電流検出用プリント基板および電流検出器
【課題】 電流検出器の構造を簡略化させるための電流検出用プリント基板を提供する。
【解決手段】 交流電力の伝送経路として用いる電力伝送用導電体に流れる交流電流を検出するための電流検出用プリント基板１であって、基板を貫通する貫通穴４０１と、貫通穴４０１の外側に配置され、スルーホールによって形成された遮蔽部５００と、遮蔽部５００の外側に配置された電流検出を行うためのコイル状の配線１０とを備えたことを特徴とする。上記のように、電流検出用プリント基板１に遮蔽部５００を備えると、電流検出器の筐体に複雑な形状の遮蔽部を形成する必要がない。そのため、電流検出器の筐体の構造を簡略化させることができる。また、電流検出用プリント基板の遮蔽部は、スルーホールによって形成されているので、容易に形成できる。したがって、電流検出器の構造を簡略化できる。
【解決手段】 交流電力の伝送経路として用いる電力伝送用導電体に流れる交流電流を検出するための電流検出用プリント基板１であって、基板を貫通する貫通穴４０１と、貫通穴４０１の外側に配置され、スルーホールによって形成された遮蔽部５００と、遮蔽部５００の外側に配置された電流検出を行うためのコイル状の配線１０とを備えたことを特徴とする。上記のように、電流検出用プリント基板１に遮蔽部５００を備えると、電流検出器の筐体に複雑な形状の遮蔽部を形成する必要がない。そのため、電流検出器の筐体の構造を簡略化させることができる。また、電流検出用プリント基板の遮蔽部は、スルーホールによって形成されているので、容易に形成できる。したがって、電流検出器の構造を簡略化できる。
【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ために用いる電流検出用プリント基板、及びこの電流検出用プリント基板を用いた電流検出器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１７は、インピーダンス整合装置が用いられる高周波電力供給システムの一例のブロック図である。
【０００４】
この高周波電力供給システムは、半導体ウエハや液晶基板等の被加工物に、例えばプラズマエッチング、プラズマＣＶＤといった加工処理を行うためのシステムであり、高周波電源装置６１、伝送線路６２、インピーダンス整合装置６３、負荷接続部６４及び負荷６５（プラズマ処理装置６５）で構成されている。
【０００５】
高周波電源装置６１は、高周波電力を出力して、負荷となるプラズマ処理装置６５に供給するための装置である。なお、高周波電源装置６１から出力された高周波電力は、同軸ケーブルからなる伝送線路６２及びインピーダンス整合装置６３及び遮蔽された銅板からなる負荷接続部６４を介してプラズマ処理装置６５に供給される。また、一般にこの種の高周波電源装置６１では、無線周波数帯域の周波数（例えば、数百ｋＨｚ以上の周波数、上限は厳密には定まっていないが、概ね１ＧＨｚ以下）を有する高周波電力を出力している。
【０００６】
プラズマ処理装置６５は、ウエハ、液晶基板等を加工（エッチング、ＣＶＤ等）するための装置である。
【０００７】
インピーダンス整合装置６３は、内部に図示しない可変インピーダンス素子（例えば、可変コンデンサ、可変インダクタ等）等で構成された整合回路を備えていて、高周波電源装置６１と負荷６５との間がインピーダンス整合するように、整合回路内の可変インピーダンス素子のインピーダンスを変化させる制御機能を有する。
【０００８】
このような制御を行うために、インピーダンス整合装置６３の入力端６３ａから整合回路までの間に、高周波電源装置６１から出力された高周波の電流を検出する電流検出器および高周波の電圧を検出する電圧検出器を設け、これらの検出器で検出した電流と電圧とを用いて、進行波電力や反射波電力等の情報を求めている。そして、求めた情報を用いて、インピーダンス整合するように可変インピーダンス素子のインピーダンスを制御している。
【０００９】
図１８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１８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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
図１９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１９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。
【００１６】
この図１９では、図１８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１９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１９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。
【００１７】
また、図１９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。
【００１８】
上述した電流検出器８０に相当するものとしては、例えば、図２０および図２１に示す電流検出用プリント基板６、電圧検出器９０に相当するものとしては、例えば、図２２に示す電圧検出用プリント基板７がある。
【００１９】
図２０は、電流検出用プリント基板６を示す図である。
図２０において、同図（ａ）は、電流検出用プリント基板６の平面図（基板の上から見た図）であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）の一部（点線で囲んだＡ部分）を拡大した概略図であり、同図（ｃ）は、同図（ｂ）の図示を簡略化するために、直線的に展開した図であり、同図（ｄ）は、同図（ｃ）を側面から見た場合の電流検出用プリント基板６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。
【００２０】
図２０（ａ）〜（ｄ）に示すように、電流検出用プリント基板６は、基板を貫通する貫通穴１０１が設けられており、その周囲にコイル状に形成された配線１０（以下、コイル状の配線１０という）が設けられている。このコイル状の配線１０は、基板を貫通しながら、基板の表面１２１と裏面１２２とを交互に接続することによって両端部１０ａ，１０ｂを有するコイル状に形成されたものである。この配線の内、基板を貫通する部分は、スルーホール（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｈｏｌｅ）１１によって形成され、基板の表面および裏面の配線は、パターン配線１２，１３によって形成されている。
【００２１】
なお、図２０（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。
【００２２】
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。
【００２３】
図２０に示したような電流検出用プリント基板６にすると、交流電流が流れる電力伝送用導電体６６が、貫通穴１０１の内側を通るように配置された場合に、電磁誘導によって、コイル状の配線１０に電流が流れる。すなわち、プリント基板にカレントトランス機能を持たすことができる。換言すれば、電流検出用プリント基板６に、カレントトランスを形成することができる。
【００２４】
したがって、コイル状の配線１０の部分は、図１８，図１９に示した回路図のカレントトランス部８１に相当する。
【００２５】
図２１は、電流検出用プリント基板６の他の一例を示す図である。
図２１において、同図（ａ）は、電流検出用プリント基板６の平面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）の一部（点線で囲んだＢ部分）を拡大した概略図であり、同図（ｃ）は、同図（ｂ）の図示を簡略化するために、直線的に展開した図であり、同図（ｄ）は、同図（ｃ）を側面から見た場合の電流検出用プリント基板６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６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２１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６、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。
【００２６】
図２１に示す電流検出用プリント基板６は、基本的には、図１に示した電流検出用プリント基板６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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
図２１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２１の例では、基板の裏面層を設けていない。
【００３０】
そのために、図２１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２２に示した回路図のカレントトランス部８１に相当する。
【００３１】
また、図２１（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。
【００３２】
図２２は、電圧検出用プリント基板７を示す図である。
図２２において、同図（ａ）は、電圧検出用プリント基板７の平面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）の一部（点線で囲んだＣ部分）を拡大した概略図であり、同図（ｃ）は、同図（ｂ）の図示を簡略化するために、直線的に展開した図であり、同図（ｄ）は、同図（ｃ）を側面から見た場合の電流検出用プリント基板６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。
【００３３】
図２２（ａ）〜（ｄ）に示すように、電圧検出用プリント基板７は、基板を貫通する貫通穴２０１が設けられており、その周囲にリング状の配線３０が設けられている。このリング状の配線３０は、貫通穴２０１の周囲に、基板を貫通するスルーホール３１を複数設け、且つ基板の表面および裏面にスルーホール部を繋げるようにパターン配線３２，３３を設けることによって形成されたものである。そのために、基板の表面および裏面にあるパターン配線３２，３３の間にスルーホールが設けられているので、基板の厚みと略同じ厚みを有するように形成されて、あたかも、リング状の配線３０となる。
【００３４】
なお、図２２（ｂ）〜（ｃ）では、基板の表面および裏面にあるパターン配線３２、３３が重なっている。また、リング状の配線３０には、出力配線４０が接続されている。この出力配線が出力端子４１に接続されている。
【００３５】
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２１０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。
【００３６】
図２２に示したような電圧検出用プリント基板７にすると、交流電圧が生じている電力伝送用導電体６６が、貫通穴２０１の内側を通るように配置された場合に、リング状の配線３０が、前記電力伝送用導電体６６の内、リング状の配線３０と対向する箇所と対となるコンデンサの電極として機能する。すなわち、プリント基板にコンデンサの電極としての機能を持たすことができる。したがって、リング状の配線３０の部分は、図１８，図１９に示した回路図のコンデンサ部の電極９１ｂに相当する。
【００３７】
図２３は、電流・電圧検出器５の概略の外観図である。
図２３において、同図（ａ）は、電流・電圧検出器５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。
【００３８】
この図２３（ａ）に示すように、電流・電圧検出器５は、電力伝送用導電体６６が筐体を貫通できる構造となっている。なお、電力伝送用導電体６６およびその周囲にある絶縁体６９は、電流・電圧検出器５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５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２３（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。
【００３９】
また、図２３（ｃ）に示すように、筐体内に、電流検出用プリント基板６と電圧検出用プリント基板７とが収容された構造となっている。そのために、筐体内を通過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６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７によって検出することが出来る構造になっている。
【００４０】
すなわち、図２３（ｂ）に示した例で説明すると、電流・電圧検出器５の左側の部分が電流検出器３に相当し、右側の部分が、電圧検出器４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３は、図１８，図１９に示した電圧検出器８０に相当し、電圧検出器４は、図１８，図１９に示した電圧検出器９０に相当する。
【００４１】
図２４は、図２３に示した電流・電圧検出器５の概略構成図である。この図２４において、同図（ａ）は、電流・電圧検出器５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２４では、各構成要素の形状は概略を示すのみである。例えば、筐体や基板には、電力伝送用導電体６６を貫通させるための貫通穴や磁束を作用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２４では、外側から見えない部分の概略を点線で示している。
【００４２】
図２４（ａ）に示すように、電流・電圧検出器５は、筐体本体３３０と、筐体本体３３０に固定される電流検出用プリント基板６、電圧検出用プリント基板７、電流検出部用蓋３３１、および電圧検出部用蓋３３２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２４（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３３０に固定すると、図２４（ｂ）に示したように、電流検出用プリント基板６、電圧検出用プリント基板７がそれぞれ筐体本体３３０の内部に固定されるとともに、電流検出用プリント基板６、電圧検出用プリント基板７をそれぞれ覆うように蓋がされる。
【００４３】
このように、筐体本体３３０は、電流検出用プリント基板６、電圧検出用プリント基板７とで共通であるが、電流検出用プリント基板６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７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６、電圧検出用プリント基板７とがそれぞれ独立した空間内に収容されることになる。
【００４４】
図２５は、図２３（ｂ）に示した電流・電圧検出器５の断面図である。
図２６は、筐体本体３３０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。
【００４５】
図２５〜図２６に示したように、筐体本体３３０には、貫通穴３０３および凹部３１１、３１２、３２１、３２２が設けられているので、電力伝送用導電体６６および電力伝送用導電体６６を覆う絶縁体６９を貫通させるとともに、電流検出用プリント基板６と電圧検出用プリント基板７とを筐体内部に収容できるようになっている。
【００４６】
図２７は、電流検出用プリント基板６と電圧検出用プリント基板７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３および電圧検出器４にした一例を示す図である。
【００４７】
図２８は、図２７に示した電流検出器３の断面図である。この図２８は、図２５に示した電流・電圧検出器５の断面図のうち、電圧検出器４に相当する下側の部分を取り除いたものに相当する。そのため、電流検出器３用の筐体本体３１０を使用しているが、その他は、図２５と同様である。
【００４８】
この図２７、図２８に示すように、電流検出器３および電圧検出器４を独立させることもできる。この場合、電流検出器３および電圧検出器４を表裏重ね合わせると、上述した筐体本体を一体形成したものと同様になる。
【００４９】
【特許文献１】特開２００７−２２５５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００５０】
ところで、電流・電圧検出器５の筐体本体３３０の電圧検出用プリント基板７側は、比較的簡単な形状になっている。しかし、筐体本体３３０の電流検出用プリント基板６側には、貫通穴の周囲に第１遮蔽部３１３が設けられており、複雑な形状をしている。そして、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開口部３１７が形成されていることが分かる。この理由を以下に説明する。
【００５１】
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６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６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６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。
【００５２】
さらに詳述すると、電力伝送用導電体６６に電流が流れることによって、導体の周りには磁束が発生するだけでなく電界も発生する。しかしながら、その電界は、電流検出用プリント基板６で電流を検出することに対して悪影響を及ぼす。そのため、電力伝送用導電体６６と電流検出用プリント基板６との間に第１遮蔽部３１３を設けている。すなわち、電力伝送用導電体６６と電流検出用プリント基板６との間に、導体を配置することによって、電界の影響を弱める機能を筐体に持たせている。
【００５３】
しかしながら、第１遮蔽部３１３および開口部３１７を形成するためには、図示するように複雑な形状にする必要がある。そのため、例えば、筐体の製作コストが高くなるという課題があった。これは、図２８に示した電流検出器３の場合も同様である。
【００５４】
本発明は、上記事情のもとで考え出されたものであって、電流検出器の構造を簡略化させるための電流検出用プリント基板を提供することを目的としている。ひいては、簡単な構造の電流検出器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００５５】
第１の発明によって提供される電流検出用プリント基板は、
交流電力の伝送経路として用いる電力伝送用導電体に流れる交流電流を検出するための電流検出用プリント基板であって、
基板を貫通する貫通穴と、
前記貫通穴の外側に配置され、スルーホールによって形成された遮蔽部と、
前記遮蔽部の外側に配置された電流検出を行うための配線と、
を備えたことを特徴としている。
【００５６】
第２の発明によって提供される電流検出用プリント基板は、
前記遮蔽部が、複数のスルーホールを略円形に配置することによって形成されていることを特徴としている。
【００５７】
第３の発明によって提供される電流検出用プリント基板は、
前記遮蔽部が、複数のスルーホールを略円形に、少なくとも２重に配置することによって形成されていることを特徴としている。
【００５８】
第４の発明によって提供される電流検出器は、
交流電力の伝送経路として用いる電力伝送用導電体に流れる交流電流を検出する電流検出器において、
基板を貫通する貫通穴と、前記貫通穴の外側に配置され、スルーホールによって形成された遮蔽部と、前記遮蔽部の外側に配置された電流検出を行うための配線とを含む電流検出用プリント基板と、
前記電流検出用プリント基板を内部に固定するとともに、前記電力伝送用導電体を通過させるための貫通穴を設けて、前記電流検出用プリント基板を覆うように構成された導電体製の筐体と、
を備えたことを特徴としている。
【００５９】
第５の発明によって提供される電流検出器は、
前記電流検出用プリント基板の遮蔽部が、複数のスルーホールを略円形に配置することによって形成されていることを特徴としている。
【００６０】
第６の発明によって提供される電流検出器は、
前記電流検出用プリント基板の遮蔽部が、複数のスルーホールを略円形に、少なくとも２重に配置することによって形成されていることを特徴としている。
【００６１】
第７の発明によって提供される電流検出器は、
前記電流検出用プリント基板の遮蔽部および前記筐体によって、
前記電流検出用プリント基板の前記貫通穴と前記配線との間に、一部遮蔽しない部分を含む遮蔽部を形成していることを特徴としている。
【００６２】
第８の発明によって提供される電流検出器は、
前記電流検出用プリント基板の遮蔽部の遮蔽しない部分は、基板の表面と裏面との間に設けられていることを特徴としている。
【００６３】
第９の発明によって提供される電流検出器は、
前記電流検出用プリント基板の遮蔽部の遮蔽しない部分は、基板と筐体との間に設けられていることを特徴としている。
【００６４】
第１０の発明によって提供される電流検出器は、
前記筐体が、前記電流検出用プリント基板を固定する筐体本体と、前記筐体本体を覆う蓋部と、からなることを特徴としている。
【００６５】
第１１の発明によって提供される電流検出器は、
前記交流電力が、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力であることを特徴としている。
【００６６】
また、前記電流検出用プリント基板の前記配線は、基板の最上層と最下層との間を貫通しながら基板の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状に形成された少なくとも１つの配線、又は／及び基板の一部分の層間を貫通しながら貫通した部分の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状に形成された少なくとも１つの配線からなっていてもよい。
【発明の効果】
【００６７】
本発明によれば、電流検出用プリント基板に遮蔽部を備えることができるので、電流検出器の筐体に複雑な形状の遮蔽部を形成する必要がない。そのため、電流検出器の筐体の構造を簡略化させることができる。
また、電流検出用プリント基板の遮蔽部は、スルーホールによって形成されているので、容易に形成できる。したがって、電流検出器の構造を簡略化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６８】
以下、本発明の詳細を図面を参照して説明する。
【００６９】
（１）電流検出用プリント基板
図１は、本発明に係る電流検出用プリント基板１の一例を示す図である。
図１において、同図（ａ）は、電流検出用プリント基板１の平面図（基板の上から見た図）であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）の一部（点線で囲んだＤ部分）を拡大した概略図であり、同図（ｃ）は、同図（ｂ）の図示を簡略化するために、直線的に展開した図であり、同図（ｄ）は、同図（ｃ）の一部を側面から見た概略図である。また、同図（ｅ）は、同図（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。
【００７０】
図１（ａ）に示すように、電流検出用プリント基板１は、基板を貫通する貫通穴４０１が設けられており、その外側には、遮蔽機能を有する遮蔽部５００が形成されている。この遮蔽部５００については後述する。
遮蔽部５００の外側には、前述したコイル状の配線１０が形成されている。また、コイル状の配線１０には、出力配線２１，２２が接続されている。また、出力配線２１，２２には、それぞれ出力端子２３，２４が接続されている。
【００７１】
上記のコイル状の配線１０は、図２０に示したものと同様である。すなわち、図２０では、コイル状の配線１０は、貫通穴１０１の周囲に形成されていたが、図１では遮蔽部５００の外側に形成されているという相違点があるが、カレントトランスとして機能する点は同じである。出力配線２１，２２及び出力端子２３，２４も、図２０に示したものと同様である。
【００７２】
このように、コイル状の配線１０等は、図２０に示したものと相違点はあるものの、基本的な構成は同じである。そのために、コイル状の配線１０等の詳細説明は省略する。また、説明を容易にするために、前述したものと同様の機能のものには、同符号を用いている。
【００７３】
このように、電流検出用プリント基板１は、コイル状の配線１０が備わっているので、電流検出機能を有する。
【００７４】
次に遮蔽部５００について説明する。
遮蔽部５００は、図１（ｂ）〜（ｃ）に示すように複数のスルーホール５０１、５０２を略円形に配置することによって形成されている。より具体的には、複数のスルーホールを略円形に、少なくとも２重に配置することによって形成されている。
図示した例では、遮蔽部５００の内側（貫通穴４０１に近い側）に複数のスルーホール５０１を略円形に配置し、遮蔽部５００の外側に複数のスルーホール５０２を略円形に配置している。また、スルーホール５０１とスルーホール５０２とをずらして配置している。そのために、遮蔽部５００を側面から見た場合には、スルーホール５０１とスルーホール５０２とが重なり、隙間が無くなる。そのため、電力伝送用導電体６６が、貫通穴４０１の内側を通るように配置された場合に生じる電界に対して遮蔽機能を有するようになる。しかも、スルーホールは、プリント基板を制作する上で容易に形成できるので、遮蔽部５００を形成することは容易である。
【００７５】
なお、後述する図１０等に示すように、遮蔽部５００は、筐体に接続する必要がある。そのため、電流検出用プリント基板１単体として、遮蔽部５００の遮蔽機能を有するものではないが、電流・電圧検出用プリント基板の構造としては、図１で説明したように、貫通穴４０１とコイル状の配線１０との間に、遮蔽部５００を設ける必要がある。
【００７６】
また、図１では、遮蔽部５００を２重のスルーホールで形成したが、スルーホールを３重以上に配置する場合は、上記の概念に従い、遮蔽部５００を側面から見た場合に、遮蔽部５００を形成するスルーホールの隙間が無くなるようにすればよい。
【００７７】
図１（ｄ）は、図１（ｃ）に示した複数のスルーホール５０１を側面から見た概略図である。この図１（ｄ）に示すように、電流検出用プリント基板１は、多層基板になっている。また、スルーホール５０１は、図１（ｄ）に示すように、上側のスルーホール５０１ａと、下側のスルーホール５０１ｂとに分かれており、基板を貫通しないようになっている。また、図１（ｄ）では図示していないが、スルーホール５０２側も同様に、上側のスルーホール５０２ａと、下側のスルーホール５０２ｂとに分かれており、基板を貫通しないようになっている。すなわち、遮蔽部５００には、基板の表面と裏面との間の一部に、遮蔽しない部分が設けられている。この様子は、図１（ｅ）からも明らかである。なお、図１（ｅ）は、図１（ａ）のＥ−Ｅ断面図であるが、遮蔽部５００等の様子を模式的に表した断面図である。
【００７８】
なお、上述したように、遮蔽部５００は、略円形に形成されているが、これに限定されるものではなく、貫通穴４０１とコイル状の配線１０との間に設ければよい。そのため、例えば、楕円形にすることも可能であるし、一部を直線的にすることも可能である。しかし、貫通穴４０１およびコイル状の配線１０が略円形であるならば、遮蔽部５００も略円形にした方が、面積を少なくできるなどのメリットがあるので好ましい。
【００７９】
図２は、本発明に係る電流検出用プリント基板１の他の一例を示す図である。
図２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Ｆ部分）を拡大した概略図であり、同図（ｃ）は、同図（ｂ）の図示を簡略化するために、直線的に展開した図であり、同図（ｄ）は、同図（ｃ）の一部を側面から見た概略図である。また、同図（ｅ）は、同図（ａ）のＧ−Ｇ断面図である。
【００８０】
この図２に示した電流検出用プリント基板１は、図１に示したものと比べて、コイル状の配線１０が異なっている。
具体的には、図２のコイル状の配線１０は、図２１に示したものと同様なものを使用している。また、遮蔽部５００は、図１に示したものと同じである。そのため、これらについての詳細説明は省略する。また、説明を容易にするために、前述したものと同様の機能のものには、同符号を用いている。
【００８１】
なお、図１と同様に、コイル状の配線１０等は、図２１に示したものと相違点はあるものの、基本的な構成は同じである。また、コイル状の配線１０は、カレントトランスとして機能する。
【００８２】
このように、これまで説明したコイル状の配線１０の他の形態を用いることも可能である。また、例えば、特許文献１（特開２００７−２２５５８８号公報）の図５〜８に示すように、２重化したコイル状の配線１０を用いることも可能である。
【００８３】
（２）電流検出器
図３は、本発明に係る電流検出器３を立体的に示した概略の外観図である。
【００８４】
この図３に示すように、電流検出器３は、従来と同様に、電力伝送用導電体６６が筐体を貫通できる構造となっている。なお、電力伝送用導電体６６およびその周囲にある絶縁体６９は、電流検出器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３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１０）。なお、筐体は、アルミニウム等の導電体で作られている。
【００８５】
図４は、図３に示した電流検出器３の概略構成図である。なお、この図４では、各構成要素の形状は概略を示すのみである。例えば、筐体や基板には、電力伝送用導電体６６を貫通させるための貫通穴等が設けられているが、これらは図示していない。
【００８６】
図４に示すように、電流検出器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、蓋３０１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。なお、蓋３０１は、筐体の一部であり、アルミニウム等の導電体で作られている。また、図４に示した矢印で図示したように各構成部品を筐体本体３００に固定すると、電流検出用プリント基板１が筐体本体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を覆うように蓋がされる。
【００８７】
次に、蓋３０１を除いた部分について、具体的に説明する。
図５は、筐体本体３００の図である。図５において、同図（ａ）は、筐体本体３００の側面の断面図であり、同図（ｂ）は、平面図（電流検出用プリント基板１が固定される側から見た図）である。
【００８８】
図６は、筐体本体３００を立体的に図示した図である。
【００８９】
図７は、蓋３０１を取り付けない状態で、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。なお、電流検出用プリント基板１は、一例として、図１と同様のものとしている。
【００９０】
図５〜図７に示したように、筐体本体３００には、貫通穴３０３および凹部３１１、３１２が設けられているので、電力伝送用導電体６６および電力伝送用導電体６６を覆う絶縁体６９を貫通させるとともに、電流検出用プリント基板１を筐体内部に収容できるようになっている。
【００９１】
また、第１筐体遮蔽部３０６は、筐体本体３００の一部であり、筐体本体３００に電流検出用プリント基板１が取り付けられたときに、遮蔽部５００と接続されるように設けられている。すなわち、第１筐体遮蔽部３０６は、遮蔽部５００の形状に合わせて略円形に形成されている。もちろん、前述したように、遮蔽部５００が略円形でない場合は、遮蔽部５００の形状に合わせた形状にすればよい。なお、第１筐体遮蔽部３０６を、例えばネジ止めによって、着脱可能にしてもよいが、この場合でも、第１筐体遮蔽部３０６は、筐体本体３００の一部とする。また、第１筐体遮蔽部３０６は、筐体本体３００と同様に、アルミニウム等の導電体で作られる。
【００９２】
また、図５〜図７では図示を省略しているが、後述する図１０等で図示されているように、蓋３０１にも第１筐体遮蔽部３０６と同様な第２筐体遮蔽部３０７が設けられている。具体的には、筐体本体３００に電流検出用プリント基板１が取り付けられた後に、蓋３０１が筐体本体３００に取り付けられたときに、遮蔽部５００と接続されるように設けられている。すなわち、第２筐体遮蔽部３０７は、遮蔽部５００の形状に合わせて略円形に形成されている。
なお、第２筐体遮蔽部３０７を、例えばネジ止めによって、着脱可能にしてもよいが、この場合でも、第２筐体遮蔽部３０７は、蓋３０１の一部とする。また、第２筐体遮蔽部３０７は、アルミニウム等の導電体で作られる。遮蔽部５００等の機能については、後述する。
【００９３】
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に設ける配線が筐体（遮蔽部５００は配線ではない）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。
【００９４】
なお、例えば、図２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。また、第１筐体遮蔽部３０６も不要となる。
【００９５】
図８は、基板固定部３１５を設けない場合の筐体本体３００を立体的に図示した図である。この図８のようにすると、筐体本体３００の構造を簡略化することが可能である。
【００９６】
また、通常は、円筒形（断面が円形）の電力伝送用導電体６６が用いられるので、それに合わせて、筐体本体３００に設けられた貫通穴３０３も円形になっている。また、電流検出用プリント基板１の貫通穴４０１が円形になっている。
【００９７】
次に、電流検出用プリント基板１について説明する。
電流検出用プリント基板１のコイル状の配線１０は、図１で説明したものと同様であるが、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１８、図１９に示した電流用変換回路８４に相当するものである。
【００９８】
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および電流用変換回路５１が備わっている。すなわち、電流検出用プリント基板１の形状は、図１とは異なる。
【００９９】
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。
【０１００】
また、筐体本体３００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３筐体遮蔽部３０８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３筐体遮蔽部３０８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。
【０１０１】
この例では、この第３筐体遮蔽部３０８は、コイル状の配線１０がある空間と電流用変換回路５１がある空間との間の一部を遮蔽する機能を有している。
【０１０２】
図９は、第３筐体遮蔽部３０８の応用例の一例である。
図５〜図８に示すように、筐体本体３００の第３筐体遮蔽部３０８だけでは出力配線の部分に隙間が生じるため、遮蔽が十分できない場合がある。その場合は、この図９（ａ）に示すように、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、出力配線の部分の隙間が殆ど無くなるので、遮蔽効果が高まる。また、図９（ｂ）に示すように、第３筐体遮蔽部３０８の代わりに、蓋３０１に遮蔽部３１８を設けてもよい。
【０１０３】
次に遮蔽部５００の遮蔽機能について説明する。
図１０は、電流検出用プリント基板１を筐体に収容したときの断面図の一例である。この図１０は、例えば、図７に示すものに蓋３０１を取り付けた状態におけるＨ−Ｈ断面の様子を模式的に図示したものである。
【０１０４】
仮に、遮蔽部５００が存在しない場合を考えと、電力伝送用導電体６６とコイル状の配線１０との間が遮蔽されていないので、電流検出に必要な磁束がコイル状の配線１０に作用する。それとともに、コイル状の配線１０は、電界の影響を受ける。ところが、コイル状の配線１０は、前述したように、電界の影響を受けるのが好ましくないため、電流検出の精度が低下する要因となる。そのために、コイル状の配線１０に対する電界の影響を低減させて、電流検出の精度を高める工夫が必要となる。
【０１０５】
そこで、遮蔽部５００および遮蔽部５００の上下の遮蔽部（第１筐体遮蔽部３０６、第２筐体遮蔽部３０７）を設けて、電力伝送用導電体６６とコイル状の配線１０との間を可能な限り遮蔽している。もちろん、電流検出に必要な磁束をコイル状の配線１０に作用させる必要があるので、完全な遮蔽ではなく、一部に遮蔽しない部分を設けている。
【０１０６】
上記の遮蔽しない部分は、遮蔽という観点から見ると、可能な限り小さくするのが好ましいが、コイル状の配線１０による電流検出を考慮して、具体的な設計をすればよい。いずれにしても、遮蔽部５００が存在しない場合に比べると、コイル状の配線１０に対する電界の影響を低減させることができ、かつ、電流検出に必要な磁束をコイル状の配線１０に作用させることができる。
【０１０７】
さらに補足すると、これまでの説明から分かるように、遮蔽部５００は、遮蔽部５００の上下にある第１筐体遮蔽部３０６、第２筐体遮蔽部３０７と接続されることによって、筐体と電気的に接続される。これによって、遮蔽部５００は、遮蔽機能を有するものとなる。
【０１０８】
なお、遮蔽部５００と図２２で説明したリング状の配線３０とは、ともにスルーホールを用いて形成されているが、これまでの説明から分かるように、両者は、構造的にも機能的にも異なる。
【０１０９】
図１１は、電流検出用プリント基板１を筐体に収容したときの断面図の他の一例である。
図１１（ａ）は、図１０と異なり、遮蔽部５００を形成するスルーホールが２分割されずに、基板の表面付近を除いて基板に設けられた例である。所謂、ブラインドバイア（Ｂｌｉｎｄ Ｖｉａ）となっている。このように、遮蔽部５００の構成は図１０と異なるが、基板の表面と裏面との間の一部に、遮蔽しない部分を設けている点は共通している。このようにしても、図１０と同様に電界の遮蔽を行うとともに、コイル状の配線１０に磁束が作用される。
また、図１１（ｂ）は、図１０と異なり、遮蔽部５００を形成するスルーホールが基板を貫通している。その代わりに、第２筐体遮蔽部３０７が、遮蔽部５００と接続されずに隙間が空いている例である。この場合は、基板の表面と裏面との間の一部に、遮蔽しない部分が設けられてはいないが、図１０、図１１（ａ）と同様の効果がある。すなわち、図１０、図１１（ａ）と同様に電界の遮蔽を行うとともに、コイル状の配線１０に磁束が作用される。
【０１１０】
図１２は、電流検出用プリント基板１を筐体に収容したときの断面図の他の一例である。
図１２（ａ）は、図８に示した筐体本体３００と図２に示した電流検出用プリント基板１を用いた例である。すなわち、コイル状の配線１０が内部の層間に形成されているので、図８に示した筐体本体３００を用いるとともに、第１筐体遮蔽部３０６を不要にすることができる。この場合は、遮蔽部５００を形成するスルーホールが筐体本体３００に接続させるので、図１０、図１１の場合と同様の効果がある。
図１２（ｂ）は、さらに第２筐体遮蔽部３０７を取り除き、スルーホールが蓋３０１に接続されるような筐体本体３００にした例である。この場合も、図１０、図１１の場合と同様の効果がある。
【０１１１】
これまで説明したように、本実施形態のように電流検出用プリント基板１に遮蔽部５００を備えると、電流検出器の筐体に複雑な形状の遮蔽部を形成する必要がない。そのため、電流検出器の筐体の構造を簡略化させることができる。
また、電流検出用プリント基板の遮蔽部は、スルーホールによって形成されているので、容易に形成できる。したがって、電流検出器の構造を簡略化できる。
【０１１２】
（３）電流検出器３の変形例
図１３は、電流検出器３の変形例である電流検出器３ａを示すものである。ただし、蓋３０１ａは図示を省略している。この図１３は、電流検出用プリント基板１が、図１で示したものである場合を示している。この図１３に示すように、電流用変換回路５１および電圧用変換回路５３を、電流検出器３ａの外部に設けることもできる。なお、筐体は、電流検出用プリント基板１に合わせた形状の筐体本体３００ａを用いている。また、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によって筐体外部に出力される。この場合、電流用変換回路５１、電圧用変換回路５３は、電流検出器３ａの外部に別途設けられる。
【０１１３】
図１４は、電流検出器３の変形例である電流検出器３ｂを示すものである。ただし、蓋３０１ｂは図示を省略している。この図１４に示す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、電圧用変換回路５３を設けるようにすることも可能である。なお、電流用変換回路５１の出力配線および電圧用変換回路５３の出力配線は、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。
【０１１４】
なお、これまでの説明では、電流検出器３（３ａ〜３ｂ含む）を、インピーダンス整合装置の入力端６３ａに設ける例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、高周波電源装置６１の出力端に用いても良いし、インピーダンス整合装置の出力端６３ｂに設けても良い。なお、上述したように、インピーダンス整合装置の入力端６３ａと出力端６３ｂ（負荷６５の入力端も同様）とでは、電流・電圧に違いがある。そのために、インピーダンス整合装置の出力端６３ｂや負荷６５の入力端に設ける場合、その違いを考慮して、電力伝送用導電体６８を太い径の導電体にしたり、電力伝送用導電体６８の外周を覆う絶縁体６９の肉厚を厚くして、絶縁距離を長くすればよい。また、高周波電力供給システム以外の用途で使用してもよい。
【０１１５】
（４）固定方法
絶縁体６９の外径を筐体本体３００に設けられた貫通穴３０３の内径と略同じにすることによって、実質上、絶縁体６９と電流検出器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３００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等と電流検出器３との相対位置を一定にさせることが望ましい。
【０１１６】
図１５は、絶縁体６９の固定方法を示す図である。この図１５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蓋３０１にすると、蓋３０１によって、絶縁体６９を固定することができる。なお、蓋３０１は、貫通穴の部分で２分割すればよい。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との相対位置を略一定にすることができる。
なお、図１５のような場合、蓋が筐体の上側にしかないので、絶縁体６９を安定して固定できない場合がある。この場合は、より安定させるために、（紙面で見て）筐体本体３００の下部に絶縁体６９を固定させる取付け部品（図略）を取り付けてもよい。
【０１１７】
図１６は、図１５に示した電流検出器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。
【０１１８】
図１５のように、電流検出器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１６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１６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。
【０１１９】
また、これまでの説明では、電力伝送用導電体６６、６８が、例えば、円筒形状の銅製の棒、すなわち、断面が円形のものとして説明してきたが、これに限定されるものではない。例えば、断面が楕円形や長方形のものであってもよい。また、電流検出用プリント基板１の貫通穴４０１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。
【０１２０】
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１を構成する遮蔽部、コイル状の配線１０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。例えば、特許文献１（特開２００７−２２５５８８号公報）の図５〜図８に示すように、複数種類のコイル状の配線１０を電流検出用プリント基板１に設けてもよい。
【０１２１】
そのため、電流検出用プリント基板のコイル状の配線１０のうち、基板の最上層と最下層との間または基板の一部分の層間を貫通する部分の配線がスルーホールであり、貫通した部分の最上層および最下層の配線がパターン配線となっていてもよい。
【０１２２】
また、電流検出用プリント基板のコイル状の配線１０が、基板に複数形成される場合は、各コイル状の配線１０の両端部または電気的に同一箇所において、他のコイル状の配線１０の両端部または電気的に同一箇所と、電気的に接続可能となっていてもよい。
【０１２３】
また、図２３に示したように、電流検出器と電圧検出器とを合わせた電流・電圧検出器として使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】図１は、本発明に係る電流検出用プリント基板１の一例を示す図である。
【図２】図２は、本発明に係る電流検出用プリント基板１の他の一例を示す図である。
【図３】図３は、本発明に係る電流検出器３を立体的に示した概略の外観図である。
【図４】図４は、図３に示した電流検出器３の概略構成図である。
【図５】図５は、筐体本体３００の図である。
【図６】図６は、筐体本体３００を立体的に図示した図である。
【図７】図７は、蓋３０１を取り付けない状態で、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８】図８は、基板固定部３１５を設けない場合の筐体本体３００を立体的に図示した図である。
【図９】図９は、第３筐体遮蔽部３０８の応用例の一例である。
【図１０】図１０は、電流検出用プリント基板１を筐体に収容したときの断面図の一例である。
【図１１】図１１は、電流検出用プリント基板１を筐体に収容したときの断面図の他の一例である。
【図１２】図１２は、電流検出用プリント基板１を筐体に収容したときの断面図の他の一例である。
【図１３】図１３は、電流検出器３の変形例である電流検出器３aを示すものである。
【図１４】図１４は、電流検出器３の変形例である電流検出器３ｂを示すものである。
【図１５】図１５は、絶縁体６９の固定方法を示す図である。
【図１６】図１６は、図１５に示した電流検出器３において、電力伝送用導電体６６および絶縁体６９を、電流検出器３の大きさに合わせた大きさにした場合の図である。
【図１７】図１７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１８】図１８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１９】図１９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。
【図２０】図２０は、電流検出用プリント基板６を示す図である。
【図２１】図２１は、電流検出用プリント基板６の他の一例を示す図である。
【図２２】図２２は、電圧検出用プリント基板７を示す図である。
【図２３】図２３は、電流・電圧検出器５の概略の外観図である。
【図２４】図２４は、図２３に示した電流・電圧検出器５の概略構成図である。
【図２５】図２５は、図２３（ｂ）に示した電流・電圧検出器５の断面図である。
【図２６】図２６は、筐体本体３３０を立体的に図示した図である。
【図２７】図２７は、電流検出用プリント基板６と電圧検出用プリント基板７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３および電圧検出器４にした一例を示す図である。
【図２８】図２８は、図２７に示した電流検出器３の断面図である。
【符号の説明】
【０１２５】
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 電流検出器
３ａ 電流検出器
３ｂ 電流検出器
４ 電圧検出器
５ 電流・電圧検出器
１０ 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
３０ リング状の配線
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
３００ 電流検出器の筐体本体
３０３ 貫通穴
３０６ 第１筐体遮蔽部
３０７ 第２筐体遮蔽部
３０８ 第３筐体遮蔽部
５００ 遮蔽部
５０１ スルーホール
５０２ スルーホール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、交流電力の伝送経路として用いる電力伝送用導電体に流れる交流電流を検出するために用いる電流検出用プリント基板、及びこの電流検出用プリント基板を用いた電流検出器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１７は、インピーダンス整合装置が用いられる高周波電力供給システムの一例のブロック図である。
【０００４】
この高周波電力供給システムは、半導体ウエハや液晶基板等の被加工物に、例えばプラズマエッチング、プラズマＣＶＤといった加工処理を行うためのシステムであり、高周波電源装置６１、伝送線路６２、インピーダンス整合装置６３、負荷接続部６４及び負荷６５（プラズマ処理装置６５）で構成されている。
【０００５】
高周波電源装置６１は、高周波電力を出力して、負荷となるプラズマ処理装置６５に供給するための装置である。なお、高周波電源装置６１から出力された高周波電力は、同軸ケーブルからなる伝送線路６２及びインピーダンス整合装置６３及び遮蔽された銅板からなる負荷接続部６４を介してプラズマ処理装置６５に供給される。また、一般にこの種の高周波電源装置６１では、無線周波数帯域の周波数（例えば、数百ｋＨｚ以上の周波数、上限は厳密には定まっていないが、概ね１ＧＨｚ以下）を有する高周波電力を出力している。
【０００６】
プラズマ処理装置６５は、ウエハ、液晶基板等を加工（エッチング、ＣＶＤ等）するための装置である。
【０００７】
インピーダンス整合装置６３は、内部に図示しない可変インピーダンス素子（例えば、可変コンデンサ、可変インダクタ等）等で構成された整合回路を備えていて、高周波電源装置６１と負荷６５との間がインピーダンス整合するように、整合回路内の可変インピーダンス素子のインピーダンスを変化させる制御機能を有する。
【０００８】
このような制御を行うために、インピーダンス整合装置６３の入力端６３ａから整合回路までの間に、高周波電源装置６１から出力された高周波の電流を検出する電流検出器および高周波の電圧を検出する電圧検出器を設け、これらの検出器で検出した電流と電圧とを用いて、進行波電力や反射波電力等の情報を求めている。そして、求めた情報を用いて、インピーダンス整合するように可変インピーダンス素子のインピーダンスを制御している。
【０００９】
図１８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１８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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
図１９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１９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。
【００１６】
この図１９では、図１８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１９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１９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。
【００１７】
また、図１９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。
【００１８】
上述した電流検出器８０に相当するものとしては、例えば、図２０および図２１に示す電流検出用プリント基板６、電圧検出器９０に相当するものとしては、例えば、図２２に示す電圧検出用プリント基板７がある。
【００１９】
図２０は、電流検出用プリント基板６を示す図である。
図２０において、同図（ａ）は、電流検出用プリント基板６の平面図（基板の上から見た図）であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）の一部（点線で囲んだＡ部分）を拡大した概略図であり、同図（ｃ）は、同図（ｂ）の図示を簡略化するために、直線的に展開した図であり、同図（ｄ）は、同図（ｃ）を側面から見た場合の電流検出用プリント基板６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。
【００２０】
図２０（ａ）〜（ｄ）に示すように、電流検出用プリント基板６は、基板を貫通する貫通穴１０１が設けられており、その周囲にコイル状に形成された配線１０（以下、コイル状の配線１０という）が設けられている。このコイル状の配線１０は、基板を貫通しながら、基板の表面１２１と裏面１２２とを交互に接続することによって両端部１０ａ，１０ｂを有するコイル状に形成されたものである。この配線の内、基板を貫通する部分は、スルーホール（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｈｏｌｅ）１１によって形成され、基板の表面および裏面の配線は、パターン配線１２，１３によって形成されている。
【００２１】
なお、図２０（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。
【００２２】
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。
【００２３】
図２０に示したような電流検出用プリント基板６にすると、交流電流が流れる電力伝送用導電体６６が、貫通穴１０１の内側を通るように配置された場合に、電磁誘導によって、コイル状の配線１０に電流が流れる。すなわち、プリント基板にカレントトランス機能を持たすことができる。換言すれば、電流検出用プリント基板６に、カレントトランスを形成することができる。
【００２４】
したがって、コイル状の配線１０の部分は、図１８，図１９に示した回路図のカレントトランス部８１に相当する。
【００２５】
図２１は、電流検出用プリント基板６の他の一例を示す図である。
図２１において、同図（ａ）は、電流検出用プリント基板６の平面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）の一部（点線で囲んだＢ部分）を拡大した概略図であり、同図（ｃ）は、同図（ｂ）の図示を簡略化するために、直線的に展開した図であり、同図（ｄ）は、同図（ｃ）を側面から見た場合の電流検出用プリント基板６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６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２１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６、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。
【００２６】
図２１に示す電流検出用プリント基板６は、基本的には、図１に示した電流検出用プリント基板６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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
図２１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２１の例では、基板の裏面層を設けていない。
【００３０】
そのために、図２１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２２に示した回路図のカレントトランス部８１に相当する。
【００３１】
また、図２１（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。
【００３２】
図２２は、電圧検出用プリント基板７を示す図である。
図２２において、同図（ａ）は、電圧検出用プリント基板７の平面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）の一部（点線で囲んだＣ部分）を拡大した概略図であり、同図（ｃ）は、同図（ｂ）の図示を簡略化するために、直線的に展開した図であり、同図（ｄ）は、同図（ｃ）を側面から見た場合の電流検出用プリント基板６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。
【００３３】
図２２（ａ）〜（ｄ）に示すように、電圧検出用プリント基板７は、基板を貫通する貫通穴２０１が設けられており、その周囲にリング状の配線３０が設けられている。このリング状の配線３０は、貫通穴２０１の周囲に、基板を貫通するスルーホール３１を複数設け、且つ基板の表面および裏面にスルーホール部を繋げるようにパターン配線３２，３３を設けることによって形成されたものである。そのために、基板の表面および裏面にあるパターン配線３２，３３の間にスルーホールが設けられているので、基板の厚みと略同じ厚みを有するように形成されて、あたかも、リング状の配線３０となる。
【００３４】
なお、図２２（ｂ）〜（ｃ）では、基板の表面および裏面にあるパターン配線３２、３３が重なっている。また、リング状の配線３０には、出力配線４０が接続されている。この出力配線が出力端子４１に接続されている。
【００３５】
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２１０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。
【００３６】
図２２に示したような電圧検出用プリント基板７にすると、交流電圧が生じている電力伝送用導電体６６が、貫通穴２０１の内側を通るように配置された場合に、リング状の配線３０が、前記電力伝送用導電体６６の内、リング状の配線３０と対向する箇所と対となるコンデンサの電極として機能する。すなわち、プリント基板にコンデンサの電極としての機能を持たすことができる。したがって、リング状の配線３０の部分は、図１８，図１９に示した回路図のコンデンサ部の電極９１ｂに相当する。
【００３７】
図２３は、電流・電圧検出器５の概略の外観図である。
図２３において、同図（ａ）は、電流・電圧検出器５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。
【００３８】
この図２３（ａ）に示すように、電流・電圧検出器５は、電力伝送用導電体６６が筐体を貫通できる構造となっている。なお、電力伝送用導電体６６およびその周囲にある絶縁体６９は、電流・電圧検出器５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５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２３（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。
【００３９】
また、図２３（ｃ）に示すように、筐体内に、電流検出用プリント基板６と電圧検出用プリント基板７とが収容された構造となっている。そのために、筐体内を通過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６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７によって検出することが出来る構造になっている。
【００４０】
すなわち、図２３（ｂ）に示した例で説明すると、電流・電圧検出器５の左側の部分が電流検出器３に相当し、右側の部分が、電圧検出器４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３は、図１８，図１９に示した電圧検出器８０に相当し、電圧検出器４は、図１８，図１９に示した電圧検出器９０に相当する。
【００４１】
図２４は、図２３に示した電流・電圧検出器５の概略構成図である。この図２４において、同図（ａ）は、電流・電圧検出器５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２４では、各構成要素の形状は概略を示すのみである。例えば、筐体や基板には、電力伝送用導電体６６を貫通させるための貫通穴や磁束を作用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２４では、外側から見えない部分の概略を点線で示している。
【００４２】
図２４（ａ）に示すように、電流・電圧検出器５は、筐体本体３３０と、筐体本体３３０に固定される電流検出用プリント基板６、電圧検出用プリント基板７、電流検出部用蓋３３１、および電圧検出部用蓋３３２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２４（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３３０に固定すると、図２４（ｂ）に示したように、電流検出用プリント基板６、電圧検出用プリント基板７がそれぞれ筐体本体３３０の内部に固定されるとともに、電流検出用プリント基板６、電圧検出用プリント基板７をそれぞれ覆うように蓋がされる。
【００４３】
このように、筐体本体３３０は、電流検出用プリント基板６、電圧検出用プリント基板７とで共通であるが、電流検出用プリント基板６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７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６、電圧検出用プリント基板７とがそれぞれ独立した空間内に収容されることになる。
【００４４】
図２５は、図２３（ｂ）に示した電流・電圧検出器５の断面図である。
図２６は、筐体本体３３０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。
【００４５】
図２５〜図２６に示したように、筐体本体３３０には、貫通穴３０３および凹部３１１、３１２、３２１、３２２が設けられているので、電力伝送用導電体６６および電力伝送用導電体６６を覆う絶縁体６９を貫通させるとともに、電流検出用プリント基板６と電圧検出用プリント基板７とを筐体内部に収容できるようになっている。
【００４６】
図２７は、電流検出用プリント基板６と電圧検出用プリント基板７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３および電圧検出器４にした一例を示す図である。
【００４７】
図２８は、図２７に示した電流検出器３の断面図である。この図２８は、図２５に示した電流・電圧検出器５の断面図のうち、電圧検出器４に相当する下側の部分を取り除いたものに相当する。そのため、電流検出器３用の筐体本体３１０を使用しているが、その他は、図２５と同様である。
【００４８】
この図２７、図２８に示すように、電流検出器３および電圧検出器４を独立させることもできる。この場合、電流検出器３および電圧検出器４を表裏重ね合わせると、上述した筐体本体を一体形成したものと同様になる。
【００４９】
【特許文献１】特開２００７−２２５５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００５０】
ところで、電流・電圧検出器５の筐体本体３３０の電圧検出用プリント基板７側は、比較的簡単な形状になっている。しかし、筐体本体３３０の電流検出用プリント基板６側には、貫通穴の周囲に第１遮蔽部３１３が設けられており、複雑な形状をしている。そして、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開口部３１７が形成されていることが分かる。この理由を以下に説明する。
【００５１】
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６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６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６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。
【００５２】
さらに詳述すると、電力伝送用導電体６６に電流が流れることによって、導体の周りには磁束が発生するだけでなく電界も発生する。しかしながら、その電界は、電流検出用プリント基板６で電流を検出することに対して悪影響を及ぼす。そのため、電力伝送用導電体６６と電流検出用プリント基板６との間に第１遮蔽部３１３を設けている。すなわち、電力伝送用導電体６６と電流検出用プリント基板６との間に、導体を配置することによって、電界の影響を弱める機能を筐体に持たせている。
【００５３】
しかしながら、第１遮蔽部３１３および開口部３１７を形成するためには、図示するように複雑な形状にする必要がある。そのため、例えば、筐体の製作コストが高くなるという課題があった。これは、図２８に示した電流検出器３の場合も同様である。
【００５４】
本発明は、上記事情のもとで考え出されたものであって、電流検出器の構造を簡略化させるための電流検出用プリント基板を提供することを目的としている。ひいては、簡単な構造の電流検出器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００５５】
第１の発明によって提供される電流検出用プリント基板は、
交流電力の伝送経路として用いる電力伝送用導電体に流れる交流電流を検出するための電流検出用プリント基板であって、
基板を貫通する貫通穴と、
前記貫通穴の外側に配置され、スルーホールによって形成された遮蔽部と、
前記遮蔽部の外側に配置された電流検出を行うための配線と、
を備えたことを特徴としている。
【００５６】
第２の発明によって提供される電流検出用プリント基板は、
前記遮蔽部が、複数のスルーホールを略円形に配置することによって形成されていることを特徴としている。
【００５７】
第３の発明によって提供される電流検出用プリント基板は、
前記遮蔽部が、複数のスルーホールを略円形に、少なくとも２重に配置することによって形成されていることを特徴としている。
【００５８】
第４の発明によって提供される電流検出器は、
交流電力の伝送経路として用いる電力伝送用導電体に流れる交流電流を検出する電流検出器において、
基板を貫通する貫通穴と、前記貫通穴の外側に配置され、スルーホールによって形成された遮蔽部と、前記遮蔽部の外側に配置された電流検出を行うための配線とを含む電流検出用プリント基板と、
前記電流検出用プリント基板を内部に固定するとともに、前記電力伝送用導電体を通過させるための貫通穴を設けて、前記電流検出用プリント基板を覆うように構成された導電体製の筐体と、
を備えたことを特徴としている。
【００５９】
第５の発明によって提供される電流検出器は、
前記電流検出用プリント基板の遮蔽部が、複数のスルーホールを略円形に配置することによって形成されていることを特徴としている。
【００６０】
第６の発明によって提供される電流検出器は、
前記電流検出用プリント基板の遮蔽部が、複数のスルーホールを略円形に、少なくとも２重に配置することによって形成されていることを特徴としている。
【００６１】
第７の発明によって提供される電流検出器は、
前記電流検出用プリント基板の遮蔽部および前記筐体によって、
前記電流検出用プリント基板の前記貫通穴と前記配線との間に、一部遮蔽しない部分を含む遮蔽部を形成していることを特徴としている。
【００６２】
第８の発明によって提供される電流検出器は、
前記電流検出用プリント基板の遮蔽部の遮蔽しない部分は、基板の表面と裏面との間に設けられていることを特徴としている。
【００６３】
第９の発明によって提供される電流検出器は、
前記電流検出用プリント基板の遮蔽部の遮蔽しない部分は、基板と筐体との間に設けられていることを特徴としている。
【００６４】
第１０の発明によって提供される電流検出器は、
前記筐体が、前記電流検出用プリント基板を固定する筐体本体と、前記筐体本体を覆う蓋部と、からなることを特徴としている。
【００６５】
第１１の発明によって提供される電流検出器は、
前記交流電力が、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力であることを特徴としている。
【００６６】
また、前記電流検出用プリント基板の前記配線は、基板の最上層と最下層との間を貫通しながら基板の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状に形成された少なくとも１つの配線、又は／及び基板の一部分の層間を貫通しながら貫通した部分の最上層と最下層とを交互に接続することによって両端部を有するコイル状に形成された少なくとも１つの配線からなっていてもよい。
【発明の効果】
【００６７】
本発明によれば、電流検出用プリント基板に遮蔽部を備えることができるので、電流検出器の筐体に複雑な形状の遮蔽部を形成する必要がない。そのため、電流検出器の筐体の構造を簡略化させることができる。
また、電流検出用プリント基板の遮蔽部は、スルーホールによって形成されているので、容易に形成できる。したがって、電流検出器の構造を簡略化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６８】
以下、本発明の詳細を図面を参照して説明する。
【００６９】
（１）電流検出用プリント基板
図１は、本発明に係る電流検出用プリント基板１の一例を示す図である。
図１において、同図（ａ）は、電流検出用プリント基板１の平面図（基板の上から見た図）であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）の一部（点線で囲んだＤ部分）を拡大した概略図であり、同図（ｃ）は、同図（ｂ）の図示を簡略化するために、直線的に展開した図であり、同図（ｄ）は、同図（ｃ）の一部を側面から見た概略図である。また、同図（ｅ）は、同図（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。
【００７０】
図１（ａ）に示すように、電流検出用プリント基板１は、基板を貫通する貫通穴４０１が設けられており、その外側には、遮蔽機能を有する遮蔽部５００が形成されている。この遮蔽部５００については後述する。
遮蔽部５００の外側には、前述したコイル状の配線１０が形成されている。また、コイル状の配線１０には、出力配線２１，２２が接続されている。また、出力配線２１，２２には、それぞれ出力端子２３，２４が接続されている。
【００７１】
上記のコイル状の配線１０は、図２０に示したものと同様である。すなわち、図２０では、コイル状の配線１０は、貫通穴１０１の周囲に形成されていたが、図１では遮蔽部５００の外側に形成されているという相違点があるが、カレントトランスとして機能する点は同じである。出力配線２１，２２及び出力端子２３，２４も、図２０に示したものと同様である。
【００７２】
このように、コイル状の配線１０等は、図２０に示したものと相違点はあるものの、基本的な構成は同じである。そのために、コイル状の配線１０等の詳細説明は省略する。また、説明を容易にするために、前述したものと同様の機能のものには、同符号を用いている。
【００７３】
このように、電流検出用プリント基板１は、コイル状の配線１０が備わっているので、電流検出機能を有する。
【００７４】
次に遮蔽部５００について説明する。
遮蔽部５００は、図１（ｂ）〜（ｃ）に示すように複数のスルーホール５０１、５０２を略円形に配置することによって形成されている。より具体的には、複数のスルーホールを略円形に、少なくとも２重に配置することによって形成されている。
図示した例では、遮蔽部５００の内側（貫通穴４０１に近い側）に複数のスルーホール５０１を略円形に配置し、遮蔽部５００の外側に複数のスルーホール５０２を略円形に配置している。また、スルーホール５０１とスルーホール５０２とをずらして配置している。そのために、遮蔽部５００を側面から見た場合には、スルーホール５０１とスルーホール５０２とが重なり、隙間が無くなる。そのため、電力伝送用導電体６６が、貫通穴４０１の内側を通るように配置された場合に生じる電界に対して遮蔽機能を有するようになる。しかも、スルーホールは、プリント基板を制作する上で容易に形成できるので、遮蔽部５００を形成することは容易である。
【００７５】
なお、後述する図１０等に示すように、遮蔽部５００は、筐体に接続する必要がある。そのため、電流検出用プリント基板１単体として、遮蔽部５００の遮蔽機能を有するものではないが、電流・電圧検出用プリント基板の構造としては、図１で説明したように、貫通穴４０１とコイル状の配線１０との間に、遮蔽部５００を設ける必要がある。
【００７６】
また、図１では、遮蔽部５００を２重のスルーホールで形成したが、スルーホールを３重以上に配置する場合は、上記の概念に従い、遮蔽部５００を側面から見た場合に、遮蔽部５００を形成するスルーホールの隙間が無くなるようにすればよい。
【００７７】
図１（ｄ）は、図１（ｃ）に示した複数のスルーホール５０１を側面から見た概略図である。この図１（ｄ）に示すように、電流検出用プリント基板１は、多層基板になっている。また、スルーホール５０１は、図１（ｄ）に示すように、上側のスルーホール５０１ａと、下側のスルーホール５０１ｂとに分かれており、基板を貫通しないようになっている。また、図１（ｄ）では図示していないが、スルーホール５０２側も同様に、上側のスルーホール５０２ａと、下側のスルーホール５０２ｂとに分かれており、基板を貫通しないようになっている。すなわち、遮蔽部５００には、基板の表面と裏面との間の一部に、遮蔽しない部分が設けられている。この様子は、図１（ｅ）からも明らかである。なお、図１（ｅ）は、図１（ａ）のＥ−Ｅ断面図であるが、遮蔽部５００等の様子を模式的に表した断面図である。
【００７８】
なお、上述したように、遮蔽部５００は、略円形に形成されているが、これに限定されるものではなく、貫通穴４０１とコイル状の配線１０との間に設ければよい。そのため、例えば、楕円形にすることも可能であるし、一部を直線的にすることも可能である。しかし、貫通穴４０１およびコイル状の配線１０が略円形であるならば、遮蔽部５００も略円形にした方が、面積を少なくできるなどのメリットがあるので好ましい。
【００７９】
図２は、本発明に係る電流検出用プリント基板１の他の一例を示す図である。
図２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Ｆ部分）を拡大した概略図であり、同図（ｃ）は、同図（ｂ）の図示を簡略化するために、直線的に展開した図であり、同図（ｄ）は、同図（ｃ）の一部を側面から見た概略図である。また、同図（ｅ）は、同図（ａ）のＧ−Ｇ断面図である。
【００８０】
この図２に示した電流検出用プリント基板１は、図１に示したものと比べて、コイル状の配線１０が異なっている。
具体的には、図２のコイル状の配線１０は、図２１に示したものと同様なものを使用している。また、遮蔽部５００は、図１に示したものと同じである。そのため、これらについての詳細説明は省略する。また、説明を容易にするために、前述したものと同様の機能のものには、同符号を用いている。
【００８１】
なお、図１と同様に、コイル状の配線１０等は、図２１に示したものと相違点はあるものの、基本的な構成は同じである。また、コイル状の配線１０は、カレントトランスとして機能する。
【００８２】
このように、これまで説明したコイル状の配線１０の他の形態を用いることも可能である。また、例えば、特許文献１（特開２００７−２２５５８８号公報）の図５〜８に示すように、２重化したコイル状の配線１０を用いることも可能である。
【００８３】
（２）電流検出器
図３は、本発明に係る電流検出器３を立体的に示した概略の外観図である。
【００８４】
この図３に示すように、電流検出器３は、従来と同様に、電力伝送用導電体６６が筐体を貫通できる構造となっている。なお、電力伝送用導電体６６およびその周囲にある絶縁体６９は、電流検出器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３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１０）。なお、筐体は、アルミニウム等の導電体で作られている。
【００８５】
図４は、図３に示した電流検出器３の概略構成図である。なお、この図４では、各構成要素の形状は概略を示すのみである。例えば、筐体や基板には、電力伝送用導電体６６を貫通させるための貫通穴等が設けられているが、これらは図示していない。
【００８６】
図４に示すように、電流検出器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、蓋３０１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。なお、蓋３０１は、筐体の一部であり、アルミニウム等の導電体で作られている。また、図４に示した矢印で図示したように各構成部品を筐体本体３００に固定すると、電流検出用プリント基板１が筐体本体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を覆うように蓋がされる。
【００８７】
次に、蓋３０１を除いた部分について、具体的に説明する。
図５は、筐体本体３００の図である。図５において、同図（ａ）は、筐体本体３００の側面の断面図であり、同図（ｂ）は、平面図（電流検出用プリント基板１が固定される側から見た図）である。
【００８８】
図６は、筐体本体３００を立体的に図示した図である。
【００８９】
図７は、蓋３０１を取り付けない状態で、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。なお、電流検出用プリント基板１は、一例として、図１と同様のものとしている。
【００９０】
図５〜図７に示したように、筐体本体３００には、貫通穴３０３および凹部３１１、３１２が設けられているので、電力伝送用導電体６６および電力伝送用導電体６６を覆う絶縁体６９を貫通させるとともに、電流検出用プリント基板１を筐体内部に収容できるようになっている。
【００９１】
また、第１筐体遮蔽部３０６は、筐体本体３００の一部であり、筐体本体３００に電流検出用プリント基板１が取り付けられたときに、遮蔽部５００と接続されるように設けられている。すなわち、第１筐体遮蔽部３０６は、遮蔽部５００の形状に合わせて略円形に形成されている。もちろん、前述したように、遮蔽部５００が略円形でない場合は、遮蔽部５００の形状に合わせた形状にすればよい。なお、第１筐体遮蔽部３０６を、例えばネジ止めによって、着脱可能にしてもよいが、この場合でも、第１筐体遮蔽部３０６は、筐体本体３００の一部とする。また、第１筐体遮蔽部３０６は、筐体本体３００と同様に、アルミニウム等の導電体で作られる。
【００９２】
また、図５〜図７では図示を省略しているが、後述する図１０等で図示されているように、蓋３０１にも第１筐体遮蔽部３０６と同様な第２筐体遮蔽部３０７が設けられている。具体的には、筐体本体３００に電流検出用プリント基板１が取り付けられた後に、蓋３０１が筐体本体３００に取り付けられたときに、遮蔽部５００と接続されるように設けられている。すなわち、第２筐体遮蔽部３０７は、遮蔽部５００の形状に合わせて略円形に形成されている。
なお、第２筐体遮蔽部３０７を、例えばネジ止めによって、着脱可能にしてもよいが、この場合でも、第２筐体遮蔽部３０７は、蓋３０１の一部とする。また、第２筐体遮蔽部３０７は、アルミニウム等の導電体で作られる。遮蔽部５００等の機能については、後述する。
【００９３】
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に設ける配線が筐体（遮蔽部５００は配線ではない）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。
【００９４】
なお、例えば、図２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。また、第１筐体遮蔽部３０６も不要となる。
【００９５】
図８は、基板固定部３１５を設けない場合の筐体本体３００を立体的に図示した図である。この図８のようにすると、筐体本体３００の構造を簡略化することが可能である。
【００９６】
また、通常は、円筒形（断面が円形）の電力伝送用導電体６６が用いられるので、それに合わせて、筐体本体３００に設けられた貫通穴３０３も円形になっている。また、電流検出用プリント基板１の貫通穴４０１が円形になっている。
【００９７】
次に、電流検出用プリント基板１について説明する。
電流検出用プリント基板１のコイル状の配線１０は、図１で説明したものと同様であるが、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１８、図１９に示した電流用変換回路８４に相当するものである。
【００９８】
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および電流用変換回路５１が備わっている。すなわち、電流検出用プリント基板１の形状は、図１とは異なる。
【００９９】
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。
【０１００】
また、筐体本体３００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３筐体遮蔽部３０８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３筐体遮蔽部３０８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。
【０１０１】
この例では、この第３筐体遮蔽部３０８は、コイル状の配線１０がある空間と電流用変換回路５１がある空間との間の一部を遮蔽する機能を有している。
【０１０２】
図９は、第３筐体遮蔽部３０８の応用例の一例である。
図５〜図８に示すように、筐体本体３００の第３筐体遮蔽部３０８だけでは出力配線の部分に隙間が生じるため、遮蔽が十分できない場合がある。その場合は、この図９（ａ）に示すように、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、出力配線の部分の隙間が殆ど無くなるので、遮蔽効果が高まる。また、図９（ｂ）に示すように、第３筐体遮蔽部３０８の代わりに、蓋３０１に遮蔽部３１８を設けてもよい。
【０１０３】
次に遮蔽部５００の遮蔽機能について説明する。
図１０は、電流検出用プリント基板１を筐体に収容したときの断面図の一例である。この図１０は、例えば、図７に示すものに蓋３０１を取り付けた状態におけるＨ−Ｈ断面の様子を模式的に図示したものである。
【０１０４】
仮に、遮蔽部５００が存在しない場合を考えと、電力伝送用導電体６６とコイル状の配線１０との間が遮蔽されていないので、電流検出に必要な磁束がコイル状の配線１０に作用する。それとともに、コイル状の配線１０は、電界の影響を受ける。ところが、コイル状の配線１０は、前述したように、電界の影響を受けるのが好ましくないため、電流検出の精度が低下する要因となる。そのために、コイル状の配線１０に対する電界の影響を低減させて、電流検出の精度を高める工夫が必要となる。
【０１０５】
そこで、遮蔽部５００および遮蔽部５００の上下の遮蔽部（第１筐体遮蔽部３０６、第２筐体遮蔽部３０７）を設けて、電力伝送用導電体６６とコイル状の配線１０との間を可能な限り遮蔽している。もちろん、電流検出に必要な磁束をコイル状の配線１０に作用させる必要があるので、完全な遮蔽ではなく、一部に遮蔽しない部分を設けている。
【０１０６】
上記の遮蔽しない部分は、遮蔽という観点から見ると、可能な限り小さくするのが好ましいが、コイル状の配線１０による電流検出を考慮して、具体的な設計をすればよい。いずれにしても、遮蔽部５００が存在しない場合に比べると、コイル状の配線１０に対する電界の影響を低減させることができ、かつ、電流検出に必要な磁束をコイル状の配線１０に作用させることができる。
【０１０７】
さらに補足すると、これまでの説明から分かるように、遮蔽部５００は、遮蔽部５００の上下にある第１筐体遮蔽部３０６、第２筐体遮蔽部３０７と接続されることによって、筐体と電気的に接続される。これによって、遮蔽部５００は、遮蔽機能を有するものとなる。
【０１０８】
なお、遮蔽部５００と図２２で説明したリング状の配線３０とは、ともにスルーホールを用いて形成されているが、これまでの説明から分かるように、両者は、構造的にも機能的にも異なる。
【０１０９】
図１１は、電流検出用プリント基板１を筐体に収容したときの断面図の他の一例である。
図１１（ａ）は、図１０と異なり、遮蔽部５００を形成するスルーホールが２分割されずに、基板の表面付近を除いて基板に設けられた例である。所謂、ブラインドバイア（Ｂｌｉｎｄ Ｖｉａ）となっている。このように、遮蔽部５００の構成は図１０と異なるが、基板の表面と裏面との間の一部に、遮蔽しない部分を設けている点は共通している。このようにしても、図１０と同様に電界の遮蔽を行うとともに、コイル状の配線１０に磁束が作用される。
また、図１１（ｂ）は、図１０と異なり、遮蔽部５００を形成するスルーホールが基板を貫通している。その代わりに、第２筐体遮蔽部３０７が、遮蔽部５００と接続されずに隙間が空いている例である。この場合は、基板の表面と裏面との間の一部に、遮蔽しない部分が設けられてはいないが、図１０、図１１（ａ）と同様の効果がある。すなわち、図１０、図１１（ａ）と同様に電界の遮蔽を行うとともに、コイル状の配線１０に磁束が作用される。
【０１１０】
図１２は、電流検出用プリント基板１を筐体に収容したときの断面図の他の一例である。
図１２（ａ）は、図８に示した筐体本体３００と図２に示した電流検出用プリント基板１を用いた例である。すなわち、コイル状の配線１０が内部の層間に形成されているので、図８に示した筐体本体３００を用いるとともに、第１筐体遮蔽部３０６を不要にすることができる。この場合は、遮蔽部５００を形成するスルーホールが筐体本体３００に接続させるので、図１０、図１１の場合と同様の効果がある。
図１２（ｂ）は、さらに第２筐体遮蔽部３０７を取り除き、スルーホールが蓋３０１に接続されるような筐体本体３００にした例である。この場合も、図１０、図１１の場合と同様の効果がある。
【０１１１】
これまで説明したように、本実施形態のように電流検出用プリント基板１に遮蔽部５００を備えると、電流検出器の筐体に複雑な形状の遮蔽部を形成する必要がない。そのため、電流検出器の筐体の構造を簡略化させることができる。
また、電流検出用プリント基板の遮蔽部は、スルーホールによって形成されているので、容易に形成できる。したがって、電流検出器の構造を簡略化できる。
【０１１２】
（３）電流検出器３の変形例
図１３は、電流検出器３の変形例である電流検出器３ａを示すものである。ただし、蓋３０１ａは図示を省略している。この図１３は、電流検出用プリント基板１が、図１で示したものである場合を示している。この図１３に示すように、電流用変換回路５１および電圧用変換回路５３を、電流検出器３ａの外部に設けることもできる。なお、筐体は、電流検出用プリント基板１に合わせた形状の筐体本体３００ａを用いている。また、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によって筐体外部に出力される。この場合、電流用変換回路５１、電圧用変換回路５３は、電流検出器３ａの外部に別途設けられる。
【０１１３】
図１４は、電流検出器３の変形例である電流検出器３ｂを示すものである。ただし、蓋３０１ｂは図示を省略している。この図１４に示す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、電圧用変換回路５３を設けるようにすることも可能である。なお、電流用変換回路５１の出力配線および電圧用変換回路５３の出力配線は、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。
【０１１４】
なお、これまでの説明では、電流検出器３（３ａ〜３ｂ含む）を、インピーダンス整合装置の入力端６３ａに設ける例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、高周波電源装置６１の出力端に用いても良いし、インピーダンス整合装置の出力端６３ｂに設けても良い。なお、上述したように、インピーダンス整合装置の入力端６３ａと出力端６３ｂ（負荷６５の入力端も同様）とでは、電流・電圧に違いがある。そのために、インピーダンス整合装置の出力端６３ｂや負荷６５の入力端に設ける場合、その違いを考慮して、電力伝送用導電体６８を太い径の導電体にしたり、電力伝送用導電体６８の外周を覆う絶縁体６９の肉厚を厚くして、絶縁距離を長くすればよい。また、高周波電力供給システム以外の用途で使用してもよい。
【０１１５】
（４）固定方法
絶縁体６９の外径を筐体本体３００に設けられた貫通穴３０３の内径と略同じにすることによって、実質上、絶縁体６９と電流検出器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３００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等と電流検出器３との相対位置を一定にさせることが望ましい。
【０１１６】
図１５は、絶縁体６９の固定方法を示す図である。この図１５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蓋３０１にすると、蓋３０１によって、絶縁体６９を固定することができる。なお、蓋３０１は、貫通穴の部分で２分割すればよい。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との相対位置を略一定にすることができる。
なお、図１５のような場合、蓋が筐体の上側にしかないので、絶縁体６９を安定して固定できない場合がある。この場合は、より安定させるために、（紙面で見て）筐体本体３００の下部に絶縁体６９を固定させる取付け部品（図略）を取り付けてもよい。
【０１１７】
図１６は、図１５に示した電流検出器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。
【０１１８】
図１５のように、電流検出器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１６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１６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。
【０１１９】
また、これまでの説明では、電力伝送用導電体６６、６８が、例えば、円筒形状の銅製の棒、すなわち、断面が円形のものとして説明してきたが、これに限定されるものではない。例えば、断面が楕円形や長方形のものであってもよい。また、電流検出用プリント基板１の貫通穴４０１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。
【０１２０】
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１を構成する遮蔽部、コイル状の配線１０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。例えば、特許文献１（特開２００７−２２５５８８号公報）の図５〜図８に示すように、複数種類のコイル状の配線１０を電流検出用プリント基板１に設けてもよい。
【０１２１】
そのため、電流検出用プリント基板のコイル状の配線１０のうち、基板の最上層と最下層との間または基板の一部分の層間を貫通する部分の配線がスルーホールであり、貫通した部分の最上層および最下層の配線がパターン配線となっていてもよい。
【０１２２】
また、電流検出用プリント基板のコイル状の配線１０が、基板に複数形成される場合は、各コイル状の配線１０の両端部または電気的に同一箇所において、他のコイル状の配線１０の両端部または電気的に同一箇所と、電気的に接続可能となっていてもよい。
【０１２３】
また、図２３に示したように、電流検出器と電圧検出器とを合わせた電流・電圧検出器として使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】図１は、本発明に係る電流検出用プリント基板１の一例を示す図である。
【図２】図２は、本発明に係る電流検出用プリント基板１の他の一例を示す図である。
【図３】図３は、本発明に係る電流検出器３を立体的に示した概略の外観図である。
【図４】図４は、図３に示した電流検出器３の概略構成図である。
【図５】図５は、筐体本体３００の図である。
【図６】図６は、筐体本体３００を立体的に図示した図である。
【図７】図７は、蓋３０１を取り付けない状態で、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８】図８は、基板固定部３１５を設けない場合の筐体本体３００を立体的に図示した図である。
【図９】図９は、第３筐体遮蔽部３０８の応用例の一例である。
【図１０】図１０は、電流検出用プリント基板１を筐体に収容したときの断面図の一例である。
【図１１】図１１は、電流検出用プリント基板１を筐体に収容したときの断面図の他の一例である。
【図１２】図１２は、電流検出用プリント基板１を筐体に収容したときの断面図の他の一例である。
【図１３】図１３は、電流検出器３の変形例である電流検出器３aを示すものである。
【図１４】図１４は、電流検出器３の変形例である電流検出器３ｂを示すものである。
【図１５】図１５は、絶縁体６９の固定方法を示す図である。
【図１６】図１６は、図１５に示した電流検出器３において、電力伝送用導電体６６および絶縁体６９を、電流検出器３の大きさに合わせた大きさにした場合の図である。
【図１７】図１７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１８】図１８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１９】図１９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。
【図２０】図２０は、電流検出用プリント基板６を示す図である。
【図２１】図２１は、電流検出用プリント基板６の他の一例を示す図である。
【図２２】図２２は、電圧検出用プリント基板７を示す図である。
【図２３】図２３は、電流・電圧検出器５の概略の外観図である。
【図２４】図２４は、図２３に示した電流・電圧検出器５の概略構成図である。
【図２５】図２５は、図２３（ｂ）に示した電流・電圧検出器５の断面図である。
【図２６】図２６は、筐体本体３３０を立体的に図示した図である。
【図２７】図２７は、電流検出用プリント基板６と電圧検出用プリント基板７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３および電圧検出器４にした一例を示す図である。
【図２８】図２８は、図２７に示した電流検出器３の断面図である。
【符号の説明】
【０１２５】
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 電流検出器
３ａ 電流検出器
３ｂ 電流検出器
４ 電圧検出器
５ 電流・電圧検出器
１０ 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
３０ リング状の配線
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
３００ 電流検出器の筐体本体
３０３ 貫通穴
３０６ 第１筐体遮蔽部
３０７ 第２筐体遮蔽部
３０８ 第３筐体遮蔽部
５００ 遮蔽部
５０１ スルーホール
５０２ スルーホール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電力の伝送経路として用いる電力伝送用導電体に流れる交流電流を検出するための電流検出用プリント基板であって、
基板を貫通する貫通穴と、
前記貫通穴の外側に配置され、スルーホールによって形成された遮蔽部と、
前記遮蔽部の外側に配置された電流検出を行うための配線と、
を備えた電流検出用プリント基板。
【請求項２】
前記遮蔽部は、複数のスルーホールを略円形に配置することによって形成されている請求項１に記載の電流検出用プリント基板。
【請求項３】
前記遮蔽部は、複数のスルーホールを略円形に、少なくとも２重に配置することによって形成されている請求項１に記載の電流検出用プリント基板。
【請求項４】
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器において、
基板を貫通する貫通穴と、前記貫通穴の外側に配置され、スルーホールによって形成された遮蔽部と、前記遮蔽部の外側に配置された電流検出を行うための配線とを含む電流検出用プリント基板と、
前記電流検出用プリント基板を内部に固定するとともに、前記電力伝送用導電体を通過させるための貫通穴を設けて、前記電流検出用プリント基板を覆うように構成された導電体製の筐体と、
を備えた電流検出器。
【請求項５】
前記電流検出用プリント基板の遮蔽部は、複数のスルーホールを略円形に配置することによって形成されている請求項４に記載の電流検出器。
【請求項６】
前記電流検出用プリント基板の遮蔽部は、複数のスルーホールを略円形に、少なくとも２重に配置することによって形成されている請求項４に記載の電流検出器。
【請求項７】
前記電流検出用プリント基板の遮蔽部および前記筐体によって、
前記電流検出用プリント基板の前記貫通穴と前記配線との間に、一部遮蔽しない部分を含む遮蔽部を形成している請求項４〜請求項６のいずれかに記載の電流検出器。
【請求項８】
前記電流検出用プリント基板の遮蔽部の遮蔽しない部分は、基板の表面と裏面との間に設けられている請求項７に記載の電流検出器。
【請求項９】
前記電流検出用プリント基板の遮蔽部の遮蔽しない部分は、基板と筐体との間に設けられている請求項７に記載の電流検出器。
【請求項１０】
前記筐体は、前記電流検出用プリント基板を固定する筐体本体と、前記筐体本体を覆う蓋部と、からなる請求項４〜請求項９のいずれかに記載の電流検出器。
【請求項１１】
前記交流電力が、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力である請求項４〜請求項１０のいずれかに記載の電流検出器。
【請求項１】
交流電力の伝送経路として用いる電力伝送用導電体に流れる交流電流を検出するための電流検出用プリント基板であって、
基板を貫通する貫通穴と、
前記貫通穴の外側に配置され、スルーホールによって形成された遮蔽部と、
前記遮蔽部の外側に配置された電流検出を行うための配線と、
を備えた電流検出用プリント基板。
【請求項２】
前記遮蔽部は、複数のスルーホールを略円形に配置することによって形成されている請求項１に記載の電流検出用プリント基板。
【請求項３】
前記遮蔽部は、複数のスルーホールを略円形に、少なくとも２重に配置することによって形成されている請求項１に記載の電流検出用プリント基板。
【請求項４】
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器において、
基板を貫通する貫通穴と、前記貫通穴の外側に配置され、スルーホールによって形成された遮蔽部と、前記遮蔽部の外側に配置された電流検出を行うための配線とを含む電流検出用プリント基板と、
前記電流検出用プリント基板を内部に固定するとともに、前記電力伝送用導電体を通過させるための貫通穴を設けて、前記電流検出用プリント基板を覆うように構成された導電体製の筐体と、
を備えた電流検出器。
【請求項５】
前記電流検出用プリント基板の遮蔽部は、複数のスルーホールを略円形に配置することによって形成されている請求項４に記載の電流検出器。
【請求項６】
前記電流検出用プリント基板の遮蔽部は、複数のスルーホールを略円形に、少なくとも２重に配置することによって形成されている請求項４に記載の電流検出器。
【請求項７】
前記電流検出用プリント基板の遮蔽部および前記筐体によって、
前記電流検出用プリント基板の前記貫通穴と前記配線との間に、一部遮蔽しない部分を含む遮蔽部を形成している請求項４〜請求項６のいずれかに記載の電流検出器。
【請求項８】
前記電流検出用プリント基板の遮蔽部の遮蔽しない部分は、基板の表面と裏面との間に設けられている請求項７に記載の電流検出器。
【請求項９】
前記電流検出用プリント基板の遮蔽部の遮蔽しない部分は、基板と筐体との間に設けられている請求項７に記載の電流検出器。
【請求項１０】
前記筐体は、前記電流検出用プリント基板を固定する筐体本体と、前記筐体本体を覆う蓋部と、からなる請求項４〜請求項９のいずれかに記載の電流検出器。
【請求項１１】
前記交流電力が、無線周波数帯域の周波数を有する交流電力である請求項４〜請求項１０のいずれか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】
【公開番号】特開２０１０−８１２０（Ｐ２０１０−８１２０Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６５３３１（Ｐ２００８−１６５３３１）
【出願日】平成２０年６月２５日（２００８．６．２５）
【出願人】（００００００２６２）株式会社ダイヘン (990)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２５日（２００８．６．２５）
【出願人】（００００００２６２）株式会社ダイヘン (990)
【Ｆターム（参考）】
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