生じ、結果として、多くの作業工数が必要になっていた。
【００３６】
本発明は、上記事情のもとで考え出されたものであって、複数の検出器を製作した場合でも、個々の検出器の電流の検出値および電圧の検出値のばらつきを低減させることができるカレントトランス部、コンデンサ部を提供する。また、それらを用いた電流・電圧検出器、並びに電流検出器及び電圧検出器を提供する。また、メンテナンス性の向上を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
第１の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
交流電力の伝送経路として用いる電力伝送用導電体に流れる交流電流と前記電力伝送用導電体に生じる交流電圧とを検出する電流・電圧検出器において、
基板を貫通する第１貫通穴が設けられ、前記第１貫通穴の周囲に沿って基板の最上層と最下層との間を貫通しながら基板の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状の第１配線が少なくとも１つ形成され、又は／及び前記第１貫通穴の周囲に沿って一部分の層間を貫通しながら貫通した部分の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状の第１配線が少なくとも１つ形成され、かつ前記第１配線の両端部の全て又は一部に接続される出力用の第２配線が形成され、かつ交流電流が流れる電力伝送用導電体が前記第１貫通穴の内側を通るように配置された場合に、電磁誘導によって前記第１配線に流れる電流を出力する機能を有する電流検出用プリント基板と、
基板を貫通する第２貫通穴が設けられ、前記第２貫通穴の周囲に沿って第３配線が形成され、かつ前記第３配線の一部に接続される出力用の第４配線が形成され、かつ交流電圧が生じている電力伝送用導電体が前記第２貫通穴の内側を通るように配置された場合に、前記第３配線が、前記電力伝送用導電体の内、前記第３配線と対向する箇所と対となるコンデンサの電極として機能し、前記第３配線に生じる電圧を前記第４配線から出力する機能を有する電圧検出用プリント基板と、
前記電流検出用プリント基板と前記電圧検出用プリント基板とを内部に固定するとともに、前記電流検出用プリント基板に設けられた第１貫通穴と前記電圧検出用プリント基板に設けられた第２貫通穴とを通る軸上に、前記電力伝送用導電体を通過させるための貫通穴および前記第１配線に作用する磁束を通過させるための開口部および第３配線と電力伝送用導電体との間を遮蔽させないための開口部を設けて、前記電流検出用プリント基板および前記電圧検出用プリント基板を覆うように構成された導電体製の筐体とを備え、
前記電流検出用プリント基板が、前記電力伝送用導電体の軸方向に対して、前記電圧検出用プリント基板と略同じ位置または予め定めた距離だけずらした位置で、かつ、前記電力伝送用導電体の径方向に対して、前記電圧検出用プリント基板の外側に配置されているとともに、
前記筐体の一部が、前記電流検出用プリント基板と前記電圧検出用プリント基板との間を通過するように形成している。
【００３８】
第２の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
前記第１配線の内、基板の最上層と最下層との間または基板の一部分の層間を貫通する部分の配線がスルーホールであり、貫通した部分の最上層および最下層の配線がパターン配線である。
【００３９】
第３の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
前記第３配線は、前記貫通穴の周囲に沿って、基板の最上層と最下層との間または基板の一部分の層間を貫通するスルーホールを複数設け、かつ貫通した部分の最上層から最下層の内の少なくとも１つの層に前記スルーホール部を繋げるようにパターン配線を設けたものである。
【００４０】
第４の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
前記第１配線が基板に複数形成される場合は、各第１配線の両端部または電気的に同一箇所において、他の第１配線の両端部または電気的に同一箇所と、電気的に接続可能となっている。
【００４１】
第５の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
前記第１貫通穴が円形であり、前記第１配線が前記貫通穴の周囲に沿って円形に形成されているとともに、
前記第２貫通穴が円形であり、前記第２配線が前記貫通穴の周囲に沿って円形に形成されている。
【００４２】
第６の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
前記電流検出用プリント基板に設けられた第１貫通穴と、前記電圧検出用プリント基板に設けられた第２貫通穴とが、略同軸上に位置するように構成されている。
【００４３】
第７の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
前記筐体が、
前記電流検出用プリント基板を固定する第１筐体部と、
前記電圧検出用プリント基板を固定する第２筐体部と、
前記第１筐体部を覆う第１蓋部と、
前記第２筐体部を覆う第２蓋部と、からなり、
前記第１筐体部と前記第２筐体部とが、一体形成されることによって、前記電流検出用プリント基板と前記電圧検出用プリント基板との間を通過する前記筐体の一部が、第１筐体部および第２筐体部の共通部の一部となっている。
【００４４】
第８の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
前記電流検出用プリント基板と前記電圧検出用プリント基板との間を通過する前記筐体の一部が、第２筐体部から見て凹形状になっているとともに、凹形状の底部に前記電力伝送用導電体を貫通させるための貫通穴を有し、かつ、前記電圧検出用プリント基板が、前記凹形状の底部に固定されている。
【００４５】
第９の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
前記電流検出用プリント基板の第２配線から出力する電流を所定の電圧レベルに変換する第１変換回路と、
前記第１変換回路によって変換した電圧を出力するための第５配線と、
前記電圧検出用プリント基板の第４配線から出力する電圧を所定の電圧レベルに変換する第２変換回路と、
前記第２変換回路によって変換した電圧を出力するための第６配線と、
をさらに備えている。
【００４６】
第１０の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
前記筐体が、前記電流検出用プリント基板の出力配線または前記第５配線を外部に出力するための開口部および前記電圧検出用プリント基板の出力配線または前記第６配線を外部に出力するための開口部をさらに備えている。
【００４７】
第１１の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
前記第１筐体部および第１蓋部の少なくともどちらか一方に、前記第１配線側から前記第１変換回路側に浸入する電磁波の量を減少させる導電体部を設け、
前記第２筐体部および第２蓋部の少なくともどちらか一方に、前記第３配線側から前記第２変換回路側に浸入する電磁波の量を減少させる導電体部を設けている。
【００４８】
第１２の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
前記筐体が、前記電力伝送用導電体と電流検出用プリント基板及び電圧検出用プリント基板との相対位置を略一定にするための固定手段を備えている。
【００４９】
第１３の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
前記交流電力が、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力である。
【発明の効果】
【００５０】
第１の発明によれば、プリント基板にコイル状の配線を形成しているので、プリント基板にカレントトランスの機能を持たせることができる。また、基板に設けられた貫通穴の周囲に沿って形成された配線が、コンデンサの電極として機能するために、プリント基板に電圧検出機能を持たすことができる。そのため、電流検出用プリント基板によって電流検出を行い、電圧検出用プリント基板によって電圧検出を行うことができる。
【００５１】
第２の発明によれば、スルーホール及びパターン配線によってコイル状の配線を形成するので、従来のように、巻線間隔や巻付け強さのばらつきによって自己共振周波数やカレントトランスの結合度が変化することが殆どない。そのために、複数の電流検出用プリント基板を製作した場合に、個々の電流検出用プリント基板に起因する電流検出値のばらつきを低減させることできる。
【００５２】
第３の発明によれば、スルーホール及びパターン配線によって、コンデンサの電極として機能するリング状の配線をプリント基板に形成できるので、複数の電圧検出用プリント基板を製作した場合に、個々の電圧検出用プリント基板に起因する電圧検出値のばらつきを低減させることできる。
また、パターン配線だけではなく、スルーホールを活用したところにこの配線の特徴がある。すなわちパターン配線だけでは、コンデンサの電極として機能させるための厚みをリング状の配線に持たせられない。そのため、スルーホールを用いることによって、リング状の配線の厚みを、厚くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下、本発明の詳細を図面を参照して説明する。
【００５４】
（１）電流検出用プリント基板：
図１は、本発明に係る電流検出用プリント基板１の一例を示す図である。
図１において、同図（ａ）は、電流検出用プリント基板１の平面図（基板の上から見た図）であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）の一部（点線で囲んだＡ部分）を拡大した概略図であり、同図（ｃ）は、同図（ｂ）の図示を簡略化するために、直線的に展開した図であり、同図（ｄ）は、同図（ｃ）を側面から見た場合の電流検出用プリント基板１の配線を図示したものである。なお、同図（ｄ）に図示した配線は、説明のために、通常は見えない部分を透過させて図示している。
【００５５】
図１（ａ）〜（ｄ）に示すように、電流検出用プリント基板１は、基板を貫通する貫通穴１０１が設けられており、その周囲にコイル状に形成された配線１０（以下、コイル状の配線１０という）が設けられている。このコイル状の配線１０は、基板を貫通しながら、基板の表面１２１と裏面１２２とを交互に接続することによって両端部１０ａ，１０ｂを有するコイル状に形成されたものである。この配線の内、基板を貫通する部分は、スルーホール（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｈｏｌｅ）１１によって形成され、基板の表面および裏面の配線は、パターン配線１２，１３によって形成されている。
【００５６】
なお、図１（ｂ）〜（ｃ）において、点線で示した部分は、基板の裏面のパターン配線を示すが、透過したものであるため、点線で示している。また、コイル状の配線１０の両端部１０ａ，１０ｂには、出力配線２１，２２が接続されている。この出力配線が出力端子２３，２４に接続されている。
【００５７】
また、この例の場合は、両面構造の基板（以下、両面基板という）であるために、１つの絶縁体部１１０の表面層および裏面層にパターン配線が形成されることになる。
【００５８】
なお、コイル状の配線１０は、本発明のコイル状の第１配線の一例であり、出力配線２１，２２は、本発明の第２配線の一例である。
【００５９】
図２は、交流電流が流れる電力伝送用導電体６６および電力伝送用導電体６６を覆う絶縁体６９が、電流検出用プリント基板１に設けられた貫通穴１０１の内側を通るように配置された場合を示す図である。なお、図面の簡略化のために、配線の図示は省略している。また、本実施例および以降の実施例では、電流検出用プリント基板、後述する電圧検出用プリント基板等が、インピーダンス整合装置６３の入力端から整合回路６７までの間に設けられた場合を例にして説明をする。
【００６０】
図１に示したような電流検出用プリント基板１にすると、交流電流が流れる電力伝送用導電体６６が、図２に示すように、貫通穴１０１の内側を通るように配置された場合に、電磁誘導によって、コイル状の配線１０に電流が流れる。すなわち、プリント基板にカレントトランス機能を持たすことができる。換言すれば、電流検出用プリント基板１に、カレントトランスを形成することができる。
【００６１】
したがって、コイル状の配線１０の部分は、図２３に示した回路図のカレントトランス部８１に相当する。
【００６２】
このようにすると、コイル状の配線１０の部分が、スルーホール及びパターン配線によって形成されるために、形状や位置のばらつきが殆どない。したがって、巻線間隔や巻き付け強さにばらつきが殆どないので、複数の電流検出用プリント基板１を製作した場合に、個々の電流検出用プリント基板１に起因する電流検出値のばらつきを低減させることできる。
【００６３】
特に、電力伝送用導電体６６を用いて伝送される交流電力が、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力であると、電流検出用プリント基板１における巻線間隔や巻付け強さのばらつきが、電流の検出値に大きく影響を及ぼす。しかし、上述したように、電流検出用プリント基板１を構成することによって、たとえ、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力であっても、その影響を最小限に止めることができる。
【００６４】
なお、後述するように、図２３に示した電流用変換回路８４に相当する電流用変換回路５１を、図１の電流検出用プリント基板１上に構成してもよい。この場合、図１に示した出力端子２３，２４は不要となって、コイル状の配線１０の出力配線２１，２２が、直接、電流用変換回路５１に接続される。
【００６５】
また、基板の絶縁体部１１０は、例えば、ガラスエポキシで作られる。このような、基板の絶縁体部１１０の比透磁率は、磁性体よりも小さい。そのために、従来のように、コアとして用いる磁性体に配線を巻き付けてカレントトランスを構成するよりも、自己共振周波数が高くすることができる。したがって、検出可能な周波数帯域の上限が従来よりも高くなるという効果もある。
【００６６】
図３は、本発明に係る電流検出用プリント基板１の他の一例を示す図である。
図３において、同図（ａ）は、電流検出用プリント基板１の平面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）の一部（点線で囲んだＢ部分）を拡大した概略図であり、同図（ｃ）は、同図（ｂ）の図示を簡略化するために、直線的に展開した図であり、同図（ｄ）は、同図（ｃ）を側面から見た場合の電流検出用プリント基板１の配線を図示したものであり、同図（ｅ）は、電流検出用プリント基板１の配線を、出力配線２１等の部分を中心に、側面から図示したものである。なお、図３に図示した配線は、説明のために、通常は見えない部分を透過させて図示している。また、便宜上、電流検出用プリント基板１、スルーホール１１、パターン配線１２，１３等は、図１と同符号を用いている。
【００６７】
図３に示す電流検出用プリント基板１は、基本的には、図１に示した電流検出用プリント基板１と同様であるが、基板が多層構造になっていて、コイル状の配線１０が内部の層間に形成されている。
【００６８】
なお、本明細書では、多層構造の基板（以下、多層基板という）を構成する絶縁体部を、図面の上部から見て順に、第１絶縁体部、第２絶縁体部、第３絶縁体部、・・・という具合に呼ぶ。また、基板の各絶縁体部の間に形成される導体層を、図面の上部から見て順に、第１導体層、第２導体層、第３導体層、・・・という具合に呼ぶ。また、基板の表面に形成される導体層を表面層、基板の裏面に形成される導体層を裏面層と呼ぶ。
【００６９】
なお、両面基板も表面層および裏面層の２つの層があるので、多層基板と言えるが、絶縁体部が１つしかないので、基板の各絶縁体部の間に形成される導体層がない形態である。
【００７０】
図３の例では、基板の絶縁体部が、第１絶縁体部１１１、第２絶縁体部１１２、および第３絶縁体部１１３の３つの絶縁体部で構成されているために、第１絶縁体部１１１と第２絶縁体部１１２との間に第１導体層１３１が形成され、第２絶縁体部１１２と第３絶縁体部１１３との間に第２導体層１３２が形成されている。また、基板の表面１２１（第１絶縁体部の上の面）には表面層が形成可能である。また、基板の裏面１２２（第３絶縁体部の下の面）には裏面層が形成可能であるが、図３の例では、基板の裏面層を設けていない。
【００７１】
そのために、図３の場合、コイル状の配線１０は、第１導体層１３１と第２導体層１３２との層間に形成されていることになる。したがって、コイル状の配線１０が、基板の外側からは見ることができない構造にすることもできる。また、このような場合も、コイル状の配線１０の部分は、図２３に示した回路図のカレントトランス部８１に相当する。
【００７２】
また、図３（ｅ）に示すように、コイル状の配線１０の出力配線２１は、第１導体層１３１に形成されたコイル状の配線１０の一端１０ａに接続されたパターン配線２１ａと、スルーホール２１ｂと、基板の表面に形成されたパターン配線２１ｃによって形成されて、出力端子２３に接続される。コイル状の配線１０の出力配線２２については、同様であるために説明を省略する。
【００７３】
なお、後述するように、図２３に示した電流用変換回路８４に相当する電流用変換回路５１を、図３の電流検出用プリント基板１上に構成してもよい。この場合、図３に示した出力端子２３，２４は不要となって、コイル状の配線１０の出力配線２１，２２が、直接、電流用変換回路５１に接続される。
【００７４】
図４は、コイル状の配線１０の他の例を示す図である。例えば、図４（ａ）に示すように、コイル状の配線１０が、基板の表面層と第２導体層１３２との層間に形成されていてもよい。なお、図４（ａ）の場合は、基板の裏面１２２に裏面層が設けられていないため、コイル状の配線１０が、基板の最上層である表面層と最下層である第２導体層１３２とを交互に接続することによって形成されていることになる。
また、図４（ｂ）に示すように、コイル状の配線１０が、基板の最上層である表面層と最下層である裏面層との層間に形成されていてもよい。なお、図４（ｂ）の場合は、図１と同様に、コイル状の配線１０が、基板の表面層と裏面層とを交互に接続することによって形成されていることになる。
【００７５】
また、一般的に、スルーホールとは、基板の層間に貫通穴を開け、その内側に導体層（例えば銅）を設けることによって、基板の層間の導通をさせるものである。なお、基板の層間とは、基板の表裏間にある全ての層間の場合もあるし、一部分の層間の場合もある。
【００７６】
このようなスルーホールは、リード線を挿入するタイプのものもあるが、層間の導通のみを目的としたスルーホールは、特にバイアホール（Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）と呼ばれる。そして、バイアホールには、基板の表面から裏面に亘って貫通穴を開ける貫通型のバイアホール（Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）と、特定の層間だけで貫通穴を開けるインターステシャルバイアホール（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）とがある。また、インターステシャルバイアホールには、図４（ａ）のように、基板の片面から穴が見えるブラインドバイア（Ｂｌｉｎｄ Ｖｉａ）と、図３のように、基板の両面から穴が見えないベリードバイア（Ｂｕｒｉｅｄ Ｖｉａ）とがある。
【００７７】
また、図３、図４に示した例は、所謂、４層基板（表面層と裏面層の層を含めて導体層が４つ形成可能）であるが、これに限定されることはなく、例えば、３層基板、６層基板、８層基板等の多層基板であってもよい。
【００７８】
図５は、本発明に係る電流検出用プリント基板１の他の一例を示す図である。この図５に示す電流検出用プリント基板１は、図１と異なり、２つのコイル状の配線１０が、１つの電流検出用プリント基板１に備わっているところに特徴がある。具体的には、電流検出用プリント基板１の外側付近にある第１のコイル状の配線１０−１と、第１のコイル状の配線１０−１よりも貫通穴１０１に近い位置にある第２のコイル状の配線１０−２とが、電流検出用プリント基板１に備わっている。また、これらの第１のコイル状の配線１０−１および第２のコイル状の配線１０−２は、図１（ｂ）〜（ｃ）で示したものと同様に、スルーホール（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｈｏｌｅ）およびパターン配線によって形成されている。そのために、ここでは、その説明を省略する。また、もちろん、図３に示したような多層基板に適用することもできるが、ここでは、説明を省略する。
【００７９】
上述したように、図５に示した電流検出用プリント基板１では、２つのコイル状の配線１０が備わっているので、１つの電流検出用プリント基板１に、複数種類のカレントトランスを形成することが可能となる。この様子を図６を参照して説明する。
【００８０】
図６は、図５に示した電流検出用プリント基板１の結線図である。
図５に図示したように、第１のコイル状の配線１０−１の両端部１０−１ａ，１０−１ｂには、出力配線２１−１，２２−１を介して、出力端子２３−１，２４−１が接続されている。また、第２のコイル状の配線１０−２の両端部１０−２ａ，１０−２ｂには、出力配線２１−２，２２−２を介して、出力端子２３−２，２４−２が接続されている。この場合、図６に示すように結線することによって、１つの電流検出用プリント基板１に、複数種類のカレントトランスを形成することが可能となる。なお、図６において、「×」は、他と接続しないという意味である。
【００８１】
具体的には、図６（ａ）に示すように結線した場合、電流検出用プリント基板１には、第１のコイル状の配線１０−１を用いたカレントトランスが形成される。
また、図６（ｂ）に示すように結線した場合、電流検出用プリント基板１には、第２のコイル状の配線１０−２を用いたカレントトランスが形成される。
また、図６（ｃ）に示すように、出力端子２３−２と出力端子２４−１とを接続すると、第１のコイル状の配線１０−１と第２のコイル状の配線１０−２とが直列接続した場合のカレントトランスが形成される。したがって、この場合は、図６（ａ）、図６（ｂ）に示した場合よりもインダクタンスの大きいカレントトランスを形成することができる。
また、図６（ｄ）に示すように、出力端子２３−１と出力端子２３−２とを接続し、出力端子２４−１と出力端子２４−２とを接続すると、第１のコイル状の配線１０−１と第２のコイル状の配線１０−２とを並列接続した場合のカレントトランスを形成することができる。
【００８２】
なお、図６（ａ）に示すように結線する場合は、出力配線２１−２，２２−２が不要である。また、図６（ｂ）に示すように結線する場合は、出力配線２１−１，２２−１が不要である。そのために、不要な出力配線および出力端子は、設けないようにしてもよい。
【００８３】
図７は、本発明に係る電流検出用プリント基板１の他の一例を示す図である。この図７に示す電流検出用プリント基板１は、図５と同様に、第１のコイル状の配線１０−１と第２のコイル状の配線１０−２とが、１つの電流検出用プリント基板１に備わっているが、図５と異なり、第１のコイル状の配線１０−１と第２のコイル状の配線１０−２とが、あたかも２重螺旋構造のように配置されているところに特徴がある。また、この図７の場合でも、図５と同様に、１つの電流検出用プリント基板１に、複数種類のカレントトランスを形成することが可能となる。なお、図５及び図７では、配線の区別をし易くするために、出力端子の位置をずらして図示しているが、これに限定されるものではなく、他の位置関係にしてもよい。
【００８４】
また、図７に示すように、２重螺旋構造のように第１のコイル状の配線１０−１及び第２のコイル状の配線１０−２を配置することができるが、この図７に示す例以外にも、多くの配置例が考えられる。
【００８５】
図８は、第１のコイル状の配線１０−１及び第２のコイル状の配線１０−２の配置例を示す図である。この図８は、第１のコイル状の配線１０−１及び第２のコイル状の配線１０−２の断面を概略的に示すものであって、様々な配置例があることを示している。なお、第１のコイル状の配線１０−１と第２のコイル状の配線１０−２とは、紙面で見て奥行き方向に対してずれているが、説明の都合上、通常は見えない部分を透過させて図示しているので、重なっているように見えている。
【００８６】
例えば、図８（ａ）は、同一の導体層に第１のコイル状の配線１０−１及び第２のコイル状の配線１０−２を形成しているが、第１のコイル状の配線１０−１の方が第２のコイル状の配線１０−２よりも、パターン配線が長い例である。もちろん、第１のコイル状の配線１０−１の方よりも第２のコイル状の配線１０−２のパターン配線を長くしてもよい。
図８（ｂ）は、図８（ａ）と同様であるが、第１のコイル状の配線１０−１と第２のコイル状の配線１０−２とのパターン配線が同一長となっている例である。
図８（ｃ）は、第１のコイル状の配線１０−１よりも内側に第２のコイル状の配線１０−２のスルーホールを形成し、且つ、第１のコイル状の配線１０−１よりも内側の導体層に、第２のコイル状の配線１０−２のパターン配線を形成した例である。
図８（ｄ）は、第１のコイル状の配線１０−１よりも内側に第２のコイル状の配線１０−２のスルーホールを形成しているが、第１のコイル状の配線１０−１よりも外側の導体層に、第２のコイル状の配線１０−２のパターン配線を形成した例である。
図８（ｅ）は、第１のコイル状の配線１０−１よりも外側に第２のコイル状の配線１０−２のスルーホールを形成しているが、第１のコイル状の配線１０−１よりも内の導体層に、第２のコイル状の配線１０−２のパターン配線を形成した例である。
【００８７】
その他にも、様々な変形例が考えられるが、上記の例から容易に考えられるので、説明を省略する。なお、図８（ａ）及び（ｂ）のように、第１のコイル状の配線１０−１及び第２のコイル状の配線１０−２のパターン配線を同一の導体層に形成する場合は、両面基板を用いることができる。
【００８８】
また、図８では、電流検出用プリント基板１の平面図で見たときに、第１のコイル状の配線１０−１及び第２のコイル状の配線１０−２のスルーホール及びパターン配線がずれている例を示した。このようにすると、様々な配置例が可能となるが、図８（ｃ）のように、第１のコイル状の配線１０−１のスルーホールよりも内側に、第２のコイル状の配線１０−２のスルーホールを形成し、且つ、第１のコイル状の配線１０−１のパターン配線よりも内側に、第２のコイル状の配線１０−２のパターン配線を形成すれば、平面図で見たときに、第１のコイル状の配線１０−１及び第２のコイル状の配線１０−２のパターン配線が部分的に重なってもよい。もちろん、第１のコイル状の配線１０−１及び第２のコイル状の配線１０−２の関係を逆にすることも可能である。
【００８９】
なお、図５、図７では、２つのコイル状の配線１０が、１つの電流検出用プリント基板１に備わっている例を示したが、この数に限定されるものではなく、３つ以上のコイル状の配線１０を、１つの電流検出用プリント基板１に備えるようにしてもよい。もちろん、そうなると、１つの電流検出用プリント基板１に形成されるコイル状の配線１０の組み合わせも増やすことができる。また、後述するように、電流検出用プリント基板１上に電流用変換回路５１を備える場合でも、同じ考え方を適用できる。この場合は、上記と同様に、コイル状の配線１０の両端部付近で、配線の結線をしてもよいし、電流用変換回路５１の内部で結線するようにしてもよい。すなわち、各配線の両端部または電気的に同一箇所において、他の配線の両端部または電気的に同一箇所と、電気的に接続可能である。
【００９０】
次に、図５、図７に示したような、電流検出用プリント基板１に複数のコイル状の配線１０が設けられている場合の効果を説明する。
【００９１】
一般にコイル（インダクタともいう）には、周波数特性があり、使用する周波数によって特性が変化する。具体的には、周波数の低い領域では、電流の検出レベルが低い。そのために、周波数の高い領域で使用することになるが、周波数が高くなりすぎても共振してしまう。共振するときの周波数を共振周波数と言うが、共振周波数付近では、電流の検出レベルの変化が大きすぎて、電流の検出には不向きである。そのために、概略的には、検出可能な周波数帯域が限定される。すなわち、使用できる周波数には、下限と上限とが生じる。
【００９２】
また、検出可能な周波数帯域は、コイルのインダクタンスが大きくなると、周波数が低くなる方に移行し、コイルのインダクタンスが小さくなると、周波数が高くなる方に移行する傾向がある。そのために、電力伝送用導電体６６に流れる交流電流の周波数によって、コイル状の配線１０のインダクタンスを適切な値に選定する必要がある。
【００９３】
さて、前述した高周波電源装置６１は、用途に応じて出力する高周波電力の周波数が異なる。例えば、用途に応じて、２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ等の周波数が用いられる。そのために、これらの周波数に応じて、コイル状の配線１０のインダクタンスを選定する必要が生じるので、１つの電流検出用プリント基板１に、複数種類のカレントトランスを形成できるようにしておくと、利便性が高まる。例えば、２ＭＨｚ用のカレントトランスと１３．５６ＭＨｚ用のカレントトランスの両方を形成できるようにしておくと、それぞれの周波数に応じた電流検出用プリント基板１を用意する必要がないので、製品の種類を削減することができる。
【００９４】
また、図１、図３に示した例のように、コイル状の配線１０が、１重巻きの配線であると、巻数を多くするにも限度があるので、インダクタンスを大きくするにも限度がある。そこで、図６（ｃ）のような直列接続にすれば、コイル状の配線１０のインダクタンスを大きくできるので、検出可能な周波数帯域をより低くすることができる。
【００９５】
（２）電圧検出用プリント基板：
図９は、本発明に係る電圧検出用プリント基板２の一例を示す図である。
図９において、同図（ａ）は、電圧検出用プリント基板２の平面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）の一部（点線で囲んだＣ部分）を拡大した概略図であり、同図（ｃ）は、同図（ｂ）の図示を簡略化するために、直線的に展開した図であり、同図（ｄ）は、同図（ｃ）を側面から見た場合の電流検出用プリント基板１の配線を図示したものである。なお、同図（ｄ）に図示した配線は、説明のために、通常は見えない部分を透過させて図示している。
【００９６】
図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、電圧検出用プリント基板２は、基板を貫通する貫通穴２０１が設けられており、その周囲にリング状の配線３０が設けられている。このリング状の配線３０は、貫通穴２０１の周囲に沿って、基板を貫通するスルーホール３１を複数設け、かつ基板の表面２２１および裏面２２２にスルーホール部を繋げるようにパターン配線３２，３３を設けることによって形成されたものである。そのために、基板の表面および裏面にあるパターン配線３２，３３の間にスルーホールが設けられているので、基板の厚みと略同じ厚みを有するように形成されて、あたかも、リング状の配線３０となる。
【００９７】
なお、図９（ｂ）〜（ｃ）では、基板の表面および裏面にあるパターン配線３２、３３が重なっている。また、リング状の配線３０には、出力配線４０が接続されている。
【００９８】
図９に示したような電圧検出用プリント基板２にすると、交流電圧が生じている電力伝送用導電体６６が、貫通穴２０１の内側を通るように配置された場合に、リング状の配線３０が、前記電力伝送用導電体６６の内、リング状の配線３０と対向する箇所と対となるコンデンサの電極として機能する。すなわち、プリント基板にコンデンサの電極としての機能を持たすことができる。したがって、リング状の配線３０の部分は、図２３に示した回路図のコンデンサ部の電極９１ｂに相当する。
【００９９】
このようにすると、リング状の配線３０の部分が、スルーホール３１およびパターン配線３２，３３によって形成されるために、形状や位置のばらつきが殆どないので、複数の電圧検出用プリント基板２を製作した場合に、個々の電圧検出用プリント基板２に起因する電圧検出値のばらつきを低減させることできる。
【０１００】
特に、電力伝送用導電体６６を用いて伝送される交流電力が、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力であると、電圧検出用プリント基板２における構造上のばらつきが、電圧の検出値に大きく影響を及ぼす。しかし、上述したように、電圧検出用プリント基板２を構成することによって、たとえ、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力であっても、その影響を最小限に止めることができる。
【０１０１】
なお、後述するように、図２３に示した電圧用変換回路９３に相当する電圧用変換回路５３を、図９の電圧検出用プリント基板２上に構成してもよい。この場合、図９に示した出力端子４１は不要となって、リング状の配線３０の出力配線４０が、直接、電圧用変換回路５３に接続される。
【０１０２】
なお、リング状の配線３０は、本発明の第３配線の一例であり、出力配線４０は、本発明の第４配線の一例である。
【０１０３】
図１０は、本発明に係る電圧検出用プリント基板２の他の一例を示す図である。
図１０において、同図（ａ）は、電圧検出用プリント基板２の平面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）の一部（点線で囲んだＤ部分）を拡大した概略図であり、同図（ｃ）は、同図（ｂ）の図示を簡略化するために、直線的に展開した図であり、同図（ｄ）は、同図（ｃ）を側面から見た場合の電圧検出用プリント基板２の配線を図示したものであり、同図（ｅ）は、電圧検出用プリント基板２の配線を、出力配線４０等の部分を中心に、側面から図示したものである。なお、図１０に図示した配線は、説明のために、通常は見えない部分を透過させて図示している。また、便宜上、電圧検出用プリント基板２、スルーホール３１、パターン配線３２，３３等は、図９と同符号を用いている。
【０１０４】
図１０に示す電圧検出用プリント基板２は、基本的には、図９に示した電圧検出用プリント基板２と同様であるが、基板が多層構造になっていて、リング状の配線３０が内部の層間に形成されている。これについては、図３と同様であるので、説明は省略する。
【０１０５】
そのために、図１０の場合、リング状の配線３０は、第１導体層２３１と第２導体層２３２との層間に形成されていることになる。したがって、リング状の配線３０が、基板の外側からは見ることができない構造にすることもできる。また、このような場合も、リング状の配線３０の部分は、図２３に示した回路図のコンデンサ部の電極９１ｂに相当する。
【０１０６】
また、リング状の配線３０の出力配線４０は、例えば、図１０（ｅ）に示すように、第１導体層２３１に形成されたコイル状の配線１０の一端１０ａに接続されたパターン配線４０ａと、スルーホール４０ｂと、基板の表面に形成されたパターン配線４０ｃとによって形成されて、出力端子４１に接続される。
【０１０７】
なお、これまで説明した例とは異なり、図１１のようにリング状の配線３０を形成してもよい。
【０１０８】
図１１は、リング状の配線３０の他の一例である。
図１１（ａ）は、スルーホール３１が貫通した部分の最上層から最下層の間に、スルーホール部を繋げるようための別のパターン配線を設けた例である。この例では、基板の上から順に、パターン配線３４、パターン配線３５、パターン配線３６、およびパターン配線３７の４つのパターン配線が設けられている。このように、３つ以上のパターン配線を設けてもよい。
また、図１１（ｂ）は、スルーホール３１が貫通した部分の最上層から最下層の間の１層のみに、パターン配線３８を設けた例である。このように、１つのパターン配線だけを設けてもよい。
したがって、スルーホールが貫通した部分の最上層から最下層の内の少なくとも１つの層に前記スルーホール部を繋げるようにパターン配線を設ければよい。また、この図１１のような場合も、リング状の配線３０の部分は、図２３に示した回路図のコンデンサ部の電極９１ｂに相当する。
【０１０９】
（３）電流・電圧検出器：
図１２は、本発明に係る電流・電圧検出器３を立体的に示した概略の外観図である。
【０１１０】
この図１２に示すように、電流・電圧検出器３は、従来と同様に、電力伝送用導電体６６が筐体を貫通できる構造となっている。なお、電力伝送用導電体６６およびその周囲にある絶縁体６９は、電流・電圧検出器３の構成には含まれないが、説明に必要であるので、図示している。また、絶縁体６９は、電力伝送用導電体６６と電流・電圧検出器３との絶縁を行うためのものである。そのために、絶縁体６９の長さは、図示したよりも短くてよいが、図面の簡略化のために図１２（ａ）のようにしている。これに関しては、他の図面も同様である（例えば図１７）。なお、筐体は、アルミニウム等の導電体で作られている。
【０１１１】
図１３は、図１２に示した電流・電圧検出器３の概略構成図である。なお、この図１３では、各構成要素の形状は概略を示すのみである。例えば、筐体や基板には、電力伝送用導電体６６を貫通させるための貫通穴や磁束を通過させるための開口部が設けられているが、これらは図示していない。
【０１１２】
図１３に示すように、電流・電圧検出器３は、筐体本体３００と、筐体本体３００に固定される電流検出用プリント基板１、電圧検出用プリント基板２、電流検出部用蓋３０１、および電圧検出部用蓋３０２によって構成されている。もちろん、それらを固定するための螺子やビス等の部品も含まれるが、これらの部品は構成要素の一部と見なすとともに、説明の簡略化のために図示を省略する。また、図１３に示した矢印で図示したように各構成部品を筐体本体３００に固定すると、電流検出用プリント基板１、電圧検出用プリント基板２がそれぞれ筐体本体３００の内部に固定されるとともに、電流検出用プリント基板１、電圧検出用プリント基板２をそれぞれ覆うように蓋がされる。
【０１１３】
なお、筐体本体３００において、電流検出用プリント基板１が固定される部分は、本発明の第１筐体部の一例であり、電圧検出用プリント基板２が固定される部分は、本発明の第２筐体部の一例である。また、電流検出部用蓋３０１は、本発明の第１蓋部の一例であり、電圧検出部用蓋３０２は、本発明の第２蓋部の一例である。
【０１１４】
すなわち、電流検出用プリント基板１、電圧検出用プリント基板２が筐体内に配置される点は従来と同様である。しかし、筐体本体３００は、電流検出用プリント基板１、電圧検出用プリント基板２とで共通であるが、電流検出用プリント基板１が固定される側を表面とすると、電圧検出用プリント基板２が裏面に固定されるようになっているので、概略的には、電流検出用プリント基板１、電圧検出用プリント基板２とがそれぞれ独立した空間内に収容されることになる。したがって、電流検出用プリント基板１、電圧検出用プリント基板２との間での相互干渉がほとんどなく、検出精度が高まるという効果がある。ただし、後述するように、電流検出用プリント基板１が、電力伝送用導電体６６の軸方向に対して、電圧検出用プリント基板２と略同じ位置または予め定めた距離だけずらした位置で、かつ、電力伝送用導電体の径方向に対して、電圧検出用プリント基板２の外側に配置されているので、必ずしも、電流検出用プリント基板１と電圧検出用プリント基板２とは、電力伝送用導電体の軸方向に対して、ずれているとは限らない。
【０１１５】
次に、電流検出部用蓋３０１および電圧検出部用蓋３０２を除いた部分について、具体的に説明する。
図１４は、筐体本体３００の図である。図１４において、同図（ａ）は、電流検出用プリント基板１が固定される側から見た図であり、同図（ｂ）は、筐体本体３００の側面の断面図であり、同図（ｃ）は、電圧検出用プリント基板２が固定される側から見た図である。
【０１１６】
図１５は、筐体本体３００を立体的に図示した図であり、同図（ａ）は、電流検出用プリント基板１が固定される側から見た図であり、同図（ｂ）は、電圧検出用プリント基板２が固定される側から見た図である。
【０１１７】
図１６は、電流検出部用蓋３０１および電圧検出部用蓋３０２を取り付けない状態で、電流検出用プリント基板１および電圧検出用プリント基板２を筐体本体３００に取り付けたときの図である。また、図１６において、同図（ａ）は、電流検出用プリント基板１側の図であり、同図（ｂ）は、電圧検出用プリント基板２側の図である。
【０１１８】
図１４〜図１６に示したように、筐体本体３００には、貫通穴３０３および凹部３１１、３１２、３２１、３２２が設けられているので、電力伝送用導電体６６および電力伝送用導電体６６を覆う絶縁体６９を貫通させるとともに、電流検出用プリント基板１と電圧検出用プリント基板２とを筐体内部に収容できるようになっている。なお、電流検出用プリント基板１は、凹部３１１、３１２が設けられている方に収容され、電圧検出用プリント基板２は、凹部３２１、３２２が設けられている方に収容される。
【０１１９】
また、筐体本体３００の電流検出用プリント基板１側には、貫通穴の周囲に磁束を遮蔽する第１遮蔽部３１３が設けられている。この筐体の一部である第１遮蔽部３１３は、電圧検出用プリント基板２側から見て凹形状になっているとともに、凹形状の底部に電力伝送用導電体６６およびその周囲にある絶縁体６９を貫通させるための貫通穴３０３を有し、かつ、電圧検出用プリント基板が、凹形状の底部に固定されるようになっている。また、第１遮蔽部３１３が、前記電流検出用プリント基板と前記電圧検出用プリント基板との間を通過するように形成されている。
【０１２０】
そのため、電流検出用プリント基板１が、電力伝送用導電体６６の軸方向に対して、電圧検出用プリント基板２と略同じ位置または予め定めた距離だけずらした位置で、かつ、電力伝送用導電体６６の径方向に対して、電圧検出用プリント基板２の外側に配置することができる。電力伝送用導電体６６の軸方向に対する、電流検出用プリント基板１と電圧検出用プリント基板２との位置関係は、第１遮蔽部３１３の形状によって、調整することができる。すなわち、第１遮蔽部３１３は、電圧検出用プリント基板２側から見て凹形状になっているが、その深さを変更することによって、電流検出用プリント基板１と電圧検出用プリント基板２との位置関係を調整することができる。これにより、電流検出点と電圧検出点との位置関係を調整することができる。
【０１２１】
また、凹部３１１の四隅に４つの基板固定部３１５を設けて、この部分に電流検出用プリント基板１を固定するようになっている。これは、電流検出用プリント基板１に設けるコイル状の配線が筐体に接触しないようにするために、凹部３１１の底面に対して、電流検出用プリント基板１を浮かせるためである。
【０１２２】
同様に、第１遮蔽部３１３の底部に対して、電圧検出用プリント基板２を浮かせるために、凹部３２１の四隅に４つの基板固定部３２４を設けている。
【０１２３】
なお、例えば、図３のように電流検出用プリント基板１のコイル状の配線１０が、基板の裏面層に形成されない場合は、凹部３１１の四隅に設けた基板固定部３１５を不要にでき、凹部３１１と凹部３１２との底面の高さを同一とすることができる。そのために、筐体本体３００の構造を簡略化することが可能である。同様に、例えば、図１０のように電圧検出用プリント基板２のリング状の配線３０が、基板の裏面層に形成されない場合は、第１遮蔽部３１３に設けた基板固定部３２４を不要にできる。そのために、筐体本体３００の構造を簡略化することが可能である。
【０１２４】
また、通常は、円筒形（断面が円形）の電力伝送用導電体６６が用いられるので、それに合わせて、第１遮蔽部３１３に設けられた貫通穴３０３も円形になっている。また、電流検出用プリント基板１の貫通穴１０１が円形であり、コイル状の配線１０が貫通穴１０１の周囲に沿って円形に形成されているとともに、電圧検出用プリント基板２の貫通穴２０１が円形であり、リング状の配線３０が貫通穴２０１の周囲に沿って円形に形成されている。
【０１２５】
次に、電流検出用プリント基板１、電圧検出用プリント基板２について、それぞれ説明する。
【０１２６】
（電流検出用プリント基板１の説明）
電流検出用プリント基板１のコイル状の配線１０は、図１で説明した電流検出用プリント基板１と同様であるが、出力配線２１，２２がパターン配線のまま、電流用変換回路５１に接続されている。この電流用変換回路５１は、図２３に示した電流用変換回路８４に相当するものである。
【０１２７】
したがって、図１で説明した電流検出用プリント基板１と異なり、同一基板上にコイル状の配線１０と電流用変換回路５１とが備わっている。また、この電流用変換回路５１に接続された出力配線５２が、配線用の開口部３１６を通って筐体の外部に伸びている。なお、電流用変換回路５１には、出力配線５２を接続するための出力端子が備わっているものとする。また、出力配線５２は、途中までをパターン配線としてもよいし、全てをパターン配線以外の配線にしてもよい。
【０１２８】
また、筐体本体には、電流検出用プリント基板１のコイル状の配線１０と電流用変換回路５１との間に相当する位置に第２遮蔽部３１４が設けられている。そのため、電流検出用プリント基板１は、この第２遮蔽部３１４に応じて、基板の途中で基板幅が狭くなった形状をしている。
【０１２９】
なお、電流用変換回路５１は、本発明の第１変換回路の一例であり、出力配線５２は、本発明の第５配線の一例である。
【０１３０】
（電圧検出用プリント基板２の説明）
電圧検出用プリント基板２のリング状の配線３０は、図１で説明した電圧検出用プリント基板２と同様であるが、出力配線４０が電圧用変換回路５３に接続されている。電圧用変換回路５３は、電圧検出用プリント基板２とは別の基板上に備わっている。この電圧用変換回路５３は、図２３に示した電圧用変換回路９３に相当するものである。なお、電圧検出用プリント基板２は、凹形状の第１遮蔽部３１３の底部に固定されているため、出力配線４０は、パターン配線ではなく、パターン配線以外の配線になる。しかし、出力配線４０を、途中からパターン配線として、電圧用変換回路５３に接続してもよい。また、プリント基板の形状を平面とするのではなく、立体的に形成すれば、出力配線４０をパターン配線とすることも可能である。
【０１３１】
もちろん、出力配線４０をパターン配線以外の配線にするよりも、パターン配線にする方が、構造上のばらつきが少ないので好ましい。しかし、たとえ出力配線４０をパターン配線以外の配線にしたとしても、上述したように、電圧検出用プリント基板２のリング状の配線３０の部分が、スルーホール３１及びパターン配線３２，３３によって形成されるために、形状や位置のばらつきが殆どない。そのため、複数の電流・電圧検出器３を製作した場合に、個々の電圧検出用プリント基板２に起因する電圧検出値のばらつきを低減させることできる。
【０１３２】
また、電力伝送用導電体６６を用いて伝送される交流電力が、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力であると、電圧検出用プリント基板２における構造上のばらつきが、電圧の検出値に大きく影響を及ぼす。しかし、上述したように、電圧検出用プリント基板２を構成することによって、たとえ、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力であっても、その影響を最小限に止めることができる。
【０１３３】
また、この電圧用変換回路５３に接続された出力配線５４が、配線用の開口部３２５を通って筐体の外部に伸びている。なお、電圧用変換回路５３には、出力配線５４を接続するための出力端子が備わっているものとする。また、出力配線５４は、途中までをパターン配線としてもよいし、全てをパターン配線以外の配線にしてもよい。
【０１３４】
また、筐体本体には、電圧検出用プリント基板２のリング状の配線３０と電圧用変換回路５３との間に相当する位置に第３遮蔽部３２３が設けられている。
【０１３５】
なお、電圧用変換回路５３は、本発明の第２変換回路の一例であり、出力配線５４は、本発明の第６配線の一例である。
【０１３６】
（筐体の効果）
次に筐体の効果について説明する。
（ｉ）電流検出用の開口部３１７の効果：
図１７は、電流・電圧検出器３に電力伝送用導電体６６および電力伝送用導電体６６を覆う絶縁体６９を貫通させた場合の断面図である。この図１７では、電流検出部用蓋３０１および電圧検出部用蓋３０２を取り付けた状態を示している。なお、図１４等で示した基板固定部３１５，３２４の図示は省略している。また、電流検出用プリント基板１および電圧検出用プリント基板２の一部の図示を省略している。また、この図１７に示すように、電流検出部用蓋３０１および電圧検出部用蓋３０２にも、電力伝送用導電体６６および電力伝送用導電体６６を覆う絶縁体６９を貫通させるための貫通穴が設けられている。
【０１３７】
電力伝送用導電体６６に電流が流れると、導体の周りには磁束が発生する。この磁束が電流検出用プリント基板１に設けたコイル状の配線１０に作用することによって、コイル状の配線１０に電流が流れる。そして、このコイル状の配線１０に流れる電流を検出することによって、電力伝送用導電体６６に流れる電流が分かる仕組みとなっている。そのために、電力伝送用導電体６６と電流検出用プリント基板１との間を導電体製の筐体によって遮蔽してしまうと、磁束が電流検出用プリント基板１に作用しないために、電流を検出できなくなる。したがって、筐体には、導体の周りに生じる磁束を筐体内に取り入れるための開口部３１７が設けられている。この開口部３１７は、第１遮蔽部３１３と電流検出部用蓋３０１との間の隙間によって形成される。
【０１３８】
（ｉｉ）第２遮蔽部３１４の効果：
電力伝送用導電体６６に流れる交流電流によって電磁波が生じる。この電磁波は、回路特性に影響を与えるために、可能な限り、電流用変換回路５１への電磁波の浸入を防止する必要がある。そのために、筐体に第２遮蔽部３１４を設けて、電磁遮蔽効果を持たせて、電流用変換回路５１の回路特性を良好に保っている。
【０１３９】
なお、基板幅を狭めて第２遮蔽部３１４を設けているのは、基板の内部を通過する電磁波を遮蔽するためである。すなわち、基板幅を狭めずに、基板の上部を覆うように第２遮蔽部３１４を設けているだけでは、基板の部分を電磁波が通り抜けてしまい遮蔽効果が弱くなってしまうからである。
【０１４０】
図１８は、第２遮蔽部３１４の応用例の一例である。
図１４〜図１６に示すように、筐体本体３００の第２遮蔽部３１４だけではコイル状の配線１０の出力配線２１，２２の部分に隙間が生じるため、電磁遮蔽が十分できない場合がある。その場合は、この図１８（ａ）に示すように、電流検出部用蓋３０１に隙間を埋めるような遮蔽部３１７を設けてもよい。このようにすることによって、出力配線２１，２２の部分の隙間が殆ど無くなるので、電磁遮蔽効果が高まる。
【０１４１】
また、図１８（ｂ）に示すように、第２遮蔽部３１４の代わりに、電流検出部用蓋３０１に遮蔽部３１８を設けてもよい。
【０１４２】
なお、電圧検出用プリント基板２側の第３遮蔽部３２３に関しても、電流検出部用蓋３０１に設けた遮蔽部３１７又は遮蔽部３１８と同様のものを電圧検出部用蓋３０２に設けることによって、電磁遮蔽効果を高めることができる。したがって、電圧用変換回路５３の回路特性を良好に保つことができる。これについては、図１８と同様なので、説明を省略する。
【０１４３】
これまで説明したように、筐体本体３００は電流検出側と電圧検出側とが一体形成されている。そのために、上述したように、それぞれが独立した空間内で電流検出および電圧検出を行え、その出力をそれぞれの変換回路で電圧レベル変換できるので、お互いの相互干渉が殆どなく、検出精度を向上させることができる。
【０１４４】
（電流・電圧検出器３の変形例）
図１９は、電流・電圧検出器３の変形例である電流・電圧検出器３ａを示すものである。ただし、電流検出部用蓋３０１ａおよび電圧検出部用蓋３０２ａは図示を省略している。この図１９では、電流検出用プリント基板１が、図１で示したものであり、電圧検出用プリント基板２が、図９で示したものである場合を図示している。すなわち、電流検出用プリント基板１用の電流用変換回路５１および電圧検出用プリント基板２用の電圧用変換回路５３が、電流・電圧検出器３ａの外部に設けられる場合を示している。そして、電流検出用プリント基板１および電圧検出用プリント基板２に合わせた形状の筐体本体３００ａを用いている。そのために、電流検出用プリント基板１の出力は、パターン配線ではない出力配線２５，２６によって筐体外部に出力される。また、電圧検出用プリント基板２の出力は、パターン配線ではない出力配線４２によって筐体外部に出力される。なお、出力配線２５，２６は、別途設けられた電流用変換回路５１に接続され、出力配線４２は、別途設けられた電圧用変換回路５３に接続される。
【０１４５】
なお、これまでの説明では、電流・電圧検出器３を、インピーダンス整合装置の入力端６３ａに設ける例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、高周波電源装置６１の出力端に用いても良いし、インピーダンス整合装置の出力端６３ｂに設けても良い。なお、上述したように、インピーダンス整合装置の入力端６３ａと出力端６３ｂ（負荷６５の入力端も同様）とでは、電流、電圧に違いがある。そのために、インピーダンス整合装置の出力端６３ｂや負荷６５の入力端に設ける場合、その違いを考慮して、電力伝送用導電体６８を太い径の導電体にしたり、電力伝送用導電体６８の外周を覆う絶縁体６９の肉厚を厚くして、絶縁距離を長くすればよい。また、高周波電力供給システム以外の用途で使用してもよい。
【０１４６】
また、これまでの説明では、入力側に近い方に電流検出用プリント基板１を配置し、その後段に電圧検出用プリント基板２を配置するような構成で説明をしたが、逆の配置にしてもよい。
【０１４７】
（４）固定方法
絶縁体６９の外径を筐体本体３００に設けられた貫通穴３０３の内径と略同じにすることによって、実質上、絶縁体６９と電流・電圧検出器３とを固定状態にすることができる。しかし、実際には、絶縁体６９の外径を貫通穴の内径よりも小さくして用いることもある。この場合、絶縁体６９と筐体本体３０５との間には、隙間が生じることになる。このように、隙間があると、電力伝送用導電体６６等と電流・電圧検出器３とを、インピーダンス整合装置６３に取り付ける際に、取り付ける装置毎に、両者の相対位置が一定ではなくなる可能性がある。すなわち、電力伝送用導電体６６等と電流検出用プリント基板１または電圧検出用プリント基板２との相対位置が一定ではなくなる可能性がある。そうなると、複数の装置を製作した場合に、各装置の検出値にばらつきが生じる要因となり得る。そのために、隙間が大きい場合は、電力伝送用導電体６６等と電流・電圧検出器３との相対位置を一定にさせることが望ましい。
【０１４８】
図２０は、絶縁体６９の固定方法を示す図である。この図２０に示すように、絶縁体６９に凹部を設け、その凹部に嵌合するような電流検出部用蓋３０１および電圧検出部用蓋３０２にすると、電流検出部用蓋３０１および電圧検出部用蓋３０２によって、絶縁体６９を固定することができる。このようにすることによって、絶縁体６９の外径が貫通穴３０３の内径よりも小さい場合であっても、電力伝送用導電体６６等と電流検出用プリント基板１および電圧検出用プリント基板２との相対位置を略一定にすることができる。
【０１４９】
図２１は、図２０に示した電流・電圧検出器３において、電力伝送用導電体６６および絶縁体６９を、電流・電圧検出器３の大きさに合わせた大きさにした場合の図である。
【０１５０】
図２０のように、電流・電圧検出器３に絶縁体６９を固定させた場合に、メンテナンス性を向上させるために、図２１に示すように、電力伝送用導電体６６および絶縁体６９を、電流・電圧検出器３の大きさに合わせた大きさにして、電力伝送用導電体６６および絶縁体６９を、電流・電圧検出器３ごと取り外しできるようにしてもよい。このようにすることによって、メンテナンス性を向上させることができる。なお、図２１では、図示を省略しているが、電力伝送用導電体６６には、他の導電体と接続するための接続部が設けられている。なお、図２０〜図２１の電流検出部用蓋３０１、電圧検出部用蓋３０２は、本発明の固定手段の一例である。
【０１５１】
これまでの説明では、無線周波数帯域の周波数（例えば、数百ｋＨｚ以上の周波数、上限は厳密には定まっていないが、概ね１ＧＨｚ以下）を有する高周波電力を用いる例を示したが、無線周波数帯域の周波数よりも低い周波数の交流電力を用いてもよい。ただし、筐体に第２遮蔽部３１４、第３遮蔽部３２３のような電磁波を遮蔽するものが必要であるのは、無線周波数帯域の周波数のような高い周波数の場合である。したがって、交流電力の周波数が低くて電磁波の影響を考慮しなくてもよい場合は、第２遮蔽部３１４、第３遮蔽部３２３を設けなくてもよい。その他、用いる周波数によって特性が異なるので、その特性に合わせた筐体にすればよい。
【０１５２】
また、これまでの説明では、電力伝送用導電体６６、６８が、例えば、円筒形状の銅製の棒、すなわち、断面が円形のものとして説明してきたが、これに限定されるものではない。例えば、断面が楕円形や長方形のものであってもよい。また、電流検出用プリント基板１の貫通穴１０１、電圧検出用プリント基板２の貫通穴２０１が、円形のものとして説明してきたが、これに限定されるものではない。例えば、楕円形や長方形であってもよい。
【０１５３】
なお、これまでの説明では、電流検出用プリント基板１のコイル状の配線１０と電流用変換回路５１との間に、第２遮蔽部３１４等を設けることによって、電磁遮蔽効果を持たせ、電流用変換回路５１の回路特性を良好に保つ例を示した。また、電圧検出用プリント基板２のリング状の配線３０と電圧用変換回路５３との間に、第２遮蔽部３１４等と同様のものを設けることによって、電磁遮蔽効果を持たせ、電圧用変換回路５３の回路特性を良好に保つ例を示した。
しかし、第２遮蔽部３１４等を設けなくても、電磁波の影響が殆どない場合や少ない場合は、第２遮蔽部３１４等を設けなくてもよい場合がある。その場合、例えば、図１９に示した筐体本体３００ａのように、第２遮蔽部３１４のような遮蔽部を設けない筐体を採用し、電流検出用プリント基板１と同じ側に、電流用変換回路５１を設け、電圧検出用プリント基板２と同じ側に電圧用変換回路５３を設けることが可能となる。もちろん、電流検出用プリント基板１上に電流用変換回路５１を設けるのか、別の基板に電流用変換回路５１を設けるを選択できる。同様に、電圧検出用プリント基板２上に電圧用変換回路５３を設けるのか、別の基板に電圧用変換回路５３を設けるのを選択できる。
なお、電流用変換回路５１、電圧用変換回路５３を設けるので、筐体の大きさ等は、電流用変換回路５１、電圧用変換回路５３の状態に合わせて変更することになるが、このようにすると、筐体の構造を簡略化できる。
【０１５４】
また、これまでの説明したように、電流検出用プリント基板、電圧検出用プリント基板、これらを用いた検出器には、様々な種類があるので、説明した以外の組み合わせにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】図１は、本発明に係る電流検出用プリント基板１の一例を示す図である。
【図２】図２は、交流電流が流れる電力伝送用導電体６６および電力伝送用導電体６６を覆う絶縁体６９が、電流検出用プリント基板１に設けられた貫通穴１０１の内側を通るように配置された場合を示す図である。
【図３】図３は、本発明に係る電流検出用プリント基板１の他の一例を示す図である。
【図４】図４は、コイル状の配線１０の他の例を示す図である。
【図５】図５は、本発明に係る電流検出用プリント基板１の他の一例を示す図である。
【図６】図６は、図５に示した電流検出用プリント基板１の結線図である。
【図７】図７は、本発明に係る電流検出用プリント基板１の他の一例を示す図である。
【図８】図８は、第１のコイル状の配線１０−１及び第２のコイル状の配線１０−２の配置例を示す図である。
【図９】図９は、本発明に係る電圧検出用プリント基板２の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明に係る電圧検出用プリント基板２の他の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、リング状の配線３０の他の一例である。
【図１２】図１２は、本発明に係る電流・電圧検出器３を立体的に示した概略の外観図である。
【図１３】図１３は、図１２に示した電流・電圧検出器３の概略構成図である。
【図１４】図１４は、筐体本体３００の図である。
【図１５】図１５は、筐体本体３００を立体的に図示した図である。
【図１６】図１６は、電流検出部用蓋３０１および電圧検出部用蓋３０２を取り付けない状態で、電流検出用プリント基板１および電圧検出用プリント基板２を筐体本体３００に取り付けたときの図である。
【図１７】図１７は、電流・電圧検出器３に電力伝送用導電体６６および電力伝送用導電体６６を覆う絶縁体６９を貫通させた場合の断面図である。
【図１８】図１８は、第２遮蔽部３１４の応用例の一例である。
【図１９】図１９は、電流・電圧検出器３の変形例である電流・電圧検出器３ａを示すものである。
【図２０】図２０は、絶縁体６９の固定方法を示す図である。
【図２１】図２１は、図２０に示した電流・電圧検出器３において、電力伝送用導電体６６および絶縁体６９を、電流・電圧検出器３の大きさに合わせた大きさにした場合の図である。
【図２２】図２２は、インピーダンス整合装置が用いられる高周波電力供給システムの一例のブロック図である。
【図２３】図２３は、インピーダンス整合装置６３の入力端から整合回路６７までの間に設けられる電流検出器８０および電圧検出器９０の概略の回路図である。
【図２４】図２４は、電流検出器８０および電圧検出器９０の概略の外観図である。
【図２５】図２５は、図２４に示した電流検出器８０および電圧検出器９０の構成説明図である。
【図２６】図２６は、電流検出器８０、電圧検出器９０をインピーダンス整合装置内の整合回路と出力端との間に設ける場合の回路図である。
【符号の説明】
【０１５６】
１ 電流検出用プリント基板
２ 電圧検出用プリント基板
３ 電流・電圧検出器
１０ コイル状の配線
１０−１ 第１のコイル状の配線
１０−２ 第２のコイル状の配線
１１ スルーホール
１２ パターン配線
１３ パターン配線
２１ 出力配線
２２ 出力配線
２３ 出力端子
２４ 出力端子
２５ 出力配線
２６ 出力配線
３０ リング状の配線
３１ 基板を貫通するスルーホール
３２ パターン配線
３３ パターン配線
３４ パターン配線
３５ パターン配線
３６ パターン配線
３７ パターン配線
３８ パターン配線
４０ 出力配線
４１ 出力端子
４２ 出力配線
５１ 電流用変換回路
５２ 出力配線
５３ 電圧用変換回路
５４ 出力配線
６６ 電力伝送用導電体
６９ 電力伝送用導電体６６を覆う絶縁体
８０ 電圧検出器
８１ カレントトランス部
８４ 電流用変換回路
９０ 電圧検出器
９１ コンデンサ部
９１ｂ コンデンサ部の電極
９３ 電圧用変換回路
１０１ 貫通穴
１１０ 絶縁体部
１１１ 第１絶縁体部
１１２ 第２絶縁体部
１１３ 第３絶縁体部
１２１ 基板の表面
１２１ 基板の表面
１２２ 基板の裏面
１２２ 基板の裏面
１３１ 第１導体層
１３２ 第２導体層
２０１ 貫通穴
２１１ 第１絶縁体部
２１２ 第２絶縁体部
２１３ 第３絶縁体部
２２１ 基板の表面
２２２ 基板の裏面
２３１ 第１導体層
２３２ 第２導体層
３００ 筐体本体
３０１ 電流検出部用蓋
３０２ 電圧検出部用蓋
３０３ 貫通穴
３１１ 凹部
３１２ 凹部
３１３ 第１遮蔽部
３１４ 第２遮蔽部
３１５ 基板固定部
３１６ 配線用の開口部
３１７ 電流検出用の開口部
３１８ 遮蔽部
３２１ 凹部
３２２ 凹部
３２３ 第３遮蔽部
３２４ 基板固定部
３２５ 配線用の開口部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、交流電力の伝送経路として用いる電力伝送用導電体に流れる交流電流を検出するために用いる電流検出用プリント基板および電力伝送用導電体に生じる交流電圧を検出するために用いる電圧検出用プリント基板を用いた電流・電圧検出器に関するものであり、特には、交流電力として高周波電力を用いるものに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、インピーダンス整合装置や高周波電源装置のように、交流電力の電流と電圧とを検出し、検出した電流と電圧とを用いて制御等を行うものがある。その一例として、インピーダンス整合装置について説明する。
【０００３】
図２２は、インピーダンス整合装置が用いられる高周波電力供給システムの一例のブロック図である。
【０００４】
この高周波電力供給システムは、半導体ウエハや液晶基板等の被加工物に、例えばプラズマエッチング、プラズマＣＶＤといった加工処理を行うためのシステムであり、高周波電源装置６１、伝送線路６２、インピーダンス整合装置６３、負荷接続部６４及び負荷６５（プラズマ処理装置６５）で構成されている。
【０００５】
高周波電源装置６１は、高周波電力を出力して、負荷となるプラズマ処理装置６５に供給するための装置である。なお、高周波電源装置６１から出力された高周波電力は、同軸ケーブルからなる伝送線路６２及びインピーダンス整合装置６３及び遮蔽された銅板からなる負荷接続部６４を介してプラズマ処理装置６５に供給される。また、一般にこの種の高周波電源装置６１では、無線周波数帯域の周波数（例えば、数百ｋＨｚ以上の周波数、上限は厳密には定まっていないが、概ね１ＧＨｚ以下）を有する高周波電力を出力している。
【０００６】
プラズマ処理装置６５は、ウエハ、液晶基板等を加工（エッチング、ＣＶＤ等）するための装置である。
【０００７】
インピーダンス整合装置６３は、内部に図示しない可変インピーダンス素子（例えば、可変コンデンサ、可変インダクタ等）等で構成された整合回路を備えていて、高周波電源装置６１と負荷６５との間がインピーダンス整合するように、整合回路内の可変インピーダンス素子のインピーダンスを変化させる制御機能を有する。
【０００８】
このような制御を行うために、インピーダンス整合装置６３の入力端６３ａから整合回路までの間に、高周波電源装置６１から出力された高周波の電流を検出する電流検出器および高周波の電圧を検出する電圧検出器を設け、これらの検出器で検出した電流と電圧とを用いて、進行波電力や反射波電力等の情報を求めている。そして、求めた情報を用いて、インピーダンス整合するように可変インピーダンス素子のインピーダンスを制御している。
【０００９】
図２３は、インピーダンス整合装置６３の入力端から整合回路６７までの間に設けられる電流検出器８０および電圧検出器９０の概略の回路図である。図２３に示すように、入力端６３ａから整合回路６７までは、電力の伝送経路となる電力伝送用導電体６６（例えば棒状の銅）が設けられている。そして、電力伝送用導電体６６の途中に、電流検出器８０と電圧検出器９０とが設けられている。
【００１０】
電流検出器８０は、カレントトランス部８１、カレントトランス部８１の出力配線８２，８３、電流用変換回路８４、および電流用変換回路８４の出力配線８５によって構成されている。この電流検出器８０では、電力伝送用導電体６６に流れる交流電流に応じた電流がカレントトランス部８１に流れる。この電流は、出力配線８２，８３を介して電流用変換回路８４に入力され、所定の電圧レベルに変換されて電流用変換回路８４の出力配線８５から出力されるようになっている。
【００１１】
また、電圧検出器９０は、コンデンサ部９１、コンデンサ部９１の出力配線９２、電圧用変換回路９３、および電圧用変換回路９３の出力配線９４によって構成されている。この電圧検出器９０では、電力伝送用導電体６６に生じる交流電圧に応じた電圧がコンデンサ部９１に生じる。この電圧は、出力配線９２を介して電圧用変換回路９３に入力され、所定の電圧レベルに変換されて電圧用変換回路９３の出力配線９４から出力されるようになっている。
【００１２】
そして、電流検出器８０および電圧検出器９０によって検出した電流と電圧とを用いて、上述したように、進行波電力や反射波電力等の情報を求めている。このような電流検出器８０と電圧検出器９０は、図２４、図２５に示すような構造になっていた。
【００１３】
図２４は、電流検出器８０および電圧検出器９０の概略の外観図である。
【００１４】
図２５は、図２４に示した電流検出器８０および電圧検出器９０の構成説明図である。図２５において、同図（ａ）は、図２４の筐体（点線で図示）を透過させた筐体内部図であり、同図（ｂ）は、カレントトランス部８１周辺を同図（ａ）の横側から見た図であり、同図（ｃ）は、コンデンサ部９１周辺を同図（ａ）の横側から見た図である。
【００１５】
ただし、図２４、図２５において、電力伝送用導電体６６および電力伝送用導電体６６を覆う絶縁体６９は、説明のために図示しただけであり、電流検出器８０および電圧検出器９０には含まれない。また、図２４、図２５では、便宜上、図２３に示した構成要素に相当する部位には、同符号を付けている。
【００１６】
以下、図２４、図２５を参照して、電流検出器８０と電圧検出器９０について説明する。
【００１７】
図２４、図２５において、電力伝送用導電体６６は、例えば、円筒形状の銅製の棒であり、電力伝送用導電体６６の外周は、中空の絶縁体６９で覆われている。そして、これらが筐体７１を貫通している。また、筐体７１内に電流検出器８０を構成するカレントトランス部８１および電圧検出器９０を構成するコンデンサ部９１が収容されている。
【００１８】
カレントトランス部８１は、リング状の磁性体コア（例えば、フェライトを用いたトロイダルコア）に被覆された銅線等を巻きつけてコイル状の配線を形成したものである。そして、電力伝送用導電体６６が磁性体コアの内側を通過するように、カレントトランス部８１を配置することによって、電力伝送用導電体６６に流れる電流に応じた電流が、カレントトランス部８１のコイル状の配線に流れる構造になっている。
【００１９】
カレントトランス部８１に流れる電流は、コイル状の配線の両端部に接続された出力配線８２，８３を介して電流用変換回路８４に入力される。そして、電流用変換回路８４では、入力された電流を所定の電圧レベルに変換して出力するようになっている。
【００２０】
また、コンデンサ部９１は、絶縁体６９の周囲にリング状の導体９１ｂ（例えば、銅のリング）を設けたものである。このリング状の導体９１ｂは、電力伝送用導電体６６と対向する部分９１ａと対となってコンデンサの電極として機能するために、コンデンサ部９１には、電力伝送用導電体６６に生じている電圧に応じた電圧が生じる。そして、コンデンサ部９１に生じた電圧が、リング状の導体９１ｂに接続された出力配線９２を介して電圧用変換回路９３に入力される。そして、電圧用変換回路９３では、入力された電圧を所定の電圧レベルに変換して出力するようになっている。
【００２１】
なお、図２４、図２５では、電流用変換回路８４の出力配線８５および電圧用変換回路９３の出力配線９４の図示を省略している。また、電磁波等の影響から電流用変換回路８４および電圧用変換回路９３を保護するために、電流用変換回路８４および電圧用変換回路９３を覆うように、共通の導体製の蓋７２が設けられている。しかし、図２４では、電流用変換回路８４および電圧用変換回路９３を図示するために、あえて蓋７２を取り外した状態を図示している。また、図２５では、蓋７２の図示を省略している。
【００２２】
図２４、図２５で説明したように、電流検出器８０および電圧検出器９０は、図２３で示した回路図の構成だけでなく、カレントトランス部８１、コンデンサ部９１等を覆う筐体をさらに備えている。そして、従来の電流検出器８０および電圧検出器９０では、筐体が共通となっている。
【００２３】
また、上述したような電流検出器８０、電圧検出器９０は、高周波電源装置６１等、他の装置にも使用することができる。例えば、高周波電源装置の場合は、高周波電源装置６１の出力端に設け、出力する進行波電力が設定値になるように制御するために必要な電流と電圧とを検出するために使用される。
【００２４】
また、インピーダンス整合装置の出力端６３ｂまたは負荷６５の入力端における電流、電圧を検出して、検出した電流や電圧を制御や解析等に使用することもある。
【００２５】
図２６は、電流検出器８０、電圧検出器９０をインピーダンス整合装置内の整合回路と出力端との間に設ける場合の回路図である。
この図２６に示すように、電流検出器８０、電圧検出器９０をインピーダンス整合装置内の整合回路６７と出力端６３ｂとの間の電力伝送用導電体６８の途中に設けて、インピーダンス整合装置の出力端６３ｂにおける電流、電圧を検出することもある。
【００２６】
この図２６では、図２３に示した回路図と同じものには同符号を付けている。ただし、インピーダンス整合装置の入力端６３ａと出力端６３ｂとでは、電流、電圧に違いがあるので、電流検出器８０、電圧検出器９０は、耐電流、耐電圧の観点から、構造上の相違がある。しかし、この図２６では、それらの違いを考慮せずに同符号としている。例えば、通常、インピーダンス整合装置の入力端６３ａよりも出力端６３ｂの方が、高電流、高電圧になる。そのために、インピーダンス整合装置の出力端６３ｂに電流検出器８０、電圧検出器９０を設ける場合は、インピーダンス整合装置の入力端６３ａに設ける場合よりも、電力伝送用導電体６８を太い径の導電体にしたり、電力伝送用導電体６８の外周を覆う絶縁体６９の肉厚を厚くして、絶縁距離を長くする必要がある。しかし、図２６に示した回路図では、便宜上、これらの違いを考慮していない。
【００２７】
また、図２６のように、インピーダンス整合装置に使用する場合は、インピーダンス整合装置の入力側に、インピーダンス整合させるために必要な電流および電圧の情報を検出するための検出器が別途必要であるが、図示を省略している。
【００２８】
【特許文献１】特開２００３−３０２４３１号公報
【特許文献２】特開２００４−８５４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
電流検出器８０を構成するカレントトランス部８１が、磁性体コアに配線を巻き付けて作られているため、巻線間隔や巻き付け強さにばらつきが生じ易い。そのために、複数の電流検出器８０を製作した場合に、個々の電流検出器８０の検出値にばらつきが生じ易い。
【００３０】
また、カレントトランス部８１の出力配線８２，８３の形状もばらつきが生じやすいので、電流の検出値にばらつきが生じる一因となっている。
【００３１】
また、電圧検出器９０を構成するリング状の導体９１ｂの内径は、電力伝送用導電体６６の外周を覆う絶縁体６９の外径と略同じであり、リング状の導体９１ｂを絶縁体６９に嵌め込むようにして取り付けてられている。すなわち、絶縁体６９によって位置決めされている。しかし、経年変化等で、絶縁体６９の肉厚が薄くなる場合がある。この場合、リング状の導体９１ｂの位置が不安定になるとともに、電力伝送用導電体６６と絶縁体６９との間に隙間ができる。このような状態で、電力伝送用導電体６６に外力が作用すると、電力伝送用導電体６６とリング状の導体９１ｂとの位置関係が変化するために、電圧の検出値が初期時（検出器の調整時）と比べて変化してしまう。しかも、リング状の導体９１ｂの位置が不安定であるので、複数の電圧検出器９０を製作した場合に、個々の電圧検出器９０の検出値にばらつきが生じ易くもなる。
【００３２】
さらに、リング状の導体９１ｂに接続された出力配線９２の形状もばらつきが生じやすいので、電圧の検出値にばらつきが生じる一因となっている。
【００３３】
すなわち、電流検出器８０、電圧検出器９０とも、複数の検出器を製作した場合に、個々の検出器の検出値にばらつきが生じやすい構造になっていた。
【００３４】
また、電流検出器８０を構成するカレントトランス部８１は、コアに配線を巻き付けているため、自己インダクタンスと線間容量による自己共振周波数が存在する。ところが、コアに用いている磁性体の比透磁率が大きいために、自己共振周波数が低くなる。そのために、検出可能な周波数帯域の上限が低くなる。すなわち、検出可能な周波数帯域が制限されてしまうという課題もある。
【００３５】
また、インピーダンス整合装置等の製造時に、これらの電流検出器８０、電圧検出器９０を装置内に取り付ける際には、電力伝送用導電体６６等を同時に取り付ける必要がある。しかし、インピーダンス整合装置等の内部は狭いことが多く、他の構成部品との干渉によって、同時に取り付けるのが難しい場合があった。また、メンテナンス時に、電流検出器８０、電圧検出器９０を取り外す際にも、電力伝送用導電体６６等を同時に取り外す必要があるので、取り外しが難しい場合があった。例えば、電流検出器８０、電圧検出器９０が、インピーダンス整合装置の奥の方に位置する場合は、手前にある部品を取り外す必要がある。このときに、従来のような構成であると、取り外す部分の体積が大きくなるので、より多くの部品を取り外す必要が生じ、結果として、多くの作業工数が必要になっていた。
【００３６】
本発明は、上記事情のもとで考え出されたものであって、複数の検出器を製作した場合でも、個々の検出器の電流の検出値および電圧の検出値のばらつきを低減させることができるカレントトランス部、コンデンサ部を提供する。また、それらを用いた電流・電圧検出器、並びに電流検出器及び電圧検出器を提供する。また、メンテナンス性の向上を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
第１の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
交流電力の伝送経路として用いる電力伝送用導電体に流れる交流電流と前記電力伝送用導電体に生じる交流電圧とを検出する電流・電圧検出器において、
基板を貫通する第１貫通穴が設けられ、前記第１貫通穴の周囲に沿って基板の最上層と最下層との間を貫通しながら基板の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状の第１配線が少なくとも１つ形成され、又は／及び前記第１貫通穴の周囲に沿って一部分の層間を貫通しながら貫通した部分の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状の第１配線が少なくとも１つ形成され、かつ前記第１配線の両端部の全て又は一部に接続される出力用の第２配線が形成され、かつ交流電流が流れる電力伝送用導電体が前記第１貫通穴の内側を通るように配置された場合に、電磁誘導によって前記第１配線に流れる電流を出力する機能を有する電流検出用プリント基板と、
基板を貫通する第２貫通穴が設けられ、前記第２貫通穴の周囲に沿って第３配線が形成され、かつ前記第３配線の一部に接続される出力用の第４配線が形成され、かつ交流電圧が生じている電力伝送用導電体が前記第２貫通穴の内側を通るように配置された場合に、前記第３配線が、前記電力伝送用導電体の内、前記第３配線と対向する箇所と対となるコンデンサの電極として機能し、前記第３配線に生じる電圧を前記第４配線から出力する機能を有する電圧検出用プリント基板と、
前記電流検出用プリント基板と前記電圧検出用プリント基板とを内部に固定するとともに、前記電流検出用プリント基板に設けられた第１貫通穴と前記電圧検出用プリント基板に設けられた第２貫通穴とを通る軸上に、前記電力伝送用導電体を通過させるための貫通穴および前記第１配線に作用する磁束を通過させるための開口部および第３配線と電力伝送用導電体との間を遮蔽させないための開口部を設けて、前記電流検出用プリント基板および前記電圧検出用プリント基板を覆うように構成された導電体製の筐体とを備え、
前記電流検出用プリント基板が、前記電力伝送用導電体の軸方向に対して、前記電圧検出用プリント基板と略同じ位置または予め定めた距離だけずらした位置で、かつ、前記電力伝送用導電体の径方向に対して、前記電圧検出用プリント基板の外側に配置されているとともに、
前記筐体の一部が、前記電流検出用プリント基板と前記電圧検出用プリント基板との間を通過するように形成している。
【００３８】
第２の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
前記第１配線の内、基板の最上層と最下層との間または基板の一部分の層間を貫通する部分の配線がスルーホールであり、貫通した部分の最上層および最下層の配線がパターン配線である。
【００３９】
第３の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
前記第３配線は、前記貫通穴の周囲に沿って、基板の最上層と最下層との間または基板の一部分の層間を貫通するスルーホールを複数設け、かつ貫通した部分の最上層から最下層の内の少なくとも１つの層に前記スルーホール部を繋げるようにパターン配線を設けたものである。
【００４０】
第４の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
前記第１配線が基板に複数形成される場合は、各第１配線の両端部または電気的に同一箇所において、他の第１配線の両端部または電気的に同一箇所と、電気的に接続可能となっている。
【００４１】
第５の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
前記第１貫通穴が円形であり、前記第１配線が前記貫通穴の周囲に沿って円形に形成されているとともに、
前記第２貫通穴が円形であり、前記第２配線が前記貫通穴の周囲に沿って円形に形成されている。
【００４２】
第６の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
前記電流検出用プリント基板に設けられた第１貫通穴と、前記電圧検出用プリント基板に設けられた第２貫通穴とが、略同軸上に位置するように構成されている。
【００４３】
第７の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
前記筐体が、
前記電流検出用プリント基板を固定する第１筐体部と、
前記電圧検出用プリント基板を固定する第２筐体部と、
前記第１筐体部を覆う第１蓋部と、
前記第２筐体部を覆う第２蓋部と、からなり、
前記第１筐体部と前記第２筐体部とが、一体形成されることによって、前記電流検出用プリント基板と前記電圧検出用プリント基板との間を通過する前記筐体の一部が、第１筐体部および第２筐体部の共通部の一部となっている。
【００４４】
第８の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
前記電流検出用プリント基板と前記電圧検出用プリント基板との間を通過する前記筐体の一部が、第２筐体部から見て凹形状になっているとともに、凹形状の底部に前記電力伝送用導電体を貫通させるための貫通穴を有し、かつ、前記電圧検出用プリント基板が、前記凹形状の底部に固定されている。
【００４５】
第９の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
前記電流検出用プリント基板の第２配線から出力する電流を所定の電圧レベルに変換する第１変換回路と、
前記第１変換回路によって変換した電圧を出力するための第５配線と、
前記電圧検出用プリント基板の第４配線から出力する電圧を所定の電圧レベルに変換する第２変換回路と、
前記第２変換回路によって変換した電圧を出力するための第６配線と、
をさらに備えている。
【００４６】
第１０の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
前記筐体が、前記電流検出用プリント基板の出力配線または前記第５配線を外部に出力するための開口部および前記電圧検出用プリント基板の出力配線または前記第６配線を外部に出力するための開口部をさらに備えている。
【００４７】
第１１の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
前記第１筐体部および第１蓋部の少なくともどちらか一方に、前記第１配線側から前記第１変換回路側に浸入する電磁波の量を減少させる導電体部を設け、
前記第２筐体部および第２蓋部の少なくともどちらか一方に、前記第３配線側から前記第２変換回路側に浸入する電磁波の量を減少させる導電体部を設けている。
【００４８】
第１２の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
前記筐体が、前記電力伝送用導電体と電流検出用プリント基板及び電圧検出用プリント基板との相対位置を略一定にするための固定手段を備えている。
【００４９】
第１３の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
前記交流電力が、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力である。
【発明の効果】
【００５０】
第１の発明によれば、プリント基板にコイル状の配線を形成しているので、プリント基板にカレントトランスの機能を持たせることができる。また、基板に設けられた貫通穴の周囲に沿って形成された配線が、コンデンサの電極として機能するために、プリント基板に電圧検出機能を持たすことができる。そのため、電流検出用プリント基板によって電流検出を行い、電圧検出用プリント基板によって電圧検出を行うことができる。
【００５１】
第２の発明によれば、スルーホール及びパターン配線によってコイル状の配線を形成するので、従来のように、巻線間隔や巻付け強さのばらつきによって自己共振周波数やカレントトランスの結合度が変化することが殆どない。そのために、複数の電流検出用プリント基板を製作した場合に、個々の電流検出用プリント基板に起因する電流検出値のばらつきを低減させることできる。
【００５２】
第３の発明によれば、スルーホール及びパターン配線によって、コンデンサの電極として機能するリング状の配線をプリント基板に形成できるので、複数の電圧検出用プリント基板を製作した場合に、個々の電圧検出用プリント基板に起因する電圧検出値のばらつきを低減させることできる。
また、パターン配線だけではなく、スルーホールを活用したところにこの配線の特徴がある。すなわちパターン配線だけでは、コンデンサの電極として機能させるための厚みをリング状の配線に持たせられない。そのため、スルーホールを用いることによって、リング状の配線の厚みを、厚くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下、本発明の詳細を図面を参照して説明する。
【００５４】
（１）電流検出用プリント基板：
図１は、本発明に係る電流検出用プリント基板１の一例を示す図である。
図１において、同図（ａ）は、電流検出用プリント基板１の平面図（基板の上から見た図）であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）の一部（点線で囲んだＡ部分）を拡大した概略図であり、同図（ｃ）は、同図（ｂ）の図示を簡略化するために、直線的に展開した図であり、同図（ｄ）は、同図（ｃ）を側面から見た場合の電流検出用プリント基板１の配線を図示したものである。なお、同図（ｄ）に図示した配線は、説明のために、通常は見えない部分を透過させて図示している。
【００５５】
図１（ａ）〜（ｄ）に示すように、電流検出用プリント基板１は、基板を貫通する貫通穴１０１が設けられており、その周囲にコイル状に形成された配線１０（以下、コイル状の配線１０という）が設けられている。このコイル状の配線１０は、基板を貫通しながら、基板の表面１２１と裏面１２２とを交互に接続することによって両端部１０ａ，１０ｂを有するコイル状に形成されたものである。この配線の内、基板を貫通する部分は、スルーホール（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｈｏｌｅ）１１によって形成され、基板の表面および裏面の配線は、パターン配線１２，１３によって形成されている。
【００５６】
なお、図１（ｂ）〜（ｃ）において、点線で示した部分は、基板の裏面のパターン配線を示すが、透過したものであるため、点線で示している。また、コイル状の配線１０の両端部１０ａ，１０ｂには、出力配線２１，２２が接続されている。この出力配線が出力端子２３，２４に接続されている。
【００５７】
また、この例の場合は、両面構造の基板（以下、両面基板という）であるために、１つの絶縁体部１１０の表面層および裏面層にパターン配線が形成されることになる。
【００５８】
なお、コイル状の配線１０は、本発明のコイル状の第１配線の一例であり、出力配線２１，２２は、本発明の第２配線の一例である。
【００５９】
図２は、交流電流が流れる電力伝送用導電体６６および電力伝送用導電体６６を覆う絶縁体６９が、電流検出用プリント基板１に設けられた貫通穴１０１の内側を通るように配置された場合を示す図である。なお、図面の簡略化のために、配線の図示は省略している。また、本実施例および以降の実施例では、電流検出用プリント基板、後述する電圧検出用プリント基板等が、インピーダンス整合装置６３の入力端から整合回路６７までの間に設けられた場合を例にして説明をする。
【００６０】
図１に示したような電流検出用プリント基板１にすると、交流電流が流れる電力伝送用導電体６６が、図２に示すように、貫通穴１０１の内側を通るように配置された場合に、電磁誘導によって、コイル状の配線１０に電流が流れる。すなわち、プリント基板にカレントトランス機能を持たすことができる。換言すれば、電流検出用プリント基板１に、カレントトランスを形成することができる。
【００６１】
したがって、コイル状の配線１０の部分は、図２３に示した回路図のカレントトランス部８１に相当する。
【００６２】
このようにすると、コイル状の配線１０の部分が、スルーホール及びパターン配線によって形成されるために、形状や位置のばらつきが殆どない。したがって、巻線間隔や巻き付け強さにばらつきが殆どないので、複数の電流検出用プリント基板１を製作した場合に、個々の電流検出用プリント基板１に起因する電流検出値のばらつきを低減させることできる。
【００６３】
特に、電力伝送用導電体６６を用いて伝送される交流電力が、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力であると、電流検出用プリント基板１における巻線間隔や巻付け強さのばらつきが、電流の検出値に大きく影響を及ぼす。しかし、上述したように、電流検出用プリント基板１を構成することによって、たとえ、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力であっても、その影響を最小限に止めることができる。
【００６４】
なお、後述するように、図２３に示した電流用変換回路８４に相当する電流用変換回路５１を、図１の電流検出用プリント基板１上に構成してもよい。この場合、図１に示した出力端子２３，２４は不要となって、コイル状の配線１０の出力配線２１，２２が、直接、電流用変換回路５１に接続される。
【００６５】
また、基板の絶縁体部１１０は、例えば、ガラスエポキシで作られる。このような、基板の絶縁体部１１０の比透磁率は、磁性体よりも小さい。そのために、従来のように、コアとして用いる磁性体に配線を巻き付けてカレントトランスを構成するよりも、自己共振周波数が高くすることができる。したがって、検出可能な周波数帯域の上限が従来よりも高くなるという効果もある。
【００６６】
図３は、本発明に係る電流検出用プリント基板１の他の一例を示す図である。
図３において、同図（ａ）は、電流検出用プリント基板１の平面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）の一部（点線で囲んだＢ部分）を拡大した概略図であり、同図（ｃ）は、同図（ｂ）の図示を簡略化するために、直線的に展開した図であり、同図（ｄ）は、同図（ｃ）を側面から見た場合の電流検出用プリント基板１の配線を図示したものであり、同図（ｅ）は、電流検出用プリント基板１の配線を、出力配線２１等の部分を中心に、側面から図示したものである。なお、図３に図示した配線は、説明のために、通常は見えない部分を透過させて図示している。また、便宜上、電流検出用プリント基板１、スルーホール１１、パターン配線１２，１３等は、図１と同符号を用いている。
【００６７】
図３に示す電流検出用プリント基板１は、基本的には、図１に示した電流検出用プリント基板１と同様であるが、基板が多層構造になっていて、コイル状の配線１０が内部の層間に形成されている。
【００６８】
なお、本明細書では、多層構造の基板（以下、多層基板という）を構成する絶縁体部を、図面の上部から見て順に、第１絶縁体部、第２絶縁体部、第３絶縁体部、・・・という具合に呼ぶ。また、基板の各絶縁体部の間に形成される導体層を、図面の上部から見て順に、第１導体層、第２導体層、第３導体層、・・・という具合に呼ぶ。また、基板の表面に形成される導体層を表面層、基板の裏面に形成される導体層を裏面層と呼ぶ。
【００６９】
なお、両面基板も表面層および裏面層の２つの層があるので、多層基板と言えるが、絶縁体部が１つしかないので、基板の各絶縁体部の間に形成される導体層がない形態である。
【００７０】
図３の例では、基板の絶縁体部が、第１絶縁体部１１１、第２絶縁体部１１２、および第３絶縁体部１１３の３つの絶縁体部で構成されているために、第１絶縁体部１１１と第２絶縁体部１１２との間に第１導体層１３１が形成され、第２絶縁体部１１２と第３絶縁体部１１３との間に第２導体層１３２が形成されている。また、基板の表面１２１（第１絶縁体部の上の面）には表面層が形成可能である。また、基板の裏面１２２（第３絶縁体部の下の面）には裏面層が形成可能であるが、図３の例では、基板の裏面層を設けていない。
【００７１】
そのために、図３の場合、コイル状の配線１０は、第１導体層１３１と第２導体層１３２との層間に形成されていることになる。したがって、コイル状の配線１０が、基板の外側からは見ることができない構造にすることもできる。また、このような場合も、コイル状の配線１０の部分は、図２３に示した回路図のカレントトランス部８１に相当する。
【００７２】
また、図３（ｅ）に示すように、コイル状の配線１０の出力配線２１は、第１導体層１３１に形成されたコイル状の配線１０の一端１０ａに接続されたパターン配線２１ａと、スルーホール２１ｂと、基板の表面に形成されたパターン配線２１ｃによって形成されて、出力端子２３に接続される。コイル状の配線１０の出力配線２２については、同様であるために説明を省略する。
【００７３】
なお、後述するように、図２３に示した電流用変換回路８４に相当する電流用変換回路５１を、図３の電流検出用プリント基板１上に構成してもよい。この場合、図３に示した出力端子２３，２４は不要となって、コイル状の配線１０の出力配線２１，２２が、直接、電流用変換回路５１に接続される。
【００７４】
図４は、コイル状の配線１０の他の例を示す図である。例えば、図４（ａ）に示すように、コイル状の配線１０が、基板の表面層と第２導体層１３２との層間に形成されていてもよい。なお、図４（ａ）の場合は、基板の裏面１２２に裏面層が設けられていないため、コイル状の配線１０が、基板の最上層である表面層と最下層である第２導体層１３２とを交互に接続することによって形成されていることになる。
また、図４（ｂ）に示すように、コイル状の配線１０が、基板の最上層である表面層と最下層である裏面層との層間に形成されていてもよい。なお、図４（ｂ）の場合は、図１と同様に、コイル状の配線１０が、基板の表面層と裏面層とを交互に接続することによって形成されていることになる。
【００７５】
また、一般的に、スルーホールとは、基板の層間に貫通穴を開け、その内側に導体層（例えば銅）を設けることによって、基板の層間の導通をさせるものである。なお、基板の層間とは、基板の表裏間にある全ての層間の場合もあるし、一部分の層間の場合もある。
【００７６】
このようなスルーホールは、リード線を挿入するタイプのものもあるが、層間の導通のみを目的としたスルーホールは、特にバイアホール（Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）と呼ばれる。そして、バイアホールには、基板の表面から裏面に亘って貫通穴を開ける貫通型のバイアホール（Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）と、特定の層間だけで貫通穴を開けるインターステシャルバイアホール（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ）とがある。また、インターステシャルバイアホールには、図４（ａ）のように、基板の片面から穴が見えるブラインドバイア（Ｂｌｉｎｄ Ｖｉａ）と、図３のように、基板の両面から穴が見えないベリードバイア（Ｂｕｒｉｅｄ Ｖｉａ）とがある。
【００７７】
また、図３、図４に示した例は、所謂、４層基板（表面層と裏面層の層を含めて導体層が４つ形成可能）であるが、これに限定されることはなく、例えば、３層基板、６層基板、８層基板等の多層基板であってもよい。
【００７８】
図５は、本発明に係る電流検出用プリント基板１の他の一例を示す図である。この図５に示す電流検出用プリント基板１は、図１と異なり、２つのコイル状の配線１０が、１つの電流検出用プリント基板１に備わっているところに特徴がある。具体的には、電流検出用プリント基板１の外側付近にある第１のコイル状の配線１０−１と、第１のコイル状の配線１０−１よりも貫通穴１０１に近い位置にある第２のコイル状の配線１０−２とが、電流検出用プリント基板１に備わっている。また、これらの第１のコイル状の配線１０−１および第２のコイル状の配線１０−２は、図１（ｂ）〜（ｃ）で示したものと同様に、スルーホール（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｈｏｌｅ）およびパターン配線によって形成されている。そのために、ここでは、その説明を省略する。また、もちろん、図３に示したような多層基板に適用することもできるが、ここでは、説明を省略する。
【００７９】
上述したように、図５に示した電流検出用プリント基板１では、２つのコイル状の配線１０が備わっているので、１つの電流検出用プリント基板１に、複数種類のカレントトランスを形成することが可能となる。この様子を図６を参照して説明する。
【００８０】
図６は、図５に示した電流検出用プリント基板１の結線図である。
図５に図示したように、第１のコイル状の配線１０−１の両端部１０−１ａ，１０−１ｂには、出力配線２１−１，２２−１を介して、出力端子２３−１，２４−１が接続されている。また、第２のコイル状の配線１０−２の両端部１０−２ａ，１０−２ｂには、出力配線２１−２，２２−２を介して、出力端子２３−２，２４−２が接続されている。この場合、図６に示すように結線することによって、１つの電流検出用プリント基板１に、複数種類のカレントトランスを形成することが可能となる。なお、図６において、「×」は、他と接続しないという意味である。
【００８１】
具体的には、図６（ａ）に示すように結線した場合、電流検出用プリント基板１には、第１のコイル状の配線１０−１を用いたカレントトランスが形成される。
また、図６（ｂ）に示すように結線した場合、電流検出用プリント基板１には、第２のコイル状の配線１０−２を用いたカレントトランスが形成される。
また、図６（ｃ）に示すように、出力端子２３−２と出力端子２４−１とを接続すると、第１のコイル状の配線１０−１と第２のコイル状の配線１０−２とが直列接続した場合のカレントトランスが形成される。したがって、この場合は、図６（ａ）、図６（ｂ）に示した場合よりもインダクタンスの大きいカレントトランスを形成することができる。
また、図６（ｄ）に示すように、出力端子２３−１と出力端子２３−２とを接続し、出力端子２４−１と出力端子２４−２とを接続すると、第１のコイル状の配線１０−１と第２のコイル状の配線１０−２とを並列接続した場合のカレントトランスを形成することができる。
【００８２】
なお、図６（ａ）に示すように結線する場合は、出力配線２１−２，２２−２が不要である。また、図６（ｂ）に示すように結線する場合は、出力配線２１−１，２２−１が不要である。そのために、不要な出力配線および出力端子は、設けないようにしてもよい。
【００８３】
図７は、本発明に係る電流検出用プリント基板１の他の一例を示す図である。この図７に示す電流検出用プリント基板１は、図５と同様に、第１のコイル状の配線１０−１と第２のコイル状の配線１０−２とが、１つの電流検出用プリント基板１に備わっているが、図５と異なり、第１のコイル状の配線１０−１と第２のコイル状の配線１０−２とが、あたかも２重螺旋構造のように配置されているところに特徴がある。また、この図７の場合でも、図５と同様に、１つの電流検出用プリント基板１に、複数種類のカレントトランスを形成することが可能となる。なお、図５及び図７では、配線の区別をし易くするために、出力端子の位置をずらして図示しているが、これに限定されるものではなく、他の位置関係にしてもよい。
【００８４】
また、図７に示すように、２重螺旋構造のように第１のコイル状の配線１０−１及び第２のコイル状の配線１０−２を配置することができるが、この図７に示す例以外にも、多くの配置例が考えられる。
【００８５】
図８は、第１のコイル状の配線１０−１及び第２のコイル状の配線１０−２の配置例を示す図である。この図８は、第１のコイル状の配線１０−１及び第２のコイル状の配線１０−２の断面を概略的に示すものであって、様々な配置例があることを示している。なお、第１のコイル状の配線１０−１と第２のコイル状の配線１０−２とは、紙面で見て奥行き方向に対してずれているが、説明の都合上、通常は見えない部分を透過させて図示しているので、重なっているように見えている。
【００８６】
例えば、図８（ａ）は、同一の導体層に第１のコイル状の配線１０−１及び第２のコイル状の配線１０−２を形成しているが、第１のコイル状の配線１０−１の方が第２のコイル状の配線１０−２よりも、パターン配線が長い例である。もちろん、第１のコイル状の配線１０−１の方よりも第２のコイル状の配線１０−２のパターン配線を長くしてもよい。
図８（ｂ）は、図８（ａ）と同様であるが、第１のコイル状の配線１０−１と第２のコイル状の配線１０−２とのパターン配線が同一長となっている例である。
図８（ｃ）は、第１のコイル状の配線１０−１よりも内側に第２のコイル状の配線１０−２のスルーホールを形成し、且つ、第１のコイル状の配線１０−１よりも内側の導体層に、第２のコイル状の配線１０−２のパターン配線を形成した例である。
図８（ｄ）は、第１のコイル状の配線１０−１よりも内側に第２のコイル状の配線１０−２のスルーホールを形成しているが、第１のコイル状の配線１０−１よりも外側の導体層に、第２のコイル状の配線１０−２のパターン配線を形成した例である。
図８（ｅ）は、第１のコイル状の配線１０−１よりも外側に第２のコイル状の配線１０−２のスルーホールを形成しているが、第１のコイル状の配線１０−１よりも内の導体層に、第２のコイル状の配線１０−２のパターン配線を形成した例である。
【００８７】
その他にも、様々な変形例が考えられるが、上記の例から容易に考えられるので、説明を省略する。なお、図８（ａ）及び（ｂ）のように、第１のコイル状の配線１０−１及び第２のコイル状の配線１０−２のパターン配線を同一の導体層に形成する場合は、両面基板を用いることができる。
【００８８】
また、図８では、電流検出用プリント基板１の平面図で見たときに、第１のコイル状の配線１０−１及び第２のコイル状の配線１０−２のスルーホール及びパターン配線がずれている例を示した。このようにすると、様々な配置例が可能となるが、図８（ｃ）のように、第１のコイル状の配線１０−１のスルーホールよりも内側に、第２のコイル状の配線１０−２のスルーホールを形成し、且つ、第１のコイル状の配線１０−１のパターン配線よりも内側に、第２のコイル状の配線１０−２のパターン配線を形成すれば、平面図で見たときに、第１のコイル状の配線１０−１及び第２のコイル状の配線１０−２のパターン配線が部分的に重なってもよい。もちろん、第１のコイル状の配線１０−１及び第２のコイル状の配線１０−２の関係を逆にすることも可能である。
【００８９】
なお、図５、図７では、２つのコイル状の配線１０が、１つの電流検出用プリント基板１に備わっている例を示したが、この数に限定されるものではなく、３つ以上のコイル状の配線１０を、１つの電流検出用プリント基板１に備えるようにしてもよい。もちろん、そうなると、１つの電流検出用プリント基板１に形成されるコイル状の配線１０の組み合わせも増やすことができる。また、後述するように、電流検出用プリント基板１上に電流用変換回路５１を備える場合でも、同じ考え方を適用できる。この場合は、上記と同様に、コイル状の配線１０の両端部付近で、配線の結線をしてもよいし、電流用変換回路５１の内部で結線するようにしてもよい。すなわち、各配線の両端部または電気的に同一箇所において、他の配線の両端部または電気的に同一箇所と、電気的に接続可能である。
【００９０】
次に、図５、図７に示したような、電流検出用プリント基板１に複数のコイル状の配線１０が設けられている場合の効果を説明する。
【００９１】
一般にコイル（インダクタともいう）には、周波数特性があり、使用する周波数によって特性が変化する。具体的には、周波数の低い領域では、電流の検出レベルが低い。そのために、周波数の高い領域で使用することになるが、周波数が高くなりすぎても共振してしまう。共振するときの周波数を共振周波数と言うが、共振周波数付近では、電流の検出レベルの変化が大きすぎて、電流の検出には不向きである。そのために、概略的には、検出可能な周波数帯域が限定される。すなわち、使用できる周波数には、下限と上限とが生じる。
【００９２】
また、検出可能な周波数帯域は、コイルのインダクタンスが大きくなると、周波数が低くなる方に移行し、コイルのインダクタンスが小さくなると、周波数が高くなる方に移行する傾向がある。そのために、電力伝送用導電体６６に流れる交流電流の周波数によって、コイル状の配線１０のインダクタンスを適切な値に選定する必要がある。
【００９３】
さて、前述した高周波電源装置６１は、用途に応じて出力する高周波電力の周波数が異なる。例えば、用途に応じて、２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ等の周波数が用いられる。そのために、これらの周波数に応じて、コイル状の配線１０のインダクタンスを選定する必要が生じるので、１つの電流検出用プリント基板１に、複数種類のカレントトランスを形成できるようにしておくと、利便性が高まる。例えば、２ＭＨｚ用のカレントトランスと１３．５６ＭＨｚ用のカレントトランスの両方を形成できるようにしておくと、それぞれの周波数に応じた電流検出用プリント基板１を用意する必要がないので、製品の種類を削減することができる。
【００９４】
また、図１、図３に示した例のように、コイル状の配線１０が、１重巻きの配線であると、巻数を多くするにも限度があるので、インダクタンスを大きくするにも限度がある。そこで、図６（ｃ）のような直列接続にすれば、コイル状の配線１０のインダクタンスを大きくできるので、検出可能な周波数帯域をより低くすることができる。
【００９５】
（２）電圧検出用プリント基板：
図９は、本発明に係る電圧検出用プリント基板２の一例を示す図である。
図９において、同図（ａ）は、電圧検出用プリント基板２の平面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）の一部（点線で囲んだＣ部分）を拡大した概略図であり、同図（ｃ）は、同図（ｂ）の図示を簡略化するために、直線的に展開した図であり、同図（ｄ）は、同図（ｃ）を側面から見た場合の電流検出用プリント基板１の配線を図示したものである。なお、同図（ｄ）に図示した配線は、説明のために、通常は見えない部分を透過させて図示している。
【００９６】
図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、電圧検出用プリント基板２は、基板を貫通する貫通穴２０１が設けられており、その周囲にリング状の配線３０が設けられている。このリング状の配線３０は、貫通穴２０１の周囲に沿って、基板を貫通するスルーホール３１を複数設け、かつ基板の表面２２１および裏面２２２にスルーホール部を繋げるようにパターン配線３２，３３を設けることによって形成されたものである。そのために、基板の表面および裏面にあるパターン配線３２，３３の間にスルーホールが設けられているので、基板の厚みと略同じ厚みを有するように形成されて、あたかも、リング状の配線３０となる。
【００９７】
なお、図９（ｂ）〜（ｃ）では、基板の表面および裏面にあるパターン配線３２、３３が重なっている。また、リング状の配線３０には、出力配線４０が接続されている。
【００９８】
図９に示したような電圧検出用プリント基板２にすると、交流電圧が生じている電力伝送用導電体６６が、貫通穴２０１の内側を通るように配置された場合に、リング状の配線３０が、前記電力伝送用導電体６６の内、リング状の配線３０と対向する箇所と対となるコンデンサの電極として機能する。すなわち、プリント基板にコンデンサの電極としての機能を持たすことができる。したがって、リング状の配線３０の部分は、図２３に示した回路図のコンデンサ部の電極９１ｂに相当する。
【００９９】
このようにすると、リング状の配線３０の部分が、スルーホール３１およびパターン配線３２，３３によって形成されるために、形状や位置のばらつきが殆どないので、複数の電圧検出用プリント基板２を製作した場合に、個々の電圧検出用プリント基板２に起因する電圧検出値のばらつきを低減させることできる。
【０１００】
特に、電力伝送用導電体６６を用いて伝送される交流電力が、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力であると、電圧検出用プリント基板２における構造上のばらつきが、電圧の検出値に大きく影響を及ぼす。しかし、上述したように、電圧検出用プリント基板２を構成することによって、たとえ、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力であっても、その影響を最小限に止めることができる。
【０１０１】
なお、後述するように、図２３に示した電圧用変換回路９３に相当する電圧用変換回路５３を、図９の電圧検出用プリント基板２上に構成してもよい。この場合、図９に示した出力端子４１は不要となって、リング状の配線３０の出力配線４０が、直接、電圧用変換回路５３に接続される。
【０１０２】
なお、リング状の配線３０は、本発明の第３配線の一例であり、出力配線４０は、本発明の第４配線の一例である。
【０１０３】
図１０は、本発明に係る電圧検出用プリント基板２の他の一例を示す図である。
図１０において、同図（ａ）は、電圧検出用プリント基板２の平面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）の一部（点線で囲んだＤ部分）を拡大した概略図であり、同図（ｃ）は、同図（ｂ）の図示を簡略化するために、直線的に展開した図であり、同図（ｄ）は、同図（ｃ）を側面から見た場合の電圧検出用プリント基板２の配線を図示したものであり、同図（ｅ）は、電圧検出用プリント基板２の配線を、出力配線４０等の部分を中心に、側面から図示したものである。なお、図１０に図示した配線は、説明のために、通常は見えない部分を透過させて図示している。また、便宜上、電圧検出用プリント基板２、スルーホール３１、パターン配線３２，３３等は、図９と同符号を用いている。
【０１０４】
図１０に示す電圧検出用プリント基板２は、基本的には、図９に示した電圧検出用プリント基板２と同様であるが、基板が多層構造になっていて、リング状の配線３０が内部の層間に形成されている。これについては、図３と同様であるので、説明は省略する。
【０１０５】
そのために、図１０の場合、リング状の配線３０は、第１導体層２３１と第２導体層２３２との層間に形成されていることになる。したがって、リング状の配線３０が、基板の外側からは見ることができない構造にすることもできる。また、このような場合も、リング状の配線３０の部分は、図２３に示した回路図のコンデンサ部の電極９１ｂに相当する。
【０１０６】
また、リング状の配線３０の出力配線４０は、例えば、図１０（ｅ）に示すように、第１導体層２３１に形成されたコイル状の配線１０の一端１０ａに接続されたパターン配線４０ａと、スルーホール４０ｂと、基板の表面に形成されたパターン配線４０ｃとによって形成されて、出力端子４１に接続される。
【０１０７】
なお、これまで説明した例とは異なり、図１１のようにリング状の配線３０を形成してもよい。
【０１０８】
図１１は、リング状の配線３０の他の一例である。
図１１（ａ）は、スルーホール３１が貫通した部分の最上層から最下層の間に、スルーホール部を繋げるようための別のパターン配線を設けた例である。この例では、基板の上から順に、パターン配線３４、パターン配線３５、パターン配線３６、およびパターン配線３７の４つのパターン配線が設けられている。このように、３つ以上のパターン配線を設けてもよい。
また、図１１（ｂ）は、スルーホール３１が貫通した部分の最上層から最下層の間の１層のみに、パターン配線３８を設けた例である。このように、１つのパターン配線だけを設けてもよい。
したがって、スルーホールが貫通した部分の最上層から最下層の内の少なくとも１つの層に前記スルーホール部を繋げるようにパターン配線を設ければよい。また、この図１１のような場合も、リング状の配線３０の部分は、図２３に示した回路図のコンデンサ部の電極９１ｂに相当する。
【０１０９】
（３）電流・電圧検出器：
図１２は、本発明に係る電流・電圧検出器３を立体的に示した概略の外観図である。
【０１１０】
この図１２に示すように、電流・電圧検出器３は、従来と同様に、電力伝送用導電体６６が筐体を貫通できる構造となっている。なお、電力伝送用導電体６６およびその周囲にある絶縁体６９は、電流・電圧検出器３の構成には含まれないが、説明に必要であるので、図示している。また、絶縁体６９は、電力伝送用導電体６６と電流・電圧検出器３との絶縁を行うためのものである。そのために、絶縁体６９の長さは、図示したよりも短くてよいが、図面の簡略化のために図１２（ａ）のようにしている。これに関しては、他の図面も同様である（例えば図１７）。なお、筐体は、アルミニウム等の導電体で作られている。
【０１１１】
図１３は、図１２に示した電流・電圧検出器３の概略構成図である。なお、この図１３では、各構成要素の形状は概略を示すのみである。例えば、筐体や基板には、電力伝送用導電体６６を貫通させるための貫通穴や磁束を通過させるための開口部が設けられているが、これらは図示していない。
【０１１２】
図１３に示すように、電流・電圧検出器３は、筐体本体３００と、筐体本体３００に固定される電流検出用プリント基板１、電圧検出用プリント基板２、電流検出部用蓋３０１、および電圧検出部用蓋３０２によって構成されている。もちろん、それらを固定するための螺子やビス等の部品も含まれるが、これらの部品は構成要素の一部と見なすとともに、説明の簡略化のために図示を省略する。また、図１３に示した矢印で図示したように各構成部品を筐体本体３００に固定すると、電流検出用プリント基板１、電圧検出用プリント基板２がそれぞれ筐体本体３００の内部に固定されるとともに、電流検出用プリント基板１、電圧検出用プリント基板２をそれぞれ覆うように蓋がされる。
【０１１３】
なお、筐体本体３００において、電流検出用プリント基板１が固定される部分は、本発明の第１筐体部の一例であり、電圧検出用プリント基板２が固定される部分は、本発明の第２筐体部の一例である。また、電流検出部用蓋３０１は、本発明の第１蓋部の一例であり、電圧検出部用蓋３０２は、本発明の第２蓋部の一例である。
【０１１４】
すなわち、電流検出用プリント基板１、電圧検出用プリント基板２が筐体内に配置される点は従来と同様である。しかし、筐体本体３００は、電流検出用プリント基板１、電圧検出用プリント基板２とで共通であるが、電流検出用プリント基板１が固定される側を表面とすると、電圧検出用プリント基板２が裏面に固定されるようになっているので、概略的には、電流検出用プリント基板１、電圧検出用プリント基板２とがそれぞれ独立した空間内に収容されることになる。したがって、電流検出用プリント基板１、電圧検出用プリント基板２との間での相互干渉がほとんどなく、検出精度が高まるという効果がある。ただし、後述するように、電流検出用プリント基板１が、電力伝送用導電体６６の軸方向に対して、電圧検出用プリント基板２と略同じ位置または予め定めた距離だけずらした位置で、かつ、電力伝送用導電体の径方向に対して、電圧検出用プリント基板２の外側に配置されているので、必ずしも、電流検出用プリント基板１と電圧検出用プリント基板２とは、電力伝送用導電体の軸方向に対して、ずれているとは限らない。
【０１１５】
次に、電流検出部用蓋３０１および電圧検出部用蓋３０２を除いた部分について、具体的に説明する。
図１４は、筐体本体３００の図である。図１４において、同図（ａ）は、電流検出用プリント基板１が固定される側から見た図であり、同図（ｂ）は、筐体本体３００の側面の断面図であり、同図（ｃ）は、電圧検出用プリント基板２が固定される側から見た図である。
【０１１６】
図１５は、筐体本体３００を立体的に図示した図であり、同図（ａ）は、電流検出用プリント基板１が固定される側から見た図であり、同図（ｂ）は、電圧検出用プリント基板２が固定される側から見た図である。
【０１１７】
図１６は、電流検出部用蓋３０１および電圧検出部用蓋３０２を取り付けない状態で、電流検出用プリント基板１および電圧検出用プリント基板２を筐体本体３００に取り付けたときの図である。また、図１６において、同図（ａ）は、電流検出用プリント基板１側の図であり、同図（ｂ）は、電圧検出用プリント基板２側の図である。
【０１１８】
図１４〜図１６に示したように、筐体本体３００には、貫通穴３０３および凹部３１１、３１２、３２１、３２２が設けられているので、電力伝送用導電体６６および電力伝送用導電体６６を覆う絶縁体６９を貫通させるとともに、電流検出用プリント基板１と電圧検出用プリント基板２とを筐体内部に収容できるようになっている。なお、電流検出用プリント基板１は、凹部３１１、３１２が設けられている方に収容され、電圧検出用プリント基板２は、凹部３２１、３２２が設けられている方に収容される。
【０１１９】
また、筐体本体３００の電流検出用プリント基板１側には、貫通穴の周囲に磁束を遮蔽する第１遮蔽部３１３が設けられている。この筐体の一部である第１遮蔽部３１３は、電圧検出用プリント基板２側から見て凹形状になっているとともに、凹形状の底部に電力伝送用導電体６６およびその周囲にある絶縁体６９を貫通させるための貫通穴３０３を有し、かつ、電圧検出用プリント基板が、凹形状の底部に固定されるようになっている。また、第１遮蔽部３１３が、前記電流検出用プリント基板と前記電圧検出用プリント基板との間を通過するように形成されている。
【０１２０】
そのため、電流検出用プリント基板１が、電力伝送用導電体６６の軸方向に対して、電圧検出用プリント基板２と略同じ位置または予め定めた距離だけずらした位置で、かつ、電力伝送用導電体６６の径方向に対して、電圧検出用プリント基板２の外側に配置することができる。電力伝送用導電体６６の軸方向に対する、電流検出用プリント基板１と電圧検出用プリント基板２との位置関係は、第１遮蔽部３１３の形状によって、調整することができる。すなわち、第１遮蔽部３１３は、電圧検出用プリント基板２側から見て凹形状になっているが、その深さを変更することによって、電流検出用プリント基板１と電圧検出用プリント基板２との位置関係を調整することができる。これにより、電流検出点と電圧検出点との位置関係を調整することができる。
【０１２１】
また、凹部３１１の四隅に４つの基板固定部３１５を設けて、この部分に電流検出用プリント基板１を固定するようになっている。これは、電流検出用プリント基板１に設けるコイル状の配線が筐体に接触しないようにするために、凹部３１１の底面に対して、電流検出用プリント基板１を浮かせるためである。
【０１２２】
同様に、第１遮蔽部３１３の底部に対して、電圧検出用プリント基板２を浮かせるために、凹部３２１の四隅に４つの基板固定部３２４を設けている。
【０１２３】
なお、例えば、図３のように電流検出用プリント基板１のコイル状の配線１０が、基板の裏面層に形成されない場合は、凹部３１１の四隅に設けた基板固定部３１５を不要にでき、凹部３１１と凹部３１２との底面の高さを同一とすることができる。そのために、筐体本体３００の構造を簡略化することが可能である。同様に、例えば、図１０のように電圧検出用プリント基板２のリング状の配線３０が、基板の裏面層に形成されない場合は、第１遮蔽部３１３に設けた基板固定部３２４を不要にできる。そのために、筐体本体３００の構造を簡略化することが可能である。
【０１２４】
また、通常は、円筒形（断面が円形）の電力伝送用導電体６６が用いられるので、それに合わせて、第１遮蔽部３１３に設けられた貫通穴３０３も円形になっている。また、電流検出用プリント基板１の貫通穴１０１が円形であり、コイル状の配線１０が貫通穴１０１の周囲に沿って円形に形成されているとともに、電圧検出用プリント基板２の貫通穴２０１が円形であり、リング状の配線３０が貫通穴２０１の周囲に沿って円形に形成されている。
【０１２５】
次に、電流検出用プリント基板１、電圧検出用プリント基板２について、それぞれ説明する。
【０１２６】
（電流検出用プリント基板１の説明）
電流検出用プリント基板１のコイル状の配線１０は、図１で説明した電流検出用プリント基板１と同様であるが、出力配線２１，２２がパターン配線のまま、電流用変換回路５１に接続されている。この電流用変換回路５１は、図２３に示した電流用変換回路８４に相当するものである。
【０１２７】
したがって、図１で説明した電流検出用プリント基板１と異なり、同一基板上にコイル状の配線１０と電流用変換回路５１とが備わっている。また、この電流用変換回路５１に接続された出力配線５２が、配線用の開口部３１６を通って筐体の外部に伸びている。なお、電流用変換回路５１には、出力配線５２を接続するための出力端子が備わっているものとする。また、出力配線５２は、途中までをパターン配線としてもよいし、全てをパターン配線以外の配線にしてもよい。
【０１２８】
また、筐体本体には、電流検出用プリント基板１のコイル状の配線１０と電流用変換回路５１との間に相当する位置に第２遮蔽部３１４が設けられている。そのため、電流検出用プリント基板１は、この第２遮蔽部３１４に応じて、基板の途中で基板幅が狭くなった形状をしている。
【０１２９】
なお、電流用変換回路５１は、本発明の第１変換回路の一例であり、出力配線５２は、本発明の第５配線の一例である。
【０１３０】
（電圧検出用プリント基板２の説明）
電圧検出用プリント基板２のリング状の配線３０は、図１で説明した電圧検出用プリント基板２と同様であるが、出力配線４０が電圧用変換回路５３に接続されている。電圧用変換回路５３は、電圧検出用プリント基板２とは別の基板上に備わっている。この電圧用変換回路５３は、図２３に示した電圧用変換回路９３に相当するものである。なお、電圧検出用プリント基板２は、凹形状の第１遮蔽部３１３の底部に固定されているため、出力配線４０は、パターン配線ではなく、パターン配線以外の配線になる。しかし、出力配線４０を、途中からパターン配線として、電圧用変換回路５３に接続してもよい。また、プリント基板の形状を平面とするのではなく、立体的に形成すれば、出力配線４０をパターン配線とすることも可能である。
【０１３１】
もちろん、出力配線４０をパターン配線以外の配線にするよりも、パターン配線にする方が、構造上のばらつきが少ないので好ましい。しかし、たとえ出力配線４０をパターン配線以外の配線にしたとしても、上述したように、電圧検出用プリント基板２のリング状の配線３０の部分が、スルーホール３１及びパターン配線３２，３３によって形成されるために、形状や位置のばらつきが殆どない。そのため、複数の電流・電圧検出器３を製作した場合に、個々の電圧検出用プリント基板２に起因する電圧検出値のばらつきを低減させることできる。
【０１３２】
また、電力伝送用導電体６６を用いて伝送される交流電力が、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力であると、電圧検出用プリント基板２における構造上のばらつきが、電圧の検出値に大きく影響を及ぼす。しかし、上述したように、電圧検出用プリント基板２を構成することによって、たとえ、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力であっても、その影響を最小限に止めることができる。
【０１３３】
また、この電圧用変換回路５３に接続された出力配線５４が、配線用の開口部３２５を通って筐体の外部に伸びている。なお、電圧用変換回路５３には、出力配線５４を接続するための出力端子が備わっているものとする。また、出力配線５４は、途中までをパターン配線としてもよいし、全てをパターン配線以外の配線にしてもよい。
【０１３４】
また、筐体本体には、電圧検出用プリント基板２のリング状の配線３０と電圧用変換回路５３との間に相当する位置に第３遮蔽部３２３が設けられている。
【０１３５】
なお、電圧用変換回路５３は、本発明の第２変換回路の一例であり、出力配線５４は、本発明の第６配線の一例である。
【０１３６】
（筐体の効果）
次に筐体の効果について説明する。
（ｉ）電流検出用の開口部３１７の効果：
図１７は、電流・電圧検出器３に電力伝送用導電体６６および電力伝送用導電体６６を覆う絶縁体６９を貫通させた場合の断面図である。この図１７では、電流検出部用蓋３０１および電圧検出部用蓋３０２を取り付けた状態を示している。なお、図１４等で示した基板固定部３１５，３２４の図示は省略している。また、電流検出用プリント基板１および電圧検出用プリント基板２の一部の図示を省略している。また、この図１７に示すように、電流検出部用蓋３０１および電圧検出部用蓋３０２にも、電力伝送用導電体６６および電力伝送用導電体６６を覆う絶縁体６９を貫通させるための貫通穴が設けられている。
【０１３７】
電力伝送用導電体６６に電流が流れると、導体の周りには磁束が発生する。この磁束が電流検出用プリント基板１に設けたコイル状の配線１０に作用することによって、コイル状の配線１０に電流が流れる。そして、このコイル状の配線１０に流れる電流を検出することによって、電力伝送用導電体６６に流れる電流が分かる仕組みとなっている。そのために、電力伝送用導電体６６と電流検出用プリント基板１との間を導電体製の筐体によって遮蔽してしまうと、磁束が電流検出用プリント基板１に作用しないために、電流を検出できなくなる。したがって、筐体には、導体の周りに生じる磁束を筐体内に取り入れるための開口部３１７が設けられている。この開口部３１７は、第１遮蔽部３１３と電流検出部用蓋３０１との間の隙間によって形成される。
【０１３８】
（ｉｉ）第２遮蔽部３１４の効果：
電力伝送用導電体６６に流れる交流電流によって電磁波が生じる。この電磁波は、回路特性に影響を与えるために、可能な限り、電流用変換回路５１への電磁波の浸入を防止する必要がある。そのために、筐体に第２遮蔽部３１４を設けて、電磁遮蔽効果を持たせて、電流用変換回路５１の回路特性を良好に保っている。
【０１３９】
なお、基板幅を狭めて第２遮蔽部３１４を設けているのは、基板の内部を通過する電磁波を遮蔽するためである。すなわち、基板幅を狭めずに、基板の上部を覆うように第２遮蔽部３１４を設けているだけでは、基板の部分を電磁波が通り抜けてしまい遮蔽効果が弱くなってしまうからである。
【０１４０】
図１８は、第２遮蔽部３１４の応用例の一例である。
図１４〜図１６に示すように、筐体本体３００の第２遮蔽部３１４だけではコイル状の配線１０の出力配線２１，２２の部分に隙間が生じるため、電磁遮蔽が十分できない場合がある。その場合は、この図１８（ａ）に示すように、電流検出部用蓋３０１に隙間を埋めるような遮蔽部３１７を設けてもよい。このようにすることによって、出力配線２１，２２の部分の隙間が殆ど無くなるので、電磁遮蔽効果が高まる。
【０１４１】
また、図１８（ｂ）に示すように、第２遮蔽部３１４の代わりに、電流検出部用蓋３０１に遮蔽部３１８を設けてもよい。
【０１４２】
なお、電圧検出用プリント基板２側の第３遮蔽部３２３に関しても、電流検出部用蓋３０１に設けた遮蔽部３１７又は遮蔽部３１８と同様のものを電圧検出部用蓋３０２に設けることによって、電磁遮蔽効果を高めることができる。したがって、電圧用変換回路５３の回路特性を良好に保つことができる。これについては、図１８と同様なので、説明を省略する。
【０１４３】
これまで説明したように、筐体本体３００は電流検出側と電圧検出側とが一体形成されている。そのために、上述したように、それぞれが独立した空間内で電流検出および電圧検出を行え、その出力をそれぞれの変換回路で電圧レベル変換できるので、お互いの相互干渉が殆どなく、検出精度を向上させることができる。
【０１４４】
（電流・電圧検出器３の変形例）
図１９は、電流・電圧検出器３の変形例である電流・電圧検出器３ａを示すものである。ただし、電流検出部用蓋３０１ａおよび電圧検出部用蓋３０２ａは図示を省略している。この図１９では、電流検出用プリント基板１が、図１で示したものであり、電圧検出用プリント基板２が、図９で示したものである場合を図示している。すなわち、電流検出用プリント基板１用の電流用変換回路５１および電圧検出用プリント基板２用の電圧用変換回路５３が、電流・電圧検出器３ａの外部に設けられる場合を示している。そして、電流検出用プリント基板１および電圧検出用プリント基板２に合わせた形状の筐体本体３００ａを用いている。そのために、電流検出用プリント基板１の出力は、パターン配線ではない出力配線２５，２６によって筐体外部に出力される。また、電圧検出用プリント基板２の出力は、パターン配線ではない出力配線４２によって筐体外部に出力される。なお、出力配線２５，２６は、別途設けられた電流用変換回路５１に接続され、出力配線４２は、別途設けられた電圧用変換回路５３に接続される。
【０１４５】
なお、これまでの説明では、電流・電圧検出器３を、インピーダンス整合装置の入力端６３ａに設ける例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、高周波電源装置６１の出力端に用いても良いし、インピーダンス整合装置の出力端６３ｂに設けても良い。なお、上述したように、インピーダンス整合装置の入力端６３ａと出力端６３ｂ（負荷６５の入力端も同様）とでは、電流、電圧に違いがある。そのために、インピーダンス整合装置の出力端６３ｂや負荷６５の入力端に設ける場合、その違いを考慮して、電力伝送用導電体６８を太い径の導電体にしたり、電力伝送用導電体６８の外周を覆う絶縁体６９の肉厚を厚くして、絶縁距離を長くすればよい。また、高周波電力供給システム以外の用途で使用してもよい。
【０１４６】
また、これまでの説明では、入力側に近い方に電流検出用プリント基板１を配置し、その後段に電圧検出用プリント基板２を配置するような構成で説明をしたが、逆の配置にしてもよい。
【０１４７】
（４）固定方法
絶縁体６９の外径を筐体本体３００に設けられた貫通穴３０３の内径と略同じにすることによって、実質上、絶縁体６９と電流・電圧検出器３とを固定状態にすることができる。しかし、実際には、絶縁体６９の外径を貫通穴の内径よりも小さくして用いることもある。この場合、絶縁体６９と筐体本体３０５との間には、隙間が生じることになる。このように、隙間があると、電力伝送用導電体６６等と電流・電圧検出器３とを、インピーダンス整合装置６３に取り付ける際に、取り付ける装置毎に、両者の相対位置が一定ではなくなる可能性がある。すなわち、電力伝送用導電体６６等と電流検出用プリント基板１または電圧検出用プリント基板２との相対位置が一定ではなくなる可能性がある。そうなると、複数の装置を製作した場合に、各装置の検出値にばらつきが生じる要因となり得る。そのために、隙間が大きい場合は、電力伝送用導電体６６等と電流・電圧検出器３との相対位置を一定にさせることが望ましい。
【０１４８】
図２０は、絶縁体６９の固定方法を示す図である。この図２０に示すように、絶縁体６９に凹部を設け、その凹部に嵌合するような電流検出部用蓋３０１および電圧検出部用蓋３０２にすると、電流検出部用蓋３０１および電圧検出部用蓋３０２によって、絶縁体６９を固定することができる。このようにすることによって、絶縁体６９の外径が貫通穴３０３の内径よりも小さい場合であっても、電力伝送用導電体６６等と電流検出用プリント基板１および電圧検出用プリント基板２との相対位置を略一定にすることができる。
【０１４９】
図２１は、図２０に示した電流・電圧検出器３において、電力伝送用導電体６６および絶縁体６９を、電流・電圧検出器３の大きさに合わせた大きさにした場合の図である。
【０１５０】
図２０のように、電流・電圧検出器３に絶縁体６９を固定させた場合に、メンテナンス性を向上させるために、図２１に示すように、電力伝送用導電体６６および絶縁体６９を、電流・電圧検出器３の大きさに合わせた大きさにして、電力伝送用導電体６６および絶縁体６９を、電流・電圧検出器３ごと取り外しできるようにしてもよい。このようにすることによって、メンテナンス性を向上させることができる。なお、図２１では、図示を省略しているが、電力伝送用導電体６６には、他の導電体と接続するための接続部が設けられている。なお、図２０〜図２１の電流検出部用蓋３０１、電圧検出部用蓋３０２は、本発明の固定手段の一例である。
【０１５１】
これまでの説明では、無線周波数帯域の周波数（例えば、数百ｋＨｚ以上の周波数、上限は厳密には定まっていないが、概ね１ＧＨｚ以下）を有する高周波電力を用いる例を示したが、無線周波数帯域の周波数よりも低い周波数の交流電力を用いてもよい。ただし、筐体に第２遮蔽部３１４、第３遮蔽部３２３のような電磁波を遮蔽するものが必要であるのは、無線周波数帯域の周波数のような高い周波数の場合である。したがって、交流電力の周波数が低くて電磁波の影響を考慮しなくてもよい場合は、第２遮蔽部３１４、第３遮蔽部３２３を設けなくてもよい。その他、用いる周波数によって特性が異なるので、その特性に合わせた筐体にすればよい。
【０１５２】
また、これまでの説明では、電力伝送用導電体６６、６８が、例えば、円筒形状の銅製の棒、すなわち、断面が円形のものとして説明してきたが、これに限定されるものではない。例えば、断面が楕円形や長方形のものであってもよい。また、電流検出用プリント基板１の貫通穴１０１、電圧検出用プリント基板２の貫通穴２０１が、円形のものとして説明してきたが、これに限定されるものではない。例えば、楕円形や長方形であってもよい。
【０１５３】
なお、これまでの説明では、電流検出用プリント基板１のコイル状の配線１０と電流用変換回路５１との間に、第２遮蔽部３１４等を設けることによって、電磁遮蔽効果を持たせ、電流用変換回路５１の回路特性を良好に保つ例を示した。また、電圧検出用プリント基板２のリング状の配線３０と電圧用変換回路５３との間に、第２遮蔽部３１４等と同様のものを設けることによって、電磁遮蔽効果を持たせ、電圧用変換回路５３の回路特性を良好に保つ例を示した。
しかし、第２遮蔽部３１４等を設けなくても、電磁波の影響が殆どない場合や少ない場合は、第２遮蔽部３１４等を設けなくてもよい場合がある。その場合、例えば、図１９に示した筐体本体３００ａのように、第２遮蔽部３１４のような遮蔽部を設けない筐体を採用し、電流検出用プリント基板１と同じ側に、電流用変換回路５１を設け、電圧検出用プリント基板２と同じ側に電圧用変換回路５３を設けることが可能となる。もちろん、電流検出用プリント基板１上に電流用変換回路５１を設けるのか、別の基板に電流用変換回路５１を設けるを選択できる。同様に、電圧検出用プリント基板２上に電圧用変換回路５３を設けるのか、別の基板に電圧用変換回路５３を設けるのを選択できる。
なお、電流用変換回路５１、電圧用変換回路５３を設けるので、筐体の大きさ等は、電流用変換回路５１、電圧用変換回路５３の状態に合わせて変更することになるが、このようにすると、筐体の構造を簡略化できる。
【０１５４】
また、これまでの説明したように、電流検出用プリント基板、電圧検出用プリント基板、これらを用いた検出器には、様々な種類があるので、説明した以外の組み合わせにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】図１は、本発明に係る電流検出用プリント基板１の一例を示す図である。
【図２】図２は、交流電流が流れる電力伝送用導電体６６および電力伝送用導電体６６を覆う絶縁体６９が、電流検出用プリント基板１に設けられた貫通穴１０１の内側を通るように配置された場合を示す図である。
【図３】図３は、本発明に係る電流検出用プリント基板１の他の一例を示す図である。
【図４】図４は、コイル状の配線１０の他の例を示す図である。
【図５】図５は、本発明に係る電流検出用プリント基板１の他の一例を示す図である。
【図６】図６は、図５に示した電流検出用プリント基板１の結線図である。
【図７】図７は、本発明に係る電流検出用プリント基板１の他の一例を示す図である。
【図８】図８は、第１のコイル状の配線１０−１及び第２のコイル状の配線１０−２の配置例を示す図である。
【図９】図９は、本発明に係る電圧検出用プリント基板２の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明に係る電圧検出用プリント基板２の他の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、リング状の配線３０の他の一例である。
【図１２】図１２は、本発明に係る電流・電圧検出器３を立体的に示した概略の外観図である。
【図１３】図１３は、図１２に示した電流・電圧検出器３の概略構成図である。
【図１４】図１４は、筐体本体３００の図である。
【図１５】図１５は、筐体本体３００を立体的に図示した図である。
【図１６】図１６は、電流検出部用蓋３０１および電圧検出部用蓋３０２を取り付けない状態で、電流検出用プリント基板１および電圧検出用プリント基板２を筐体本体３００に取り付けたときの図である。
【図１７】図１７は、電流・電圧検出器３に電力伝送用導電体６６および電力伝送用導電体６６を覆う絶縁体６９を貫通させた場合の断面図である。
【図１８】図１８は、第２遮蔽部３１４の応用例の一例である。
【図１９】図１９は、電流・電圧検出器３の変形例である電流・電圧検出器３ａを示すものである。
【図２０】図２０は、絶縁体６９の固定方法を示す図である。
【図２１】図２１は、図２０に示した電流・電圧検出器３において、電力伝送用導電体６６および絶縁体６９を、電流・電圧検出器３の大きさに合わせた大きさにした場合の図である。
【図２２】図２２は、インピーダンス整合装置が用いられる高周波電力供給システムの一例のブロック図である。
【図２３】図２３は、インピーダンス整合装置６３の入力端から整合回路６７までの間に設けられる電流検出器８０および電圧検出器９０の概略の回路図である。
【図２４】図２４は、電流検出器８０および電圧検出器９０の概略の外観図である。
【図２５】図２５は、図２４に示した電流検出器８０および電圧検出器９０の構成説明図である。
【図２６】図２６は、電流検出器８０、電圧検出器９０をインピーダンス整合装置内の整合回路と出力端との間に設ける場合の回路図である。
【符号の説明】
【０１５６】
１ 電流検出用プリント基板
２ 電圧検出用プリント基板
３ 電流・電圧検出器
１０ コイル状の配線
１０−１ 第１のコイル状の配線
１０−２ 第２のコイル状の配線
１１ スルーホール
１２ パターン配線
１３ パターン配線
２１ 出力配線
２２ 出力配線
２３ 出力端子
２４ 出力端子
２５ 出力配線
２６ 出力配線
３０ リング状の配線
３１ 基板を貫通するスルーホール
３２ パターン配線
３３ パターン配線
３４ パターン配線
３５ パターン配線
３６ パターン配線
３７ パターン配線
３８ パターン配線
４０ 出力配線
４１ 出力端子
４２ 出力配線
５１ 電流用変換回路
５２ 出力配線
５３ 電圧用変換回路
５４ 出力配線
６６ 電力伝送用導電体
６９ 電力伝送用導電体６６を覆う絶縁体
８０ 電圧検出器
８１ カレントトランス部
８４ 電流用変換回路
９０ 電圧検出器
９１ コンデンサ部
９１ｂ コンデンサ部の電極
９３ 電圧用変換回路
１０１ 貫通穴
１１０ 絶縁体部
１１１ 第１絶縁体部
１１２ 第２絶縁体部
１１３ 第３絶縁体部
１２１ 基板の表面
１２１ 基板の表面
１２２ 基板の裏面
１２２ 基板の裏面
１３１ 第１導体層
１３２ 第２導体層
２０１ 貫通穴
２１１ 第１絶縁体部
２１２ 第２絶縁体部
２１３ 第３絶縁体部
２２１ 基板の表面
２２２ 基板の裏面
２３１ 第１導体層
２３２ 第２導体層
３００ 筐体本体
３０１ 電流検出部用蓋
３０２ 電圧検出部用蓋
３０３ 貫通穴
３１１ 凹部
３１２ 凹部
３１３ 第１遮蔽部
３１４ 第２遮蔽部
３１５ 基板固定部
３１６ 配線用の開口部
３１７ 電流検出用の開口部
３１８ 遮蔽部
３２１ 凹部
３２２ 凹部
３２３ 第３遮蔽部
３２４ 基板固定部
３２５ 配線用の開口部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電力の伝送経路として用いる電力伝送用導電体に流れる交流電流と前記電力伝送用導電体に生じる交流電圧とを検出する電流・電圧検出器において、
基板を貫通する第１貫通穴が設けられ、前記第１貫通穴の周囲に沿って基板の最上層と最下層との間を貫通しながら基板の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状の第１配線が少なくとも１つ形成され、又は／及び前記第１貫通穴の周囲に沿って一部分の層間を貫通しながら貫通した部分の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状の第１配線が少なくとも１つ形成され、かつ前記第１配線の両端部の全て又は一部に接続される出力用の第２配線が形成され、かつ交流電流が流れる電力伝送用導電体が前記第１貫通穴の内側を通るように配置された場合に、電磁誘導によって前記第１配線に流れる電流を出力する機能を有する電流検出用プリント基板と、
基板を貫通する第２貫通穴が設けられ、前記第２貫通穴の周囲に沿って第３配線が形成され、かつ前記第３配線の一部に接続される出力用の第４配線が形成され、かつ交流電圧が生じている電力伝送用導電体が前記第２貫通穴の内側を通るように配置された場合に、前記第３配線が、前記電力伝送用導電体の内、前記第３配線と対向する箇所と対となるコンデンサの電極として機能し、前記第３配線に生じる電圧を前記第４配線から出力する機能を有する電圧検出用プリント基板と、
前記電流検出用プリント基板と前記電圧検出用プリント基板とを内部に固定するとともに、前記電流検出用プリント基板に設けられた第１貫通穴と前記電圧検出用プリント基板に設けられた第２貫通穴とを通る軸上に、前記電力伝送用導電体を通過させるための貫通穴および前記第１配線に作用する磁束を通過させるための開口部および第３配線と電力伝送用導電体との間を遮蔽させないための開口部を設けて、前記電流検出用プリント基板および前記電圧検出用プリント基板を覆うように構成された導電体製の筐体とを備え、
前記電流検出用プリント基板が、前記電力伝送用導電体の軸方向に対して、前記電圧検出用プリント基板と略同じ位置または予め定めた距離だけずらした位置で、かつ、前記電力伝送用導電体の径方向に対して、前記電圧検出用プリント基板の外側に配置されているとともに、
前記筐体の一部が、前記電流検出用プリント基板と前記電圧検出用プリント基板との間を通過するように形成した電流・電圧検出器。
【請求項２】
前記第１配線の内、基板の最上層と最下層との間または基板の一部分の層間を貫通する部分の配線がスルーホールであり、貫通した部分の最上層および最下層の配線がパターン配線である請求項１に記載の電流・電圧検出器。
【請求項３】
前記第３配線は、前記貫通穴の周囲に沿って、基板の最上層と最下層との間または基板の一部分の層間を貫通するスルーホールを複数設け、かつ貫通した部分の最上層から最下層の内の少なくとも１つの層に前記スルーホール部を繋げるようにパターン配線を設けたものである請求項１または請求項２に記載の電流・電圧検出器。
【請求項４】
前記第１配線が基板に複数形成される場合は、各第１配線の両端部または電気的に同一箇所において、他の第１配線の両端部または電気的に同一箇所と、電気的に接続可能となっている請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電流・電圧検出器。
【請求項５】
前記第１貫通穴が円形であり、前記第１配線が前記貫通穴の周囲に沿って円形に形成されているとともに、
前記第２貫通穴が円形であり、前記第２配線が前記貫通穴の周囲に沿って円形に形成されている請求項１〜請求項４のいずれかに記載の電流・電圧検出器。
【請求項６】
前記電流検出用プリント基板に設けられた第１貫通穴と、前記電圧検出用プリント基板に設けられた第２貫通穴とが、略同軸上に位置するように構成された請求項１〜請求項５のいずれかに記載の電流・電圧検出器。
【請求項７】
前記筐体が、
前記電流検出用プリント基板を固定する第１筐体部と、
前記電圧検出用プリント基板を固定する第２筐体部と、
前記第１筐体部を覆う第１蓋部と、
前記第２筐体部を覆う第２蓋部と、からなり、
前記第１筐体部と前記第２筐体部とが、一体形成されることによって、前記電流検出用プリント基板と前記電圧検出用プリント基板との間を通過する前記筐体の一部が、第１筐体部および第２筐体部の共通部の一部となる請求項１〜請求項６のいずれかに記載の電流・電圧検出器。
【請求項８】
前記電流検出用プリント基板と前記電圧検出用プリント基板との間を通過する前記筐体の一部が、第２筐体部から見て凹形状になっているとともに、凹形状の底部に前記電力伝送用導電体を貫通させるための貫通穴を有し、かつ、前記電圧検出用プリント基板が、前記凹形状の底部に固定される請求項７に記載の電流・電圧検出器。
【請求項９】
前記電流検出用プリント基板の第２配線から出力する電流を所定の電圧レベルに変換する第１変換回路と、
前記第１変換回路によって変換した電圧を出力するための第５配線と、
前記電圧検出用プリント基板の第４配線から出力する電圧を所定の電圧レベルに変換する第２変換回路と、
前記第２変換回路によって変換した電圧を出力するための第６配線と、
をさらに備えた請求項１〜請求項８のいずれかに記載の電流・電圧検出器。
【請求項１０】
前記筐体が、前記電流検出用プリント基板の出力配線または前記第５配線を外部に出力するための開口部および前記電圧検出用プリント基板の出力配線または前記第６配線を外部に出力するための開口部をさらに備えた請求項９に記載の電流・電圧検出器。
【請求項１１】
前記第１筐体部および第１蓋部の少なくともどちらか一方に、前記第１配線側から前記第１変換回路側に浸入する電磁波の量を減少させる導電体部を設け、
前記第２筐体部および第２蓋部の少なくともどちらか一方に、前記第３配線側から前記第２変換回路側に浸入する電磁波の量を減少させる導電体部を設けた請求項９又は請求項１０に記載の電流・電圧検出器。
【請求項１２】
前記筐体が、前記電力伝送用導電体と電流検出用プリント基板及び電圧検出用プリント基板との相対位置を略一定にするための固定手段を備えている請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の電流・電圧検出器。
【請求項１３】
前記交流電力が、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力である請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の電流・電圧検出器。
【請求項１】
交流電力の伝送経路として用いる電力伝送用導電体に流れる交流電流と前記電力伝送用導電体に生じる交流電圧とを検出する電流・電圧検出器において、
基板を貫通する第１貫通穴が設けられ、前記第１貫通穴の周囲に沿って基板の最上層と最下層との間を貫通しながら基板の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状の第１配線が少なくとも１つ形成され、又は／及び前記第１貫通穴の周囲に沿って一部分の層間を貫通しながら貫通した部分の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状の第１配線が少なくとも１つ形成され、かつ前記第１配線の両端部の全て又は一部に接続される出力用の第２配線が形成され、かつ交流電流が流れる電力伝送用導電体が前記第１貫通穴の内側を通るように配置された場合に、電磁誘導によって前記第１配線に流れる電流を出力する機能を有する電流検出用プリント基板と、
基板を貫通する第２貫通穴が設けられ、前記第２貫通穴の周囲に沿って第３配線が形成され、かつ前記第３配線の一部に接続される出力用の第４配線が形成され、かつ交流電圧が生じている電力伝送用導電体が前記第２貫通穴の内側を通るように配置された場合に、前記第３配線が、前記電力伝送用導電体の内、前記第３配線と対向する箇所と対となるコンデンサの電極として機能し、前記第３配線に生じる電圧を前記第４配線から出力する機能を有する電圧検出用プリント基板と、
前記電流検出用プリント基板と前記電圧検出用プリント基板とを内部に固定するとともに、前記電流検出用プリント基板に設けられた第１貫通穴と前記電圧検出用プリント基板に設けられた第２貫通穴とを通る軸上に、前記電力伝送用導電体を通過させるための貫通穴および前記第１配線に作用する磁束を通過させるための開口部および第３配線と電力伝送用導電体との間を遮蔽させないための開口部を設けて、前記電流検出用プリント基板および前記電圧検出用プリント基板を覆うように構成された導電体製の筐体とを備え、
前記電流検出用プリント基板が、前記電力伝送用導電体の軸方向に対して、前記電圧検出用プリント基板と略同じ位置または予め定めた距離だけずらした位置で、かつ、前記電力伝送用導電体の径方向に対して、前記電圧検出用プリント基板の外側に配置されているとともに、
前記筐体の一部が、前記電流検出用プリント基板と前記電圧検出用プリント基板との間を通過するように形成した電流・電圧検出器。
【請求項２】
前記第１配線の内、基板の最上層と最下層との間または基板の一部分の層間を貫通する部分の配線がスルーホールであり、貫通した部分の最上層および最下層の配線がパターン配線である請求項１に記載の電流・電圧検出器。
【請求項３】
前記第３配線は、前記貫通穴の周囲に沿って、基板の最上層と最下層との間または基板の一部分の層間を貫通するスルーホールを複数設け、かつ貫通した部分の最上層から最下層の内の少なくとも１つの層に前記スルーホール部を繋げるようにパターン配線を設けたものである請求項１または請求項２に記載の電流・電圧検出器。
【請求項４】
前記第１配線が基板に複数形成される場合は、各第１配線の両端部または電気的に同一箇所において、他の第１配線の両端部または電気的に同一箇所と、電気的に接続可能となっている請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電流・電圧検出器。
【請求項５】
前記第１貫通穴が円形であり、前記第１配線が前記貫通穴の周囲に沿って円形に形成されているとともに、
前記第２貫通穴が円形であり、前記第２配線が前記貫通穴の周囲に沿って円形に形成されている請求項１〜請求項４のいずれかに記載の電流・電圧検出器。
【請求項６】
前記電流検出用プリント基板に設けられた第１貫通穴と、前記電圧検出用プリント基板に設けられた第２貫通穴とが、略同軸上に位置するように構成された請求項１〜請求項５のいずれかに記載の電流・電圧検出器。
【請求項７】
前記筐体が、
前記電流検出用プリント基板を固定する第１筐体部と、
前記電圧検出用プリント基板を固定する第２筐体部と、
前記第１筐体部を覆う第１蓋部と、
前記第２筐体部を覆う第２蓋部と、からなり、
前記第１筐体部と前記第２筐体部とが、一体形成されることによって、前記電流検出用プリント基板と前記電圧検出用プリント基板との間を通過する前記筐体の一部が、第１筐体部および第２筐体部の共通部の一部となる請求項１〜請求項６のいずれかに記載の電流・電圧検出器。
【請求項８】
前記電流検出用プリント基板と前記電圧検出用プリント基板との間を通過する前記筐体の一部が、第２筐体部から見て凹形状になっているとともに、凹形状の底部に前記電力伝送用導電体を貫通させるための貫通穴を有し、かつ、前記電圧検出用プリント基板が、前記凹形状の底部に固定される請求項７に記載の電流・電圧検出器。
【請求項９】
前記電流検出用プリント基板の第２配線から出力する電流を所定の電圧レベルに変換する第１変換回路と、
前記第１変換回路によって変換した電圧を出力するための第５配線と、
前記電圧検出用プリント基板の第４配線から出力する電圧を所定の電圧レベルに変換する第２変換回路と、
前記第２変換回路によって変換した電圧を出力するための第６配線と、
をさらに備えた請求項１〜請求項８のいずれかに記載の電流・電圧検出器。
【請求項１０】
前記筐体が、前記電流検出用プリント基板の出力配線または前記第５配線を外部に出力するための開口部および前記電圧検出用プリント基板の出力配線または前記第６配線を外部に出力するための開口部をさらに備えた請求項９に記載の電流・電圧検出器。
【請求項１１】
前記第１筐体部および第１蓋部の少なくともどちらか一方に、前記第１配線側から前記第１変換回路側に浸入する電磁波の量を減少させる導電体部を設け、
前記第２筐体部および第２蓋部の少なくともどちらか一方に、前記第３配線側から前記第２変換回路側に浸入する電磁波の量を減少させる導電体部を設けた請求項９又は請求項１０に記載の電流・電圧検出器。
【請求項１２】
前記筐体が、前記電力伝送用導電体と電流検出用プリント基板及び電圧検出用プリント基板との相対位置を略一定にするための固定手段を備えている請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の電流・電圧検出器。
【請求項１３】
前記交流電力が、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力である請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の電流・電圧検出器。
【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１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【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１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２００９−３６５５３（Ｐ２００９−３６５５３Ａ）
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９９１９２（Ｐ２００７−１９９１９２）
【出願日】平成１９年７月３１日（２００７．７．３１）
【出願人】（００００００２６２）株式会社ダイヘン (990)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月３１日（２００７．７．３１）
【出願人】（００００００２６２）株式会社ダイヘン (990)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]