JP2001102230A - ロゴスキーコイル - Google Patents
ロゴスキーコイルInfo
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- JP2001102230A JP2001102230A JP27623099A JP27623099A JP2001102230A JP 2001102230 A JP2001102230 A JP 2001102230A JP 27623099 A JP27623099 A JP 27623099A JP 27623099 A JP27623099 A JP 27623099A JP 2001102230 A JP2001102230 A JP 2001102230A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 自由な形状および大きさで軸方向に対称かつ
均一な形状を有し、巻線機を用いずに安価で量産性に優
れたロゴスキーコイルを実現する。 【解決手段】 絶縁体で形成した円環状の基台、この基
台の両端面に放射状に設けた複数のコイル溝、コイル溝
の両端で基台を貫通しコイル溝とともに円環の断面を周
回するとともに円環の円周方向に連続し始端と終端とを
有する経路を形成するコイル貫通孔、コイル溝およびコ
イル貫通孔の表面に経路の全長にわたって堆積させた導
電膜、この導電膜の経路終端から経路始端に向かって円
環の円周方向に周回する巻戻し導体によって構成する。
均一な形状を有し、巻線機を用いずに安価で量産性に優
れたロゴスキーコイルを実現する。 【解決手段】 絶縁体で形成した円環状の基台、この基
台の両端面に放射状に設けた複数のコイル溝、コイル溝
の両端で基台を貫通しコイル溝とともに円環の断面を周
回するとともに円環の円周方向に連続し始端と終端とを
有する経路を形成するコイル貫通孔、コイル溝およびコ
イル貫通孔の表面に経路の全長にわたって堆積させた導
電膜、この導電膜の経路終端から経路始端に向かって円
環の円周方向に周回する巻戻し導体によって構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、インパルス大電
流の測定などに広く用いられるロゴスキーコイルに関す
るものである。
流の測定などに広く用いられるロゴスキーコイルに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】ロゴスキーコイルは円環状に均一に巻回
した導体の巻き終わりを円環に沿って巻き始め位置まで
巻き戻すようにした空心トロイダルコイルである。以
下、円環の周回方向を「トロイダル方向」これと直交す
る方向を「ポロイダル方向」と呼ぶ。
した導体の巻き終わりを円環に沿って巻き始め位置まで
巻き戻すようにした空心トロイダルコイルである。以
下、円環の周回方向を「トロイダル方向」これと直交す
る方向を「ポロイダル方向」と呼ぶ。
【０００３】図８はロゴスキーコイルの概念図、図９は
特開平６−１７６９４７号公報に記載されたものの平面
図である。このロゴスキーコイルは円形開口を有するプ
リント回路基板の両面に金属デポジットによる配線パタ
ーンを貫通孔を通して接続し構成している。ロゴスキー
コイルは被測定電流の微分値を出力するものであるた
め、被測定電流の波形を再現するには積分処理が必要で
ある。なお、磁路に磁性体を用いないので電流の測定範
囲（ダイナミックレンジ）が広くかつ軽量であるという
特徴がある。
特開平６−１７６９４７号公報に記載されたものの平面
図である。このロゴスキーコイルは円形開口を有するプ
リント回路基板の両面に金属デポジットによる配線パタ
ーンを貫通孔を通して接続し構成している。ロゴスキー
コイルは被測定電流の微分値を出力するものであるた
め、被測定電流の波形を再現するには積分処理が必要で
ある。なお、磁路に磁性体を用いないので電流の測定範
囲（ダイナミックレンジ）が広くかつ軽量であるという
特徴がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】導電線を用いた空心ト
ロイダルコイルによってロゴスキーコイルを実現しよう
とすると、巻線機により導電線を巻回する必要があるた
めコイルの断面形状および大きさが巻線機の性能により
制限され、また巻回しによるストレスによってコイルが
均一にならないという問題がある。またコイルを軸方向
に完全に対称な形状にすることが困難で、量産性・低価
格化がともに難しいという問題がある。
ロイダルコイルによってロゴスキーコイルを実現しよう
とすると、巻線機により導電線を巻回する必要があるた
めコイルの断面形状および大きさが巻線機の性能により
制限され、また巻回しによるストレスによってコイルが
均一にならないという問題がある。またコイルを軸方向
に完全に対称な形状にすることが困難で、量産性・低価
格化がともに難しいという問題がある。
【０００５】図９に示すロゴスキーコイルでは、巻線機
を用いないため、上述のような問題点は解消できる。し
かしコイルをプリント回路基板の両面に付着させた金属
堆積物による導電膜で形成しているため、コイルのポロ
イダル方向断面が矩形に制限されるという問題がある。
を用いないため、上述のような問題点は解消できる。し
かしコイルをプリント回路基板の両面に付着させた金属
堆積物による導電膜で形成しているため、コイルのポロ
イダル方向断面が矩形に制限されるという問題がある。
【０００６】本発明の目的は、自由な形状および大きさ
で軸方向に対称かつ均一な形状を有し、巻線機を用いず
に安価で量産性に優れたロゴスキーコイルを実現するこ
とにある。
で軸方向に対称かつ均一な形状を有し、巻線機を用いず
に安価で量産性に優れたロゴスキーコイルを実現するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明によるロゴスキ
ーコイルは、絶縁体で形成した円環状の基台、この基台
の両端面に放射状に設けた複数のコイル溝、コイル溝の
両端で基台を貫通しコイル溝とともに円環の断面を周回
するとともに円環の円周方向に連続し始端と終端とを有
する経路を形成するコイル貫通孔、コイル溝およびコイ
ル貫通孔の表面に経路の全長にわたって堆積させた導電
膜、この導電膜の経路終端から経路始端に向かって円環
の円周方向に周回する巻戻し導体によって構成してい
る。
ーコイルは、絶縁体で形成した円環状の基台、この基台
の両端面に放射状に設けた複数のコイル溝、コイル溝の
両端で基台を貫通しコイル溝とともに円環の断面を周回
するとともに円環の円周方向に連続し始端と終端とを有
する経路を形成するコイル貫通孔、コイル溝およびコイ
ル貫通孔の表面に経路の全長にわたって堆積させた導電
膜、この導電膜の経路終端から経路始端に向かって円環
の円周方向に周回する巻戻し導体によって構成してい
る。
【０００８】また、巻戻し導体は基台の円環断面内部に
埋め込んだ導体で構成している。
埋め込んだ導体で構成している。
【０００９】さらにまた、巻戻し導体は基台表面を基台
の円環を周回する溝中に形成した導電膜で形成してい
る。
の円環を周回する溝中に形成した導電膜で形成してい
る。
【００１０】さらにまた、基台はエンジニアリングプラ
スチックをモールド法により形成している。
スチックをモールド法により形成している。
【００１１】さらにまた、基台に信号処理回路収納部を
一体的に形成している。
一体的に形成している。
【００１２】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明の第
１の実施の形態であるロゴスキーコイルの平面図および
ポロイダル方向断面図であり、断面図は平面図の矢印Ａ
−Ａの方向に見たものである。図中、１は絶縁体であっ
てその中央に被測定電流の流れる導体が貫通する円孔２
を備えた基台、３は基台１の両端面に設けた多数の放射
状のコイル溝、４はコイル溝３の両端で基台１を貫通す
るコイル貫通孔、５はコイル溝３およびコイル貫通孔４
の壁面に付着させた金属（例えば、銅を用いる）堆積物
の導電膜で形成するトロイダルコイル導体でトロイダル
方向の全周にわたってポロイダル方向断面を周回してい
る。６ａはトロイダルコイル導体の始端側端子、６ｂは
終端側端子でポロイダル方向断面の中心をとおりトロイ
ダル方向に周回する巻戻し導体７がトロイダルコイル導
体５の終端との間を接続している。８は複数のトロイダ
ルコイルユニットを直列もしくは並列に接続して運用
（以下、多重運用と呼ぶ）するために積み重ねる基台１
相互間を固定するための連結孔、９は電流検出のための
信号処理回路収納部であり基台１と一体的に形成してい
る。
１の実施の形態であるロゴスキーコイルの平面図および
ポロイダル方向断面図であり、断面図は平面図の矢印Ａ
−Ａの方向に見たものである。図中、１は絶縁体であっ
てその中央に被測定電流の流れる導体が貫通する円孔２
を備えた基台、３は基台１の両端面に設けた多数の放射
状のコイル溝、４はコイル溝３の両端で基台１を貫通す
るコイル貫通孔、５はコイル溝３およびコイル貫通孔４
の壁面に付着させた金属（例えば、銅を用いる）堆積物
の導電膜で形成するトロイダルコイル導体でトロイダル
方向の全周にわたってポロイダル方向断面を周回してい
る。６ａはトロイダルコイル導体の始端側端子、６ｂは
終端側端子でポロイダル方向断面の中心をとおりトロイ
ダル方向に周回する巻戻し導体７がトロイダルコイル導
体５の終端との間を接続している。８は複数のトロイダ
ルコイルユニットを直列もしくは並列に接続して運用
（以下、多重運用と呼ぶ）するために積み重ねる基台１
相互間を固定するための連結孔、９は電流検出のための
信号処理回路収納部であり基台１と一体的に形成してい
る。
【００１３】基台１は、均一な寸法のコイル溝３を軸方
向に完全に対称な形状で密に構成するとともに高い生産
性を実現するために、熱膨張の小さいエンジニアリング
プラスチックを用い、圧縮成形法や注形法などのモール
ド法により形成するのが望ましい。これらの成形法によ
ればコイルの寸法および形状に制限がなく、寸法および
形状を任意に選定することができる。巻戻し導体７は、
基台を成形するときその内部に埋め込む。基台１内部に
埋め込み可能な形態であれば線材や成形した板材を用い
ることができる。
向に完全に対称な形状で密に構成するとともに高い生産
性を実現するために、熱膨張の小さいエンジニアリング
プラスチックを用い、圧縮成形法や注形法などのモール
ド法により形成するのが望ましい。これらの成形法によ
ればコイルの寸法および形状に制限がなく、寸法および
形状を任意に選定することができる。巻戻し導体７は、
基台を成形するときその内部に埋め込む。基台１内部に
埋め込み可能な形態であれば線材や成形した板材を用い
ることができる。
【００１４】コイル溝３およびコイル貫通孔４の壁面へ
導電膜を均一な厚さで付着させるには、乾式めっきある
いは湿式めっきによって基台１の全表面に所定の厚さで
導電膜を付着させた後、基台１のコイル溝の壁面および
底面ならびにコイル貫通孔４の内面を除きポリッシング
することによって導電膜を除去するのが望ましい。これ
によってコイル溝３とコイル貫通孔４とに形成した導電
膜が交互に連結し基台１のポロイダル方向断面を周回し
トロイダル方向に連続するロゴスキーコイルとして完成
する。なお、コイル溝３の底部を例えば図２に示すよう
な円弧状としてもよい。もちろん、複数の直線を連結し
た折線で構成しコイル断面が多角形になるようにしても
よい。これによって任意の断面形状でロゴスキーコイル
が実現できる。
導電膜を均一な厚さで付着させるには、乾式めっきある
いは湿式めっきによって基台１の全表面に所定の厚さで
導電膜を付着させた後、基台１のコイル溝の壁面および
底面ならびにコイル貫通孔４の内面を除きポリッシング
することによって導電膜を除去するのが望ましい。これ
によってコイル溝３とコイル貫通孔４とに形成した導電
膜が交互に連結し基台１のポロイダル方向断面を周回し
トロイダル方向に連続するロゴスキーコイルとして完成
する。なお、コイル溝３の底部を例えば図２に示すよう
な円弧状としてもよい。もちろん、複数の直線を連結し
た折線で構成しコイル断面が多角形になるようにしても
よい。これによって任意の断面形状でロゴスキーコイル
が実現できる。
【００１５】信号処理回路は、ロゴスキーコイルの出力
から被測定電流の波形を復元する積分回路で構成する。
ロゴスキーコイルと信号処理回路との接続は、端子６ａ
および６ｂを通して行う。計測感度を向上させるために
行う多重運用の場合は各基台ごとに設けた端子をその接
続形態に合わせて接続する。なお接続を簡単にするた
め、図に示すように端子６ａおよび６ｂを基台の両面に
分離して設けるのが望ましい。多重運用の場合は端子６
ａおよび６ｂの位置を互いに一致させるとともに連結孔
８にパイプ等を通して複数のトロイダルコイルユニット
の中心軸を互いに一致させて固定する。
から被測定電流の波形を復元する積分回路で構成する。
ロゴスキーコイルと信号処理回路との接続は、端子６ａ
および６ｂを通して行う。計測感度を向上させるために
行う多重運用の場合は各基台ごとに設けた端子をその接
続形態に合わせて接続する。なお接続を簡単にするた
め、図に示すように端子６ａおよび６ｂを基台の両面に
分離して設けるのが望ましい。多重運用の場合は端子６
ａおよび６ｂの位置を互いに一致させるとともに連結孔
８にパイプ等を通して複数のトロイダルコイルユニット
の中心軸を互いに一致させて固定する。
【００１６】以上の説明では、巻戻し導体７をポロイダ
ル方向断面の中心を通りトロイダル方向に周回するもの
としたが、図３〜図６の断面図で示すように基台１の表
面に設けてもよい。このように構成することによって基
台１の成形時に巻戻し導体を基台１の内部に埋め込む必
要がなく製造が容易になる。図３は基台１の片側の端面
外周側にトロイダル方向に周回する巻戻し導体溝７１ａ
を設け、トロイダルコイル導体と同時にその壁面に金属
堆積物の導電膜を付着させ巻戻し導体７１を形成してい
る。また、図４は基台１の片側の端面内周側に導体溝７
２ａおよび巻戻し導体７２を形成したものである。図５
は基台１の円孔２外周面に導体溝７３ａおよび巻戻し導
体７３を形成したもの、図６は基台１の内周面に導体溝
７４ａおよび巻戻し導体７４を形成したものである。
ル方向断面の中心を通りトロイダル方向に周回するもの
としたが、図３〜図６の断面図で示すように基台１の表
面に設けてもよい。このように構成することによって基
台１の成形時に巻戻し導体を基台１の内部に埋め込む必
要がなく製造が容易になる。図３は基台１の片側の端面
外周側にトロイダル方向に周回する巻戻し導体溝７１ａ
を設け、トロイダルコイル導体と同時にその壁面に金属
堆積物の導電膜を付着させ巻戻し導体７１を形成してい
る。また、図４は基台１の片側の端面内周側に導体溝７
２ａおよび巻戻し導体７２を形成したものである。図５
は基台１の円孔２外周面に導体溝７３ａおよび巻戻し導
体７３を形成したもの、図６は基台１の内周面に導体溝
７４ａおよび巻戻し導体７４を形成したものである。
【００１７】実施の形態２．図７は本発明の第２の実施
の形態であるロゴスキーコイルの平面図およびポロイダ
ル方向断面図であり、断面図は図１のものと同様の位置
に対応している。図中、１００は外側トロイダルコイ
ル、１０１は内側トロイダルコイルで、いずれも図１に
よって説明したトロイダルコイルと同様、コイル溝、コ
イル貫通孔およびトロイダルコイル導体からなってい
る。ただし、巻線方向が一方を右ねじ方向とした場合他
方は左ねじ方向になっており、両者の始端を一対の端子
６１ａ、６１ｂにそれぞれ接続し、終端は互いを接続し
ている（ここでは、各トロイダルコイルを時計方向に見
て始端、終端としている）。２つのトロイダルコイル１
００、１０１を直列に接続しているため巻戻し導体は必
要としない。以上の説明では２つのトロイダルコイルに
よってロゴスキーコイルを構成するものとしたが、２ｎ
（ｎは自然数）個のトロイダルコイルによって構成でき
ることはいうまでもない。
の形態であるロゴスキーコイルの平面図およびポロイダ
ル方向断面図であり、断面図は図１のものと同様の位置
に対応している。図中、１００は外側トロイダルコイ
ル、１０１は内側トロイダルコイルで、いずれも図１に
よって説明したトロイダルコイルと同様、コイル溝、コ
イル貫通孔およびトロイダルコイル導体からなってい
る。ただし、巻線方向が一方を右ねじ方向とした場合他
方は左ねじ方向になっており、両者の始端を一対の端子
６１ａ、６１ｂにそれぞれ接続し、終端は互いを接続し
ている（ここでは、各トロイダルコイルを時計方向に見
て始端、終端としている）。２つのトロイダルコイル１
００、１０１を直列に接続しているため巻戻し導体は必
要としない。以上の説明では２つのトロイダルコイルに
よってロゴスキーコイルを構成するものとしたが、２ｎ
（ｎは自然数）個のトロイダルコイルによって構成でき
ることはいうまでもない。
【００１８】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、巻線機
が不用なため、巻線機の性能に制限されることなく、コ
イルの大きさや形状が自由なロゴスキーコイルが実現で
きる。またコイルを形成する導電部の幅、厚みおよび間
隔が均一に製造でき、かつ軸方向に対称な形状となるた
め、電流検出精度が向上する。さらに、安価に量産可能
なロゴスキーコイルが実現できる。
が不用なため、巻線機の性能に制限されることなく、コ
イルの大きさや形状が自由なロゴスキーコイルが実現で
きる。またコイルを形成する導電部の幅、厚みおよび間
隔が均一に製造でき、かつ軸方向に対称な形状となるた
め、電流検出精度が向上する。さらに、安価に量産可能
なロゴスキーコイルが実現できる。
【図１】 この発明の第１の実施の形態であるロゴスキ
ーコイルの平面図および断面図である。
ーコイルの平面図および断面図である。
【図２】 コイル溝の変形例を示す断面図である。
【図３】 巻戻し導体の構成が異なる第１の変形例を示
す平面図および断面図である。
す平面図および断面図である。
【図４】 巻戻し導体の構成が異なる第２の変形例を示
す平面図および断面図である。
す平面図および断面図である。
【図５】 巻戻し導体の構成が異なる第３の変形例を示
す平面図および断面図である。
す平面図および断面図である。
【図６】 巻戻し導体の構成が異なる第４の変形例を示
す平面図および断面図である。
す平面図および断面図である。
【図７】 この発明の第２の実施の形態であるロゴスキ
ーコイルの平面図および断面図である。
ーコイルの平面図および断面図である。
【図８】 ロゴスキーコイルの概念図である。
【図９】 従来のロゴスキーコイルの平面図である。
１‥基台 ２‥円孔 ３‥コイル溝 ４‥コイル貫通孔
５‥導電膜 ６ａ、６ｂ‥端子 ７‥巻戻し導体 ８‥連結孔 ９‥
信号処理回路収納部
５‥導電膜 ６ａ、６ｂ‥端子 ７‥巻戻し導体 ８‥連結孔 ９‥
信号処理回路収納部
Claims (5)
- 【請求項１】 絶縁体で形成した円環状の基台、該基台
の両端面に放射状に設けた複数のコイル溝、該コイル溝
の両端で前記基台を貫通し前記コイル溝とともに前記円
環の断面を周回するとともに前記円環の円周方向に連続
し始端と終端とを有する経路を形成するコイル貫通孔、
前記コイル溝および前記コイル貫通孔の表面に前記経路
の全長にわたって堆積させた導電膜、該導電膜の前記経
路終端から前記経路始端に向かって前記円環の円周方向
に周回する巻戻し導体によって構成したことを特徴とす
るロゴスキーコイル。 - 【請求項２】 前記巻戻し導体は前記基台の円環断面内
部に埋め込んだ導体であることを特徴とする請求項１記
載のロゴスキーコイル。 - 【請求項３】 前記巻戻し導体は前記基台表面を前記基
台の円環を周回する溝中に形成した導電膜で形成したこ
とを特徴とする請求項１記載のロゴスキーコイル。 - 【請求項４】 前記基台はエンジニアリングプラスチッ
クをモールド法により形成したことを特徴とする請求項
１ないし３のいずれかに記載のロゴスキーコイル。 - 【請求項５】 前記基台に信号処理回路収納部を一体的
に形成したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれ
かに記載のロゴスキーコイル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27623099A JP3945087B2 (ja) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | ロゴスキーコイル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27623099A JP3945087B2 (ja) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | ロゴスキーコイル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001102230A true JP2001102230A (ja) | 2001-04-13 |
| JP3945087B2 JP3945087B2 (ja) | 2007-07-18 |
Family
ID=17566517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27623099A Expired - Fee Related JP3945087B2 (ja) | 1999-09-29 | 1999-09-29 | ロゴスキーコイル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3945087B2 (ja) |
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