電流検出器
【課題】不要な外部磁界および外部電界の影響を抑えつつ、電流の検出感度の低下を抑える。
【解決手段】環状に形成され、内側を貫通した導体を流れる電流を検出するコイル１２と、コイル１２を覆うシールド部１３と、を備える電流検出器１０は、シールド部１３のうちコイル１２の内側部を覆う部分に、コイル１２に沿って環状に延び当該コイル１２と外部とを連通するスリット１３ａを有する。
【解決手段】環状に形成され、内側を貫通した導体を流れる電流を検出するコイル１２と、コイル１２を覆うシールド部１３と、を備える電流検出器１０は、シールド部１３のうちコイル１２の内側部を覆う部分に、コイル１２に沿って環状に延び当該コイル１２と外部とを連通するスリット１３ａを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状に形成されたコイルを有し、当該コイルの内側を貫通した導体を流れる電流を検出する電流検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、環状に形成されたコイル、例えば積層型のロゴスキーコイルを有し、このコイルの内側を貫通した導体を流れる電流を検出する電流検出器が公知である。この種の電流検出器では、例えば特許文献１に開示されているように、不要な外部磁界の影響を抑えるべく、コイルを非磁性材料からなるシールド部によって覆うことが考えられている。
しかしながら、コイルをシールド部によって覆ってしまうと、電流を検出すべき導体からの磁界も遮蔽されてしまい、電流の検出感度が低下してしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−８５６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、不要な外部磁界や外部電界の影響を抑えつつ、電流の検出感度の低下を抑えることができる電流検出器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載した発明によれば、環状に形成されたコイルを覆うシールド部は、コイルの内側部を覆う部分に、コイルに沿って環状に延び当該コイルと外部とを連通するスリットを有している。従って、コイルの内側を貫通した導体からの磁界は、スリットを通してコイルに作用するようになる。これにより、コイルの内側部以外の部分ではシールド部によって不要な外部磁界や外部電界の影響を抑えることができ、しかも、コイルの内側部では電流検出対象である導体からの磁界が遮蔽されることなくコイルに作用することから、電流の検出感度の低下を抑えることができる。
この場合、請求項２に記載した発明のように、シールド部は、複数の絶縁性基板を積層した積層基板の内部に設けるとよい。この構成によれば、シールド部の外部にさらに絶縁性基板が存在する構成となる。これにより、より絶縁された状態で電流の検出処理を行うことができ、電流の検出精度を向上することができる。
【０００６】
また、シールド部の形成態様およびスリットの形成態様としては、例えば請求項３に記載した発明のように、シールド部の少なくとも側部を、積層基板の内部において電流検出器の厚み方向に延びる複数のスルーホールピンを周方向に連続的に配置、つまり、連続的に配列することにより形成することが可能である。また、請求項４に記載した発明のように、コイル内側に対向するスリットは、これら複数のスルーホールピンからなるシールド部の側部に１層以上の未接続層を設けることによって形成することが可能である。
また、請求項５に記載した発明のように、シールド部のうちスリットを有する面は、電流検出対象である導体を貫通させるために積層基板に形成された開口部の内周面によって覆われる構成とするとよい。この構成によれば、コイルのうちスリットに対向する部分、つまり、シールド部によって覆われない部分が、積層基板を構成する絶縁性基板の一部により覆われる状態となり、これにより、当該部分の絶縁性を確保することができ、電流の検出精度を向上することができる。
【０００７】
また、請求項６に記載した発明のように、スリットは、電流検出器の厚み方向において、コイルが存在する範囲内に形成されていることが好ましい。また、請求項７に記載した発明のように、スリットは、電流検出器の厚み方向において、コイルの厚み以下の開口幅を有していることが好ましい。
また、請求項８に記載した発明のように、コイルは、周方向にらせん状に巻回された巻線部と、巻線部内を周方向に延びる戻線部と、を有するコイル、いわゆるロゴスキーコイルで構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態を示すものであり、電流検出器の外観を示す斜視図
【図２】電流検出器の内部構成を示す縦断面図
【図３】コイルの構成を示す斜視図
【図４】電流検出対象を流れる電流の周波数と電流検出対象から発生する磁界の通過特性との関係を示す図
【図５】比較例を示す図２相当図
【図６】第１実施形態の変形例を示すものであり、電流検出器の一部を示す縦断面図
【図７】第１実施形態の変形例を示すものであり、シールド部のうちコイルの内側部を覆う部分を拡大して示す平面図（ａ）および縦断面図（ｂ）
【図８】本発明の第２実施形態に係る図２相当図
【図９】（ａ）はシールド部のうち外側部および内側部を示す平面図、（ｂ）はシールド部の縦断面図
【図１０】電流検出器の製造方法を説明するための図
【図１１】給電部を流れる電流の周波数と電流検出器の検出感度との関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１から図７を参照しながら説明する。図１に示すように、電流検出器１０は、全体としてほぼ矩形板状をなし、その中央部に当該電流検出器１０を貫通する開口部１０ａを有する。この場合、開口部１０ａは円形状に形成されている。電流検出対象である図示しない導体は、この開口部１０ａに挿通され、電流検出器１０は、この状態で、その導体に流れる電流を検出する構成である。
【００１０】
次に、この電流検出器１０の内部構成について図２および図３を参照しながら説明する。図２に示すように、電流検出器１０は、基板１１と、電流検出用のコイル１２と、シールド部１３とを備える。
基板１１は、複数、この場合、４枚の絶縁性基板１１ａ〜１１ｄが電流検出器１０の厚み方向、換言すれば電流検出器１０の軸方向に積層された構成である。即ち、この基板１１は、複数の絶縁性基板１１ａ〜１１ｄを積層した積層基板である。この基板１１は、その中央部に上記の開口部１０ａに対応する開口部１１ｅを有する。
コイル１２は、この積層基板である基板１１に設けられており、図３にも示すように、複数のコイル形成片１２ａと、複数のスルーホールピン１２ｂと、戻線部１２ｃとで構成されている。
【００１１】
コイル形成片１２ａは、それぞれ細長い板状に形成されている。これらコイル形成片１２ａは、基板１１を構成する複数の絶縁性基板１１ａ〜１１ｄのうち任意の２層に形成されるものであり、この場合、中間層を構成する絶縁性基板１１ｂの外側の面および絶縁性基板１１ｃの外側の面にそれぞれ配置されている。この場合、絶縁性基板１１ｂの外側の面は図２では上面となっており、絶縁性基板１１ｃの外側の面は図２では下面となっている。複数のコイル形成片１２ａは、上記した開口部１１ｅの周囲において、円環状に配列され、且つ、それぞれが放射状に指向した状態で配置される。スルーホールピン１２ｂは、基板１１の任意の２層、この場合、中間の２層を構成する絶縁性基板１１ｂ，１１ｃに形成された複数のスルーホールにそれぞれ挿通され、上記のように配置された複数のコイル形成片１２ａを電気的に接続する。このように構成されたコイル形成片１２ａおよびスルーホールピン１２ｂは、電流検出器１０の周方向にらせん状に巻回された巻線部１２ｄを形成する。
【００１２】
戻線部１２ｃは、細長い板状に形成され、その一端部が巻線部１２ｄの一端部にスルーホールピン１２ｂを介して電気的に接続され、且つ、他端部が上記のように構成された巻線部１２ｄ内を周方向に円環状に延びる。この戻線部１２ｃは、この場合、基板１１を構成する複数の絶縁性基板１１ａ〜１１ｄのうち中間の２層を構成する絶縁性基板１１ｂの内側の面と絶縁性基板１１ｃの内側の面との間に配置されている。この場合、絶縁性基板１１ｂの内側の面は図２では下面となっており、絶縁性基板１１ｃの内側の面は図２では上面となっている。巻線部１２ｄの他端部および戻線部１２ｃの他端部は、それぞれ外部の図示しない信号処理回路に電気的に接続されている。この信号処理回路は、コイル１２が検出した電流の信号処理を実行して、電流検出対象である導体に流れる電流を特定するものである。
このように、電流検出器１０の周方向にらせん状に巻回された巻線部１２ｄと、この巻線部１２ｄ内を周方向に延びる戻線部１２ｃとを有し、積層基板である基板１１に設けられたコイル１２は、いわゆる積層型のロゴスキーコイルとして構成されている。
【００１３】
シールド部１３は、非磁性の材料からなり、上記のように構成された基板１１およびコイル１２を覆って電流検出器１０の外郭を構成する。このシールド部１３は、主として外部磁界および外部電界、つまり、電流検出器１０の開口部１０ａを貫通した電流検出対象である導体以外の要素から発生する磁界および電界を遮蔽する機能を担う。そして、このシールド部１３は、基板１１の内側部、換言すれば、コイル１２の内周部である内側部を覆う部分であって上記の開口部１０ａに対応する部分にスリット１３ａを有する。このスリット１３ａは、コイル１２に沿って円環状に延び、当該コイル１２と外部、つまり、開口部１０ａ内の空間とを連通する。
このスリット１３ａは、電流検出器１０の厚み方向において、コイル１２が存在する範囲内、換言すれば、当該コイル１２に挟まれた絶縁性基板１１ｂおよび絶縁性基板１１ｃが存在する範囲内に形成されている。また、このスリット１３ａは、電流検出器１０の厚み方向において、コイル１２の厚み以下、換言すれば、当該コイル１２に挟まれた絶縁性基板１１ｂおよび絶縁性基板１１ｃの厚みの和以下の開口幅を有している。
【００１４】
以上に説明した本実施形態に係る電流検出器１０によれば、開口部１０ａに挿通された電流検出対象である導体、つまり、コイル１２の内側を貫通した導体から発生する磁界は、電流検出器１０の外部と内部とを連通するスリット１３ａを通してコイル１２に作用するようになる。これにより、コイル１２の内側部以外の部分ではシールド部１３によって不要な外部磁界および外部電界の影響を抑えることができ、しかも、コイル１２の内側部では電流検出対象である導体からの磁界が遮蔽されることなくコイル１２に作用することから、電流の検出感度の低下を抑えることができる。
【００１５】
図４は、電流検出対象である導体を流れる電流の周波数と、その導体から発生する磁界の検出感度との関係を示している。導体から発生する磁界の検出感度とは、導体から発生する磁界がスリット１３ａを通過してコイル１２に作用することで発生する誘導起電力の大きさ、つまり、電流検出器１０が導体を流れる電流を検出する感度を示す。この図４に示すように、導体から発生する磁界の検出感度は、符号ａで示すシールド部１３にスリット１３ａを設けた場合の方が、符号ｂで示すシールド部１３にスリット１３ａを設けない場合よりも大きくなる。従って、シールド部１３のうちコイル１２の内側部を覆う部分にスリット１３ａを設けることにより、導体を流れる電流の周波数に関わらず、コイル１２による磁界の検出感度が上昇することが確認できる。
【００１６】
また、例えば図５に示すように、スリット１３ａを電流検出器１０の厚み方向においてコイル１２が存在する範囲外、換言すれば、当該コイル１２に挟まれた絶縁性基板１１ｂおよび絶縁性基板１１ｃが存在する範囲外に形成した構成では、コイル１２による磁界の検出感度が著しく低下してしまうことが発明者の実験によって確認されている。そのため、上記したように、スリット１３ａは、電流検出器１０の厚み方向において、コイル１２が存在する範囲内に形成することが好ましい。これにより、コイル１２による磁界の検出感度が著しく低下してしまうことを回避することができる。
【００１７】
また、上記したように、スリット１３ａは、電流検出器１０の厚み方向において、コイル１２の厚み以下の開口幅を有していることが好ましい。これにより、シールド部１３による外部磁界および外部電界の遮蔽効果を十分に確保することができる。なお、スリット１３ａの開口幅は、コイル１２の厚みに関わらず、少なくとも５０μｍ以上であれば、コイル１２による磁界の検出感度の低下が抑えられることが発明者の実験によって確認されている。なお、電流検出用のコイルの種類、電流検出性能、形状、構成、大きさなどが異なれば、スリット１３ａの開口幅が５０μｍ以下であっても、そのコイルによる磁界の検出感度の低下が抑えられる場合も有り得る。
【００１８】
なお、この実施形態においては、以下のような変形および拡張が可能である。即ち、スリット１３ａは、要は、シールド部１３のうちコイル１２の内側部を覆う部分において、当該コイル１２に沿って環状に延び電流検出器１０の外部と内部、つまり、コイル１２と外部とを連通する構成であれば種々の構成を採用することができる。例えば、図６（ａ）に示すように、シールド部１３のうちコイル１２の内側部を覆う部分に凹部１３ｂを設けて当該凹部１３ｂの一部、この場合、一面をスリット１３ａとしてもよい。この場合、凹部１３ｂ内に存在する絶縁性基板１１ｂの一部は、スリット１３ａを介して、その上部の絶縁性基板１１ａに固定されている。
【００１９】
また、図６（ｂ）に示すように、シールド部１３のうちコイル１２の内側部を覆う部分に段部１３ｃを設けて当該段部１３ｃの一部、この場合、一面をスリット１３ａとしてもよい。この場合、段部１３ｃ内に存在する絶縁性基板１１ｃの一部は、スリット１３ａを介して、その上部の絶縁性基板１１ｂに固定されており、段部１３ｃ内に存在する絶縁性基板１１ｄの一部は、その上部の絶縁性基板１１ｃに固定されている。さらに、図６（ｃ）に示すように、シールド部１３のうちコイル１２の内側部を覆う部分に、下方に延びるシールド片部１３ｄと上方に延びるシールド片部１３ｅとが電流検出器１０の径方向において相互に対向する部分、つまり、オーバラップする部分を設けるようにしてもよい。
【００２０】
また、図７に示すように、シールド部１３は、電流検出器１０の厚み方向に延びるシールド面形成用の複数のスルーホールピン１３ｆを周方向に連続的に重ねて配置することにより形成するとともに、これら複数のスルーホールピン１３ｆからなるシールド面に１層の未接続層１３ｇを設けることによって１つのスリット１３ａを形成してもよい。この場合、未接続層１３ｇは、スルーホールピン１３ｆを電流検出器１０の軸方向、つまり、厚み方向に分断することによって形成された層であり、分断されたスルーホールピン１３ｆの各部が相互に未接続となった層である。なお、この未接続層１３ｇを複数、つまり、１層以上設けることで、複数のスリット１３ａを形成するように構成してもよい。また、シールド部１３のうちコイル１２の内側部を覆う部分を、複数のスルーホールピン１３ｆを重ねることなく周方向に連続的に配置することにより形成してもよい。
【００２１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図８から図１１を参照しながら説明する。以下、第１実施形態と異なる点のみを説明する。図８に示すように、電流検出器２０は、その中央部に当該電流検出器２０を軸方向に貫通する開口部２０ａを有し、基板部２１の内部に、電流検出用のコイル２２と磁気遮蔽用のシールド部２３とを備える。なお、この場合、開口部２０ａは、基板部２１の中央部に当該基板部２１を軸方向に貫通するように設けられた開口部２１ａからなる構成である。即ち、基板部２１の開口部２１ａが電流検出器２０の開口部２０ａを構成する。
【００２２】
基板部２１は、複数、この場合、１２枚の絶縁性基板２１Ａ〜２１Ｌが電流検出器２０の厚み方向、換言すれば電流検出器２０の軸方向に積層された構成である。即ち、この基板部２１は、複数の絶縁性基板２１Ａ〜２１Ｌを積層した積層基板である。電流検出器２０は、この基板部２１の内部にコイル２２およびシールド部２３を備える構成である。従って、電流検出器２０は、その外郭が基板部２１により形成された構成であり、電流検出器２０の表面に基板部２１の一部である絶縁性基板が露出した構成となっている。
コイル２２は、この積層基板である基板部２１の内部に設けられており、複数のコイル形成片２２ａおよび複数のスルーホールピン２２ｂからなる巻線部２２ｄと、この巻線部２２ｄ内を周方向に円環状に延びる戻線部２２ｃとで構成されている。即ち、このコイル２２も、いわゆる積層型のロゴスキーコイルとして構成されている。
【００２３】
シールド部２３は、非磁性の材料からなり、基板部２１の内部において、上記のように構成されたコイル２２を覆っている。そして、このシールド部２３は、主として外部磁界および外部電界、つまり、電流検出器２０の開口部２０ａを貫通した電流検出対象である導体以外の要素から発生する磁界および電界を遮蔽する機能を担う。そして、このシールド部２３は、コイル２２の内周部を覆う部分にスリット２３ａを有する。このスリット２３ａは、コイル２２の周方向に沿って円環状に延び、当該コイル２２と開口部２０ａとの間を開放する。即ち、シールド部２３は、コイル２２の内周部、つまり、開口部２０ａと対向する部分の一部を除き、コイル２２のほぼ全体を覆う構成である。
【００２４】
このスリット２３ａは、電流検出器２０の厚み方向において、コイル２２が存在する範囲内、換言すれば、当該コイル２２に挟まれた絶縁性基板２１Ｅ〜２１Ｈが存在する範囲内に形成されている。また、このスリット２３ａは、電流検出器２０の厚み方向において、コイル２２の厚み以下、換言すれば、当該コイル２２に挟まれた絶縁性基板２１Ｅ〜２１Ｈの厚みの和以下の開口幅を有している。
【００２５】
図９に示すように、シールド部２３の外側の側部（外側面部）および内側の側部（内側面部）は、基板部２１の内部において電流検出器２０の厚み方向に延びる複数のスルーホールピン２３ｆを周方向に連続的に配置することにより形成されている。また、シールド部２３の内側の側部においては、これら複数のスルーホールピン２３ｆからなるシールド部２３の内側部に１層の未接続層２３ｇを設けることによって１つのスリット２３ａが形成されている。この場合、未接続層２３ｇは、スルーホールピン２３ｆを電流検出器２０の軸方向、つまり、厚み方向に分断することによって形成された層であり、分断されたスルーホールピン２３ｆの各部が相互に未接続となった層である。なお、この未接続層２３ｇを複数、つまり、１層以上設けることで、シールド部２３の側部に複数のスリット２３ａを形成するように構成してもよい。また、シールド部２３のうちコイル１２の内側部を覆う部分を、複数のスルーホールピン２３ｆを重ねることなく周方向に連続的に配置することにより形成してもよい。
【００２６】
また、シールド部２３のうちスリット２３ａを有する面は、複数の絶縁性基板からなる基板部２１のうち開口部２１ａの内周面を構成する部分によって覆われている。即ち、コイル２２を覆うシールド部２３は、電流検出対象である導体が貫通される電流検出器２０の開口部２０ａ（基板部２１の開口部２１ａからなる部分）に露出しておらず、外部に開放することなく絶縁性の基板によって覆われるようになっている。
【００２７】
次に、上記のようにシールド部２３を基板部２１の内部に設けた電流検出器２０の製造方法について図１０を参照しながら説明する。この場合、電流検出器２０は、可撓性を有する樹脂製の絶縁性基板を複数枚積層し、それらを一括に熱プレスすることによって積層基板を形成する製造技術を利用して製造される。
即ち、図１０（ａ）に示す絶縁性基板ａは、例えば熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムを基材としている。この場合、熱可塑性樹脂は、例えば２００℃付近で軟質となり、高温から温度低下すると硬質を保つ性質を有する。そして、このような熱可塑性樹脂からなる絶縁性基板ａの片面には、例えば銅などの非磁性材料からなる金属箔ｂが貼り付けられている。
【００２８】
次に、図１０（ｂ）および図１０（ｃ）の工程にそれぞれ移行する。図１０（ｂ）の工程では、金属箔ｂをエッチング処理することにより、シールド部２３の上面または下面を構成するパターンｃを形成する。また、絶縁性基板ａのうちパターンｃが形成されていない面には保護フィルムｄを貼り付ける。一方、図１０（ｃ）の工程では、金属箔ｂを絶縁性基板ａから剥離する。また、絶縁性基板ａのうちパターンｃが形成されていない面には保護フィルムｄを貼り付ける。
【００２９】
次に、図１０（ｄ）および図１０（ｅ）の工程にそれぞれ移行する。図１０（ｄ）の工程では、保護フィルムｄ側からレーザを照射して、パターンｃを底面とする有底のスルーホールｅを形成する。このとき、レーザの強度や照射時間などを調整することにより、パターンｃに孔が開かないようにする。また、図１０（ｅ）の工程においても、保護フィルムｄ側からレーザを照射してスルーホールeを形成する。
次に、図１０（ｆ）および図１０（ｇ）の工程にそれぞれ移行する。これら図１０（ｆ）および図１０（ｇ）の工程では、スルーホールｅ内に、例えば銅などの非磁性材料からなる金属ペーストｆを充填する。この金属ペーストｆの充填は、例えばメタルマスクを用いたスクリーン印刷によって行うことが可能である。
【００３０】
次に、図１０（ｈ）および図１０（ｉ）の工程にそれぞれ移行する。これら図１０（ｈ）および図１０（ｉ）の工程では、保護フィルムｄを絶縁性基板ａから剥離する。なお、以下の工程では、説明の便宜上、工程（ｂ），（ｄ），（ｆ），（ｈ）により生成した絶縁性基板、即ち、パターンｃを有する絶縁性基板ａを絶縁性基板ａ１と称し、工程（ｃ），（ｅ），（ｇ），（ｉ）により生成した絶縁性基板、即ち、パターンｃを有しない絶縁性基板ａを絶縁性基板ａ２と称する。
次に、図１０（ｊ）の工程に移行する。この工程では、２つの絶縁性基板ａ１の間に複数の絶縁性基板ａ２を積層する。また、複数の絶縁性基板ａ２を挟んだ両絶縁性基板ａ１を、さらに２つの絶縁性基板ａ３によって挟む。なお、絶縁性基板ａ３は、図１０（ａ）の工程で示した金属箔ｂ付きの絶縁性基板ａから金属箔ｂを剥離したものであり、パターンｃも金属ペーストｆも有しない絶縁性基板である。
【００３１】
次に、図１０（ｋ）の工程に移行する。この工程では、積層した絶縁性基板ａ１，ａ２，ａ３を熱プレスによって加圧する。この熱プレスは、例えば、２００〜３５０℃で０．１〜１０．０ＭＰａの条件の下で行われる。これにより、絶縁性基板ａ１，ａ２，ａ３は、一旦軟化した状態で加圧され、相互に融着し、これにより、内部にシールド部２３を有する基板部２１が形成される。
この基板部２１の完成状態においては、パターンｃが金属ペーストｆに一体化して基板部２１の内部にシールド部２３を形成する。この場合、パターンｃがシールド部２３の上面および下面を形成し、複数の金属ペーストｆがスルーホールピン２３ｆを形成する。
【００３２】
次に、上記のように構成された電流検出器２０について発明者が行ったシミュレーションの結果について図１１を参照しながら説明する。なお、図１１中、符号ａは、電流検出器２０の開口部２０ａに導体である図示しない給電部を挿通した場合において、当該給電部から発生する内部磁界に対する電流検出器２０の検出感度を示している。また、符号ｂは、電流検出器２０の開口部２０ａに導体である図示しない給電部を挿通した場合において、当該給電部から発生する内部電界に対する電流検出器２０の検出感度を示している。また、符号ｃは、導体である図示しない給電部を電流検出器２０から所定距離（例えば、０．５ｍｍ程）を有して水平に配置した場合、換言すれば、給電部を電流検出器２０の軸方向に対して直交するように配置した場合において、当該給電部から発生する外部電界に対する電流検出器２０の検出感度を示している。また、符号ｄは、導体である図示しない給電部を電流検出器２０から所定距離（例えば、０．５ｍｍ程）を有して垂直に配置した場合、換言すれば、給電部を電流検出器２０の軸方向に平行するように配置した場合において、当該給電部から発生する外部電界に対する電流検出器２０の検出感度を示している。なお、給電部は、この場合、何れも５０Ω程の内部インピーダンスを有するものを使用した。
【００３３】
この図１１に示すシミュレーション結果から明らかなように、電流検出器２０の内部電界に対する検出感度（符号ｂ参照）あるいは外部電界（符号ｃ，ｄ参照）に対する検出感度は、内部磁界に対する検出感度（符号ａ参照）よりも著しく低くなる。即ち、上記のように構成された電流検出器２０は、内部電界あるいは外部電界の影響を受けにくく、開口部２０ａに挿通された導体から発生する内部磁界に対して高精度で反応することが確認された。
以上に説明した実施形態によれば、シールド部２３を基板部２１の内部に設けたので、シールド部２３の外部にさらに絶縁性基板が存在する構成となり、電流検出対象である導体や周辺の他の回路と、シールド部２３、さらには、当該シールド部２３に覆われるコイル２２との間の絶縁性を十分に確保することができる。これにより、より絶縁された状態で電流の検出処理を行うことができ、電流の検出精度を向上することができる。
【００３４】
（その他の実施形態）
本発明は、上述した各実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば、以下のように変形または拡張することができる。
コイル１２，２２は、いわゆるロゴスキーコイルに限られず、種々のコイルを採用することができ、例えばカレントトランスなどで構成してもよい。要は、環状に形成されたものであって、内側を貫通した導体を流れる電流を検出するコイルであればよい。また、コイル１２，２２は、円環状に限られず、例えば楕円環状、矩形環状、多角形環状に形成してもよい。また、開口部１０ａ，２０ａは、円形状に限られず、例えば楕円形状、矩形状、多角形状に形成してもよい。
【００３５】
基板１１，２１を構成する絶縁性基板は４枚，１２枚に限られるものではない。要は、基板１１，２１は、複数の基板を積層した積層基板で構成することが好ましい。
また、シールド部１３，２３のうちコイル１２，２２の内側部を覆う部分に複数のスリット１３ａ，２３ａを設けてもよい。
また、スリット１３ａ，２３ａの開口幅は、電流検出用のコイルの種類、電流検出性能、形状、構成、大きさなどに応じて適宜変更して設定することができる。
上述した各実施形態を組み合わせて実施してもよい。
【符号の説明】
【００３６】
図面中、１０，２０は電流検出器、１１，２１は基板（積層基板）、１２，２２はコイル、１２ｃ，２２ｃは戻線部、１２ｄ，２２ｄは巻線部、１３，２３はシールド部、１３ａ，２３ａはスリット、１３ｆ，２３ｆはスルーホールピン、１３ｇ，２３ｇは未接続層を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状に形成されたコイルを有し、当該コイルの内側を貫通した導体を流れる電流を検出する電流検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、環状に形成されたコイル、例えば積層型のロゴスキーコイルを有し、このコイルの内側を貫通した導体を流れる電流を検出する電流検出器が公知である。この種の電流検出器では、例えば特許文献１に開示されているように、不要な外部磁界の影響を抑えるべく、コイルを非磁性材料からなるシールド部によって覆うことが考えられている。
しかしながら、コイルをシールド部によって覆ってしまうと、電流を検出すべき導体からの磁界も遮蔽されてしまい、電流の検出感度が低下してしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−８５６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、不要な外部磁界や外部電界の影響を抑えつつ、電流の検出感度の低下を抑えることができる電流検出器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載した発明によれば、環状に形成されたコイルを覆うシールド部は、コイルの内側部を覆う部分に、コイルに沿って環状に延び当該コイルと外部とを連通するスリットを有している。従って、コイルの内側を貫通した導体からの磁界は、スリットを通してコイルに作用するようになる。これにより、コイルの内側部以外の部分ではシールド部によって不要な外部磁界や外部電界の影響を抑えることができ、しかも、コイルの内側部では電流検出対象である導体からの磁界が遮蔽されることなくコイルに作用することから、電流の検出感度の低下を抑えることができる。
この場合、請求項２に記載した発明のように、シールド部は、複数の絶縁性基板を積層した積層基板の内部に設けるとよい。この構成によれば、シールド部の外部にさらに絶縁性基板が存在する構成となる。これにより、より絶縁された状態で電流の検出処理を行うことができ、電流の検出精度を向上することができる。
【０００６】
また、シールド部の形成態様およびスリットの形成態様としては、例えば請求項３に記載した発明のように、シールド部の少なくとも側部を、積層基板の内部において電流検出器の厚み方向に延びる複数のスルーホールピンを周方向に連続的に配置、つまり、連続的に配列することにより形成することが可能である。また、請求項４に記載した発明のように、コイル内側に対向するスリットは、これら複数のスルーホールピンからなるシールド部の側部に１層以上の未接続層を設けることによって形成することが可能である。
また、請求項５に記載した発明のように、シールド部のうちスリットを有する面は、電流検出対象である導体を貫通させるために積層基板に形成された開口部の内周面によって覆われる構成とするとよい。この構成によれば、コイルのうちスリットに対向する部分、つまり、シールド部によって覆われない部分が、積層基板を構成する絶縁性基板の一部により覆われる状態となり、これにより、当該部分の絶縁性を確保することができ、電流の検出精度を向上することができる。
【０００７】
また、請求項６に記載した発明のように、スリットは、電流検出器の厚み方向において、コイルが存在する範囲内に形成されていることが好ましい。また、請求項７に記載した発明のように、スリットは、電流検出器の厚み方向において、コイルの厚み以下の開口幅を有していることが好ましい。
また、請求項８に記載した発明のように、コイルは、周方向にらせん状に巻回された巻線部と、巻線部内を周方向に延びる戻線部と、を有するコイル、いわゆるロゴスキーコイルで構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態を示すものであり、電流検出器の外観を示す斜視図
【図２】電流検出器の内部構成を示す縦断面図
【図３】コイルの構成を示す斜視図
【図４】電流検出対象を流れる電流の周波数と電流検出対象から発生する磁界の通過特性との関係を示す図
【図５】比較例を示す図２相当図
【図６】第１実施形態の変形例を示すものであり、電流検出器の一部を示す縦断面図
【図７】第１実施形態の変形例を示すものであり、シールド部のうちコイルの内側部を覆う部分を拡大して示す平面図（ａ）および縦断面図（ｂ）
【図８】本発明の第２実施形態に係る図２相当図
【図９】（ａ）はシールド部のうち外側部および内側部を示す平面図、（ｂ）はシールド部の縦断面図
【図１０】電流検出器の製造方法を説明するための図
【図１１】給電部を流れる電流の周波数と電流検出器の検出感度との関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１から図７を参照しながら説明する。図１に示すように、電流検出器１０は、全体としてほぼ矩形板状をなし、その中央部に当該電流検出器１０を貫通する開口部１０ａを有する。この場合、開口部１０ａは円形状に形成されている。電流検出対象である図示しない導体は、この開口部１０ａに挿通され、電流検出器１０は、この状態で、その導体に流れる電流を検出する構成である。
【００１０】
次に、この電流検出器１０の内部構成について図２および図３を参照しながら説明する。図２に示すように、電流検出器１０は、基板１１と、電流検出用のコイル１２と、シールド部１３とを備える。
基板１１は、複数、この場合、４枚の絶縁性基板１１ａ〜１１ｄが電流検出器１０の厚み方向、換言すれば電流検出器１０の軸方向に積層された構成である。即ち、この基板１１は、複数の絶縁性基板１１ａ〜１１ｄを積層した積層基板である。この基板１１は、その中央部に上記の開口部１０ａに対応する開口部１１ｅを有する。
コイル１２は、この積層基板である基板１１に設けられており、図３にも示すように、複数のコイル形成片１２ａと、複数のスルーホールピン１２ｂと、戻線部１２ｃとで構成されている。
【００１１】
コイル形成片１２ａは、それぞれ細長い板状に形成されている。これらコイル形成片１２ａは、基板１１を構成する複数の絶縁性基板１１ａ〜１１ｄのうち任意の２層に形成されるものであり、この場合、中間層を構成する絶縁性基板１１ｂの外側の面および絶縁性基板１１ｃの外側の面にそれぞれ配置されている。この場合、絶縁性基板１１ｂの外側の面は図２では上面となっており、絶縁性基板１１ｃの外側の面は図２では下面となっている。複数のコイル形成片１２ａは、上記した開口部１１ｅの周囲において、円環状に配列され、且つ、それぞれが放射状に指向した状態で配置される。スルーホールピン１２ｂは、基板１１の任意の２層、この場合、中間の２層を構成する絶縁性基板１１ｂ，１１ｃに形成された複数のスルーホールにそれぞれ挿通され、上記のように配置された複数のコイル形成片１２ａを電気的に接続する。このように構成されたコイル形成片１２ａおよびスルーホールピン１２ｂは、電流検出器１０の周方向にらせん状に巻回された巻線部１２ｄを形成する。
【００１２】
戻線部１２ｃは、細長い板状に形成され、その一端部が巻線部１２ｄの一端部にスルーホールピン１２ｂを介して電気的に接続され、且つ、他端部が上記のように構成された巻線部１２ｄ内を周方向に円環状に延びる。この戻線部１２ｃは、この場合、基板１１を構成する複数の絶縁性基板１１ａ〜１１ｄのうち中間の２層を構成する絶縁性基板１１ｂの内側の面と絶縁性基板１１ｃの内側の面との間に配置されている。この場合、絶縁性基板１１ｂの内側の面は図２では下面となっており、絶縁性基板１１ｃの内側の面は図２では上面となっている。巻線部１２ｄの他端部および戻線部１２ｃの他端部は、それぞれ外部の図示しない信号処理回路に電気的に接続されている。この信号処理回路は、コイル１２が検出した電流の信号処理を実行して、電流検出対象である導体に流れる電流を特定するものである。
このように、電流検出器１０の周方向にらせん状に巻回された巻線部１２ｄと、この巻線部１２ｄ内を周方向に延びる戻線部１２ｃとを有し、積層基板である基板１１に設けられたコイル１２は、いわゆる積層型のロゴスキーコイルとして構成されている。
【００１３】
シールド部１３は、非磁性の材料からなり、上記のように構成された基板１１およびコイル１２を覆って電流検出器１０の外郭を構成する。このシールド部１３は、主として外部磁界および外部電界、つまり、電流検出器１０の開口部１０ａを貫通した電流検出対象である導体以外の要素から発生する磁界および電界を遮蔽する機能を担う。そして、このシールド部１３は、基板１１の内側部、換言すれば、コイル１２の内周部である内側部を覆う部分であって上記の開口部１０ａに対応する部分にスリット１３ａを有する。このスリット１３ａは、コイル１２に沿って円環状に延び、当該コイル１２と外部、つまり、開口部１０ａ内の空間とを連通する。
このスリット１３ａは、電流検出器１０の厚み方向において、コイル１２が存在する範囲内、換言すれば、当該コイル１２に挟まれた絶縁性基板１１ｂおよび絶縁性基板１１ｃが存在する範囲内に形成されている。また、このスリット１３ａは、電流検出器１０の厚み方向において、コイル１２の厚み以下、換言すれば、当該コイル１２に挟まれた絶縁性基板１１ｂおよび絶縁性基板１１ｃの厚みの和以下の開口幅を有している。
【００１４】
以上に説明した本実施形態に係る電流検出器１０によれば、開口部１０ａに挿通された電流検出対象である導体、つまり、コイル１２の内側を貫通した導体から発生する磁界は、電流検出器１０の外部と内部とを連通するスリット１３ａを通してコイル１２に作用するようになる。これにより、コイル１２の内側部以外の部分ではシールド部１３によって不要な外部磁界および外部電界の影響を抑えることができ、しかも、コイル１２の内側部では電流検出対象である導体からの磁界が遮蔽されることなくコイル１２に作用することから、電流の検出感度の低下を抑えることができる。
【００１５】
図４は、電流検出対象である導体を流れる電流の周波数と、その導体から発生する磁界の検出感度との関係を示している。導体から発生する磁界の検出感度とは、導体から発生する磁界がスリット１３ａを通過してコイル１２に作用することで発生する誘導起電力の大きさ、つまり、電流検出器１０が導体を流れる電流を検出する感度を示す。この図４に示すように、導体から発生する磁界の検出感度は、符号ａで示すシールド部１３にスリット１３ａを設けた場合の方が、符号ｂで示すシールド部１３にスリット１３ａを設けない場合よりも大きくなる。従って、シールド部１３のうちコイル１２の内側部を覆う部分にスリット１３ａを設けることにより、導体を流れる電流の周波数に関わらず、コイル１２による磁界の検出感度が上昇することが確認できる。
【００１６】
また、例えば図５に示すように、スリット１３ａを電流検出器１０の厚み方向においてコイル１２が存在する範囲外、換言すれば、当該コイル１２に挟まれた絶縁性基板１１ｂおよび絶縁性基板１１ｃが存在する範囲外に形成した構成では、コイル１２による磁界の検出感度が著しく低下してしまうことが発明者の実験によって確認されている。そのため、上記したように、スリット１３ａは、電流検出器１０の厚み方向において、コイル１２が存在する範囲内に形成することが好ましい。これにより、コイル１２による磁界の検出感度が著しく低下してしまうことを回避することができる。
【００１７】
また、上記したように、スリット１３ａは、電流検出器１０の厚み方向において、コイル１２の厚み以下の開口幅を有していることが好ましい。これにより、シールド部１３による外部磁界および外部電界の遮蔽効果を十分に確保することができる。なお、スリット１３ａの開口幅は、コイル１２の厚みに関わらず、少なくとも５０μｍ以上であれば、コイル１２による磁界の検出感度の低下が抑えられることが発明者の実験によって確認されている。なお、電流検出用のコイルの種類、電流検出性能、形状、構成、大きさなどが異なれば、スリット１３ａの開口幅が５０μｍ以下であっても、そのコイルによる磁界の検出感度の低下が抑えられる場合も有り得る。
【００１８】
なお、この実施形態においては、以下のような変形および拡張が可能である。即ち、スリット１３ａは、要は、シールド部１３のうちコイル１２の内側部を覆う部分において、当該コイル１２に沿って環状に延び電流検出器１０の外部と内部、つまり、コイル１２と外部とを連通する構成であれば種々の構成を採用することができる。例えば、図６（ａ）に示すように、シールド部１３のうちコイル１２の内側部を覆う部分に凹部１３ｂを設けて当該凹部１３ｂの一部、この場合、一面をスリット１３ａとしてもよい。この場合、凹部１３ｂ内に存在する絶縁性基板１１ｂの一部は、スリット１３ａを介して、その上部の絶縁性基板１１ａに固定されている。
【００１９】
また、図６（ｂ）に示すように、シールド部１３のうちコイル１２の内側部を覆う部分に段部１３ｃを設けて当該段部１３ｃの一部、この場合、一面をスリット１３ａとしてもよい。この場合、段部１３ｃ内に存在する絶縁性基板１１ｃの一部は、スリット１３ａを介して、その上部の絶縁性基板１１ｂに固定されており、段部１３ｃ内に存在する絶縁性基板１１ｄの一部は、その上部の絶縁性基板１１ｃに固定されている。さらに、図６（ｃ）に示すように、シールド部１３のうちコイル１２の内側部を覆う部分に、下方に延びるシールド片部１３ｄと上方に延びるシールド片部１３ｅとが電流検出器１０の径方向において相互に対向する部分、つまり、オーバラップする部分を設けるようにしてもよい。
【００２０】
また、図７に示すように、シールド部１３は、電流検出器１０の厚み方向に延びるシールド面形成用の複数のスルーホールピン１３ｆを周方向に連続的に重ねて配置することにより形成するとともに、これら複数のスルーホールピン１３ｆからなるシールド面に１層の未接続層１３ｇを設けることによって１つのスリット１３ａを形成してもよい。この場合、未接続層１３ｇは、スルーホールピン１３ｆを電流検出器１０の軸方向、つまり、厚み方向に分断することによって形成された層であり、分断されたスルーホールピン１３ｆの各部が相互に未接続となった層である。なお、この未接続層１３ｇを複数、つまり、１層以上設けることで、複数のスリット１３ａを形成するように構成してもよい。また、シールド部１３のうちコイル１２の内側部を覆う部分を、複数のスルーホールピン１３ｆを重ねることなく周方向に連続的に配置することにより形成してもよい。
【００２１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図８から図１１を参照しながら説明する。以下、第１実施形態と異なる点のみを説明する。図８に示すように、電流検出器２０は、その中央部に当該電流検出器２０を軸方向に貫通する開口部２０ａを有し、基板部２１の内部に、電流検出用のコイル２２と磁気遮蔽用のシールド部２３とを備える。なお、この場合、開口部２０ａは、基板部２１の中央部に当該基板部２１を軸方向に貫通するように設けられた開口部２１ａからなる構成である。即ち、基板部２１の開口部２１ａが電流検出器２０の開口部２０ａを構成する。
【００２２】
基板部２１は、複数、この場合、１２枚の絶縁性基板２１Ａ〜２１Ｌが電流検出器２０の厚み方向、換言すれば電流検出器２０の軸方向に積層された構成である。即ち、この基板部２１は、複数の絶縁性基板２１Ａ〜２１Ｌを積層した積層基板である。電流検出器２０は、この基板部２１の内部にコイル２２およびシールド部２３を備える構成である。従って、電流検出器２０は、その外郭が基板部２１により形成された構成であり、電流検出器２０の表面に基板部２１の一部である絶縁性基板が露出した構成となっている。
コイル２２は、この積層基板である基板部２１の内部に設けられており、複数のコイル形成片２２ａおよび複数のスルーホールピン２２ｂからなる巻線部２２ｄと、この巻線部２２ｄ内を周方向に円環状に延びる戻線部２２ｃとで構成されている。即ち、このコイル２２も、いわゆる積層型のロゴスキーコイルとして構成されている。
【００２３】
シールド部２３は、非磁性の材料からなり、基板部２１の内部において、上記のように構成されたコイル２２を覆っている。そして、このシールド部２３は、主として外部磁界および外部電界、つまり、電流検出器２０の開口部２０ａを貫通した電流検出対象である導体以外の要素から発生する磁界および電界を遮蔽する機能を担う。そして、このシールド部２３は、コイル２２の内周部を覆う部分にスリット２３ａを有する。このスリット２３ａは、コイル２２の周方向に沿って円環状に延び、当該コイル２２と開口部２０ａとの間を開放する。即ち、シールド部２３は、コイル２２の内周部、つまり、開口部２０ａと対向する部分の一部を除き、コイル２２のほぼ全体を覆う構成である。
【００２４】
このスリット２３ａは、電流検出器２０の厚み方向において、コイル２２が存在する範囲内、換言すれば、当該コイル２２に挟まれた絶縁性基板２１Ｅ〜２１Ｈが存在する範囲内に形成されている。また、このスリット２３ａは、電流検出器２０の厚み方向において、コイル２２の厚み以下、換言すれば、当該コイル２２に挟まれた絶縁性基板２１Ｅ〜２１Ｈの厚みの和以下の開口幅を有している。
【００２５】
図９に示すように、シールド部２３の外側の側部（外側面部）および内側の側部（内側面部）は、基板部２１の内部において電流検出器２０の厚み方向に延びる複数のスルーホールピン２３ｆを周方向に連続的に配置することにより形成されている。また、シールド部２３の内側の側部においては、これら複数のスルーホールピン２３ｆからなるシールド部２３の内側部に１層の未接続層２３ｇを設けることによって１つのスリット２３ａが形成されている。この場合、未接続層２３ｇは、スルーホールピン２３ｆを電流検出器２０の軸方向、つまり、厚み方向に分断することによって形成された層であり、分断されたスルーホールピン２３ｆの各部が相互に未接続となった層である。なお、この未接続層２３ｇを複数、つまり、１層以上設けることで、シールド部２３の側部に複数のスリット２３ａを形成するように構成してもよい。また、シールド部２３のうちコイル１２の内側部を覆う部分を、複数のスルーホールピン２３ｆを重ねることなく周方向に連続的に配置することにより形成してもよい。
【００２６】
また、シールド部２３のうちスリット２３ａを有する面は、複数の絶縁性基板からなる基板部２１のうち開口部２１ａの内周面を構成する部分によって覆われている。即ち、コイル２２を覆うシールド部２３は、電流検出対象である導体が貫通される電流検出器２０の開口部２０ａ（基板部２１の開口部２１ａからなる部分）に露出しておらず、外部に開放することなく絶縁性の基板によって覆われるようになっている。
【００２７】
次に、上記のようにシールド部２３を基板部２１の内部に設けた電流検出器２０の製造方法について図１０を参照しながら説明する。この場合、電流検出器２０は、可撓性を有する樹脂製の絶縁性基板を複数枚積層し、それらを一括に熱プレスすることによって積層基板を形成する製造技術を利用して製造される。
即ち、図１０（ａ）に示す絶縁性基板ａは、例えば熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムを基材としている。この場合、熱可塑性樹脂は、例えば２００℃付近で軟質となり、高温から温度低下すると硬質を保つ性質を有する。そして、このような熱可塑性樹脂からなる絶縁性基板ａの片面には、例えば銅などの非磁性材料からなる金属箔ｂが貼り付けられている。
【００２８】
次に、図１０（ｂ）および図１０（ｃ）の工程にそれぞれ移行する。図１０（ｂ）の工程では、金属箔ｂをエッチング処理することにより、シールド部２３の上面または下面を構成するパターンｃを形成する。また、絶縁性基板ａのうちパターンｃが形成されていない面には保護フィルムｄを貼り付ける。一方、図１０（ｃ）の工程では、金属箔ｂを絶縁性基板ａから剥離する。また、絶縁性基板ａのうちパターンｃが形成されていない面には保護フィルムｄを貼り付ける。
【００２９】
次に、図１０（ｄ）および図１０（ｅ）の工程にそれぞれ移行する。図１０（ｄ）の工程では、保護フィルムｄ側からレーザを照射して、パターンｃを底面とする有底のスルーホールｅを形成する。このとき、レーザの強度や照射時間などを調整することにより、パターンｃに孔が開かないようにする。また、図１０（ｅ）の工程においても、保護フィルムｄ側からレーザを照射してスルーホールeを形成する。
次に、図１０（ｆ）および図１０（ｇ）の工程にそれぞれ移行する。これら図１０（ｆ）および図１０（ｇ）の工程では、スルーホールｅ内に、例えば銅などの非磁性材料からなる金属ペーストｆを充填する。この金属ペーストｆの充填は、例えばメタルマスクを用いたスクリーン印刷によって行うことが可能である。
【００３０】
次に、図１０（ｈ）および図１０（ｉ）の工程にそれぞれ移行する。これら図１０（ｈ）および図１０（ｉ）の工程では、保護フィルムｄを絶縁性基板ａから剥離する。なお、以下の工程では、説明の便宜上、工程（ｂ），（ｄ），（ｆ），（ｈ）により生成した絶縁性基板、即ち、パターンｃを有する絶縁性基板ａを絶縁性基板ａ１と称し、工程（ｃ），（ｅ），（ｇ），（ｉ）により生成した絶縁性基板、即ち、パターンｃを有しない絶縁性基板ａを絶縁性基板ａ２と称する。
次に、図１０（ｊ）の工程に移行する。この工程では、２つの絶縁性基板ａ１の間に複数の絶縁性基板ａ２を積層する。また、複数の絶縁性基板ａ２を挟んだ両絶縁性基板ａ１を、さらに２つの絶縁性基板ａ３によって挟む。なお、絶縁性基板ａ３は、図１０（ａ）の工程で示した金属箔ｂ付きの絶縁性基板ａから金属箔ｂを剥離したものであり、パターンｃも金属ペーストｆも有しない絶縁性基板である。
【００３１】
次に、図１０（ｋ）の工程に移行する。この工程では、積層した絶縁性基板ａ１，ａ２，ａ３を熱プレスによって加圧する。この熱プレスは、例えば、２００〜３５０℃で０．１〜１０．０ＭＰａの条件の下で行われる。これにより、絶縁性基板ａ１，ａ２，ａ３は、一旦軟化した状態で加圧され、相互に融着し、これにより、内部にシールド部２３を有する基板部２１が形成される。
この基板部２１の完成状態においては、パターンｃが金属ペーストｆに一体化して基板部２１の内部にシールド部２３を形成する。この場合、パターンｃがシールド部２３の上面および下面を形成し、複数の金属ペーストｆがスルーホールピン２３ｆを形成する。
【００３２】
次に、上記のように構成された電流検出器２０について発明者が行ったシミュレーションの結果について図１１を参照しながら説明する。なお、図１１中、符号ａは、電流検出器２０の開口部２０ａに導体である図示しない給電部を挿通した場合において、当該給電部から発生する内部磁界に対する電流検出器２０の検出感度を示している。また、符号ｂは、電流検出器２０の開口部２０ａに導体である図示しない給電部を挿通した場合において、当該給電部から発生する内部電界に対する電流検出器２０の検出感度を示している。また、符号ｃは、導体である図示しない給電部を電流検出器２０から所定距離（例えば、０．５ｍｍ程）を有して水平に配置した場合、換言すれば、給電部を電流検出器２０の軸方向に対して直交するように配置した場合において、当該給電部から発生する外部電界に対する電流検出器２０の検出感度を示している。また、符号ｄは、導体である図示しない給電部を電流検出器２０から所定距離（例えば、０．５ｍｍ程）を有して垂直に配置した場合、換言すれば、給電部を電流検出器２０の軸方向に平行するように配置した場合において、当該給電部から発生する外部電界に対する電流検出器２０の検出感度を示している。なお、給電部は、この場合、何れも５０Ω程の内部インピーダンスを有するものを使用した。
【００３３】
この図１１に示すシミュレーション結果から明らかなように、電流検出器２０の内部電界に対する検出感度（符号ｂ参照）あるいは外部電界（符号ｃ，ｄ参照）に対する検出感度は、内部磁界に対する検出感度（符号ａ参照）よりも著しく低くなる。即ち、上記のように構成された電流検出器２０は、内部電界あるいは外部電界の影響を受けにくく、開口部２０ａに挿通された導体から発生する内部磁界に対して高精度で反応することが確認された。
以上に説明した実施形態によれば、シールド部２３を基板部２１の内部に設けたので、シールド部２３の外部にさらに絶縁性基板が存在する構成となり、電流検出対象である導体や周辺の他の回路と、シールド部２３、さらには、当該シールド部２３に覆われるコイル２２との間の絶縁性を十分に確保することができる。これにより、より絶縁された状態で電流の検出処理を行うことができ、電流の検出精度を向上することができる。
【００３４】
（その他の実施形態）
本発明は、上述した各実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば、以下のように変形または拡張することができる。
コイル１２，２２は、いわゆるロゴスキーコイルに限られず、種々のコイルを採用することができ、例えばカレントトランスなどで構成してもよい。要は、環状に形成されたものであって、内側を貫通した導体を流れる電流を検出するコイルであればよい。また、コイル１２，２２は、円環状に限られず、例えば楕円環状、矩形環状、多角形環状に形成してもよい。また、開口部１０ａ，２０ａは、円形状に限られず、例えば楕円形状、矩形状、多角形状に形成してもよい。
【００３５】
基板１１，２１を構成する絶縁性基板は４枚，１２枚に限られるものではない。要は、基板１１，２１は、複数の基板を積層した積層基板で構成することが好ましい。
また、シールド部１３，２３のうちコイル１２，２２の内側部を覆う部分に複数のスリット１３ａ，２３ａを設けてもよい。
また、スリット１３ａ，２３ａの開口幅は、電流検出用のコイルの種類、電流検出性能、形状、構成、大きさなどに応じて適宜変更して設定することができる。
上述した各実施形態を組み合わせて実施してもよい。
【符号の説明】
【００３６】
図面中、１０，２０は電流検出器、１１，２１は基板（積層基板）、１２，２２はコイル、１２ｃ，２２ｃは戻線部、１２ｄ，２２ｄは巻線部、１３，２３はシールド部、１３ａ，２３ａはスリット、１３ｆ，２３ｆはスルーホールピン、１３ｇ，２３ｇは未接続層を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状に形成され、内側を貫通した導体を流れる電流を検出するコイルと、
前記コイルを覆うシールド部と、
を備える電流検出器であって、
前記シールド部は、前記コイルの内側部を覆う部分に、前記コイルに沿って環状に延び当該コイルと外部とを連通するスリットを有する電流検出器。
【請求項２】
前記シールド部は、複数の絶縁性基板を積層した積層基板の内部に設けられている請求項１に記載の電流検出器。
【請求項３】
前記シールド部の側部は、前記積層基板の内部において厚み方向に延びる複数のスルーホールピンを周方向に連続的に配置することにより形成されている請求項２に記載の電流検出器。
【請求項４】
前記スリットは、複数の前記スルーホールピンからなる前記シールド部の側部に１層以上の未接続層を設けることによって形成されている請求項３に記載の電流検出器。
【請求項５】
前記積層基板は、前記導体を貫通させるための開口部を有し、
前記シールド部のうち前記スリットを有する面は、前記開口部の内周面によって覆われている請求項２から４の何れか１項に記載の電流検出器。
【請求項６】
前記スリットは、前記電流検出器の厚み方向において、前記コイルが存在する範囲内に形成されている請求項１から５の何れか１項に記載の電流検出器。
【請求項７】
前記スリットは、前記電流検出器の厚み方向において、前記コイルの厚み以下の開口幅を有している請求項１から６の何れか１項に記載の電流検出器。
【請求項８】
前記コイルは、
周方向にらせん状に巻回された巻線部と、
前記巻線部内を周方向に延びる戻線部と、
を有する請求項１から７の何れか１項に記載の電流検出器。
【請求項１】
環状に形成され、内側を貫通した導体を流れる電流を検出するコイルと、
前記コイルを覆うシールド部と、
を備える電流検出器であって、
前記シールド部は、前記コイルの内側部を覆う部分に、前記コイルに沿って環状に延び当該コイルと外部とを連通するスリットを有する電流検出器。
【請求項２】
前記シールド部は、複数の絶縁性基板を積層した積層基板の内部に設けられている請求項１に記載の電流検出器。
【請求項３】
前記シールド部の側部は、前記積層基板の内部において厚み方向に延びる複数のスルーホールピンを周方向に連続的に配置することにより形成されている請求項２に記載の電流検出器。
【請求項４】
前記スリットは、複数の前記スルーホールピンからなる前記シールド部の側部に１層以上の未接続層を設けることによって形成されている請求項３に記載の電流検出器。
【請求項５】
前記積層基板は、前記導体を貫通させるための開口部を有し、
前記シールド部のうち前記スリットを有する面は、前記開口部の内周面によって覆われている請求項２から４の何れか１項に記載の電流検出器。
【請求項６】
前記スリットは、前記電流検出器の厚み方向において、前記コイルが存在する範囲内に形成されている請求項１から５の何れか１項に記載の電流検出器。
【請求項７】
前記スリットは、前記電流検出器の厚み方向において、前記コイルの厚み以下の開口幅を有している請求項１から６の何れか１項に記載の電流検出器。
【請求項８】
前記コイルは、
周方向にらせん状に巻回された巻線部と、
前記巻線部内を周方向に延びる戻線部と、
を有する請求項１から７の何れか１項に記載の電流検出器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−４７６６０（Ｐ２０１３−４７６６０Ａ）
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２９４２１（Ｐ２０１２−２９４２１）
【出願日】平成２４年２月１４日（２０１２．２．１４）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月１４日（２０１２．２．１４）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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