JP2000338143A - 電流量センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波数の交流電流の電流量を確実に検出す
る。 【解決手段】 ガラス基板１の表面にシリコン基板２を
接合する。そして、シリコン基板２の支持部１１には、
４本の撓み部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄを介して
平板状の可動部１３を設ける。また、可動部１３には直
線状に延びる第１の導体配線１４を設け、支持部１１の
支持辺部１１Ｃには第１の導体配線１４と略平行に延び
る第２の導体配線１５を設けると共に、撓み部１２Ｄに
はピエゾ抵抗素子１６を取り付ける。これにより、第
１，第２の導体配線１４，１５に電流が導通したときに
は、ローレンツ力によって可動部１３が水平方向に変位
し、ピエゾ抵抗素子１６は導体配線１４，１５に導通す
る電流量を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電流量を検出する
のに用いて好適な電流量センサに関し、特にマイクロマ
シニング技術によって製造される電流量センサに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、交流電流の電流量（振幅）を検
出するときには、ダイオード、二極真空管等からなる整
流回路とコンデンサ等からなる平滑回路を組合せた検波
回路が使用されている。そして、この検波回路は、交流
電流を整流回路によって整流すると共に、この整流され
た電流を平滑回路によって平滑化する。これにより、検
波回路は、交流電流の電流量に応じた直流電圧、直流電
流等を出力している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した従
来技術では、ダイオード等からなる整流回路を使用して
いる。このため、入力電流の周波数が一定以上の高周波
数になるとダイオードの順方向に限らず逆方向にも電流
が流れるようになる。この結果、整流回路の整流特性が
悪化するから、高周波数の交流電流を入力したときに
は、その電流量を正確に検出することができなくなると
いう問題があった。

【０００４】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は、高周波数の交流電流も確実に
検出することが可能な電流量センサを提供することを目
的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１の発明による電流量センサの構成は、
支持部と該支持部に撓み部を介して支持され水平方向に
変位可能な可動部とを有する単一の基板と、該基板の可
動部に設けられ電流が導通する第１の導体配線と、該第
１の導体配線の近傍に位置して前記基板の支持部に該第
１の導体配線と略平行に設けられ、電流を導通すること
によって前記可動部と支持部との間に引力または斥力を
発生させる第２の導体配線と、前記基板の撓み部に設け
られ前記可動部の変位に応じた検出信号を出力する変位
検出素子とからなる。

【０００６】このように構成したことにより、第１，第
２の導体配線に電流が導通するときには、第１の導体配
線に流れる電流と第２の導体配線によって生じる磁界と
によってローレンツ力が発生し、このローレンツ力は可
動部と支持部との間に引力または斥力を発生させる。

【０００７】このため、ローレンツ力が引力として作用
したときには、可動部は第１，第２の導体配線に導通す
る電流量に応じて支持部に近付き、ローレンツ力が斥力
として作用したときには、可動部は第１，第２の導体配
線に導通する電流量に応じて支持部から遠ざかる。この
とき、変位検出素子は撓み部に設けられているから、該
変位検出素子は可動部の変位に応じた検出信号を出力す
る。この結果、検出信号によって第１，第２の導体配線
に導通する電流量を検出することができる。

【０００８】また、請求項２の発明は、第１の導体配線
の両端を第１の電源に接続すると共に、第２の導体配線
の両端を第２の電源を接続したことにある。

【０００９】これにより、第１，第２の導体配線に電流
を導通させ、可動部と支持部との間に引力または斥力と
なるローレンツ力を作用させることができ、第１，第２
の導体配線に流れる電流の電流量に応じて可動部を変位
させることができる。

【００１０】また、請求項３の発明は、第１の導体配線
と第２の導体配線とのうち、いずれか一方の導体配線の
両端を交流電源に接続し、他方の導体配線の両端を接地
したことにある。

【００１１】これにより、一方の導体配線に交流電流を
導通させたときには、他方の導体配線に誘導電流を誘起
することができる。このため、これらの交流電流と誘導
電流とによって可動部と支持部との間に斥力となるロー
レンツ力を発生させることができ、一方の導体配線に流
れる交流電流の電流量に応じて可動部を変位させること
ができる。

【００１２】また、請求項４の発明は、第１の導体配線
と第２の導体配線を接続部で折返した状態で直列接続
し、第１の導体配線の一端と第２の導体配線の他端との
間に電源に接続したことにある。

【００１３】これにより、第１，第２の導体配線にほぼ
同じ電流を流すことができる。また、第１の導体配線と
第２の導体配線を接続部で折返した状態で接続されてい
るから、第１の導体配線に流れる電流は第２の導体配線
に流れる電流に対して逆向きに導通する。このため、可
動部と支持部との間には、斥力となるローレンツ力を発
生させることができる。

【００１４】また、請求項５の発明は、支持部と該支持
部に撓み部を介して支持され水平方向に変位可能な可動
部とを有する単一の基板と、該基板の可動部に平面状に
設けられ電流が導通可能な導体部と、該導体部の近傍に
位置して前記基板の支持部に設けられ、交流電流を導通
することによって該導体部に誘導電流を誘起して前記可
動部と支持部との間に斥力を発生させる導体配線と、前
記基板の撓み部に設けられ前記可動部の変位に応じた検
出信号を出力する変位検出素子とによって構成したこと
にある。

【００１５】これにより、支持部に設けられた導体配線
に交流電流が導通するときには、この交流電流は可動部
に設けられた導体部に誘導電流を誘起する。このとき、
導体部に誘起した誘導電流と導体配線によって生じる磁
界とによってローレンツ力が発生し、このローレンツ力
は可動部と支持部との間に斥力を発生させる。そして、
可動部は導体配線に導通する電流量に応じて支持部から
遠ざかると共に、変位検出素子は可動部の変位に応じた
検出信号を出力するから、この検出信号によって導体配
線に導通する電流量を検出することができる。

【００１６】また、請求項６の発明は、支持部と該支持
部に撓み部を介して支持され水平方向に変位可能な可動
部とを有する単一の基板と、該基板の支持部に平面状に
設けられ電流が導通可能な導体部と、該導体部の近傍に
位置して前記基板の可動部に設けられ、交流電流を導通
することによって該導体部に誘導電流を誘起して前記可
動部と支持部との間に斥力を発生させる導体配線と、前
記基板の撓み部に設けられ前記可動部の変位に応じた検
出信号を出力する変位検出素子とによって構成したこと
にある。

【００１７】これにより、可動部に設けられた導体配線
に交流電流が導通するときには、この交流電流は支持部
に設けられた導体部に誘導電流を誘起する。このとき、
導体部に誘起した誘導電流と導体配線によって生じる磁
界とによってローレンツ力が発生し、このローレンツ力
は可動部と支持部との間に斥力を発生させる。そして、
可動部は導体配線に導通する電流量に応じて支持部から
遠ざかると共に、変位検出素子は可動部の変位に応じた
検出信号を出力するから、この検出信号によって導体配
線に導通する電流量を検出することができる。

【００１８】また、請求項７の発明は、中央に窪み部を
有する取付基板と、該取付基板上に設けられた支持部と
該支持部に撓み部を介して支持され前記窪み部と対向す
る位置で垂直方向に変位可能な可動部とを有する単一の
基板と、該基板の可動部に平面状に設けられ電流が導通
可能な導体部と、該導体部と対面して前記取付基板の窪
み部に設けられ、交流電流を導通することによって該導
体部に誘導電流を誘起して前記可動部と取付基板との間
に斥力を発生させる導体配線と、前記基板の撓み部に設
けられ前記可動部の変位に応じた検出信号を出力する変
位検出素子とによって構成したことにある。

【００１９】これにより、取付基板に設けられた導体配
線に交流電流が導通するときには、この交流電流は可動
部に設けられた導体部に誘導電流を誘起する。このと
き、導体部に誘起した誘導電流と導体配線によって生じ
る磁界とによってローレンツ力が発生し、このローレン
ツ力は可動部と取付基板との間に斥力を発生させる。そ
して、可動部は導体配線に導通する電流量に応じて取付
基板から遠ざかると共に、変位検出素子は可動部の変位
に応じた検出信号を出力するから、この検出信号によっ
て導体配線に導通する電流量を検出することができる。

【００２０】また、請求項８の発明は、中央に窪み部を
有する取付基板と、該取付基板上に設けられた支持部と
該支持部に撓み部を介して支持され前記窪み部と対向す
る位置で垂直方向に変位可能となった可動部とを有する
単一の基板と、前記取付基板の窪み部に平面状に設けら
れ電流が導通可能な導体部と、該導体部と対面して前記
基板の可動部に設けられ、交流電流を導通することによ
って該導体部に誘導電流を誘起して前記可動部と取付基
板との間に斥力を発生させる導体配線と、前記基板の撓
み部に設けられ前記可動部の変位に応じた検出信号を出
力する変位検出素子とによって構成したことにある。

【００２１】これにより、可動部に設けられた導体配線
に交流電流が導通するときには、この交流電流は取付基
板に設けられた導体部に誘導電流を誘起する。このと
き、導体部に誘起した誘導電流と導体配線によって生じ
る磁界とによってローレンツ力が発生し、このローレン
ツ力は可動部と取付基板との間に斥力を発生させる。そ
して、可動部は導体配線に導通する電流量に応じて取付
基板から遠ざかると共に、変位検出素子は可動部の変位
に応じた検出信号を出力するから、この検出信号によっ
て導体配線に導通する電流量を検出することができる。

【００２２】また、請求項９の発明は、導体部を一定の
面積を有する平面状導体部によって形成したことにあ
る。

【００２３】これにより、導体配線に交流電流が導通
し、この電流によって発生した磁力線が平面状導体部を
貫通する。このため、平面状導体部にうず電流となる誘
導電流を誘起することができる。

【００２４】また、請求項１０の発明は、導体部を複数
のリングを同心円状に配設してなるリング状導体部とし
て形成したことにある。

【００２５】これにより、導体配線に交流電流が導通
し、この電流によって発生した磁力線がリング状導体部
の各リング内を貫通する。このため、各リングにうず電
流となる誘導電流を誘起することができる。

【００２６】また、請求項１１の発明は、基板の支持部
を４辺を有する枠状に形成し、基板の可動部を、枠状の
支持部内に配置されると共に、対向する２つの辺に設け
られた前記撓み部を介して両持支持される構成としたこ
とにある。

【００２７】このように構成したことにより、可動部
は、枠状の支持部内で撓み部を介して両持支持される。
このため、可動部にローレンツ力が作用することによっ
て、可動部は水平方向、垂直方向に変位する。

【００２８】また、請求項１２の発明は、変位検出素子
を撓み部の撓み量に応じて抵抗値が変化するピエゾ抵抗
素子によって構成したことにある。

【００２９】この場合、ローレンツ力によって可動部が
変位したときには、撓み部に設けられたピエゾ抵抗素子
に応力が作用する。そして、撓み部の撓み量はローレン
ツ力に応じて変化すると共に、ピエゾ抵抗素子の抵抗値
は撓み部の撓み量に応じて変化する。このため、ピエゾ
抵抗素子の抵抗値を用いて導体配線に流れる電流の電流
量を検出することができる。

【００３０】また、請求項１３の発明は、変位検出素子
を撓み部の撓み量に応じて電圧電流特性が変化するピエ
ゾ接合素子によって構成したことにある。

【００３１】これにより、ローレンツ力によって可動部
が変位したときには、撓み部に設けられたダイオードと
なるピエゾ接合素子に応力が作用する。そして、撓み部
の撓み量はローレンツ力に応じて変化すると共に、ピエ
ゾ接合素子の電流電圧特性は撓み部の撓み量に応じて変
化する。このため、ピエゾ接合素子に一定電圧を印加し
たときに流れる電流値が撓み部の撓み量に応じて変化す
るから、ピエゾ接合素子に流れる電流値を用いて導体配
線に流れる電流の電流量を検出することができる。

【００３２】さらに、請求項１４の発明は、変位検出素
子に低域通過フィルタを接続したことにある。

【００３３】これにより、導体配線に交流電流を導通し
たときでも、変位検出素子から出力される検出信号から
交流成分を除去することができる。このため、変位検出
素子による検出信号を、ほぼ導体配線に流れる電流の電
流量に応じた信号にすることができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
電流量センサを図１ないし図１３に基づき詳細に説明す
る。

【００３５】まず、図１ないし図３は本発明の第１の実
施の形態による電流量センサを示し、図において、１は
ガラス材料等によって形成されたガラス基板で、該ガラ
ス基板１の表面側の中央には、後述する可動部１３を浮
遊状態で支持するために略四角形状の窪み部１Ａが形成
されると共に、その周囲は略四角形をした枠状の支持枠
部１Ｂとなっている。

【００３６】２はガラス基板１の表面側に設けられたシ
リコン材料等からなる基板としてのシリコン基板で、該
シリコン基板２は、例えば２〜６μｍ程度の薄膜状に形
成され、その外縁側が陽極接合等の手段によってガラス
基板１の表面側に接合されている。そして、シリコン基
板２には、エッチング処理を施すことによって、後述の
支持部１１、撓み部１２、可動部１３等が形成されてい
る。

【００３７】１１はシリコン基板２の支持枠部１Ｂ上に
一体的に設けられた支持部で、該支持部１１は、支持枠
部１Ｂに対応して左，右の支持辺部１１Ａ，１１Ｂと、
前，後の支持辺部１１Ｃ，１１Ｄによって４辺をもった
略四角形の枠形状をなすと共に、ガラス基板１に陽極接
合されている。そして、該支持部１１内には可動部１３
が設けられている。

【００３８】１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄは支持部
１１からシリコン基板２の中央側に向かって延びる４本
の撓み部（全体として撓み部１２という）で、該各撓み
部１２は、例えば１０μｍ程度の幅寸法、１００μｍ程
度の長さ寸法をもった細長い板状に形成されている。ま
た、これら各撓み部１２のうち前側に位置する左，右の
撓み部１２Ａ，１２Ｂは、その基端側が支持辺部１１
Ａ，１１Ｂに取り付けられ、後側に位置する左，右の撓
み部１２Ｃ，１２Ｄは、その基端側が支持辺部１１Ａ，
１１Ｂに取り付けられている。そして、これらの撓み部
１２の先端側は後述する可動部１３の四隅に取り付けら
れている。

【００３９】また、シリコン基板２の前側に位置する２
本の撓み部１２Ａ，１２Ｂは、左，右方向に向かって一
直線状に延びると共に、その表面には後述する第１の導
体配線１４が設けられている。一方、シリコン基板２の
後側に位置する２本の撓み部１２Ｃ，１２Ｄも左，右方
向に向かって一直線状に延びると共に、右側に位置する
１本の撓み部１２Ｄには後述のピエゾ抵抗素子１６が配
設されている。

【００４０】１３は撓み部１２の先端に設けられた略四
角形状の可動部で、該可動部１３は、４本の撓み部１２
と共に略Ｈ字状をなし、シリコン基板２の中央側に位置
している。そして、可動部１３は、４本の撓み部１２に
よって窪み部１Ａに対向した位置で浮遊状態で支持さ
れ、可動部１３とガラス基板１との間には隙間が形成さ
れている。また、可動部１３は、シリコン基板２の平面
上となる支持部１１の水平方向として矢示ａ方向に変位
可能となっている。

【００４１】１４は可動部１３の前側に左，右方向に延
伸して設けられた第１の導体配線で、該導体配線１４
は、アルミニウム等の導電性金属材料の薄膜、高濃度の
ドーパントを含む低抵抗Ｐ形シリコン領域等によって形
成され、可動部１３から前側に位置する左，右の撓み部
１２Ａ，１２Ｂに亘って直線状に延びている。そして、
導体配線１４の両端側には、左，右の支持辺部１１Ａ，
１１Ｂ上に位置して略四角形状の電極部１４Ａ，１４Ｂ
が形成されている。

【００４２】１５は第１の導体配線１４の近傍に位置し
て支持部１１のうち前側の支持辺部１１Ｃに設けられた
第２の導体配線で、該導体配線１５は第１の導体配線１
４とほぼ同様に導電性金属材料の薄膜、低抵抗Ｐ形シリ
コン領域等によって形成されている。また、第２の導体
配線１５は第１の導体配線１４と例えば１〜２μｍ程度
の間隔をもって略平行に配設され、支持辺部１１Ｃ上を
左，右方向に向かって直線状に延びている。そして、導
体配線１４の両端側には、略四角形状の電極部１５Ａ，
１５Ｂが形成されている。

【００４３】１６は支持部１１のうち右側の支持辺部１
１Ｂの後側に位置して右側の撓み部１２Ｄに設けられた
変位検出素子としてのピエゾ抵抗素子で、該ピエゾ抵抗
素子１６は、シリコン基板２に不純物を添加することに
よって形成されたＰ形シリコン領域によって構成されて
いる。また、ピエゾ抵抗素子１６は、撓み部１２Ｄから
支持辺部１１Ｂに亘って左，右方向に延びている。そし
て、可動部１３が図１中の矢示ａ方向に変位したときに
は、撓み部１２Ｄのうち撓み部１２Ｄと支持辺部１１Ｂ
との間に応力が集中する。このため、ピエゾ抵抗素子１
６には可動部１３の変位量に応じた応力が作用し、ピエ
ゾ抵抗素子１６の抵抗値が変化するものである。

【００４４】また、ピエゾ抵抗素子１６の一端側は、撓
み部１２Ｄ上に位置すると共に、撓み部１２Ｄから後側
の支持辺部１１Ｄに亘って略コ字状に延びる電極１７に
接続されている。一方、ピエゾ抵抗素子１６の他端側
は、支持辺部１１Ｂ上に位置すると共に、支持辺部１１
Ｂに設けられた電極１８に接続されている。

【００４５】１９はピエゾ抵抗素子１６の近傍に位置し
て支持辺部１１Ｂに設けられた基準となる定抵抗素子
で、該定抵抗素子１９は、ピエゾ抵抗素子１６と同様に
シリコン基板２に不純物を添加することによって形成さ
れたＰ形シリコン領域によって構成されている。しか
し、定抵抗素子１９は支持辺部１１Ｂに設けられている
から、可動部１３が変位したときであっても応力が作用
することがなく、ほぼ一定の抵抗値を保持するものであ
る。そして、定抵抗素子１９は、その一端側が電極１７
に接続されると共に、他端側は電極２０に接続されてい
る。

【００４６】本実施の形態による電流量センサは上述の
如き構成を有するもので、次にこの電流量センサを用い
た検波回路の構成について図３を参照しつつ説明する。

【００４７】２１は第１，第２の導体配線１４，１５の
左側の電極部１４Ａ，１５Ａに接続された第１の入力端
子、２２は第１，第２の導体配線１４，１５の右側の電
極部１４Ｂ，１５Ｂに接続された第２の入力端子をそれ
ぞれ示し、これらの第１，第２の入力端子２１，２２は
電源等（図示せず）に接続され、第１，第２の導体配線
１４，１５に測定対象となる電流Ｉを流すものである。

【００４８】２３は電極１８，２０に接続された検出用
の駆動電源で、該駆動電源２３にはピエゾ抵抗素子１
６、定抵抗素子１９が直列接続されている。このため、
ピエゾ抵抗素子１６、定抵抗素子１９に直流電圧が印加
されているから、ピエゾ抵抗素子１６と定抵抗素子１９
との間に接続された電極１７は、ピエゾ抵抗素子１６と
定抵抗素子１９に印加される電圧のうちピエゾ抵抗素子
１６に印加される分圧電圧を検出信号として出力するも
のである。

【００４９】２４は電極１７に接続された低域通過フィ
ルタ（ＬＰＦ）で、該低域通過フィルタ２４は電極１７
から出力される検出信号からノイズとなる交流成分を除
去するものである。そして、低域通過フィルタ２４の出
力側には増幅器２５が接続されている。これにより、増
幅器２５は入力端子２１，２２間に流れる電流量に応じ
た電圧を出力信号として出力するものである。

【００５０】本実施の形態による検波回路は上述の如き
構成を有するもので、次にこの検波回路による電流量の
検出動作について説明する。

【００５１】まず、入力端子２１，２２間に測定対象と
なる電流Ｉとして例えば交流電流を導通させる。これに
より、第１，第２の導体配線１４，１５には常に同じ方
向に向かう電流Ｉが流れると共に、第１の導体配線１４
の周囲には、第２の導体配線１５に流れる電流Ｉによっ
て磁束密度Ｂの磁界が発生する。このとき、第１，第２
の導体配線１４，１５に流れる電流Ｉが、以下の数１に
示すように振幅Ｉ0 、各振動数ωをもった正弦波とした
ときには、磁束密度Ｂは数２に示すように電流Ｉに比例
するから、導体配線１４，１５には数３に示すローレン
ツ力Ｆ1 が引力として作用する。

【００５２】

【数１】Ｉ＝Ｉ0 ・ｓｉｎ（ωｔ）

【００５３】

【数２】Ｂ＝Ａ・Ｉ＝Ａ・Ｉ0 ・ｓｉｎ（ωｔ）但し、
Ａ：電流量センサの形状によって決定される定数

【００５４】

【数３】

【００５５】そして、可動部１３はこのローレンツ力Ｆ
1 によって導体配線１５側に変位するから、各撓み部１
２は電流量となる振幅Ｉ0 に応じて撓み変形する。この
とき、４本の撓み部１２のうち撓み部１２Ｄに設けられ
たピエゾ抵抗素子１６は、撓み部１２Ｄの撓み量に応じ
てその抵抗値が変化するから、電極１７は振幅Ｉ0 に応
じた検出信号を出力する。

【００５６】また、電極１７から出力された検出信号
は、低域通過フィルタ２４によって交流成分が除去され
るから、増幅器２５は振幅Ｉ0 の自乗にほぼ比例した電
圧等の出力信号を出力する。この結果、増幅器２５によ
る出力信号によって入力端子２１，２２間に流れる電流
を検出することができる。

【００５７】かくして、本実施の形態では、電流量セン
サを、支持部１１、撓み部１２、可動部１３、第１，第
２の導体配線１４，１５、ピエゾ抵抗素子１６等によっ
て構成したから、第１，第２の導体配線１４，１５に流
れる電流Ｉの電流量（振幅Ｉ0 ）をピエゾ抵抗素子１６
の抵抗値として検出することができる。また、本実施の
形態による電流量センサは従来技術のように整流器を用
いることがないから、高周波の電流Ｉであっても確実に
検出することができる。

【００５８】また、第１の導体配線１４と第２の導体配
線１５とを略平行に配置したから、第２の導体配線１４
に電流Ｉが導通したときには、第１の導体配線１４の周
辺にシリコン基板２の厚さ方向に向かう磁束密度Ｂの磁
界が発生する。このため、第１の導体配線１４には、第
２の導体配線１５によって生じる磁界に対して略直交方
向に向かう電流Ｉが流れるから、第１，第２の導体配線
１４，１５に作用するローレンツ力Ｆ1 は、可動部１３
と支持辺部１１Ｃとの間に引力として作用する。そし
て、第１，第２の導体配線１４，１５に流れる電流Ｉに
応じて可動部１３が変位すると共に、撓み部１２が撓み
変形する。この結果、後側の撓み部１２Ｄに設けたピエ
ゾ抵抗素子１６によって第１，第２の導体配線１４，１
５に流れる電流Ｉを検出することができる。

【００５９】また、シリコン基板２の支持部１１を４辺
の支持辺部１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄを有する枠
状に形成し、シリコン基板２の可動部１３を、枠状の支
持部１１内に配置すると共に、対向する２つの支持辺部
１１Ａ，１１Ｂに設けられた撓み部１２を介して両持支
持される構成としたから、可動部１３にローレンツ力Ｆ
1 が作用することによって、可動部１３を支持辺部１１
Ｃ側に向けて水平方向に変位させることができる。

【００６０】なお、本実施の形態では、導体配線１４，
１５の電極部１４Ａ，１５Ａに第１の入力端子２１を接
続し、電極部１４Ｂ，１５Ｂに第２の入力端子２２を接
続すると共に、第１，第２の入力端子２１，２２に電源
を接続する構成とした。しかし、本発明はこれに限ら
ず、図４に示す変形例のように第１の導体配線１４の電
極部１４Ａ，１４Ｂに第１，第２の入力端子３１，３２
を接続すると共に、第１，第２の入力端子３１，３２に
交流電源（図示せず）を接続し、第２の導体配線１５の
電極部１５Ａ，１５Ｂを接地する構成としてもよい。

【００６１】そして、入力端子３１，３２を通じて第１
の導体配線１４に交流電流Ｉを導通させると、この交流
電流Ｉによる磁界によって第２の導体配線１５には誘導
電流Ｉ′が誘起される。このとき、第１の導体配線１４
に流れる交流電流Ｉと第２の導体配線１５に流れる誘導
電流Ｉ′は逆向きに流れるから、第１，第２の導体配線
１４，１５に作用するローレンツ力Ｆ2 は斥力として作
用する。

【００６２】そして、可動部１３はこのローレンツ力Ｆ
2 によって導体配線１５から離れる方向に変位するか
ら、各撓み部１２は電流量となる振幅Ｉ0 に応じて撓み
変形する。このとき、後側の撓み部１２Ｄに設けられた
ピエゾ抵抗素子１６は、撓み部１２Ｄの撓み量に応じて
その抵抗値が変化するから、電極１７は振幅Ｉ0 に応じ
て検出信号を出力する。

【００６３】また、電極１７から出力された検出信号
は、低域通過フィルタ２４によって交流成分が除去され
るから、増幅器２５は振幅Ｉ0 の自乗にほぼ比例した電
圧等の出力信号を出力する。この結果、増幅器２５によ
る出力信号によって入力端子３１，３２間に流れる電流
Ｉの電流量を検出することができる。

【００６４】さらに、上述した変形例では、第１の導体
配線１４の電極部１４Ａ，１４Ｂに第１，第２の入力端
子３１，３２を接続し、第２の導体配線１５の電極部１
５Ａ，１５Ｂを接地する構成としたが、第１の導体配線
１４の電極部１４Ａ，１４Ｂを接地し、第２の導体配線
１５の電極部１５Ａ，１５Ｂに第１，第２の入力端子を
接続すると共に、第２の導体配線１５の両端に交流電源
を接続する構成としてもよい。

【００６５】次に、図５および図６は本発明の第２の実
施の形態による電流量センサを示し、本実施の形態の特
徴は変位検出素子としてピエゾ接合素子を用いたことに
ある。なお、本実施の形態では前記第１の実施の形態と
同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略す
るものとする。

【００６６】４１は可動部１３に設けられた第１の導体
配線で、該導体配線４１は、可動部１３から前側に位置
する左，右の撓み部１２Ａ，１２Ｂに亘って直線状に延
びている。そして、導体配線４１は、その一端側が右側
の支持辺部１１Ｂ上に位置して略四角形状の電極部４１
Ａが形成され、他端側が左側に支持辺部１１Ａ上に位置
して略コ字状の接続部４２となっている。そして、接続
部４２は、後述する第２の導体配線４２に接続されてい
る。

【００６７】４３は第１の導体配線４１の近傍に位置し
て前側の支持辺部１１Ｃ上に設けられた第２の導体配線
で、該第２の導体配線４３は第１の導体配線４１と略平
行に配設され、支持辺部１１Ｃの左，右方向に向かって
直線状に延びている。

【００６８】そして、導体配線４３は、その一端側が支
持辺部１１Ｃの左側に位置して接続部４２を介して第１
の導体配線４１に接続され、他端側は支持辺部１１Ｃの
右側に位置して略四角形状の電極部４３Ａが形成されて
いる。これにより、第２の導体配線４３は第１の導体配
線４１に折返した状態で直列接続され、第１，第２の導
体配線４１，４３にはほぼ同じ電流Ｉが流れるものであ
る。また、第１の導体配線４１に流れる電流Ｉと第２の
導体配線４３に流れる電流Ｉとは図６に示すように逆方
向に向けて導通するから、可動部１３には斥力となるロ
ーレンツ力Ｆ3が作用するものである。

【００６９】４４は支持部１１のうち右側の支持辺部１
１Ｂの後側に位置して右側の撓み部１２Ｄに設けられた
変位検出素子としてのピエゾ接合素子で、該ピエゾ接合
素子４４は、シリコン基板２に不純物を添加することに
よって形成されたＰ形シリコン領域とＮ形シリコン領域
とを接合したピエゾ接合効果を有するダイオードによっ
て構成されている。また、ピエゾ接合素子４４は、撓み
部１２Ｄから支持辺部１１Ｂに亘って左，右方向に延び
ている。

【００７０】そして、可動部１３がローレンツ力Ｆ3 に
よって変位したときには、撓み部１２Ｄのうち撓み部１
２Ｄと支持辺部１１Ｂとの間に応力が集中する。このと
き、ピエゾ接合素子４４には可動部１３の変位量に応じ
た応力が作用するから、ピエゾ接合素子４４に一定電圧
を印加したときに流れる電流値は、可動部１３の変位量
に応じて変化するものである。

【００７１】また、ピエゾ接合素子４４の一端側は、撓
み部１２Ｄ上に位置すると共に、撓み部１２Ｄから後側
の支持辺部１１Ｄに亘って略コ字状に延びる電極４５に
接続されている。一方、ピエゾ接合素子４４の他端側
は、右側の支持辺部１１Ｂ上に位置すると共に、支持辺
部１１Ｂに設けられた電極４６に接続されている。

【００７２】４７はピエゾ接合素子４４の近傍に位置し
て支持辺部１１Ｂに設けられた基準となるダイオード
で、該ダイオード４７は、ピエゾ接合素子４４と同様に
シリコン基板２に不純物を添加することによって形成さ
れたＰ形シリコン領域とＮ形シリコン領域とを接合する
ことによって構成されている。しかし、ダイオード４７
は支持辺部１１Ｂに設けられているから、可動部１３が
変位したときであっても応力が作用することがない。こ
のため、ダイオード４７に一定電圧を印加したときに流
れる電流値は、ほぼ一定の値に保持されるものである。
そして、ダイオード４７は、その一端側が電極４５に接
続されると共に、他端側は電極４８に接続されている。

【００７３】本実施の形態による電流量センサは上述の
如き構成を有するもので、次にこの電流量センサを用い
た検波回路の構成について図６を参照しつつ説明する。

【００７４】４９は第１の導体配線４１の電極部４１Ａ
に接続された第１の入力端子、５０は第２の導体配線４
３の右側の電極部４３Ａに接続された第２の入力端子を
それぞれ示し、これらの第１，第２の入力端子４９，５
０は電源等（図示せず）に接続され、第１，第２の導体
配線４１，４３に測定対象となる電流Ｉを流すものであ
る。

【００７５】５１は電極４４に接続された検出用の駆動
電源で、該駆動電源５１にはピエゾ接合素子４４、ダイ
オード４７が並列接続されいる。このため、ピエゾ接合
素子４４には直流電圧が印加されているから、ピエゾ接
合素子４４には可動部１３の変位に応じた電流ｉ1 が流
れる。一方、ダイオード４７に流れる電流ｉ2 は、可動
部１３の変位に関係なくほぼ一定の値となる。

【００７６】５２，５３は電極４６，４８に接続された
抵抗で、抵抗５２はピエゾ接合素子４４に流れる電流を
電圧に変換し、検出信号として出力するものである。ま
た、抵抗５３はダイオード４７に流れる電流を電圧に変
換するものである。

【００７７】５４，５５は電極４６，４８に接続された
低域通過フィルタ（ＬＰＦ）で、該低域通過フィルタ５
４，５５は電極４６，４８から出力される電圧からノイ
ズとなる交流成分を除去するものである。

【００７８】５６は低域通過フィルタ５４，５５の出力
側に接続された作動増幅器で、該作動増幅器５６は、低
域通過フィルタ５４，５５から出力された電圧の差を演
算すると共に、この差に応じた出力信号を出力するもの
である。

【００７９】かくして、本実施の形態でも前記第１の実
施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。し
かし、本実施の形態では、変位検出素子をピエゾ接合素
子４４によって構成したから、第１，第２の導体配線４
１，４３に流れる電流Ｉの電流量をピエゾ接合素子４４
に流れる電流値ｉ1 として検出することができる。

【００８０】また、第１，第２の導体配線４１，４３を
折返した状態で直列接続したから、第１，第２の導体配
線４１，４３にほぼ同じ電流量の電流Ｉを流すことがで
きると共に、第１の導体配線４１に流れる電流Ｉと第２
の導体配線４３に流れる電流Ｉを逆方向に導通させるこ
とができる。これにより、可動部１３と支持辺部１１Ｃ
との間に斥力を作用させ、可動部１３を変位させること
ができる。

【００８１】次に、図７および図８は本発明の第３の実
施の形態による電流量センサを示し、本実施の形態の特
徴は可動部には一定の面積を有する平面状導体部を設け
ると共に、支持部には該平面状導体部の近傍に位置して
導体配線を設けたことにある。なお、本実施の形態では
前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を
付し、その説明を省略するものとする。

【００８２】６１は可動部１３の表面に設けられた一定
の面積を有する平面状導体部で、該平面状導体部６１
は、アルミニウム等の導電性金属材料の薄膜、高濃度の
ドーパントを含む低抵抗Ｐ形シリコン領域等による面積
を有する平面によって形成され、可動部１３のほぼ全面
を覆う略四角形状をなしている。また、平面状導体部６
１は、その一部が左前側の撓み部１２Ａから左側の支持
辺部１１Ａに向けて延び、その先端は支持辺部１１Ａ上
に位置して略四角形状の電極部６１Ａが形成されてい
る。そして、電極部６１Ａは、図８に示すように接地さ
れるものである。

【００８３】６２は平面状導体部６１の近傍に位置して
前側の支持辺部１１Ｃに設けられた導体配線で、該導体
配線６２は、平面状導体部６１と同様に導電性金属材料
の薄膜、低抵抗Ｐ形シリコン領域等によって形成されて
いる。また、導体配線６２は、平面状導体部６１と略平
行に配設され、支持辺部１１Ｃの左，右方向に向かって
直線状に延びると共に、可動部１３とほぼ同じ長さ寸法
を有するものである。そして、導体配線６２の両端側に
は、略四角形状の電極部６２Ａ，６２Ｂが形成されてい
る。

【００８４】本実施の形態による電流量センサは上述の
如き構成を有するもので、次にこの電流量センサを用い
た検波回路の構成について図８を参照しつつ説明する。

【００８５】６３，６４は導体配線６２の電極部６２
Ａ，６２Ｂに接続された第１，第２の入力端子で、これ
らの第１，第２の入力端子６３，６４は交流電源に接続
され、導体配線６２に測定対象となる交流電流Ｉを流す
ものである。

【００８６】そして、図８に示すように導体配線６２に
交流電流Ｉが流れるときには、平面状導体部６１には、
この交流電流Ｉによる磁界によってうず電流となる誘導
電流Ｉ′が誘起される。このとき、平面状導体部６１を
流れる誘導電流Ｉ′は、導体配線６２の近傍では導体配
線６２を流れる交流電流Ｉとは逆方向に向けて導通す
る。このため、可動部１３には図８に示すように斥力と
なるローレンツ力Ｆ3 が作用する。

【００８７】この結果、可動部１３は支持部１１から離
れる方向に変位すると共に、撓み部１２は導体配線６２
に流れる交流電流Ｉの電流量に応じて撓み変形する。こ
れにより、撓み部１２のうち後側の撓み部１２Ｄに設け
たピエゾ抵抗素子１６によって導体配線６２に流れる交
流電流Ｉの電流量を検出することができる。

【００８８】かくして、本実施の形態でも前記第１の実
施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。し
かし、本実施の形態では、可動部１３に一定の面積を有
する平面状導体部６１を設けると共に、支持部１１には
該平面状導体部６１の近傍に位置して導体配線６２を設
けたから、導体配線６２に交流電流Ｉを流すことによっ
て平面状導体部６１に誘導電流Ｉ′を誘起することがで
きる。これにより、導体配線６２に流れる交流電流Ｉの
電流量をピエゾ抵抗素子１６の抵抗値として検出するこ
とができる。

【００８９】また、平面状導体部６１によって可動部１
３の全体を覆う構成としたから、可動部１３の一部に平
面状導体部６１を設けた場合に比べて平面状導体部６１
にうず電流となる誘導電流Ｉ′を誘起し易くなる。この
結果、誘導電流Ｉ′の電流値を大きくすることができ、
可動部１３の変位量を大きくすることができるから、電
流量センサの検出感度を高めることができる。

【００９０】なお、第３の実施の形態では平面状導体部
６１に電極部６１Ａを設け、電極部６１Ａを接地するも
のとしたが、電極部６１Ａは必ずしも接地する必要はな
い。この場合、電極部６１Ａを設けなくてもよい。

【００９１】また、第３の実施の形態では可動部１３に
平面状導体部６１を設けると共に、導体配線６２を設け
る構成としたが、図９に示す変形例のように、支持部１
１に平面状導体部６１′を設けると共に、可動部１３に
導体配線６２′を設ける構成としてもよい。

【００９２】次に、図１０および図１１は本発明の第４
の実施の形態による電流量センサを示し、本実施の形態
の特徴はシリコン基板の可動部に平面状導体部を設ける
と共に、ガラス基板には該平板状導体部と対面して環状
の導体配線を設けたことにある。

【００９３】７１はガラス材料等によって形成された取
付基板としてのガラス基板で、該ガラス基板７１の表面
側の中央には、後述する可動部８３を浮遊状態で支持す
るために略四角形状の窪み部７１Ａが形成されている。
そして、窪み部７１Ａの外周側には略コ字状の支持枠部
７１Ｂとなっている。

【００９４】７２はガラス基板７１の表面側に設けられ
たシリコン材料等からなる基板としてのシリコン基板
で、該シリコン基板７２は、例えば２〜６μｍ程度の薄
膜板状に形成され、その左右両端側が陽極接合等の手段
によってガラス基板７１の支持枠部７１Ｂに一体的に接
合されている。そして、シリコン基板７２には、エッチ
ング処理を施すことによって、略Ｈ字状に形成され、後
述の支持部８１Ａ，８１Ｂ、撓み部８２Ａ，８２Ｂ、可
動部８３等が設けられている。

【００９５】８１Ａ，８１Ｂはシリコン基板７２の左，
右方向の両端側に設けられた支持部で、該各支持部８１
Ａ，８１Ｂは、ガラス基板７１の支持枠部７１Ｂに陽極
接合されている。そして、該支持部８１Ａ，８１Ｂ間に
は可動部８３が設けられている。

【００９６】８２Ａ，８２Ｂは各支持部８１Ａ，８１Ｂ
からシリコン基板７２の中央側に向かって延びる２つの
撓み部で、該各撓み部８２Ａ，８２Ｂは、前，後方向の
長さ寸法が支持部８１Ａ，８１Ｂよりも短く形成されて
いる。そして、左側の撓み部８２Ａは、その基端側が支
持部８１Ａに取り付けられると共に、先端側が後述する
可動部１３の左側端部に一体的に取り付けられている。
一方、右側の撓み部８２Ｂは、その基端側が支持部８１
Ｂに取り付けられると共に、先端側が後述する可動部１
３の右側端部に一体的に取り付けられている。また、右
側の撓み部８２Ｂには後述のピエゾ抵抗素子８６が配設
されている。

【００９７】８３は撓み部８２Ａ，８２Ｂに連続して撓
み部８２Ａ，８２Ｂ間に設けられた可動部で、該可動部
８３は、撓み部８２と共に略長方形状をなし、シリコン
基板２の中央側に位置している。そして、可動部８３
は、２つの撓み部８２Ａ，８２Ｂによって窪み部７１Ａ
の上側に位置して浮遊状態で支持され、ガラス基板７１
との間に隙間が形成されている。これにより、可動部８
３は、窪み部７１Ａに対向した位置でシリコン基板７２
の厚み方向となる垂直方向に変位可能となっている。

【００９８】８４は可動部８３に設けられた一定の面積
を有する平面状導体部で、該平面状導体部８４は、アル
ミニウム等の導電性金属材料の薄膜、高濃度のドーパン
トを含む低抵抗Ｐ形シリコン領域等からなる平面によっ
て形成されている。そして、平面状導体部８４は、可動
部８３の裏面側に設けられると共に、可動部８３のほぼ
全面を覆う略四角形状をなしている。

【００９９】８５はガラス基板７１の窪み部７１Ａに設
けられた導体配線をなす略環状の環状配線で、該環状配
線８５はアルミニウム等の導電性金属材料によって形成
されている。また、環状配線８５は、シリコン基板７２
の平面状導体部８４と対向すると共に、平面状導体部８
４の外縁に沿って延びている。そして、環状配線８５の
両端側は、ガラス基板７１の前側に位置して略四角形状
の電極部８５Ａ，８５Ｂとなっている。

【０１００】８６は右側の撓み部８２Ｂ上に設けられた
変位検出素子としてのピエゾ抵抗素子で、該ピエゾ抵抗
素子８６は、シリコン基板７２に不純物を添加すること
によって形成されたＰ形シリコン領域によって構成され
ている。そして、ピエゾ抵抗素子８６は、撓み変形に対
する検出感度を高めるために、撓み部８２Ｂと支持部８
１Ｂとの間を複数回往復する蛇行形状をなしている。

【０１０１】また、ピエゾ抵抗素子８６の一端側は、支
持部８１Ｂの前側に位置すると共に、電極８７に接続さ
れている。一方、ピエゾ抵抗素子８６の他端側は、支持
部８１Ｂの後側に位置すると共に、電極８８に接続され
ている。

【０１０２】８９はピエゾ抵抗素子８６の近傍に位置し
て右側の支持部８１Ｂに設けられた基準となる定抵抗素
子で、該定抵抗素子８９は、ピエゾ抵抗素子８６と同様
な蛇行形状をなし、シリコン基板７２に不純物を添加す
ることによって形成されたＰ形シリコン領域によって構
成されている。そして、定抵抗素子８９は、その一端側
が電極８７に接続されると共に、他端側は電極９０に接
続されている。

【０１０３】本実施の形態による電流量センサは上述の
如き構成を有するもので、次にこの電流量センサを用い
た検波回路の構成について図１１を参照しつつ説明す
る。

【０１０４】９１，９２は環状配線８５の電極部８５
Ａ，８５Ｂに接続された第１，第２の入力端子で、これ
らの第１，第２の入力端子９１，９２は交流電源（図示
せず）に接続され、環状配線８５に測定対象となる交流
電流Ｉを流すものである。

【０１０５】９３は電極８８，９０に接続された検出用
の駆動電源で、該駆動電源９３にはピエゾ抵抗素子８
６、定抵抗素子８９が直列接続されている。これによ
り、電極８７にはピエゾ抵抗素子８６の抵抗値に応じた
検出信号が出力されるものである。

【０１０６】９４は電極８７に接続された低域通過フィ
ルタ（ＬＰＦ）で、該低域通過フィルタ９４は電極８７
から出力される検出信号からノイズとなる交流成分を除
去するものである。そして、低域通過フィルタ９４の出
力側には増幅器９５が接続されている。

【０１０７】そして、図１１に示すように環状配線８５
に交流電流Ｉが流れるときには、平面状導体部８４に
は、この交流電流Ｉによる磁界によってうず電流となる
誘導電流Ｉ′が誘起される。このとき、平面状導体部８
４を流れる誘導電流Ｉ′は、環状配線８５を流れる交流
電流Ｉとは逆方向に向けて導通する。このため、可動部
８３には図１０に示すように斥力となるローレンツ力Ｆ
5 が作用する。

【０１０８】この結果、可動部８３はガラス基板７１か
ら離れる方向として上側に向けて変位すると共に、撓み
部８２Ａ，８２Ｂは環状配線８５に流れる交流電流Ｉの
電流量に応じて撓み変形する。これにより、撓み部８２
Ｂに設けたピエゾ抵抗素子８６によって環状配線８５に
流れる交流電流Ｉの電流量を検出することができる。

【０１０９】かくして、本実施の形態でも前記第１の実
施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。し
かし、本実施の形態では、シリコン基板７２の可動部８
３に平面状導体部８４を設けると共に、ガラス基板７１
には環状配線８５を設けたから、環状配線８５に交流電
流Ｉを流すことによって平面状導体部８４に誘導電流
Ｉ′を誘起することができる。これにより、交流電流Ｉ
の電流量に応じて可動部８３が上側に変位するから、環
状配線８５に流れる交流電流Ｉの電流量をピエゾ抵抗素
子８６の抵抗値として検出することができる。

【０１１０】また、ガラス基板７１には平面状導体部８
４と対向して略環状の環状配線８５を設けたから、環状
配線８５によってガラス基板７１、シリコン基板７２の
厚さ方向に向かう磁界を発生させ、この磁界を平面状導
体部８４に貫通させることができる。このため、平面状
導体部８４に平面状導体部８４内を周回する誘導電流
Ｉ′の電流値が大きくなり、可動部８３の変位量を大き
くすることができるから、電流量センサの検出感度を高
めることができる。

【０１１１】なお、前記第４の実施の形態では、シリコ
ン基板７２の可動部８３裏面側に平面状導体部８４を設
け、ガラス基板７１の窪み部７１Ａに環状配線８５を設
けるものとしたが、図１２に示す変形例のように、シリ
コン基板７２の可動部８３裏面側に環状配線１０１を設
け、ガラス基板７１の窪み部７１Ａに平面状導体部１０
２を設ける構成としてもよい。

【０１１２】また、前記第３，第４の実施の形態では、
導体部を一定の面積をもった平面状導体部６１，８４，
１０２によって形成するものとしたが、図１３に示す他
の変形例のように、導体部を複数のリング１１１，１１
１，…を同心円状に配置したリング状導体部１１２によ
って形成してもよい。

【０１１３】また、前記第１，第３，第４の実施の形態
では、変位検出素子としてピエゾ抵抗素子１６，８６を
用いるものとしたが、ピエゾ接合素子を用いてもよく、
第２の実施の形態によるピエゾ接合素子４４に代えてピ
エゾ抵抗素子を用いてもよい。

【０１１４】また、前記各実施の形態では、電流量セン
サの入力端子２１，２２，３１，３２，４９，５０，６
３，６４，９１，９２を電源、交流電源（図示せず）に
接続するものとしたが、これらの電源、交流電源には測
定対象となる電流を発生させる各種の電機機器等を含む
ものであり、本発明による電流量センサを電流が流れる
配線の途中に接続してよいことは勿論である。

【０１１５】一方、図３に示す第１の実施の形態では、
第１，第２の導体配線１４，１５に交流電流Ｉを導通さ
せるものとしたが、本発明はこれに限らず、第１，第２
の導体配線１４，１５に直流電流を導通させてもよい。
この場合、ピエゾ抵抗素子１６による検出信号は交流成
分を含むことがないから、ピエゾ抵抗素子１６には低域
通過フィルタ２４を接続しなくてもよい。

【０１１６】また、前記各実施の形態ではピエゾ抵抗素
子１６，８６、ピエゾ接合素子４４に低域通過フィルタ
２４，５４，９４を接続するものとしたが、導体配線１
４，１５，４１，４２，６２、環状配線８５，１０１に
導通させる交流電流Ｉの２倍の周波数が可動部１３，８
３の共振周波数よりも低周波または高周波のときには、
低域通過フィルタを設けなくてもよい。この場合、可動
部の変位が交流電流の振動に追従しないため、可動部は
ほとんど振動しなくなる。このため、ピエゾ抵抗素子、
ピエゾ接合素子からの検出電圧にはほとんど交流成分が
含まれなくなる。

【０１１７】また、前記第１，第２，第３の実施の形態
では、４本の撓み部１２によって可動部１３を支持する
ものとしたが、例えば１，２または３本の撓み部によっ
て可動部を支持してもよく、５本以上の撓み部によって
可動部を支持してもよい。

【０１１８】さらに、前記第１，第２，第３の実施の形
態では、ガラス基板１にシリコン基板２を接合するもの
としたが、例えば支持部１１の厚み寸法を増加する等に
よって支持部１１の強度が確保できれば、ガラス基板１
を省く構成としてもよい。

【０１１９】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１の発明によ
れば、基板の可動部に第１の導体配線を設け、基板の支
持部に該第１の導体配線と略平行に第２の導体配線を設
けると共に、基板の撓み部に可動部の変位に応じた検出
信号を出力する変位検出素子を設けたから、第１，第２
の導体配線に電流が導通するときには、可動部と支持部
との間に引力または斥力となるローレンツ力を作用させ
ることができる。これにより、可動部は支持部に近付
き、または遠ざかり、変位検出素子は可動部の変位に応
じた検出信号を出力するから、この検出信号によって第
１，第２の導体配線に導通する電流量を検出することが
できる。また、従来技術のように整流回路を設ける必要
がないから、高周波の交流電流であってもその電流量を
正確に検出することができる。

【０１２０】また、請求項２の発明によれば、第１の導
体配線の両端を第１の電源に接続すると共に、第２の導
体配線の両端を第２の電源に接続したから、第１，第２
の導体配線にそれぞれ電流を導通させることができ、第
１の導体配線に流れる電流と第２の導体配線に流れる電
流とによってローレンツ力を発生させて可動部を変位さ
せることができる。

【０１２１】また、請求項３の発明によれば、第１の導
体配線と第２の導体配線とのうち、いずれか一方の導体
配線の両端を交流電源に接続し、他方の導体配線の両端
を接地したから、一方の導体配線に交流電流を導通させ
たときには、他方の導体配線に誘導電流を誘起すること
ができる。このため、交流電流と誘導電流とによって可
動部と支持部との間に斥力となるローレンツ力を発生さ
せることができる。

【０１２２】また、請求項４の発明によれば、第１の導
体配線と第２の導体配線を接続部で折返した状態で直列
接続し、第１の導体配線の一端と第２の導体配線の他端
との間に電源を接続したから、第１，第２の導体配線に
ほぼ同じ電流を流すことができると共に、第１の導体配
線に流れる電流を第２の導体配線に流れる電流に対して
逆向きに導通させることができる。このため、可動部と
支持部との間に斥力となるローレンツ力を発生させるこ
とができる。

【０１２３】また、請求項５の発明によれば、基板の可
動部に導体部を設け、該導体部の近傍に位置して前記基
板の支持部に導体配線を設けると共に、基板の撓み部に
可動部の変位に応じた検出信号を出力する変位検出素子
を設けたから、支持部に設けられた導体配線に交流電流
が導通するときには、この交流電流は可動部に設けられ
た導体部に誘導電流を誘起する。このとき、導体配線と
導体部との間には、交流電流と誘導電流とによってロー
レンツ力が発生し、このローレンツ力は可動部と支持部
との間に斥力を発生させる。そして、可動部を導体配線
に流れる電流の電流量に応じて支持部から遠ざかり、変
位検出素子は可動部の変位に応じた検出信号を出力する
から、この検出信号によって導体配線に導通する電流量
を検出することができる。

【０１２４】また、請求項６の発明によれば、基板の支
持部に導体部を設け、該導体部の近傍に位置して前記基
板の可動部に導体配線を設けると共に、基板の撓み部に
可動部の変位に応じた検出信号を出力する変位検出素子
を設けたから、請求項５の発明と同様の効果を得ること
ができる。

【０１２５】また、請求項７の発明によれば、基板の可
動部に導体部を設け、該導体部に対面して取付基板に導
体配線を設けると共に、基板の撓み部に可動部の変位に
応じた検出信号を出力する変位検出素子を設けたから、
取付基板に設けられた導体配線に交流電流が導通すると
きには、この交流電流は可動部に設けられた導体部に誘
導電流を誘起する。このとき、導体部に誘起した誘導電
流と導体配線によって生じる磁界とによってローレンツ
力が発生し、このローレンツ力は可動部と取付基板との
間に斥力を発生させることができる。そして、可動部は
取付基板から遠ざかり、変位検出素子は可動部の変位に
応じた検出信号を出力するから、この検出信号によって
導体配線に導通する電流量を検出することができる。

【０１２６】また、請求項８の発明によれば、基板の可
動部に導体配線を設け、該導体配線に対面して取付基板
に導体部を設けると共に、基板の撓み部に可動部の変位
に応じた検出信号を出力する変位検出素子を設けたか
ら、可動部に設けられた導体配線に交流電流が導通する
ときには、この交流電流は取付基板に設けられた導体部
に誘導電流を誘起する。このため、交流電流と誘導電流
とによって可動部と取付基板との間に斥力を発生し、変
位検出素子は可動部の変位に応じた検出信号を出力する
から、この検出信号によって導体配線に導通する電流量
を検出することができる。

【０１２７】また、請求項９の発明によれば、導体部を
一定の面積を有する平面状導体部によって形成したか
ら、導体配線に電流が導通したときには、この電流によ
って発生した磁力線は平面状導体部を貫通する。このた
め、平面状導体部には磁力線を取り囲む誘導電流を誘起
することができる。

【０１２８】また、請求項１０の発明によれば、導体部
を複数のリングを同心円状に配置したリング状導体部に
よって構成したから、導体配線に電流が導通したときに
は、この電流によって発生した磁力線はリング状導体部
の各リング内を貫通する。このため、各リングには磁力
線を取り囲む誘導電流を誘起することができる。

【０１２９】また、請求項１１の発明によれば、基板の
可動部を４辺を有する枠状の支持部内に配置すると共
に、支持部の対向する２辺に設けれられた撓み部を介し
て両持支持する構成としたから、可動部に作用するロー
レンツ力に応じて可動部を水平方向、垂直方向に変位さ
せることができる。

【０１３０】また、請求項１２の発明によれば、変位検
出素子を撓み部の撓み量に応じて抵抗値が変化するピエ
ゾ抵抗素子によって構成したから、ローレンツ力によっ
て可動部が変位したときには、撓み部に設けられたピエ
ゾ抵抗素子に応力が作用する。そして、撓み部の撓み量
はローレンツ力に応じて変化すると共に、ピエゾ抵抗素
子の抵抗値は撓み部の撓み量に応じて変化する。このた
め、ピエゾ抵抗素子の抵抗値を用いて導体配線に流れる
電流の電流量を検出することができる。

【０１３１】また、請求項１３の発明によれば、変位検
出素子を撓み部の撓み量に応じて電圧電流特性が変化す
るピエゾ接合素子によって構成したから、可動部が変位
したときには撓み部の撓み量が変化し、ピエゾ接合素子
の電流電圧特性が変化するから、ピエゾ接合素子に流れ
る電流値を用いて導体配線に流れる電流の電流量を検出
することができる。

【０１３２】さらに、請求項１４の発明によれば、変位
検出素子に低域通過フィルタを接続したから、導体配線
に交流電流を導通したときでも、変位検出素子から出力
される検出信号から交流成分を除去することができる。
このため、変位検出素子による検出信号を、ほぼ導体配
線に流れる電流の電流量に応じた信号にすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による電流量センサ
を示す斜視図である。

【図２】第１の実施の形態による電流量センサを分解し
て示す分解斜視図である。

【図３】第１の実施の形態による電流量センサによる検
波回路を示す平面図である。

【図４】第１の実施の形態の変形例による検波回路を示
す平面図である。

【図５】第２の実施の形態による電流量センサを示す斜
視図である。

【図６】第２の実施の形態による電流量センサによる検
波回路を示す平面図である。

【図７】第３の実施の形態による電流量センサを示す斜
視図である。

【図８】第３の実施の形態による電流量センサによる検
波回路を示す平面図である。

【図９】第３の実施の形態の変形例による電流量センサ
を示す斜視図である。

【図１０】第４の実施の形態による電流量センサを分解
して示す分解斜視図である。

【図１１】第４の実施の形態による電流量センサによる
検波回路を示す平面図である。

【図１２】第４の実施の形態の変形例による電流量セン
サを分解して示す分解斜視図である。

【図１３】第４の実施の形態の他の変形例による電流量
センサを分解して示す分解斜視図である。

【符号の説明】

１，７１ ガラス基板（取付基板） １Ａ，７１Ａ 窪み部 ２，７２ シリコン基板（基板） １１，８１Ａ，８１Ｂ 支持部 １２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，８２Ａ，８２Ｂ 撓
み部 １３，８３ 可動部 １４，４１ 第１の導体配線 １５，４３ 第２の導体配線 １６，８６ ピエゾ抵抗素子 ２４，５４，５５ 低域通過フィルタ ４２ 接続部 ４４ ピエゾ接合素子 ６１，８４，１０２，６１′ 平板状導体部 ６２，６２′ 導体配線 ８５，１０１ 環状配線（導体配線） １１１ リング １１２ リング状導体部

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持部と該支持部に撓み部を介して支持
   され水平方向に変位可能な可動部とを有する単一の基板
   と、該基板の可動部に設けられ電流が導通する第１の導
   体配線と、該第１の導体配線の近傍に位置して前記基板
   の支持部に該第１の導体配線と略平行に設けられ、電流
   を導通することによって前記可動部と支持部との間に引
   力または斥力を発生させる第２の導体配線と、前記基板
   の撓み部に設けられ前記可動部の変位に応じた検出信号
   を出力する変位検出素子とによって構成してなる電流量
   センサ。
2. 【請求項２】 前記第１の導体配線の両端を第１の電源
   に接続すると共に、第２の導体配線の両端を第２の電源
   を接続してなる請求項１に記載の電流量センサ。
3. 【請求項３】 前記第１の導体配線と第２の導体配線と
   のうち、いずれか一方の導体配線の両端を交流電源に接
   続し、他方の導体配線の両端を接地してなる請求項１に
   記載の電流量センサ。
4. 【請求項４】 前記第１の導体配線と第２の導体配線を
   接続部で折返した状態で直列接続し、第１の導体配線の
   一端と第２の導体配線の他端との間に電源に接続してな
   る請求項１に記載の電流量センサ。
5. 【請求項５】 支持部と該支持部に撓み部を介して支持
   され水平方向に変位可能な可動部とを有する単一の基板
   と、該基板の可動部に平面状に設けられ電流が導通可能
   な導体部と、該導体部の近傍に位置して前記基板の支持
   部に設けられ、交流電流を導通することによって該導体
   部に誘導電流を誘起して前記可動部と支持部との間に斥
   力を発生させる導体配線と、前記基板の撓み部に設けら
   れ前記可動部の変位に応じた検出信号を出力する変位検
   出素子とによって構成してなる電流量センサ。
6. 【請求項６】 支持部と該支持部に撓み部を介して支持
   され水平方向に変位可能な可動部とを有する単一の基板
   と、該基板の支持部に平面状に設けられ電流が導通可能
   な導体部と、該導体部の近傍に位置して前記基板の可動
   部に設けられ、交流電流を導通することによって該導体
   部に誘導電流を誘起して前記可動部と支持部との間に斥
   力を発生させる導体配線と、前記基板の撓み部に設けら
   れ前記可動部の変位に応じた検出信号を出力する変位検
   出素子とによって構成してなる電流量センサ。
7. 【請求項７】 中央に窪み部を有する取付基板と、該取
   付基板上に設けられた支持部と該支持部に撓み部を介し
   て支持され前記窪み部と対向する位置で垂直方向に変位
   可能な可動部とを有する単一の基板と、該基板の可動部
   に平面状に設けられ電流が導通可能な導体部と、該導体
   部と対面して前記取付基板の窪み部に設けられ、交流電
   流を導通することによって該導体部に誘導電流を誘起し
   て前記可動部と取付基板との間に斥力を発生させる導体
   配線と、前記基板の撓み部に設けられ前記可動部の変位
   に応じた検出信号を出力する変位検出素子とによって構
   成してなる電流量センサ。
8. 【請求項８】 中央に窪み部を有する取付基板と、該取
   付基板上に設けられた支持部と該支持部に撓み部を介し
   て支持され前記窪み部と対向する位置で垂直方向に変位
   可能な可動部とを有する単一の基板と、前記取付基板の
   窪み部に平面状に設けられ電流が導通可能な導体部と、
   該導体部と対面して前記基板の可動部に設けられ、交流
   電流を導通することによって該導体部に誘導電流を誘起
   して前記可動部と取付基板との間に斥力を発生させる導
   体配線と、前記基板の撓み部に設けられ前記可動部の変
   位に応じた検出信号を出力する変位検出素子とによって
   構成してなる電流量センサ。
9. 【請求項９】 前記導体部は一定の面積を有する平面状
   導体部によって形成してなる請求項５，６，７または８
   に記載の電流量センサ。
10. 【請求項１０】 前記導体部は複数のリングを同心円状
    に配設してなるリング状導体部として形成してなる請求
    項５，６，７または８に記載の電流量センサ。
11. 【請求項１１】 前記基板の支持部は４辺を有する枠状
    に形成し、前記基板の可動部は、前記枠状の支持部内に
    配置されると共に、対向する２つの辺に設けられた前記
    撓み部を介して両持支持される構成としてなる請求項
    １，２，３，４，５，６，７，８，９または１０に記載
    の電流量センサ。
12. 【請求項１２】 前記変位検出素子は撓み部の撓み量に
    応じて抵抗値が変化するピエゾ抵抗素子によって構成し
    てなる請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９，１
    ０または１１に記載の電流量センサ。
13. 【請求項１３】 前記変位検出素子は撓み部の撓み量に
    応じて電圧電流特性が変化するピエゾ接合素子によって
    構成してなる請求項１，２，３，４，５，６，７，８，
    ９，１０または１１に記載の電流量センサ。
14. 【請求項１４】 前記変位検出素子には、低域通過フィ
    ルタを接続してなる請求項１，２，３，４，５，６，
    ７，８，９，１０，１１，１２または１３に記載の電流
    量センサ。