電流・電圧検出用プリント基板及びそれを用いた電流・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、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。また、電流と電圧の位相差の検出精度が低下する要因があった。
【解決手段】 本発明の電流・電圧検出用プリント基板は、基板を貫通する貫通穴４０１と、貫通穴４０１の周囲に形成されたコイル状の配線１０（カレントトランス部に相当）を有する電流検出部と、貫通穴４０１の周囲に形成された略半リング状の配線３０（コンデンサ部の電極に相当）を有する電流検出部と、を備えている。コイル状の配線１０及び略半リング状の配線３０は、スルーホール及びパターン配線によって形成されるので検出値のばらつきを低減させることができる。また、位相差の検出精度を向上させることができる。
【解決手段】 本発明の電流・電圧検出用プリント基板は、基板を貫通する貫通穴４０１と、貫通穴４０１の周囲に形成されたコイル状の配線１０（カレントトランス部に相当）を有する電流検出部と、貫通穴４０１の周囲に形成された略半リング状の配線３０（コンデンサ部の電極に相当）を有する電流検出部と、を備えている。コイル状の配線１０及び略半リング状の配線３０は、スルーホール及びパターン配線によって形成されるので検出値のばらつきを低減させることができる。また、位相差の検出精度を向上させることができる。
【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電流検出部と電力伝送用導電体に生じる交流電圧を検出する電圧検出部とを備えた電流・電圧検出用プリント基板、及びそれを用いた電流・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３０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）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３１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３１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３２、図３３に示すような構造になっていた。
【００１３】
図３２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３３は、図３２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３３において、同図（ａ）は、図３２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３２、図３３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３２、図３３では、便宜上、図３１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３２、図３３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３２、図３３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３２、図３３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３２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３３では、蓋７２の図示を省略している。
【００２２】
図３２、図３３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３１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３４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３４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３４では、図３１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３４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３４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３４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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【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
【発明の概要】
【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、電流検出器８０、電圧検出器９０の位置は、電力伝送用導電体６６の軸方向に対して、少しではあるが位置が離れているために、異なる地点の電流と電圧とを検出していた。そのために、電流と電圧の位相差の検出精度が低下する要因があった。
【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、位相差の検出精度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・電圧検出用プリント基板は、
基板を貫通する貫通穴と、
前記貫通穴の周囲にスルーホール及びパターン配線によって形成されたコイル状の第１配線と、前記第１配線の両端部に接続される第２配線とを有し、交流電流が流れると共に交流電圧が生じる電力伝送用導電体が前記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前記第２配線から出力する機能を有する電流検出部と、
前記貫通穴の周囲にスルーホール及びパターン配線によって形成された第３配線と、前記第３配線の一部に接続される第４配線とを有し、前記電力伝送用導電体が前記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部と、
を備えたものである。
【００３８】
第２の発明によって提供される電流・電圧検出用プリント基板は、前記第３配線に関するものであり、前記第３配線は、前記貫通穴の周囲に基板を貫通するスルーホールを複数設け、かつ基板の表面層および裏面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。
【００３９】
第３の発明によって提供される電流・電圧検出用プリント基板は、前記第３配線に関するものであり、前記第３配線は、前記貫通穴の周囲に基板の最上層と最下層との間を貫通するスルーホールを複数設け、かつ基板の最上層と最下層との間の少なくとも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・電圧検出用プリント基板は、前記第３配線に関するものであり、前記第３配線は、前記貫通穴の周囲に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。
【００４１】
第５の発明によって提供される電流・電圧検出用プリント基板は、前記第１配線と前記第３配線とが、前記貫通穴の径方向に重ならないように形成されている。
【００４２】
第６の発明によって提供される電流・電圧検出用プリント基板は、前記第２配線及び前記第４配線に関するものであり、前記第２配線及び前記第４配線は、パターン配線によって形成されるか、パターン配線及びスルーホールによって形成されている。
【００４３】
第７の発明によって提供される電流・電圧検出用プリント基板は、前記交流電流及び前記交流電圧に関するものであり、前記交流電流及び前記交流電圧が、無線周波数帯域の周波数を有する。
【００４４】
第８の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
請求項１〜請求項７のいずれかに記載の電流・電圧検出用プリント基板と、
前記電流・電圧検出用プリント基板を内部に固定するとともに、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及び前記第３配線と前記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有する導電体製の筐体と、
を備えたものである。
【発明の効果】
【００４５】
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。
【００４６】
また、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、複数のプリント基板を製作した場合に、個々の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。
【００４７】
また、基板に設けられた切欠部の周囲に形成された配線が、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。
【００４８】
また、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配線をプリント基板に形成できるので、複数のプリント基板を製作した場合に、個々の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、配線の厚みを、厚くすることができる。
【００４９】
また、１つのプリント基板に電流検出機能と電圧検出機能とを持たせることができる。そのため、第５の発明のようにすれば、電力伝送用導電体の軸方向に対して、略同一地点における電流と電圧とを検出することができるので、位相差の検出精度を向上させることができる。
【００５０】
第６の発明によれば、第２配線および第４配線をパターン配線（スルーホールを含む場合もある）によって形成できるために、配線の形状のばらつき等に起因する検出値のばらつきを低減させることができる。また、組み立て工数も低減させることができる。
【００５１】
第７の発明のように、無線周波数帯域の周波数を有する交流電流であると、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、本発明のように、電流検出用プリント基板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流であっても、その影響を最小限に止めることができる。
【００５２】
また、第７の発明のように、無線周波数帯域の周波数を有する交流電圧であると、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、本発明のように、電圧検出部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圧であっても、その影響を最小限に止めることができる。
【００５３】
第８の発明によれば、電流・電圧検出用プリント基板の電流検出部に必要な開口部および電流・電圧検出用プリント基板の電圧検出部に必要な開口部を除いてプリント基板を遮蔽することによって、プリント基板への電磁波の影響を可能な限り低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は、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に設けられた切欠部１０１に隣接するように配置された場合を示す図である。
【図３】図３は、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、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、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、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、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、略半リング状の配線３０の他の一例である。
【図１２】図１２は、電流・電圧検出器３の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、電圧検出用プリント基板２および電流検出用プリント基板１を筐体本体３００に取り付けたときの図である。
【図１７】図１７は、筐体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を取り付ける際の説明図である。
【図２０】図２０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および筐体の変形例である。
【図２１】図２１は、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とを別の筐体に収容するようにして、それぞれ独立した電流検出器３１０および電圧検出器３２０にした一例を示す図である。
【図２２】図２２は、電流検出器３１０および電圧検出器３２０を独立させた場合の応用例を示す図である。
【図２３】図２３は、入力側に近い方に電圧検出器３２０を配置し、その後段に電流検出器３１０を配置した場合の図である。
【図２４】図２４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の応用例を示す図である。
【図２５】図２５は、電流検出器３１０および電圧検出器３２０を、それぞれの筐体に設けられた略半円柱形の凹部３０４が対向するように配置した状態を示した図である。
【図２６】図２６は、１つの筐体内に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を設けた場合の筐体断面図である。
【図２７】図２７は、１つのプリント基板上に電流検出機能と電圧検出機能とを有する電流・電圧検出用プリント基板４を示す図である。
【図２８】図２８は、絶縁体６９の固定方法を示す図である。
【図２９】図２９は、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の一部とした場合の図である。
【図３０】図３０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３１】図３１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３２】図３２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３３】図３３は、図３２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３４】図３４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。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
以下、本発明の詳細を図面を参照して説明する。
【００５６】
（１）電流検出用プリント基板：
図１は、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（切欠部１０１の方向から見た図）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。
【００５７】
図１（ａ）〜（ｄ）に示すように、電流検出用プリント基板１は、基板に略半円形の切欠部１０１が設けられており、この切欠部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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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に設けられた切欠部１０１に隣接す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。
【００６２】
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、切欠部１０１に隣接す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。
【００６３】
なお、本明細書では、電力伝送用導電体６６の周囲に絶縁体６９がある状態であっても、図２に示すように電力伝送用導電体６６および絶縁体６９が配置されている場合は、電力伝送用導電体６６が、切欠部１０１に隣接しているとみなす。また、後述する電圧検出用プリント基板２でも同様である。
【００６４】
したがって、コイル状の配線１０の部分は、図３１に示した回路図のカレントトランス部８１に相当する。
【００６５】
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ができる。
【００６６】
なお、後述するように、図３１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。
【００６７】
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。
【００６８】
図３は、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（切欠部１０１の方向から見た図）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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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３１に示した回路図のカレントトランス部８１に相当する。
【００７４】
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。
【００７５】
なお、後述するように、図３１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。また、図３（ａ）に示す出力配線２１の長さと、図３（ｅ）に示す出力配線２１の長さとが異なるが、これは、図面を簡略化するために、このように図示したためである。
【００７６】
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、基板の表面層と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、基板の最上層である表面層と最下層である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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
図５は、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、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よりも切欠部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）〜（ｄ）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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
図７は、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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
（２）電圧検出用プリント基板：
図９は、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（切欠部２０１の方向から見た図）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。
【００９８】
図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、電圧検出用プリント基板２は、基板に略半円形の切欠部２０１が設けられており、その周囲に略半リング状の配線３０が設けられている。この略半リング状の配線３０は、切欠部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、略半リング状の配線３０となる。
【００９９】
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、略半リング状の配線３０には、出力配線４０が接続されている。
【０１００】
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、切欠部２０１に隣接するように配置された場合に、略半リング状の配線３０が、前記電力伝送用導電体６６の内、略半リング状の配線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、略半リング状の配線３０の部分は、図３１に示した回路図のコンデンサ部の電極９１ｂに相当する。
【０１０１】
このようにすると、略半リング状の配線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。
【０１０２】
なお、後述するように、図３１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、略半リング状の配線３０の出力配線４０が、直接、電圧用変換回路５３に接続される。
【０１０３】
なお、略半リング状の配線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。
【０１０４】
図１０は、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（切欠部２０１の方向から見た図）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。
【０１０５】
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、略半リング状の配線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。
【０１０６】
そのために、図１０の場合、略半リング状の配線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、略半リング状の配線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、略半リング状の配線３０の部分は、図３１に示した回路図のコンデンサ部の電極９１ｂに相当する。
【０１０７】
また、略半リング状の配線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。
【０１０８】
なお、これまで説明した例とは異なり、図１１のように略半リング状の配線３０を形成してもよい。
【０１０９】
図１１は、略半リング状の配線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、略半リング状の配線３０の部分は、図３１に示した回路図のコンデンサ部の電極９１ｂに相当する。
【０１１０】
（３）電流・電圧検出器（その１）：
図１２は、電流・電圧検出器３の概略の外観図である。図１２において、同図（ａ）は、電流・電圧検出器３を立体的に示した概略の外観図であり、同図（ｂ）は、導電体製の筐体の側面から見た概略の外観図であり、同図（ｃ）は、同図（ｂ）の筐体を取り除いた場合の図である。
【０１１１】
この図１２（ａ）に示すように、電流・電圧検出器３には、略半円柱形の凹部３０４が設けられていて、電力伝送用導電体６６およびその周囲にある絶縁体６９が、この略半円柱形の凹部３０４に隣接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）。
【０１１２】
また、図１２（ｃ）に示すように、筐体内に、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とが収容された構造となっている。そのために、筐体に設けられた略半円柱形の凹部３０４に隣接する電力伝送用導電体６６に流れる電流を電流検出用プリント基板１によって検出し、電力伝送用導電体６６に生じている電圧を電圧検出用プリント基板２によって検出することが出来る構造になっている。
【０１１３】
すなわち、図１２（ｂ）に示した例で説明すると、電流・電圧検出器３の左側の部分が電流検出器３１０に相当し、右側の部分が、電圧検出器３２０に相当することになる。なお、筐体は、アルミニウム等の導電体で作られている。そして、この電流検出器３１０は、図３１に示した電圧検出器８０に相当し、電圧検出器３２０は、図３１に示した電圧検出器９０に相当する。
【０１１４】
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。この図１３において、同図（ａ）は、電流・電圧検出器３の概略の構成図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）の構成要素を組み立てたときの概略図である。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、基板には略半円形の切欠部、筐体には略半円柱形の凹部３０４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。また、図１３では、外側から見えない部分の概略を点線で示している。
【０１１５】
図１３（ａ）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（ａ）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、図１３（ｂ）に示したように、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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
図１４〜図１６に示したように、筐体本体３００には、略半円柱形の凹部３０４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を略半円柱形の凹部３０４に隣接させるとともに、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。
【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、凹部３２１の底面に対して、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の略半リング状の配線３０が、基板の裏面層に形成されない場合は、凹部３２１の四隅に設けた基板固定部３２４を不要にでき、凹部３２１と凹部３２２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。
【０１２４】
また、筐体本体３００の電流検出用プリント基板１側には、略半円柱形の凹部３０４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。
【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３１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】
（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の略半リング状の配線３０は、図９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がパターン配線のまま、電圧用変換回路５３に接続されている。この電圧用変換回路５３は、図３１に示した電圧用変換回路９３に相当するものである。
【０１３０】
したがって、図１で説明した電圧検出用プリント基板２と異なり、同一基板上に略半リング状の配線３０と電圧用変換回路５３とが備わっている。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。
【０１３１】
また、筐体本体には、電圧検出用プリント基板２の略半リング状の配線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。そのため、電圧検出用プリント基板２は、この第３遮蔽部３２３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。
【０１３２】
（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に設けられた略半円柱形の凹部３０４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を隣接させた場合の断面図である。
このように配置することで、電力伝送用導電体６６が、電流・電圧検出器３の内部にある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に隣接することになる。なお、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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
（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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。これについては、図１８と同様なので、説明を省略する。
【０１３９】
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。
【０１４０】
（ｉｉｉ）電流・電圧検出器３を取り付ける際の効果：
図１９は、電流・電圧検出器３を取り付ける際の説明図である。この図１９において、電力伝送用導電体６６およびその周囲にある絶縁体６９は、例えば、インピーダンス整合装置６３内に取り付けられた状態になっているものとする。また、図面を簡略化するために、電力伝送用導電体６６等の周辺にある他の構成部品の図示を省略している。
【０１４１】
さて、上記のように電力伝送用導電体６６等が、筐体に設けられた略半円柱形の凹部３０４に隣接するように配置することができると、従来のように、電流・電圧検出器３と電力伝送用導電体６６等とを同時に取り付ける必要がない。すなわち、図１９（ａ）のように、既に電力伝送用導電体６６等が装置内に取り付けられている場合でも、図１９（ｂ）のように、後から電流・電圧検出器３を取り付けることができる。また、図１９（ｂ）のように、電流・電圧検出器３が、電力伝送用導電体６６等に取り付けられた状態から、図１９（ａ）のように、電力伝送用導電体６６等を取り外すことなく、電流・電圧検出器３を取り外すことができる。
【０１４２】
（電流・電圧検出器３の変形例）
図２０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２０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に電流用変換回路５１が備わっておらず、電圧検出用プリント基板２に電圧用変換回路５３が備わっていない。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。
【０１４３】
（４）電流検出器、電圧検出器：
上記では電流検出器３１０と電圧検出器３２０とが、一体となっていたが、これに限定されるものではなく、電流検出器３１０と電圧検出器３２０とを別にしてもよい。なお、ここでは、便宜上、図１２と同符号を用いている。
【０１４４】
図２１は、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とを別の筐体に収容するようにして、それぞれ独立した電流検出器３１０および電圧検出器３２０にした一例を示す図である。この図２１に示すように、電流検出器３１０および電圧検出器３２０を独立させて、それを表裏重ね合わせると、上述した一体形成したものと同様の効果が得られる。なお、それぞれ独立した電流検出器３１０および電圧検出器３２０となるので、略半円柱形の凹部３０４は、２つに分かれることになるが、便宜上、それぞれの略半円柱形の凹部も同符号とする。
【０１４５】
図２２は、電流検出器３１０および電圧検出器３２０を独立させた場合の応用例を示す図である。この図２２に示すように、電流検出器３１０と電圧検出器３２０とを同方向に重ね合わせるのではなく、異なる方向に重ね合わせてもよい。なお、図２２に示すように、それぞれの検出器に設けた略半円柱形の凹部３０４は同軸上に位置するようにした方が、電力伝送用導電体６６を直線的なものにして、構造を簡略化できる。また、組み立て易くなる等の効果があるので望ましい。
【０１４６】
なお、これまでの説明では、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。
【０１４７】
また、これまでの説明では、入力側に近い方に電流検出器３１０を配置し、その後段に電圧検出器３２０を配置するような構成で説明をしたが、図２３に示すように、入力側に近い方に電圧検出器３２０を配置するような構成にしてもよい。
【０１４８】
また、これまでの説明では、電流検出器３１０と電圧検出器３２０の２つを合わせて用いる例を示したが、もちろん、電流検出器３１０のみ、または電圧検出器３２０のみで用いてもよい。
【０１４９】
（５）電流検出用プリント基板・電圧検出用プリント基板の応用例：
図２４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の応用例を示す図である。
この図２４（ａ）に示すように、電流検出用プリント基板１の切欠部１０１と電圧検出用プリント基板２の切欠部２０１とが対向するように合わせて用いることができる。切欠部１０１と切欠部２０１とは、ともに略半円形であるので、２つの切欠部が略同一の大きさであれば、図２４のように、合わせた部分が略円形となる。もちろん、図２４（ｂ）に示すように、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との間に隙間を設けてもよい。
【０１５０】
このような場合、電力伝送用導電体６６が、２つの切欠部を合わせた略円形の部分の中を通るようにすることで、上記の実施形態と同様に、電流検出と電圧検出を行うことができる。
【０１５１】
なお、電力伝送用導電体６６が円柱形状（断面が円形）の場合、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との間の隙間が大きくなると、配線と電力伝送用導電体６６との間隔を一定にすることができないので、検出精度が低下するおそれがある。そのために、可能な限り隙間を少なくすることが望ましい。
【０１５２】
さらに、このような配置にすることで、電力伝送用導電体の軸方向に対して、略同一地点における電流と電圧とを検出することができるので、位相差の検出精度を向上させることができる。
【０１５３】
また、図２４では、図１に示した電流検出用プリント基板１および図９に示した電圧検出用プリント基板２のように両面構造のプリント基板を用いた例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、どちらか一方または両方を多層構造のプリント基板にしてもよい。また、電流用変換回路５１や電圧用変換回路５３を用いる構成にしてもよい。
【０１５４】
図２５は、電流検出器３１０および電圧検出器３２０を、それぞれの筐体に設けられた略半円柱形の凹部３０４が対向するように配置した状態を示した図である。その結果、電流検出器３１０内の電流検出用プリント基板１および電圧検出器３２０内の電圧検出用プリント基板２は、電流検出用プリント基板１の切欠部１０１と電圧検出用プリント基板２の切欠部２０１とが対向するようになる。すなわち、図２４に示したような配置になるので、図２４で説明したように、位相差の検出精度を向上させることができる。さらに、電流検出器３１０および電圧検出器３２０が、それぞれ独立しているので、図１９で説明したような効果もある。
【０１５５】
（６）電流・電圧検出器（その２）：
図２６は、１つの筐体内に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を設けた場合の筐体断面図である。
図２５では、それぞれ独立した電流検出器３１０および電圧検出器３２０を用いていたが、これを発展させて、図２６のように、１つの筐体本体３０５内に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を設けるようにしてもよい。このようにしても、図２５の場合と同様の効果を得ることができる。ただし、電流検出側と電圧検出側とが、独立していないので、図１９で説明したような効果はない。また、この場合、筐体本体３０５には、貫通穴３０３が設けられることになり、電力伝送用導電体６６およびその周囲にある絶縁体６９が、貫通穴３０３の内側を通るように配置されることになる。なお、電流検出部用蓋３０１および電圧検出部用蓋３０２は、図２６に示すように、それぞれ別にしてもよいし、一体化させてもよい。
【０１５６】
（７）電流・電圧検出器（その３）：
図２７は、１つのプリント基板上に電流検出機能と電圧検出機能とを有する電流・電圧検出用プリント基板４を示す図である。この電流・電圧検出用プリント基板４は、図２４（ａ）に示し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を一体化させたものである。これにより、１つのプリント基板上に電流検出機能と電圧検出機能とを実現させることができる。また、この場合、図２７に示すように、電流・電圧検出用プリント基板４には、略円形の貫通穴４０１が設けられることになる。なお、便宜上、上記以外の電流・電圧検出用プリント基板４の構成に対する符号は、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で用いていた符号と同じものを用いている。
【０１５７】
もちろん、この電流・電圧検出用プリント基板４を用いて電流・電圧検出器を構成することもできる。この場合、図２６に示した電流・電圧検出器内の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の代わりに、図２７の電流・電圧検出用プリント基板４を備えた構成にすればよい。なお、この場合は、図２６と殆ど同じなので、図示を省略する。
【０１５８】
（８）固定方法
図２６、図２７の場合において、絶縁体６９の外径を筐体本体３０５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。
【０１５９】
図２８は、絶縁体６９の固定方法を示す図である。なお、この図では、図２７で示した電流・電圧検出用プリント基板４を用いている。この図２８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。また、これだけでは、安定して絶縁体６９を固定できない場合は、より安定させるために、（紙面で見て）筐体本体３０５の下部に絶縁体６９を固定させる取付け部品３０６を取り付けてもよい。この取付け部品３０６は、絶縁体６９に設けた凹部に嵌合するようになっており、図略のビス等で筐体本体３０５に取り付けられる。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。
【０１６０】
なお、図２８では、筐体本体３０５に貫通穴３０３が設けられている場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、取付け部品３０６の形状を変更することによって、図１２で説明した電流・電圧検出器３にも、絶縁体６９を固定させることが可能である。また、図２１等で説明したように、電流検出器３１０と電圧検出器３２０とが独立した場合にも適用できる。
【０１６１】
図２９は、図２８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。
【０１６２】
図２８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２９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２９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。
【０１６３】
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）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。
【０１６４】
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の切欠部１０１、電圧検出用プリント基板２の切欠部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。
【０１６５】
また、これまでの説明では、電流検出用プリント基板１の切欠部１０１および電圧検出用プリント基板２の切欠部２０１は、略半円形であるとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、半円形よりも円形に近い形状にしてもよい。また切欠部１０１および切欠部２０１の形状に伴って、コイル状の配線１０、略半リング状の配線３０の形状を変化させればよい。このように、切欠部１０１および切欠部２０１の形状は、略半円形に限定されるものではないが、略半円形にすると、図２４で説明したようなことが可能になるので好ましい。
【０１６６】
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。
【符号の説明】
【０１６７】
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
３ａ 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 略半リング状の配線
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 切欠部
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 切欠部
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
３０４ 半円柱形の凹部
３０５ 筐体本体
３０６ 取付け部品
３１０ 電流検出器
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
３２０ 電圧検出器
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
４０１ 貫通穴
【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電流検出部と電力伝送用導電体に生じる交流電圧を検出する電圧検出部とを備えた電流・電圧検出用プリント基板、及びそれを用いた電流・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３０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）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３１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３１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３２、図３３に示すような構造になっていた。
【００１３】
図３２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３３は、図３２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３３において、同図（ａ）は、図３２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３２、図３３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３２、図３３では、便宜上、図３１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３２、図３３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３２、図３３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３２、図３３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３２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３３では、蓋７２の図示を省略している。
【００２２】
図３２、図３３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３１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３４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３４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３４では、図３１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３４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３４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３４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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【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
【発明の概要】
【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、電流検出器８０、電圧検出器９０の位置は、電力伝送用導電体６６の軸方向に対して、少しではあるが位置が離れているために、異なる地点の電流と電圧とを検出していた。そのために、電流と電圧の位相差の検出精度が低下する要因があった。
【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、位相差の検出精度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・電圧検出用プリント基板は、
基板を貫通する貫通穴と、
前記貫通穴の周囲にスルーホール及びパターン配線によって形成されたコイル状の第１配線と、前記第１配線の両端部に接続される第２配線とを有し、交流電流が流れると共に交流電圧が生じる電力伝送用導電体が前記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前記第２配線から出力する機能を有する電流検出部と、
前記貫通穴の周囲にスルーホール及びパターン配線によって形成された第３配線と、前記第３配線の一部に接続される第４配線とを有し、前記電力伝送用導電体が前記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部と、
を備えたものである。
【００３８】
第２の発明によって提供される電流・電圧検出用プリント基板は、前記第３配線に関するものであり、前記第３配線は、前記貫通穴の周囲に基板を貫通するスルーホールを複数設け、かつ基板の表面層および裏面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。
【００３９】
第３の発明によって提供される電流・電圧検出用プリント基板は、前記第３配線に関するものであり、前記第３配線は、前記貫通穴の周囲に基板の最上層と最下層との間を貫通するスルーホールを複数設け、かつ基板の最上層と最下層との間の少なくとも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・電圧検出用プリント基板は、前記第３配線に関するものであり、前記第３配線は、前記貫通穴の周囲に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。
【００４１】
第５の発明によって提供される電流・電圧検出用プリント基板は、前記第１配線と前記第３配線とが、前記貫通穴の径方向に重ならないように形成されている。
【００４２】
第６の発明によって提供される電流・電圧検出用プリント基板は、前記第２配線及び前記第４配線に関するものであり、前記第２配線及び前記第４配線は、パターン配線によって形成されるか、パターン配線及びスルーホールによって形成されている。
【００４３】
第７の発明によって提供される電流・電圧検出用プリント基板は、前記交流電流及び前記交流電圧に関するものであり、前記交流電流及び前記交流電圧が、無線周波数帯域の周波数を有する。
【００４４】
第８の発明によって提供される電流・電圧検出器は、
請求項１〜請求項７のいずれかに記載の電流・電圧検出用プリント基板と、
前記電流・電圧検出用プリント基板を内部に固定するとともに、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及び前記第３配線と前記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有する導電体製の筐体と、
を備えたものである。
【発明の効果】
【００４５】
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。
【００４６】
また、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、複数のプリント基板を製作した場合に、個々の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。
【００４７】
また、基板に設けられた切欠部の周囲に形成された配線が、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。
【００４８】
また、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配線をプリント基板に形成できるので、複数のプリント基板を製作した場合に、個々の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、配線の厚みを、厚くすることができる。
【００４９】
また、１つのプリント基板に電流検出機能と電圧検出機能とを持たせることができる。そのため、第５の発明のようにすれば、電力伝送用導電体の軸方向に対して、略同一地点における電流と電圧とを検出することができるので、位相差の検出精度を向上させることができる。
【００５０】
第６の発明によれば、第２配線および第４配線をパターン配線（スルーホールを含む場合もある）によって形成できるために、配線の形状のばらつき等に起因する検出値のばらつきを低減させることができる。また、組み立て工数も低減させることができる。
【００５１】
第７の発明のように、無線周波数帯域の周波数を有する交流電流であると、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、本発明のように、電流検出用プリント基板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流であっても、その影響を最小限に止めることができる。
【００５２】
また、第７の発明のように、無線周波数帯域の周波数を有する交流電圧であると、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、本発明のように、電圧検出部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圧であっても、その影響を最小限に止めることができる。
【００５３】
第８の発明によれば、電流・電圧検出用プリント基板の電流検出部に必要な開口部および電流・電圧検出用プリント基板の電圧検出部に必要な開口部を除いてプリント基板を遮蔽することによって、プリント基板への電磁波の影響を可能な限り低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は、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に設けられた切欠部１０１に隣接するように配置された場合を示す図である。
【図３】図３は、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、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、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、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、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、略半リング状の配線３０の他の一例である。
【図１２】図１２は、電流・電圧検出器３の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、電圧検出用プリント基板２および電流検出用プリント基板１を筐体本体３００に取り付けたときの図である。
【図１７】図１７は、筐体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を取り付ける際の説明図である。
【図２０】図２０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および筐体の変形例である。
【図２１】図２１は、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とを別の筐体に収容するようにして、それぞれ独立した電流検出器３１０および電圧検出器３２０にした一例を示す図である。
【図２２】図２２は、電流検出器３１０および電圧検出器３２０を独立させた場合の応用例を示す図である。
【図２３】図２３は、入力側に近い方に電圧検出器３２０を配置し、その後段に電流検出器３１０を配置した場合の図である。
【図２４】図２４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の応用例を示す図である。
【図２５】図２５は、電流検出器３１０および電圧検出器３２０を、それぞれの筐体に設けられた略半円柱形の凹部３０４が対向するように配置した状態を示した図である。
【図２６】図２６は、１つの筐体内に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を設けた場合の筐体断面図である。
【図２７】図２７は、１つのプリント基板上に電流検出機能と電圧検出機能とを有する電流・電圧検出用プリント基板４を示す図である。
【図２８】図２８は、絶縁体６９の固定方法を示す図である。
【図２９】図２９は、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の一部とした場合の図である。
【図３０】図３０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３１】図３１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３２】図３２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３３】図３３は、図３２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３４】図３４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。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
以下、本発明の詳細を図面を参照して説明する。
【００５６】
（１）電流検出用プリント基板：
図１は、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（切欠部１０１の方向から見た図）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。
【００５７】
図１（ａ）〜（ｄ）に示すように、電流検出用プリント基板１は、基板に略半円形の切欠部１０１が設けられており、この切欠部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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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に設けられた切欠部１０１に隣接す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。
【００６２】
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、切欠部１０１に隣接す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。
【００６３】
なお、本明細書では、電力伝送用導電体６６の周囲に絶縁体６９がある状態であっても、図２に示すように電力伝送用導電体６６および絶縁体６９が配置されている場合は、電力伝送用導電体６６が、切欠部１０１に隣接しているとみなす。また、後述する電圧検出用プリント基板２でも同様である。
【００６４】
したがって、コイル状の配線１０の部分は、図３１に示した回路図のカレントトランス部８１に相当する。
【００６５】
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ができる。
【００６６】
なお、後述するように、図３１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。
【００６７】
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。
【００６８】
図３は、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（切欠部１０１の方向から見た図）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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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３１に示した回路図のカレントトランス部８１に相当する。
【００７４】
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。
【００７５】
なお、後述するように、図３１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。また、図３（ａ）に示す出力配線２１の長さと、図３（ｅ）に示す出力配線２１の長さとが異なるが、これは、図面を簡略化するために、このように図示したためである。
【００７６】
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、基板の表面層と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、基板の最上層である表面層と最下層である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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
図５は、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、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よりも切欠部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）〜（ｄ）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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
図７は、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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
（２）電圧検出用プリント基板：
図９は、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（切欠部２０１の方向から見た図）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。
【００９８】
図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、電圧検出用プリント基板２は、基板に略半円形の切欠部２０１が設けられており、その周囲に略半リング状の配線３０が設けられている。この略半リング状の配線３０は、切欠部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、略半リング状の配線３０となる。
【００９９】
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、略半リング状の配線３０には、出力配線４０が接続されている。
【０１００】
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、切欠部２０１に隣接するように配置された場合に、略半リング状の配線３０が、前記電力伝送用導電体６６の内、略半リング状の配線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、略半リング状の配線３０の部分は、図３１に示した回路図のコンデンサ部の電極９１ｂに相当する。
【０１０１】
このようにすると、略半リング状の配線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。
【０１０２】
なお、後述するように、図３１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、略半リング状の配線３０の出力配線４０が、直接、電圧用変換回路５３に接続される。
【０１０３】
なお、略半リング状の配線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。
【０１０４】
図１０は、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（切欠部２０１の方向から見た図）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。
【０１０５】
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、略半リング状の配線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。
【０１０６】
そのために、図１０の場合、略半リング状の配線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、略半リング状の配線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、略半リング状の配線３０の部分は、図３１に示した回路図のコンデンサ部の電極９１ｂに相当する。
【０１０７】
また、略半リング状の配線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。
【０１０８】
なお、これまで説明した例とは異なり、図１１のように略半リング状の配線３０を形成してもよい。
【０１０９】
図１１は、略半リング状の配線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、略半リング状の配線３０の部分は、図３１に示した回路図のコンデンサ部の電極９１ｂに相当する。
【０１１０】
（３）電流・電圧検出器（その１）：
図１２は、電流・電圧検出器３の概略の外観図である。図１２において、同図（ａ）は、電流・電圧検出器３を立体的に示した概略の外観図であり、同図（ｂ）は、導電体製の筐体の側面から見た概略の外観図であり、同図（ｃ）は、同図（ｂ）の筐体を取り除いた場合の図である。
【０１１１】
この図１２（ａ）に示すように、電流・電圧検出器３には、略半円柱形の凹部３０４が設けられていて、電力伝送用導電体６６およびその周囲にある絶縁体６９が、この略半円柱形の凹部３０４に隣接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）。
【０１１２】
また、図１２（ｃ）に示すように、筐体内に、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とが収容された構造となっている。そのために、筐体に設けられた略半円柱形の凹部３０４に隣接する電力伝送用導電体６６に流れる電流を電流検出用プリント基板１によって検出し、電力伝送用導電体６６に生じている電圧を電圧検出用プリント基板２によって検出することが出来る構造になっている。
【０１１３】
すなわち、図１２（ｂ）に示した例で説明すると、電流・電圧検出器３の左側の部分が電流検出器３１０に相当し、右側の部分が、電圧検出器３２０に相当することになる。なお、筐体は、アルミニウム等の導電体で作られている。そして、この電流検出器３１０は、図３１に示した電圧検出器８０に相当し、電圧検出器３２０は、図３１に示した電圧検出器９０に相当する。
【０１１４】
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。この図１３において、同図（ａ）は、電流・電圧検出器３の概略の構成図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）の構成要素を組み立てたときの概略図である。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、基板には略半円形の切欠部、筐体には略半円柱形の凹部３０４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。また、図１３では、外側から見えない部分の概略を点線で示している。
【０１１５】
図１３（ａ）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（ａ）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、図１３（ｂ）に示したように、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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
図１４〜図１６に示したように、筐体本体３００には、略半円柱形の凹部３０４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を略半円柱形の凹部３０４に隣接させるとともに、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。
【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、凹部３２１の底面に対して、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の略半リング状の配線３０が、基板の裏面層に形成されない場合は、凹部３２１の四隅に設けた基板固定部３２４を不要にでき、凹部３２１と凹部３２２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。
【０１２４】
また、筐体本体３００の電流検出用プリント基板１側には、略半円柱形の凹部３０４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。
【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３１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】
（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の略半リング状の配線３０は、図９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がパターン配線のまま、電圧用変換回路５３に接続されている。この電圧用変換回路５３は、図３１に示した電圧用変換回路９３に相当するものである。
【０１３０】
したがって、図１で説明した電圧検出用プリント基板２と異なり、同一基板上に略半リング状の配線３０と電圧用変換回路５３とが備わっている。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。
【０１３１】
また、筐体本体には、電圧検出用プリント基板２の略半リング状の配線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。そのため、電圧検出用プリント基板２は、この第３遮蔽部３２３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。
【０１３２】
（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に設けられた略半円柱形の凹部３０４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を隣接させた場合の断面図である。
このように配置することで、電力伝送用導電体６６が、電流・電圧検出器３の内部にある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に隣接することになる。なお、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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
（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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。これについては、図１８と同様なので、説明を省略する。
【０１３９】
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。
【０１４０】
（ｉｉｉ）電流・電圧検出器３を取り付ける際の効果：
図１９は、電流・電圧検出器３を取り付ける際の説明図である。この図１９において、電力伝送用導電体６６およびその周囲にある絶縁体６９は、例えば、インピーダンス整合装置６３内に取り付けられた状態になっているものとする。また、図面を簡略化するために、電力伝送用導電体６６等の周辺にある他の構成部品の図示を省略している。
【０１４１】
さて、上記のように電力伝送用導電体６６等が、筐体に設けられた略半円柱形の凹部３０４に隣接するように配置することができると、従来のように、電流・電圧検出器３と電力伝送用導電体６６等とを同時に取り付ける必要がない。すなわち、図１９（ａ）のように、既に電力伝送用導電体６６等が装置内に取り付けられている場合でも、図１９（ｂ）のように、後から電流・電圧検出器３を取り付けることができる。また、図１９（ｂ）のように、電流・電圧検出器３が、電力伝送用導電体６６等に取り付けられた状態から、図１９（ａ）のように、電力伝送用導電体６６等を取り外すことなく、電流・電圧検出器３を取り外すことができる。
【０１４２】
（電流・電圧検出器３の変形例）
図２０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２０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に電流用変換回路５１が備わっておらず、電圧検出用プリント基板２に電圧用変換回路５３が備わっていない。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。
【０１４３】
（４）電流検出器、電圧検出器：
上記では電流検出器３１０と電圧検出器３２０とが、一体となっていたが、これに限定されるものではなく、電流検出器３１０と電圧検出器３２０とを別にしてもよい。なお、ここでは、便宜上、図１２と同符号を用いている。
【０１４４】
図２１は、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とを別の筐体に収容するようにして、それぞれ独立した電流検出器３１０および電圧検出器３２０にした一例を示す図である。この図２１に示すように、電流検出器３１０および電圧検出器３２０を独立させて、それを表裏重ね合わせると、上述した一体形成したものと同様の効果が得られる。なお、それぞれ独立した電流検出器３１０および電圧検出器３２０となるので、略半円柱形の凹部３０４は、２つに分かれることになるが、便宜上、それぞれの略半円柱形の凹部も同符号とする。
【０１４５】
図２２は、電流検出器３１０および電圧検出器３２０を独立させた場合の応用例を示す図である。この図２２に示すように、電流検出器３１０と電圧検出器３２０とを同方向に重ね合わせるのではなく、異なる方向に重ね合わせてもよい。なお、図２２に示すように、それぞれの検出器に設けた略半円柱形の凹部３０４は同軸上に位置するようにした方が、電力伝送用導電体６６を直線的なものにして、構造を簡略化できる。また、組み立て易くなる等の効果があるので望ましい。
【０１４６】
なお、これまでの説明では、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。
【０１４７】
また、これまでの説明では、入力側に近い方に電流検出器３１０を配置し、その後段に電圧検出器３２０を配置するような構成で説明をしたが、図２３に示すように、入力側に近い方に電圧検出器３２０を配置するような構成にしてもよい。
【０１４８】
また、これまでの説明では、電流検出器３１０と電圧検出器３２０の２つを合わせて用いる例を示したが、もちろん、電流検出器３１０のみ、または電圧検出器３２０のみで用いてもよい。
【０１４９】
（５）電流検出用プリント基板・電圧検出用プリント基板の応用例：
図２４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の応用例を示す図である。
この図２４（ａ）に示すように、電流検出用プリント基板１の切欠部１０１と電圧検出用プリント基板２の切欠部２０１とが対向するように合わせて用いることができる。切欠部１０１と切欠部２０１とは、ともに略半円形であるので、２つの切欠部が略同一の大きさであれば、図２４のように、合わせた部分が略円形となる。もちろん、図２４（ｂ）に示すように、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との間に隙間を設けてもよい。
【０１５０】
このような場合、電力伝送用導電体６６が、２つの切欠部を合わせた略円形の部分の中を通るようにすることで、上記の実施形態と同様に、電流検出と電圧検出を行うことができる。
【０１５１】
なお、電力伝送用導電体６６が円柱形状（断面が円形）の場合、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との間の隙間が大きくなると、配線と電力伝送用導電体６６との間隔を一定にすることができないので、検出精度が低下するおそれがある。そのために、可能な限り隙間を少なくすることが望ましい。
【０１５２】
さらに、このような配置にすることで、電力伝送用導電体の軸方向に対して、略同一地点における電流と電圧とを検出することができるので、位相差の検出精度を向上させることができる。
【０１５３】
また、図２４では、図１に示した電流検出用プリント基板１および図９に示した電圧検出用プリント基板２のように両面構造のプリント基板を用いた例を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、どちらか一方または両方を多層構造のプリント基板にしてもよい。また、電流用変換回路５１や電圧用変換回路５３を用いる構成にしてもよい。
【０１５４】
図２５は、電流検出器３１０および電圧検出器３２０を、それぞれの筐体に設けられた略半円柱形の凹部３０４が対向するように配置した状態を示した図である。その結果、電流検出器３１０内の電流検出用プリント基板１および電圧検出器３２０内の電圧検出用プリント基板２は、電流検出用プリント基板１の切欠部１０１と電圧検出用プリント基板２の切欠部２０１とが対向するようになる。すなわち、図２４に示したような配置になるので、図２４で説明したように、位相差の検出精度を向上させることができる。さらに、電流検出器３１０および電圧検出器３２０が、それぞれ独立しているので、図１９で説明したような効果もある。
【０１５５】
（６）電流・電圧検出器（その２）：
図２６は、１つの筐体内に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を設けた場合の筐体断面図である。
図２５では、それぞれ独立した電流検出器３１０および電圧検出器３２０を用いていたが、これを発展させて、図２６のように、１つの筐体本体３０５内に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を設けるようにしてもよい。このようにしても、図２５の場合と同様の効果を得ることができる。ただし、電流検出側と電圧検出側とが、独立していないので、図１９で説明したような効果はない。また、この場合、筐体本体３０５には、貫通穴３０３が設けられることになり、電力伝送用導電体６６およびその周囲にある絶縁体６９が、貫通穴３０３の内側を通るように配置されることになる。なお、電流検出部用蓋３０１および電圧検出部用蓋３０２は、図２６に示すように、それぞれ別にしてもよいし、一体化させてもよい。
【０１５６】
（７）電流・電圧検出器（その３）：
図２７は、１つのプリント基板上に電流検出機能と電圧検出機能とを有する電流・電圧検出用プリント基板４を示す図である。この電流・電圧検出用プリント基板４は、図２４（ａ）に示し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を一体化させたものである。これにより、１つのプリント基板上に電流検出機能と電圧検出機能とを実現させることができる。また、この場合、図２７に示すように、電流・電圧検出用プリント基板４には、略円形の貫通穴４０１が設けられることになる。なお、便宜上、上記以外の電流・電圧検出用プリント基板４の構成に対する符号は、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で用いていた符号と同じものを用いている。
【０１５７】
もちろん、この電流・電圧検出用プリント基板４を用いて電流・電圧検出器を構成することもできる。この場合、図２６に示した電流・電圧検出器内の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の代わりに、図２７の電流・電圧検出用プリント基板４を備えた構成にすればよい。なお、この場合は、図２６と殆ど同じなので、図示を省略する。
【０１５８】
（８）固定方法
図２６、図２７の場合において、絶縁体６９の外径を筐体本体３０５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。
【０１５９】
図２８は、絶縁体６９の固定方法を示す図である。なお、この図では、図２７で示した電流・電圧検出用プリント基板４を用いている。この図２８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。また、これだけでは、安定して絶縁体６９を固定できない場合は、より安定させるために、（紙面で見て）筐体本体３０５の下部に絶縁体６９を固定させる取付け部品３０６を取り付けてもよい。この取付け部品３０６は、絶縁体６９に設けた凹部に嵌合するようになっており、図略のビス等で筐体本体３０５に取り付けられる。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。
【０１６０】
なお、図２８では、筐体本体３０５に貫通穴３０３が設けられている場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、取付け部品３０６の形状を変更することによって、図１２で説明した電流・電圧検出器３にも、絶縁体６９を固定させることが可能である。また、図２１等で説明したように、電流検出器３１０と電圧検出器３２０とが独立した場合にも適用できる。
【０１６１】
図２９は、図２８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。
【０１６２】
図２８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２９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２９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。
【０１６３】
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）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。
【０１６４】
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の切欠部１０１、電圧検出用プリント基板２の切欠部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。
【０１６５】
また、これまでの説明では、電流検出用プリント基板１の切欠部１０１および電圧検出用プリント基板２の切欠部２０１は、略半円形であるとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、半円形よりも円形に近い形状にしてもよい。また切欠部１０１および切欠部２０１の形状に伴って、コイル状の配線１０、略半リング状の配線３０の形状を変化させればよい。このように、切欠部１０１および切欠部２０１の形状は、略半円形に限定されるものではないが、略半円形にすると、図２４で説明したようなことが可能になるので好ましい。
【０１６６】
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。
【符号の説明】
【０１６７】
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
３ａ 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 略半リング状の配線
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 切欠部
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 切欠部
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
３０４ 半円柱形の凹部
３０５ 筐体本体
３０６ 取付け部品
３１０ 電流検出器
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
３２０ 電圧検出器
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
４０１ 貫通穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を貫通する貫通穴と、
前記貫通穴の周囲にスルーホール及びパターン配線によって形成されたコイル状の第１配線と、前記第１配線の両端部に接続される第２配線とを有し、交流電流が流れると共に交流電圧が生じる電力伝送用導電体が前記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前記第２配線から出力する機能を有する電流検出部と、
前記貫通穴の周囲にスルーホール及びパターン配線によって形成された第３配線と、前記第３配線の一部に接続される第４配線とを有し、前記電力伝送用導電体が前記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部と、
を備えた電流・電圧検出用プリント基板。
【請求項２】
前記第３配線は、前記貫通穴の周囲に基板を貫通するスルーホールを複数設け、かつ基板の表面層および裏面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に記載の電流・電圧検出用プリント基板。
【請求項３】
前記第３配線は、前記貫通穴の周囲に基板の最上層と最下層との間を貫通するスルーホールを複数設け、かつ基板の最上層と最下層との間の少なくとも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に記載の電流・電圧検出用プリント基板。
【請求項４】
前記第３配線は、前記貫通穴の周囲に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に記載の電流・電圧検出用プリント基板。
【請求項５】
前記第１配線と前記第３配線とが、前記貫通穴の径方向に重ならないよう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・電圧検出用プリント基板。
【請求項６】
前記第２配線及び前記第４配線は、パターン配線によって形成されるか、パターン配線及びスルーホールによって形成されている請求項１〜請求項５のいずれかに記載の電流・電圧検出用プリント基板。
【請求項７】
前記交流電流及び前記交流電圧が、無線周波数帯域の周波数を有する請求項１〜請求項６のいずれかに記載の電流・電圧検出用プリント基板。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれかに記載の電流・電圧検出用プリント基板と、
前記電流・電圧検出用プリント基板を内部に固定するとともに、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及び前記第３配線と前記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有する導電体製の筐体と、
を備えた電流・電圧検出器。
【請求項１】
基板を貫通する貫通穴と、
前記貫通穴の周囲にスルーホール及びパターン配線によって形成されたコイル状の第１配線と、前記第１配線の両端部に接続される第２配線とを有し、交流電流が流れると共に交流電圧が生じる電力伝送用導電体が前記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前記第２配線から出力する機能を有する電流検出部と、
前記貫通穴の周囲にスルーホール及びパターン配線によって形成された第３配線と、前記第３配線の一部に接続される第４配線とを有し、前記電力伝送用導電体が前記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部と、
を備えた電流・電圧検出用プリント基板。
【請求項２】
前記第３配線は、前記貫通穴の周囲に基板を貫通するスルーホールを複数設け、かつ基板の表面層および裏面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に記載の電流・電圧検出用プリント基板。
【請求項３】
前記第３配線は、前記貫通穴の周囲に基板の最上層と最下層との間を貫通するスルーホールを複数設け、かつ基板の最上層と最下層との間の少なくとも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に記載の電流・電圧検出用プリント基板。
【請求項４】
前記第３配線は、前記貫通穴の周囲に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に記載の電流・電圧検出用プリント基板。
【請求項５】
前記第１配線と前記第３配線とが、前記貫通穴の径方向に重ならないよう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・電圧検出用プリント基板。
【請求項６】
前記第２配線及び前記第４配線は、パターン配線によって形成されるか、パターン配線及びスルーホールによって形成されている請求項１〜請求項５のいずれかに記載の電流・電圧検出用プリント基板。
【請求項７】
前記交流電流及び前記交流電圧が、無線周波数帯域の周波数を有する請求項１〜請求項６のいずれかに記載の電流・電圧検出用プリント基板。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれかに記載の電流・電圧検出用プリント基板と、
前記電流・電圧検出用プリント基板を内部に固定するとともに、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及び前記第３配線と前記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有する導電体製の筐体と、
を備えた電流・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２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【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２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【公開番号】特開２０１２−８１４０（Ｐ２０１２−８１４０Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８０８２２（Ｐ２０１１−１８０８２２）
【出願日】平成２３年８月２２日（２０１１．８．２２）
【分割の表示】特願２００６−２３４５１４（Ｐ２００６−２３４５１４）の分割
【原出願日】平成１８年８月３０日（２００６．８．３０）
【出願人】（００００００２６２）株式会社ダイヘン (990)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２２日（２０１１．８．２２）
【分割の表示】特願２００６−２３４５１４（Ｐ２００６−２３４５１４）の分割
【原出願日】平成１８年８月３０日（２００６．８．３０）
【出願人】（００００００２６２）株式会社ダイヘン (990)
【Ｆターム（参考）】
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