JP2004087619A - 空芯コイル - Google Patents
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Abstract
【課題】電流センサの測定感度をさらに向上させることができる空芯コイルを得ることを目的とする。
【解決手段】空芯コイルは、絶縁性基板２と、この絶縁性基板２に埋め込まれたコイル本体３とを備えている。絶縁性基板２は基板開口部４を有している。コイル本体３は、基板開口部４の周囲に配置され、銅の導電膜がコイル状に形成された巻き進みコイル部５と巻き戻しコイル部６とを有し、これらが直列に接続されている。絶縁性基板２の厚さ方向に沿って視たときに、巻き進みコイル部５によって鋸歯状の模様が形成されている。また、同様の方向に沿って視たときに、巻き戻しコイル部６は、表面の第２表面導体部１５が裏面の渡り部２１と交差されて配置されている。
【選択図】 図４
【解決手段】空芯コイルは、絶縁性基板２と、この絶縁性基板２に埋め込まれたコイル本体３とを備えている。絶縁性基板２は基板開口部４を有している。コイル本体３は、基板開口部４の周囲に配置され、銅の導電膜がコイル状に形成された巻き進みコイル部５と巻き戻しコイル部６とを有し、これらが直列に接続されている。絶縁性基板２の厚さ方向に沿って視たときに、巻き進みコイル部５によって鋸歯状の模様が形成されている。また、同様の方向に沿って視たときに、巻き戻しコイル部６は、表面の第２表面導体部１５が裏面の渡り部２１と交差されて配置されている。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばインパルス大電流等を測定する電流センサに用いられる空芯コイルに関するもので、特に絶縁性の基板を用いて形成された空芯コイルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１５は、特開平６−１７６９４７号公報に開示された従来の空芯コイルを示す正面図である。また、図１６は、図１５の空芯コイルの要部拡大図である。図１５及び図１６において、空芯コイル１００は、円形の基板開口部１０１を有する二面プリント基板１０２と、この基板開口部１０１の周囲に配置されたコイル本体１０３とを備えている。二面プリント基板１０２の材質は、非磁性体のエポキシ樹脂である。
【０００３】
コイル本体１０３は、時計回り（矢印１０４の向き）に導線が一定ピッチで巻回された巻き進みコイル部１０５と、この巻き進みコイル部１０５の終端部に接続されて反時計回り（矢印１０６の向き）に導線が一定ピッチで巻回された巻き戻しコイル部１０７とから構成されている。巻き進みコイル部１０５及び巻き戻しコイル部１０７は、二面プリント基板１０２の表面及び裏面に複数形成された各導体部１０８、１０９が二面プリント基板１０２を貫通する接続部を介して直列に接続されることにより、それぞれコイル状に形成されたものである。各面の導体部１０８、１０９は、基板開口部１０１を中心として放射状にプリントされた導電膜である。接続部は、二面プリント基板１０２の貫通孔の内面に形成された導電膜、即ち金属スルーホールである。
【０００４】
ここで、図１６において、巻き進みコイル部１０５については、二面プリント基板１０２の表面に形成された導体部１０８を太実線で示し、裏面に形成された導体部１０８を太破線で示している。また、巻き戻しコイル部１０７については、二面プリント基板１０２の表面に形成された導体部１０９を二重実線で示し、裏面に形成された導体部１０９を二重破線で示している。さらに、分かり易くするため、表面の導体部１０８、１０９に対面されて実際には図面に現れない裏面の導体部１０８、１０９の部分を表面の導体部と並べて示している。
【０００５】
図１６に示すように、表面及び裏面では、巻き進みコイル部１０５の導体部１０８と巻き戻しコイル部１０７の導体部１０９とが交互に一定ピッチで配列されている。
【０００６】
巻き進みコイル部１０５においては、表面及び裏面で、長さの異なる導体部１０８が交互に一定ピッチで配列されている。巻き戻しコイル部１０７においても、表面及び裏面で、長さの異なる導体部１０９が交互に一定ピッチで配列されている。
また、巻き進みコイル部１０５では、各導体部１０８が基板開口部１０１から離れた側、即ち外側で各導体部１０８のピッチ間の接続が接続部によりなされている。巻き戻しコイル部１０７では、各導体部１０９が基板開口部１０１に近い側、即ち内側で各導体部１０９のピッチ間の接続が接続部によりなされている。
【０００７】
従って、巻き進みコイル部１０５及び巻き戻しコイル部１０７においては、矢印１０４あるいは矢印１０６の方向に沿って視たときに、それぞれの導線によって囲まれる領域（以下、それぞれ巻き進みコイル部１０５の断面領域、巻き戻しコイル部１０７の断面領域という）の面積は巻回ピッチごとに異なっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、電流センサに用いられる空芯コイルは、電流測定の際、基板開口部１０１に被測定導体が通されて配置されるため、電流センサの測定に寄与する誘導電流は、巻き進みコイル部１０５及び巻き戻しコイル部１０７のそれぞれの断面領域を通る磁束によって発生する。
【０００９】
従って、測定に寄与する誘導電流を多くして測定感度を向上させるため、巻き進みコイル部１０５及び巻き戻しコイル部１０７の各断面領域の面積を同一にして均一に誘導電流を発生させることが望ましい。しかしながら、巻き戻しコイル部１０７の断面領域及び巻き進みコイル部１０５の断面領域は、それぞれ巻回ピッチごとに面積が異なっているので、測定感度の向上が阻害されるという問題点があった。
【００１０】
また、できるだけ共通の磁束により誘導電流を巻き進みコイル部１０５及び巻き戻しコイル部１０７に発生させて、巻き進みコイル部１０５の導線及び巻き戻しコイル部１０７が異なる磁束の誘導電流を発生することによる測定誤差を小さくすることが望ましい。従って、矢印１０４あるいは矢印１０６に沿って視たときに、各断面領域が重なるように、巻き進みコイル部１０５及び巻き戻しコイル部１０７を配置することが望ましい。しかしながら、巻き進みコイル部１０５の各断面領域及び巻き戻しコイル部１０７の各断面領域のうち、基板開口部１０１側に突出されて、隣接する断面領域と一部が重なっていない断面領域が存在するので、それだけ測定誤差が大きくなるという問題点があった。
【００１１】
また、絶縁性基板１０２の厚さ方向（図１５及び図１６の紙面に対して垂直方向）に沿って視たときに、巻き進みコイル部１０５の導線によって囲まれる領域（以下、巻き進みコイル部１０５の正面領域という）及び巻き戻しコイル部１０７の導線によって囲まれる領域（以下、巻き戻しコイル部１０７の正面領域という）には、通常、外部電磁界の磁束が通っている。外部電磁界が均一電磁界であると仮定すると、巻き進みコイル部１０５の導線及び巻き戻しコイル部１０７の導線には、それぞれ巻き進みコイル部１０５の正面領域の面積及び巻き戻しコイル部１０７の正面領域の面積に対応した誘導電流がこの外部電磁界によって発生する。外部電磁界による誘導電流は測定誤差の原因となるので、巻き進みコイル部１０５及び巻き戻しコイル部１０７のそれぞれに発生するこの誘導電流が互いに相殺されるように、各正面領域の面積がより同一に近づけられることが望ましい。
【００１２】
しかしながら、巻き進みコイル部１０５の正面領域の面積は、巻き戻しコイル部１０７の正面領域の面積よりも大きいので、巻き進みコイル部１０５に発生する誘導電流と巻き戻しコイル部１０７に発生する誘導電流とが完全に相殺されず、測定誤差を抑制することが困難であるという問題点もあった。
【００１３】
そこでこの発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするもので、電流センサの測定感度をさらに向上させることができる空芯コイルを得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る空芯コイルは、表面、裏面、及び表面と裏面とを貫通し、被測定導体が通される基板開口部を有する絶縁性基板と、基板開口部の周囲で導線が巻回されて構成され、基板開口部を囲むように絶縁性基板に設けられた巻き進みコイル部、及び巻き進みコイル部に重なりつつ導線が巻回されて構成され、基板開口部を囲むように絶縁性基板に設けられた巻き戻しコイル部を有し、被測定導体を流れる電流により巻き進みコイル部及び巻き戻しコイル部に発生する誘導起電力が電気的に同じ向きになるように巻き進みコイル部及び巻き戻しコイル部が直列に接続されて構成されたコイル本体とを備え、巻き進みコイル部は、表面の基板開口部の周囲で略放射状に形成されて基板開口部に近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の第１表面導体部、裏面の基板開口部の周囲で略放射状に形成されて基板開口部の近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の第１裏面導体部、互いに隣接する第１裏面導体部のうちの一方の第１裏面導体部の内側端部と第１表面導体部の内側端部とを電気的に接続する複数の第１内側接続部、及び他方の第１裏面導体部の外側端部と第１表面導体部の外側端部とを電気的に接続する複数の第１外側接続部を有し、巻き戻しコイル部は、表面の基板開口部の周囲で各第１表面導体部と交互になるように略放射状に形成されて基板開口部に近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の第２表面導体部、裏面の基板開口部の周囲で各第１裏面導体部と交互になるように略放射状に形成されて基板開口部に近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の第２裏面導体部、互いに隣接する第２裏面導体部のうちの一方の第２裏面導体部の内側端部と第２表面導体部の内側端部とを電気的に接続する複数の第２内側接続部、及び他方の第２裏面導体部の外側端部と第２表面導体部の外側端部とを電気的に接続する複数の第２外側接続部を有しており、第２内側接続部及び第２外側接続部のいずれか一方は、絶縁性基板の厚さ方向に沿って視たときに、少なくとも１本の第２表面導体部に交差する渡り部をそれぞれ有している。
【００１５】
また、表面、裏面、及び表面と裏面とを貫通し、被測定導体が通される基板開口部を有する絶縁性基板と、基板開口部の周囲で導線が巻回されて構成され、基板開口部を囲むように絶縁性基板に設けられた巻き進みコイル部、及び基板開口部の周囲で導線が巻回されて構成され、巻き進みコイル部とともに基板開口部を囲むように絶縁性基板に設けられた巻き戻しコイル部を有し、被測定導体を流れる電流により巻き進みコイル部及び巻き戻しコイル部に発生する誘導起電力が電気的に同じ向きになるように巻き進みコイル部及び巻き戻しコイル部が直列に接続されて構成されたコイル本体とを備え、巻き進みコイル部及び巻き戻しコイル部は、表面の基板開口部の周囲で略放射状に形成されて基板開口部に近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の表面導体部、裏面の基板開口部の周囲で略放射状に形成されて基板開口部の近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の裏面導体部、互いに隣接する裏面導体部のうちの一方の裏面導体部の内側端部と表面導体部の内側端部とを電気的に接続する複数の内側接続部、及び他方の裏面導体部の外側端部と表面導体部の外側端部とを電気的に接続する複数の外側接続部をそれぞれ有し、絶縁性基板の厚さ方向に沿って視たときに、巻き進みコイル部及び巻き戻しコイル部のうちの一方は、各内側接続部が他方の各内側接続部よりも基板開口部に近い側に配置され、各外側接続部が他方の各外側接続部よりも基板開口部に近い側に配置されており、一方のコイル部は、外側接続部を介して互いに接続された表面導体部及び裏面導体部の各内側端部が、表面導体部及び裏面導体部の配列方向に沿って互いに離間されて配置され、他方のコイル部は、内側接続部を介して互いに接続された表面導体部及び裏面導体部の各外側端部が、配列方向に沿って互いに離間されて配置されている。
【００１６】
また、被測定導体が通される複数の基板開口部を有する絶縁性基板と、各基板開口部をそれぞれ囲むように絶縁性基板に設けられた複数のコイル本体とを備え、複数のコイル本体は、被測定導体を流れる電流により各コイル本体に発生する誘導起電力が電気的に同じ向きになるように互いに直列に接続されている。
【００１７】
また、基板開口部が開放されるように、少なくとも１つのコイル本体を絶縁性基板とともに分割する複数の分割体から構成され、複数の分割体が互いに接続されることにより基板開口部が形成されるようになっており、各分割体は、それぞれの導線を互いに着脱可能に電気的及び機械的に接続する接続手段を有している。
【００１８】
また、複数の基板開口部を有する絶縁性基板と、各基板開口部をそれぞれ囲んで絶縁性基板に設けられた複数のコイル本体と、絶縁性基板及び複数のコイル本体を一括して被覆する絶縁体と、各基板開口部に通されるように絶縁体上に形成された被測定導体部とを備え、複数のコイル本体は、被測定導体部を流れる電流により各コイル本体に発生する誘導起電力が電気的に同じ向きになるように互いに直列に接続されている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る空芯コイルを示す構成図である。図１において、空芯コイル１は、樹脂等の非磁性体で作製された絶縁性基板２と、この絶縁性基板２に設けられたコイル本体３とを備えている。絶縁性基板２は、被測定導体が通される円形状の基板開口部４を中央に有した円板である。コイル本体３は、基板開口部４の外周に沿って導線が巻回されるように形成された巻き進みコイル部５及び巻き戻しコイル部６を有している。
【００２０】
巻き進みコイル部５と巻き戻しコイル部６とは接続点７で電気的に直列に接続されている。巻き進みコイル部５及び巻き戻しコイル部６のそれぞれの導線には、被測定導体に流れる電流に対応した誘導起電力が発生するようになっている。巻き進みコイル部５及び巻き戻しコイル部６は、この誘導起電力が電気的に同じ向きになるように巻回されている。また、巻き進みコイル部５及び巻き戻しコイル部６を構成する導線は、絶縁性基板２にコイル状に形成された銅の導電膜である。
即ち、空芯コイル１は、導体が巻き進められた巻き進みコイル部５と、巻き進みコイル部５の終端部に接続されて導線が巻き進みコイル部５に沿って巻き戻された巻き戻しコイル部６とから構成されるロゴスキーコイルである。
【００２１】
図２は、図１の接続点７付近のコイル本体３を示す部分拡大図であり、図３は、図１の基板開口部４の外周に沿って（図１の矢印２３の向きに沿って）視たときの巻き進みコイル部５及び巻き戻しコイル部６を示す配置図である。また、図４は、図１の絶縁性基板２の厚さ方向に沿って（図１の矢印２４の向きに沿って）視たときの空芯コイル１を示す正面図である。なお、図１、図２及び図４において、裏面９に形成された導電膜は、破線で示している。
図１乃至図４において、絶縁性基板２の表面８及び裏面９には、導電膜である複数の第１表面導体部１０及び導電膜である複数の第１裏面導体部１１がそれぞれプリントされている。また、絶縁性基板２には、絶縁性基板２を貫通する複数の接続部１２が形成されている。巻き進みコイル部５は、複数の第１表面導体部１０及び複数の第１裏面導体部１１が各接続部１２を介して電気的に直列に接続されてコイル状に形成されたものである。
【００２２】
絶縁性基板２の表面８及び裏面９にはまた、導電膜である複数の第２表面導体部１５及び導電膜である複数の第２裏面導体部１６がそれぞれプリントされている。各第２表面導体部１５は、各第１表面導体部１０の間に配置され、各第２裏面導体部１６は、各第１裏面導体部１１の間に配置されている。また、絶縁性基板２には、絶縁性基板２を貫通する複数の接続部１７が形成されている。巻き戻しコイル部６は、複数の第２表面導体部１５及び複数の第２裏面導体部１６が各接続部１７を介して電気的に直列に接続されてコイル状に形成されたものである。
【００２３】
各第１表面導体部１０は、基板開口部４の周囲で略放射状に一定ピッチで配列されている。なお、基板開口部４に近い側には、第１表面導体部１０の内側端部１０ａが配置され、基板開口部４から遠い側には、第１表面導体部１０の外側端部１０ｂが配置されている。
【００２４】
各第１裏面導体部１１も同様に、基板開口部４の周囲で略放射状に一定ピッチで配列されている。なお、基板開口部４に近い側には、第１裏面導体部１１の内側端部１１ａが配置され、基板開口部４から遠い側には、第１裏面導体部１１の外側端部１１ｂが配置されている。
【００２５】
図４に示すように、各第１表面導体部１０及び各第１裏面導体部１１は、絶縁性基板２の厚さ方向に沿って視たとき、各内側端部１０ａと各内側端部１１ａとが重なり、各外側端部１０ｂと各外側端部１１ｂとが重なるように配列されている。各第１表面導体部１０は、互いに隣接する第１裏面導体部１１の間に配置され、内側端部１０ａが一方の第１裏面導体部１１の内側端部１１ａに重なり、外側端部１０ｂが他方の第１裏面導体部１１の外側端部１１ｂに重なるように配列されている。従って、各第１表面導体部１０及び各第１裏面導体部１１によって基板開口部４の周りに鋸歯状の模様が形成されている。
【００２６】
また、図４において、第１表面導体部１０及び第１裏面導体部１１が、互いに重なっている外側端部１０ｂ及び外側端部１１ｂを始点としたベクトルであると考えると、そのベクトルの合成方向に基板開口部４の中心点が存在するように、各第１表面導体部１０及び各第１裏面導体部１１は設けられている。
【００２７】
接続部１２は、絶縁性基板２を貫通する貫通孔の内面に形成された銅の導電膜、即ち金属スルーホールである。また、接続部１２は、図４において互いに重なる各内側端部１０ａ及び１１ａを電気的に接続する複数の第１内側接続部１３と、図４において互いに重なる各外側端部１０ｂ及び１１ｂを電気的に接続する複数の第１外側接続部１４とからなっている。
【００２８】
各第２表面導体部１５は、表面８で基板開口部４の周囲に略放射状に第１表面導体部１０と交互になるように一定ピッチで配列されている。基板開口部４に近い側には、第２表面導体部１５の内側端部１５ａが配置され、基板開口部４から遠い側には、第２表面導体部１５の外側端部１５ｂが配置されている。
さらに、各第２表面導体部１５は、各内側端部１５ａ及び各外側端部１５ｂがそれぞれ各内側端部１０ａ及び各外側端部１０ｂよりも基板開口部４から離れた位置になるように配置されている。
【００２９】
各第２裏面導体部１６も同様に、裏面９で基板開口部４の周囲に略放射状に第１裏面導体部１１と交互になるように一定ピッチで配列されている。基板開口部４に近い側には、第２裏面導体部１６の内側端部１６ａが配置され、基板開口部４から遠い側には、第２裏面導体部１６の外側端部１６ｂが配置されている。
さらに、各第２裏面導体部１６は、各内側端部１６ａ及び各外側端部１６ｂがそれぞれ各内側端部１１ａ及び各外側端部１１ｂよりも基板開口部４から離れた位置になるように配置されている。
【００３０】
図４に示すように、各第２表面導体部１５及び各第２裏面導体部１６は、絶縁性基板２の厚さ方向に沿って視たとき、各内側端部１５ａと各内側端部１６ａとが重なるように配列されている。
【００３１】
接続部１７は、各内側端部１５ａ及び各内側端部１６ａを電気的に接続する複数の第２内側接続部１８と、各外側端部１５ｂ及び各外側端部１６ｂを電気的に接続する複数の第２外側接続部１９とからなっている。
【００３２】
各第２内側接続部１８は、絶縁性基板２を貫通する貫通孔の内面に形成された銅の導電膜、即ち金属スルーホールである。また、各第２内側接続部１８は、それぞれ図４において互いに重なる内側端部１５ａ及び１６ａに接続されている。
【００３３】
第２外側接続部１９は、図４において、互いに隣接する第２裏面導体部１６のうちの一方の第２裏面導体部１６に電気的に接続された第２表面導体部１５と、他方の第２裏面導体部１６とに接続されている。この第２外側接続部１９にそれぞれ接続された第２表面導体部１５及び他方の第２裏面導体部１６の間には、一方の第２裏面導体部１６が配置されている。
【００３４】
各第２外側接続部１９は、外側端部１５ｂに接続されるとともに絶縁性基板２を貫通する貫通部２０と、裏面９に形成されて貫通部２０及び第２裏面導体部１６を電気的に接続する渡り部２１とから構成されている。貫通部２０は、絶縁性基板２を貫通する貫通孔の内面に形成された銅の導電膜、即ち金属スルーホールである。渡り部２１は、裏面９にプリントされた導電膜である。
【００３５】
渡り部２１は、一端部が貫通部２０に接続され、他端部が第２裏面導体部１６の外側端部１６ｂに接続されている。また、渡り部２１は、第１裏面導体部１１及び第２裏面導体部１６に交差しないように第１裏面導体部１１及び第２裏面導体部１６の外側に配置されている。さらに、図４に示すように、渡り部２１は、絶縁性基板２の厚さ方向に沿って視たときに、第２表面導体部１５と交差されている。この交差する第２表面導体部１５は、この渡り部２１を有する第２外側接続部１９の両端で接続された第２表面導体部１５と第２裏面導体部１６との間に配置され、外側端部１５ｂがこの渡り部２１よりも外側に配置されている。従って、渡り部２１は、他の渡り部２１にも交差されることなく裏面９に配置される。
【００３６】
図５は、図４の巻き進みコイル部５を示す正面図である。図５において、絶縁性基板２の厚さ方向に沿って視たときに、巻き進みコイル部５の導線によって囲まれた領域、ここでは各第１表面導体部１０及び各第１裏面導体部１１で形成された鋸歯状の模様によって囲まれた領域（以下、巻き進みコイル部５の正面領域という）は、外部電磁界の磁束が通ると巻き進みコイル部５に誘導電流が発生する領域である。
【００３７】
図６は、図４の巻き戻しコイル部６を示す正面図である。図６において、絶縁性基板２の厚さ方向に沿って視たときに、巻き戻しコイル部６の導線によって囲まれた領域（以下、巻き戻しコイル部６の正面領域）は、外部電磁界の磁束が通ると巻き戻しコイル部６に誘導電流が発生する領域である。ここでは、巻き戻しコイル部６の正面領域は、第２表面導体部１５の一部及び渡り部２１で構成される図６における最外周の導線によって囲まれる大領域と、大領域内でその最外周の導線に沿って配置された複数の小領域（図６の斜線部分）とから構成されている。
【００３８】
図４においては、図５の巻き進みコイル部５の正面領域と図６の巻き戻しコイル部６の正面領域とが互いに重なっている状態が示されている。図４に示すように、絶縁性基板２の厚さ方向に沿って視たときに、巻き進みコイル部５の正面領域は、巻き戻しコイル部６の最外周の導線によって囲まれる大領域内に配置されている。また、鋸歯状模様の巻き進みコイル部５の正面領域は、各鋸歯部分が巻き戻しコイル部６の各小領域にそれぞれ重なって配置されている。
【００３９】
外部電磁界による測定誤差の発生を抑制するためには、巻き進みコイル部５の正面領域の面積と巻き戻しコイル部６の正面領域の面積との面積差が小さいほうが望ましいので、互いに内側端部１５ａ及び１６ａが重なる各第２表面導体部１５及び各第２裏面導体部１６の間隔が狭くされて、できるだけ巻き戻しコイル部６の小領域の面積が小さくなるように、各第２表面導体部１５及び各第２裏面導体部１６が配置される。
【００４０】
また、巻き進みコイル部５及び巻き戻しコイル部６は、図３に示すように、基板開口部４の周縁に沿って視たときに、巻き進みコイル部５の導線によって囲まれる領域、即ち第１表面導体部１０、第１裏面導体部１１、第１内側接続部１３及び第１外側接続部１４によって囲まれる領域（以下、巻き進みコイル部５の断面領域という）と、巻き戻しコイル部６の導線によって囲まれる領域、即ち第２表面導体部１５、第２裏面導体部１６、第２内側接続部１８及び第２外側接続部１９によって囲まれる領域（以下、巻き戻しコイル部６の断面領域という）とが、大部分で互いに重なって配置されている。
【００４１】
なお、接続点７で一端部同士が接続された巻き戻しコイル部５及び巻き進みコイル部６の各他端部がコイル本体３の引出部２５、２６となって絶縁性基板２に取り付けられた信号処理回路２７に電気的に接続されている。
【００４２】
次に、動作について説明する。被測定導体に電流が流されると、巻き進みコイル部５の断面領域及び巻き戻しコイル部６の断面領域を磁束が通され、コイル本体３に誘導電流が発生する。この誘導電流は、図２に示した矢印の向きに流れるので、各箇所で発生する誘導電流が電気的に互いに相殺されることはない。
【００４３】
一方、図４乃至図６に示すように、巻き進みコイル部５の正面領域及び巻き戻しコイル部６の正面領域に外部電磁界が通されると、巻き進みコイル部５及び巻き戻しコイル部６にそれぞれ誘導起電力が発生する。即ち、巻き進みコイル部５には、巻き進みコイル部５の正面領域の面積に応じた誘導起電力が発生し、巻き戻しコイル部６には、巻き戻しコイル部６の正面領域の面積、即ち大領域の面積及び小領域の面積を足し合わせた面積に応じた誘導起電力が発生する。巻き進みコイル部５及び巻き戻しコイル部６のそれぞれに発生する誘導起電力は、電気的に互いに逆向きであるので相殺されるが、誘導起電力の大きさが異なる場合、その差分が誘導電流として導線を流れる。
【００４４】
その後、コイル本体３の導線を流れる誘導電流は、信号処理回路２７において積分処理されて、被測定導体を流れる電流の電流値が算出される。
【００４５】
従って、巻き進みコイル部５の断面領域及び巻き戻しコイル部６の断面領域は、貫通孔の位置変更によりそれぞれ面積が調整可能であるので、各断面領域の面積を容易に同一にすることができ、さらに図３における各断面領域の重なる部分の割合を大きくすることができる。このことから、電流センサに空芯コイル１を用いると、測定感度を向上させることができ、測定誤差を小さくすることができる。
【００４６】
また、コイル本体３の導線は、ほとんど完全に基板開口部４の軸線に関して対称に、かつ均一に形成されることができ、さらに測定感度を向上させ、測定誤差を小さくすることができる。
【００４７】
また、基板開口部４を有する一枚の絶縁性基板２に複数の貫通孔を形成し、この貫通孔の内面、表面８及び裏面９の所定位置に導電膜を形成するだけで、巻線機を用いなくても容易に空芯コイル１を大量に作製することができ、製造コストも低減させることができる。
【００４８】
なお、上記実施の形態においては、巻き戻しコイル部６は、渡り部２１が基板開口部４から離れた側、即ち外側に配置されて構成されているが、渡り部２１が基板開口部４に近い側、即ち内側に配置されて構成されていても構わない。
【００４９】
また、図４において、第２裏面導体部１６は、互いに隣接する第１裏面導体部１１の間に配置されていればよいので、渡り部２１は、２本の第２表面導体部１５に交差されるように配置されてもよい。
【００５０】
また、上記実施の形態においては、各第１内側接続部１３及び各第２内側接続部１７は、絶縁性基板２の貫通孔の内面に形成された導電膜、即ち金属スルーホールであるが、基板開口部４の内壁面に導電膜が直接形成されていても構わない。
【００５１】
また、各第２外側接続部１９の貫通部２０は、絶縁性基板２の周縁壁面に導電膜が直接形成されていても構わない。さらに、貫通部２０は、絶縁性基板２の厚さ方向に対して傾斜されて形成されていても構わない。
【００５２】
また、各第１内側接続部１３及び各第２内側接続部１７が基板開口部４の内壁面に直接形成される場合、基板開口部４の内壁面に溝部が設けられ、その溝部に導電膜が形成されていても構わない。
また、各貫通部２０が絶縁性基板２の周縁壁面に直接形成される場合、絶縁性基板２の周縁壁面に溝部が設けられ、その溝部に導電膜が形成されていても構わない。
【００５３】
実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２に係る空芯コイルを示す要部拡大図である。また、図８は、図７の空芯コイルを絶縁性基板の厚さ方向に沿って視たときの正面図である。図７及び図８において、空芯コイルは、樹脂等の非磁性体で作製された絶縁性基板２と、この絶縁性基板２に設けられたコイル本体３とを備えている。コイル本体３は、基板開口部４の外周に沿って導線が巻回されるように形成された巻き進みコイル部５及び巻き戻しコイル部３１を有している。絶縁性基板２、巻き進みコイル部５及び信号処理回路２７は、実施の形態１と同様の構成となっている。
【００５４】
巻き戻しコイル部３１は、接続点７で巻き進みコイル部５と電気的に直列に接続されている。巻き戻しコイル部３１の導線には、被測定導体に流れる電流に対応した誘導起電力が発生するようになっている。巻き進みコイル部５及び巻き戻しコイル部３１は、この誘導起電力が電気的に同じ向きになるように巻回されている。また、巻き戻しコイル部３１を構成する導線は、絶縁性基板２にコイル状に形成された銅の導電膜である。
【００５５】
巻き戻しコイル部３１は、絶縁性基板２の表面８に形成された導電膜である複数の第２表面導体部１５と、裏面９に形成された導電膜である複数の第２裏面導体部１６と、絶縁性基板２を貫通して形成され、各第２表面導体部１５及び各第２裏面導体部１６を電気的に直列に接続する接続部１７とから構成されている。
【００５６】
各第２表面導体部１５は、基板開口部４の周囲で略放射状に一定ピッチで配列されている。従って、基板開口部４に近い側には、第２表面導体部１５の内側端部１５ａが配置され、基板開口部４から遠い側には、第２表面導体部１５の外側端部１５ｂが配置されている。
【００５７】
各第２裏面導体部１６は、基板開口部４の周囲で略放射状に一定ピッチで配列されている。基板開口部４に近い側には、第２裏面導体部１６の内側端部１６ａが配置され、基板開口部４から遠い側には、第２裏面導体部１６の外側端部１６ｂが配置されている。
【００５８】
図８に示すように、各第２表面導体部１５及び各第２裏面導体部１６は、絶縁性基板２の厚さ方向に沿って視たとき、各内側端部１５ａと各内側端部１６ａとが重なり、各外側端部１５ｂと各外側端部１６ｂとが重なるように配列されている。各第２表面導体部１５は、互いに隣接する第２裏面導体部１６の間に配置され、内側端部１５ａが一方の第２裏面導体部１６の内側端部１６ａに重なり、外側端部１５ｂが他方の第２裏面導体部１６の外側端部１６ｂに重なるように配列されている。
【００５９】
従って、各第２表面導体部１５及び各第２裏面導体部１６によって基板開口部４の周りに鋸歯状の模様が形成されている。この鋸歯状の模様は、巻き進みコイル部５によって形成される鋸歯状の模様に対して基板開口部４側に形成されている。また、各第２表面導体部１５及び各第２裏面導体部１６は、各第１表面導体部１０及び各第１裏面導体部１１に対してほぼ平行に配置されている。
なお、この鋸歯状の模様を構成する巻き戻しコイル部３１の導線によって囲まれる領域が、巻き戻しコイル部３１の正面領域である。従って、巻き戻しコイル部３１の正面領域は、巻き進みコイル部５の正面領域内に配置されている。
【００６０】
また、図８に示すように、第２表面導体部１５及び第２裏面導体部１６が、互いに重なっている外側端部１５ｂ及び外側端部１６ｂを始点としたベクトルであると考えると、そのベクトルの合成方向に基板開口部４の中心点が存在するように、各第２表面導体部１５及び各第２裏面導体部１６は設けられている。
【００６１】
接続部１７は、絶縁性基板２を貫通する貫通孔の内面に形成された銅の導電膜、即ち金属スルーホールである。また、接続部１７は、図８において互いに重なる各内側端部１５ａ及び１６ａを電気的に接続する複数の第２内側接続部１８と、図８において互いに重なる各外側端部１５ｂ及び１６ｂを電気的に接続する複数の第２外側接続部１９とからなっている。
【００６２】
即ち、図８に示すように、巻き戻しコイル部３１は、巻き進みコイル部５の基板開口部４側に配置されていることから、各第２内側接続部１８が巻き進みコイル部５の各第１内側接続部１３よりも基板開口部４に近い側に配置され、各第２外側接続部１９が巻き進みコイル部５の各第１外側接続部１４よりも基板開口部４に近い側に配置されている。
【００６３】
また、絶縁性基板２の厚さ方向に沿って視たときに、第２外側接続部１９を介して互いに接続された第２表面導体部１５及び第２裏面導体部１６の各内側端部１５ａ、１６ａは、各第２表面導体部１５及び各第２裏面導体部１６の配列方向に沿って互いに離間されて配置されている。さらに、第２内側接続部１８を介して互いに接続された第２表面導体部１５及び第２裏面導体部１６の各外側端部１５ｂ、１６ｂも、各第２表面導体部１５及び各第２裏面導体部１６の配列方向に沿って互いに離間されて配置されている。なお、ここで、各第２表面導体部１５及び各第２裏面導体部１６の配列方向は、基板開口部４の周縁に沿った方向である。
【００６４】
また、絶縁性基板２の厚さ方向に沿って視たときに、第１外側接続部１４を介して互いに接続された第１表面導体部１０及び第１裏面導体部１１の各内側端部１０ａ、１１ａは、各第１表面導体部１０及び各第１裏面導体部１１の配列方向に沿って互いに離間されて配置されている。さらに、第１内側接続部１３を介して互いに接続された第１表面導体部１０及び第１裏面導体部１１の各外側端部１０ｂ、１１ｂも、各第１表面導体部１０及び各第１裏面導体部１１の配列方向に沿って互いに離間されて配置されている。互いに離間された各内側端部１０ａ、１１ａの間には、第２表面導体部１５及び第２裏面導体部１６がそれぞれ配置されている。ここで、各第１表面導体部１０及び各第１裏面導体部１１の配列方向は、基板開口部４の周縁に沿った方向である。
【００６５】
巻き進みコイル部５及び巻き戻しコイル部３１は、基板開口部４の周縁に沿って視たときに、巻き進みコイル部５の断面領域と、巻き戻しコイル部３１の導線によって囲まれる領域、即ち第２表面導体部１５、第２裏面導体部１６、第２内側接続部１８及び第２外側接続部１９によって囲まれる領域（以下、巻き戻しコイル部３１の断面領域という）とが、大部分で互いに重なって配置されている。
【００６６】
空芯コイルはこのように構成されているので、実施の形態１と同様の効果を奏する。また、図８において、巻き戻しコイル部３１の正面領域の面積は、第２外側接続部１９を介して接続された第２表面導体部１５及び第２裏面導体部１６の各内側端部１５ａ、１６ａが互いに離間されているので、各第２表面導体部１５と各第２裏面導体部１６との間にも正面領域が形成され、図１５における従来例の巻き戻しコイル部１０７の正面領域の面積に比べて大きくなっている。
【００６７】
これに対し、巻き進みコイル部５の正面領域の面積は、第１内側接続部１３を介して接続された第１表面導体部１０及び第１裏面導体部１１の各外側端部１０ａ、１１ａが互いに離間されているので、各第１表面導体部１０と各第１裏面導体部１１との間に外部の空間が入り込み、図１５における従来例の巻き進みコイル部１０５の正面領域の面積に比べて小さくなっている。
【００６８】
従って、実施の形態２に係る空芯コイルによれば、実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、巻き進みコイル部５の正面領域の面積と巻き戻しコイル部３１の正面領域の面積との面積差を従来例よりも小さくすることができ、外部電磁界による測定誤差をさらに小さくすることができる。
【００６９】
なお、実施の形態２においては、巻き戻しコイル部３１は巻き進みコイル部５よりも基板開口部４側に配置されているが、巻き進みコイル部５が巻き戻しコイル部３１よりも基板開口部４側に配置されていても構わない。
【００７０】
また、上記実施の形態においては、各第２内側接続部１８は、絶縁性基板２の貫通孔の内面に形成された導電膜、即ち金属スルーホールであるが、基板開口部４の内壁面に導電膜が直接形成されていても構わない。また、各第１外側接続部１４は、絶縁性基板２の周縁壁面に導電膜が直接形成されていても構わない。
この場合、各第１外側接続部１４及び各第２内側接続部１８は、絶縁性基板２の厚さ方向に対して傾斜されて形成されていても構わない。
【００７１】
また、各第２内側接続部１８が基板開口部４の内壁面に形成される場合、基板開口部４の内壁面に溝部が設けられ、その溝部に導電膜が形成されていても構わない。
さらに、各第１外側接続部１４が基板開口部４の内壁面及び絶縁性基板２の周縁壁面に形成される場合、絶縁性基板２の周縁壁面に溝部が設けられ、その溝部に導電膜が形成されていても構わない。
【００７２】
また、上記各実施の形態において、空芯コイルは、基板開口部４が揃うように隙間を介して複数枚並べられて電流センサに用いられることにより、さらに測定感度の大きい電流センサを得ることができる。この場合、引出部２５及び２６は、各コイル本体３が電気的に直列に接続されるように、それぞれ絶縁性基板２の表面８及び裏面９に配置され、空芯コイル１が重ねられたときに接続可能に、例えば一方が凹部で他方が凸部の差し込み式となるようにそれぞれ成形されている。
【００７３】
実施の形態３．
図９は、この発明の実施の形態３に係る空芯コイルを示す斜視図である。図９において、絶縁性基板２は、複数の基板開口部４を有している。この複数の基板開口部４は、一枚の平板状の絶縁性基板２に間隔を置いて並べて設けられている。各基板開口部４の周囲には実施の形態１と同様のコイル本体３が配置されている。各コイル本体３は、互いに接続線によって電気的に直列に接続され、さらに接続線によって実施の形態１と同様の信号処理回路に電気的に直列に接続されている。接続線は、絶縁性基板２の表面８あるいは裏面９に形成された銅の導電膜である。
【００７４】
このように構成された空芯コイルは、図９に示すように、一本の被測定導体４０が各基板開口部４に表面８側あるいは裏面９側から交互に通されて用いられる。この空芯コイルの動作は、実施の形態１と同様である。
【００７５】
従って、実施の形態３に係る空芯コイルにおいては、一枚の絶縁性基板２に複数のコイル本体３が設けられているので、実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、絶縁性基板２を一枚用いるだけでさらに多くの誘導電流を発生させることができ、電流センサの測定感度を向上させることができる。
【００７６】
また、一枚の絶縁性基板２に複数のコイル本体３が配置されるので、電流センサの測定感度を向上させるために複数枚の空芯コイルを重ねる必要がないとともに、絶縁性基板２をコイル本体３ごとにカットする必要もない。従って、空芯コイルの製造に要する労力を軽減でき、製造時間も短縮することができる。
【００７７】
なお、コイル本体は、絶縁性基板２に複数配置されていればよいので、実施の形態１と同様の構成だけでなく、基板開口部４の周囲を導電膜である導線が巻き進められて構成された巻き進みコイル部と、巻き進みコイル部とは逆向きに導電膜である導線が巻き戻されて構成された巻き戻しコイル部とを有するロゴスキーコイルであればどのようなものでも構わない。例えば、実施の形態２におけるコイル本体３あるいは従来例と同様のコイル本体１０３であっても構わない。
【００７８】
また、各基板開口部４は、一列だけでなく複数列並べて一枚の絶縁性基板２に設けられていても構わない。
【００７９】
実施の形態４．
図１０は、この発明の実施の形態４に係る空芯コイを示す斜視図である。図１０において、実施の形態４における空芯コイルは、図９の空芯コイルが分割構造とされたものである。即ち、空芯コイルは、互いに着脱可能な複数（２つ）の分割体である主分割体５１及び切り離し分割体５２から構成されている。
【００８０】
空芯コイルを構成する絶縁性基板２及び複数のコイル本体３は、切り離し分割体５２が主分割体５１から切り離されることにより、分割されるようになっている。また、切り離し分割体５２が主分割体５１から切り離された状態では、各基板開口部４を形成する絶縁性基板２の内壁面は、一部が切り離されて各基板開口部４が開放されている。
【００８１】
即ち、主分割体５１は、絶縁性基板２の一部である主基板部５３と、各コイル本体３の一部である略Ｃ形状の複数の主コイル分割体５４とを有している。また、切り離し分割体５２は、主基板部５３に接続されて絶縁性基板２を形成する切り離し基板部５５と、各主コイル分割体５４に接続されてコイル本体３を形成する複数の切り離しコイル分割体５６とを有している。
【００８２】
各基板開口部４は、主基板部５３と切り離し基板部５５とが接続されることによって初めて形成されるように、主基板部５３及び切り離し基板部５５の間に配置されている。
また、各主コイル分割体５４及び各切り離しコイル部５６は、各基板開口部４の周囲の主基板部５３側及び切り離し基板部５５側にそれぞれ配置されている。
【００８３】
各コイル本体３を直列に接続する接続線は、主基板部５３及び切り離し基板部５５それぞれに形成されている。
【００８４】
図１１は、互いに切り離されている状態の主分割体５１及び切り離し分割体５２の要部拡大図である。図１１において、主分割体５１の側部がステップ面５７を有する階段状の係合部５８となっており、切り離し分割体５２の側部がステップ面５９を有する階段状の係合部６０となっている。主分割体５１及び切り離し分割体５２が接続される際には、ステップ面５７とステップ面５９とが互いに対向されて配置される。
【００８５】
主分割体５１の係合部５８には、ステップ面５７から突出した導電性の接続手段であるピン６１が設けられている。また、切り離し分割体５２の係合部６０には、複数の貫通孔が切り離し基板部５５の厚さ方向に沿って形成されている。各貫通孔の内面には、導電膜が形成されている。ピン６１は、主分割体５１及び切り離し分割体５２が接続される際に、この貫通孔に挿入されるようになっている。
【００８６】
ピン６１は、係合部６０に形成された貫通孔に挿入される際に貫通孔内面に形成された導電膜に接触するようになっており、ピン６１及び導電膜によりコイル本体３の接続部が構成されるようになっている。このようにして、主分割体５１及び切り離し分割体５２は、各コイル本体３の電気的接続がなされるとともに機械的にも接続されるようになっている。
【００８７】
このような構成であるので、実施の形態３と同様の効果を奏するとともに、被測定導体を基板開口部４に通す際にわざわざ被測定導体の端部から基板開口部４に挿入させなくても、切り離し分割体５２を主分割体５１から切り離してできた空間から被測定導体を基板開口部４に挿入することができ、既設の被測定導体等のように導体の切断が困難な場合でも空芯コイルを容易に装着することができる。また、図１２に示すように、被測定導体６２が板状で容易に変形できないもの、即ちあらかじめ形状が固定されたものであっても、被測定導体６２を基板開口部４に通すことができる。
【００８８】
このピン６１は、切り離し分割体５２の係合部６０に設けられていても構わない。この場合、主分割体５１の係合部５８には、内面に導電膜が形成された貫通孔が形成される。
【００８９】
また、空芯コイルは、主分割体５１及び切り離し分割体５２の２つの分割体から構成されることに限定されることはなく、３つ以上の分割体から構成されていても構わない。
【００９０】
また、各分割体は、被測定導体を変形させずに基板開口部４に通すことができるので、すべてが各コイル本体３を分割するようになっていなくてもよい。即ち、少なくとも１つのコイル本体３が分割されるように各分割体が構成されていればよい。
【００９１】
また、各コイル本体３を直列に接続する接続線は、主基板部５３のみに形成されていてもよいし、切り離し基板部５５のみに形成されていてもよい。
【００９２】
また、接続手段は、ピン６１に限定されず、主コイル分割体５４の導線と切り離しコイル分割体５６の導線とを電気的及び機械的に互いに接続するものであればどのようなものでも構わない。
【００９３】
実施の形態５．
図１３は、この発明の実施の形態５に係る空芯コイルを示す斜視図である。図１３において、実施の形態３の空芯コイルがエポキシ樹脂等の絶縁体の皮膜により一括して被覆されている。各基板開口部４は、内壁面が絶縁体により被覆されているが、絶縁体により埋め尽くされてはいない。絶縁体上には、各基板開口部４に１回ずつ通されている被測定導体部６５が形成されている。被測定導体部６５は、絶縁体上に形成された銅の導電膜である。被測定導体６５の両端部６５ａ及び６５ｂには、被測定導体が半田等で電気的に接続され、電流が流れるようになっている。また、被測定導体部６５は、絶縁性基板２の側面の絶縁体上にも形成されている。
【００９４】
被測定導体部６５は、絶縁体上にメッキ、パターンニング処理されて形成されている。
【００９５】
従って、空芯コイルはこのような構成であるので、実施の形態３と同様の効果を奏するとともに、被測定導体部６５と各コイル本体３との位置関係が安定され、被測定導体部６５に流れる電流を正確に反映する誘導起電力が各コイル本体３に発生されるようになる。このことから、さらに電流センサの測定感度を向上させ、測定誤差を小さくすることができる。
【００９６】
また、被測定導体部６５は、絶縁性基板２及びコイル本体３を被覆した絶縁体上に形成された構成であるので、空芯コイルの製造工程内で被測定導体部６５を形成することができる。
【００９７】
なお、実施の形態５において、被測定導体部６５は、それぞれ１回ずつ各基板開口部４に通されているが、複数回通されてコイル本体３を巻回するように絶縁体上にパターンニング処理されていてもよい。このようにすれば、各コイル本体３に発生する誘導起電力がさらに大きくなり、電流センサの測定感度を向上させることができる。
【００９８】
また、被測定導体部６５は、絶縁性基板２の側面を利用して形成されているが、図１４に示すように、コイル本体３周囲の絶縁性基板２に貫通されて形成されていても構わない。
【００９９】
また、被測定導体部６５は、絶縁体上にメッキされて形成されることが望ましいが、絶縁性基板２及びコイル本体３を被覆する絶縁体上に形成できればどのような方法で形成しても構わない。
【０１００】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明に係る空芯コイルでは、巻き進みコイル部は、表面の基板開口部の周囲で略放射状に形成されて基板開口部に近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の第１表面導体部、裏面の基板開口部の周囲で略放射状に形成されて基板開口部の近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の第１裏面導体部、互いに隣接する第１裏面導体部のうちの一方の第１裏面導体部の内側端部と第１表面導体部の内側端部とを電気的に接続する複数の第１内側接続部、他方の第１裏面導体部の外側端部とこの第１表面導体部の外側端部とを電気的に接続する複数の第１外側接続部を有し、巻き戻しコイル部は、表面の基板開口部の周囲で各第１表面導体部と交互になるように略放射状に形成されて基板開口部に近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の第２表面導体部、裏面の基板開口部の周囲で各第１裏面導体部と交互になるように略放射状に形成されて基板開口部に近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の第２裏面導体部、互いに隣接する第２裏面導体部のうちの一方の第２裏面導体部の内側端部と第２表面導体部の内側端部とを電気的に接続する複数の第２内側接続部、他方の第２裏面導体部の外側端部と第２表面導体部の外側端部とを電気的に接続する複数の第２外側接続部を有しており、第２内側接続部及び第２外側接続部のいずれか一方は、絶縁性基板の厚さ方向に沿って視たときに、少なくとも１本の第２表面導体部に交差する渡り部をそれぞれ有しているので、一枚の絶縁性基板に巻き進みコイル部及び巻き戻しコイル部を容易に形成できる。また、第１内側接続部、第１外側接続部、第２内側接続部及び第２外側接続部の配置を調整することにより、巻き進み方向に沿って視たときに、巻き進みコイル部の導線によって囲まれる領域の面積と巻き戻し方向に沿って視たときの巻き戻しコイル部の導線によって囲まれる領域の面積とを同一にすることができ、各領域が互いに重なる部分の割合も大きくすることができる。従って、この空芯コイルが電流センサに用いられる場合、電流センサの測定感度が向上し、測定誤差が小さくなる。
【０１０１】
また、表面、裏面、及び表面と裏面とを貫通し、被測定導体が通される基板開口部を有する絶縁性基板と、基板開口部の周囲で導線が巻回されて構成され、基板開口部を囲むように絶縁性基板に設けられた巻き進みコイル部、及び基板開口部の周囲で導線が巻回されて構成され、巻き進みコイル部とともに基板開口部を囲むように絶縁性基板に設けられた巻き戻しコイル部を有し、被測定導体を流れる電流により巻き進みコイル部及び巻き戻しコイル部に発生する誘導起電力が電気的に同じ向きになるように巻き進みコイル部及び巻き戻しコイル部が直列に接続されて構成されたコイル本体とを備え、巻き進みコイル部及び巻き戻しコイル部は、表面の基板開口部の周囲で略放射状に形成されて基板開口部に近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の表面導体部、裏面の基板開口部の周囲で略放射状に形成されて基板開口部の近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の裏面導体部、互いに隣接する裏面導体部のうちの一方の裏面導体部の内側端部と表面導体部の内側端部とを電気的に接続する複数の内側接続部、及び他方の裏面導体部の外側端部と表面導体部の外側端部とを電気的に接続する複数の外側接続部をそれぞれ有し、絶縁性基板の厚さ方向に沿って視たときに、巻き進みコイル部及び巻き戻しコイル部のうちの一方は、各内側接続部が他方の各内側接続部よりも基板開口部に近い側に配置され、各外側接続部が他方の各外側接続部よりも基板開口部に近い側に配置されており、一方のコイル部は、外側接続部を介して互いに接続された表面導体部及び裏面導体部の各内側端部が、表面導体部及び裏面導体部の配列方向に沿って互いに離間されて配置され、他方のコイル部は、内側接続部を介して互いに接続された表面導体部及び裏面導体部の各外側端部が、配列方向に沿って互いに離間されて配置されているので、巻き進みコイル部の導線によって囲まれる正面領域の面積と巻き戻しコイル部の導線によって囲まれる正面領域の面積との面積差を小さくでき、外部電磁界による電流センサの測定誤差を小さくすることができる。
【０１０２】
また、被測定導体が通される複数の基板開口部を有する絶縁性基板と、各基板開口部をそれぞれ囲むように絶縁性基板に設けられた複数のコイル本体とを備え、複数のコイル本体は、被測定導体を流れる電流により各コイル本体に発生する誘導起電力が電気的に同じ向きになるように互いに直列に接続されているので、複数のコイル本体それぞれに誘導起電力を発生させて多くの誘導電流を得ることができる。従って、空芯コイルを電流センサに用いると、電流センサの測定感度を向上させることができる。
【０１０３】
また、基板開口部が開放されるように、少なくとも１つのコイル本体を絶縁性基板とともに分割する複数の分割体から構成され、複数の分割体が互いに接続されることにより基板開口部が形成されるようになっており、各分割体は、それぞれの導線を互いに着脱可能に電気的及び機械的に接続する接続手段を有しているので、各分割体を切り離すことにより基板開口部に容易に被測定導体を配置することができ、被測定導体の切断を不要にできる。
【０１０４】
また、複数の基板開口部を有する絶縁性基板と、各基板開口部をそれぞれ囲んで絶縁性基板に設けられた複数のコイル本体と、絶縁性基板及び複数のコイル本体を一括して被覆する絶縁体と、各基板開口部に通されるように絶縁体上に形成された被測定導体部とを備え、複数のコイル本体は、被測定導体部を流れる電流により各コイル本体に発生する誘導起電力が電気的に同じ向きになるように互いに直列に接続されているので、各コイル本体と被測定導体部との位置関係が安定し、被測定導体部の配置変動による測定誤差を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る空芯コイルを示す部分斜視図である。
【図２】図１の接続点付近のコイル本体３を示す部分拡大図である。
【図３】図１の基板開口部の外周に沿って視たときの巻き進みコイル部及び巻き戻しコイル部を示す配置図である。
【図４】図１の絶縁性基板の厚さ方向に沿って視たときの空芯コイルを示す正面図である。
【図５】図４の巻き進みコイル部を示す正面図である。
【図６】図４の巻き戻しコイル部を示す正面図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る空芯コイルを示す要部拡大図である。
【図８】図８は、図７の空芯コイルを絶縁性基板の厚さ方向に沿って視たときの正面図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係る空芯コイルを示す斜視図である。
【図１０】この発明の実施の形態４に係る空芯コイルを示す斜視図である。
【図１１】互いに切り離されている状態の主分割体及び切り離し分割体の要部拡大図である。
【図１２】実施の形態４に係る空芯コイルに取り付けられる被測定導体の一例を示す斜視図である。
【図１３】この発明の実施の形態５に係る空芯コイルを示す斜視図である。
【図１４】実施の形態５に係る他の例の空芯コイルを示す斜視図である。
【図１５】従来の空芯コイルを示す正面図である。
【図１６】図１５の空芯コイルの要部拡大図である。
【符号の説明】
１ 空芯コイル、２ 絶縁性基板、３ コイル本体、４ 基板開口部、５ 巻き進みコイル部、６，３１ 巻き戻しコイル部、８ 表面、９ 裏面、１０ 第１表面導体部、１１ 第１裏面導体部、１３ 第１内側接続部、１４ 第１外側接続部、１５ 第２表面導体部、１６ 第２裏面導体部、１８ 第２内側接続部、１９ 第２外側接続部、２１ 渡り部、５１ 主分割体（分割体）、５２ 切り離し分割体（分割体）、６１ ピン（接続手段）。
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばインパルス大電流等を測定する電流センサに用いられる空芯コイルに関するもので、特に絶縁性の基板を用いて形成された空芯コイルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１５は、特開平６−１７６９４７号公報に開示された従来の空芯コイルを示す正面図である。また、図１６は、図１５の空芯コイルの要部拡大図である。図１５及び図１６において、空芯コイル１００は、円形の基板開口部１０１を有する二面プリント基板１０２と、この基板開口部１０１の周囲に配置されたコイル本体１０３とを備えている。二面プリント基板１０２の材質は、非磁性体のエポキシ樹脂である。
【０００３】
コイル本体１０３は、時計回り（矢印１０４の向き）に導線が一定ピッチで巻回された巻き進みコイル部１０５と、この巻き進みコイル部１０５の終端部に接続されて反時計回り（矢印１０６の向き）に導線が一定ピッチで巻回された巻き戻しコイル部１０７とから構成されている。巻き進みコイル部１０５及び巻き戻しコイル部１０７は、二面プリント基板１０２の表面及び裏面に複数形成された各導体部１０８、１０９が二面プリント基板１０２を貫通する接続部を介して直列に接続されることにより、それぞれコイル状に形成されたものである。各面の導体部１０８、１０９は、基板開口部１０１を中心として放射状にプリントされた導電膜である。接続部は、二面プリント基板１０２の貫通孔の内面に形成された導電膜、即ち金属スルーホールである。
【０００４】
ここで、図１６において、巻き進みコイル部１０５については、二面プリント基板１０２の表面に形成された導体部１０８を太実線で示し、裏面に形成された導体部１０８を太破線で示している。また、巻き戻しコイル部１０７については、二面プリント基板１０２の表面に形成された導体部１０９を二重実線で示し、裏面に形成された導体部１０９を二重破線で示している。さらに、分かり易くするため、表面の導体部１０８、１０９に対面されて実際には図面に現れない裏面の導体部１０８、１０９の部分を表面の導体部と並べて示している。
【０００５】
図１６に示すように、表面及び裏面では、巻き進みコイル部１０５の導体部１０８と巻き戻しコイル部１０７の導体部１０９とが交互に一定ピッチで配列されている。
【０００６】
巻き進みコイル部１０５においては、表面及び裏面で、長さの異なる導体部１０８が交互に一定ピッチで配列されている。巻き戻しコイル部１０７においても、表面及び裏面で、長さの異なる導体部１０９が交互に一定ピッチで配列されている。
また、巻き進みコイル部１０５では、各導体部１０８が基板開口部１０１から離れた側、即ち外側で各導体部１０８のピッチ間の接続が接続部によりなされている。巻き戻しコイル部１０７では、各導体部１０９が基板開口部１０１に近い側、即ち内側で各導体部１０９のピッチ間の接続が接続部によりなされている。
【０００７】
従って、巻き進みコイル部１０５及び巻き戻しコイル部１０７においては、矢印１０４あるいは矢印１０６の方向に沿って視たときに、それぞれの導線によって囲まれる領域（以下、それぞれ巻き進みコイル部１０５の断面領域、巻き戻しコイル部１０７の断面領域という）の面積は巻回ピッチごとに異なっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、電流センサに用いられる空芯コイルは、電流測定の際、基板開口部１０１に被測定導体が通されて配置されるため、電流センサの測定に寄与する誘導電流は、巻き進みコイル部１０５及び巻き戻しコイル部１０７のそれぞれの断面領域を通る磁束によって発生する。
【０００９】
従って、測定に寄与する誘導電流を多くして測定感度を向上させるため、巻き進みコイル部１０５及び巻き戻しコイル部１０７の各断面領域の面積を同一にして均一に誘導電流を発生させることが望ましい。しかしながら、巻き戻しコイル部１０７の断面領域及び巻き進みコイル部１０５の断面領域は、それぞれ巻回ピッチごとに面積が異なっているので、測定感度の向上が阻害されるという問題点があった。
【００１０】
また、できるだけ共通の磁束により誘導電流を巻き進みコイル部１０５及び巻き戻しコイル部１０７に発生させて、巻き進みコイル部１０５の導線及び巻き戻しコイル部１０７が異なる磁束の誘導電流を発生することによる測定誤差を小さくすることが望ましい。従って、矢印１０４あるいは矢印１０６に沿って視たときに、各断面領域が重なるように、巻き進みコイル部１０５及び巻き戻しコイル部１０７を配置することが望ましい。しかしながら、巻き進みコイル部１０５の各断面領域及び巻き戻しコイル部１０７の各断面領域のうち、基板開口部１０１側に突出されて、隣接する断面領域と一部が重なっていない断面領域が存在するので、それだけ測定誤差が大きくなるという問題点があった。
【００１１】
また、絶縁性基板１０２の厚さ方向（図１５及び図１６の紙面に対して垂直方向）に沿って視たときに、巻き進みコイル部１０５の導線によって囲まれる領域（以下、巻き進みコイル部１０５の正面領域という）及び巻き戻しコイル部１０７の導線によって囲まれる領域（以下、巻き戻しコイル部１０７の正面領域という）には、通常、外部電磁界の磁束が通っている。外部電磁界が均一電磁界であると仮定すると、巻き進みコイル部１０５の導線及び巻き戻しコイル部１０７の導線には、それぞれ巻き進みコイル部１０５の正面領域の面積及び巻き戻しコイル部１０７の正面領域の面積に対応した誘導電流がこの外部電磁界によって発生する。外部電磁界による誘導電流は測定誤差の原因となるので、巻き進みコイル部１０５及び巻き戻しコイル部１０７のそれぞれに発生するこの誘導電流が互いに相殺されるように、各正面領域の面積がより同一に近づけられることが望ましい。
【００１２】
しかしながら、巻き進みコイル部１０５の正面領域の面積は、巻き戻しコイル部１０７の正面領域の面積よりも大きいので、巻き進みコイル部１０５に発生する誘導電流と巻き戻しコイル部１０７に発生する誘導電流とが完全に相殺されず、測定誤差を抑制することが困難であるという問題点もあった。
【００１３】
そこでこの発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするもので、電流センサの測定感度をさらに向上させることができる空芯コイルを得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る空芯コイルは、表面、裏面、及び表面と裏面とを貫通し、被測定導体が通される基板開口部を有する絶縁性基板と、基板開口部の周囲で導線が巻回されて構成され、基板開口部を囲むように絶縁性基板に設けられた巻き進みコイル部、及び巻き進みコイル部に重なりつつ導線が巻回されて構成され、基板開口部を囲むように絶縁性基板に設けられた巻き戻しコイル部を有し、被測定導体を流れる電流により巻き進みコイル部及び巻き戻しコイル部に発生する誘導起電力が電気的に同じ向きになるように巻き進みコイル部及び巻き戻しコイル部が直列に接続されて構成されたコイル本体とを備え、巻き進みコイル部は、表面の基板開口部の周囲で略放射状に形成されて基板開口部に近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の第１表面導体部、裏面の基板開口部の周囲で略放射状に形成されて基板開口部の近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の第１裏面導体部、互いに隣接する第１裏面導体部のうちの一方の第１裏面導体部の内側端部と第１表面導体部の内側端部とを電気的に接続する複数の第１内側接続部、及び他方の第１裏面導体部の外側端部と第１表面導体部の外側端部とを電気的に接続する複数の第１外側接続部を有し、巻き戻しコイル部は、表面の基板開口部の周囲で各第１表面導体部と交互になるように略放射状に形成されて基板開口部に近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の第２表面導体部、裏面の基板開口部の周囲で各第１裏面導体部と交互になるように略放射状に形成されて基板開口部に近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の第２裏面導体部、互いに隣接する第２裏面導体部のうちの一方の第２裏面導体部の内側端部と第２表面導体部の内側端部とを電気的に接続する複数の第２内側接続部、及び他方の第２裏面導体部の外側端部と第２表面導体部の外側端部とを電気的に接続する複数の第２外側接続部を有しており、第２内側接続部及び第２外側接続部のいずれか一方は、絶縁性基板の厚さ方向に沿って視たときに、少なくとも１本の第２表面導体部に交差する渡り部をそれぞれ有している。
【００１５】
また、表面、裏面、及び表面と裏面とを貫通し、被測定導体が通される基板開口部を有する絶縁性基板と、基板開口部の周囲で導線が巻回されて構成され、基板開口部を囲むように絶縁性基板に設けられた巻き進みコイル部、及び基板開口部の周囲で導線が巻回されて構成され、巻き進みコイル部とともに基板開口部を囲むように絶縁性基板に設けられた巻き戻しコイル部を有し、被測定導体を流れる電流により巻き進みコイル部及び巻き戻しコイル部に発生する誘導起電力が電気的に同じ向きになるように巻き進みコイル部及び巻き戻しコイル部が直列に接続されて構成されたコイル本体とを備え、巻き進みコイル部及び巻き戻しコイル部は、表面の基板開口部の周囲で略放射状に形成されて基板開口部に近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の表面導体部、裏面の基板開口部の周囲で略放射状に形成されて基板開口部の近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の裏面導体部、互いに隣接する裏面導体部のうちの一方の裏面導体部の内側端部と表面導体部の内側端部とを電気的に接続する複数の内側接続部、及び他方の裏面導体部の外側端部と表面導体部の外側端部とを電気的に接続する複数の外側接続部をそれぞれ有し、絶縁性基板の厚さ方向に沿って視たときに、巻き進みコイル部及び巻き戻しコイル部のうちの一方は、各内側接続部が他方の各内側接続部よりも基板開口部に近い側に配置され、各外側接続部が他方の各外側接続部よりも基板開口部に近い側に配置されており、一方のコイル部は、外側接続部を介して互いに接続された表面導体部及び裏面導体部の各内側端部が、表面導体部及び裏面導体部の配列方向に沿って互いに離間されて配置され、他方のコイル部は、内側接続部を介して互いに接続された表面導体部及び裏面導体部の各外側端部が、配列方向に沿って互いに離間されて配置されている。
【００１６】
また、被測定導体が通される複数の基板開口部を有する絶縁性基板と、各基板開口部をそれぞれ囲むように絶縁性基板に設けられた複数のコイル本体とを備え、複数のコイル本体は、被測定導体を流れる電流により各コイル本体に発生する誘導起電力が電気的に同じ向きになるように互いに直列に接続されている。
【００１７】
また、基板開口部が開放されるように、少なくとも１つのコイル本体を絶縁性基板とともに分割する複数の分割体から構成され、複数の分割体が互いに接続されることにより基板開口部が形成されるようになっており、各分割体は、それぞれの導線を互いに着脱可能に電気的及び機械的に接続する接続手段を有している。
【００１８】
また、複数の基板開口部を有する絶縁性基板と、各基板開口部をそれぞれ囲んで絶縁性基板に設けられた複数のコイル本体と、絶縁性基板及び複数のコイル本体を一括して被覆する絶縁体と、各基板開口部に通されるように絶縁体上に形成された被測定導体部とを備え、複数のコイル本体は、被測定導体部を流れる電流により各コイル本体に発生する誘導起電力が電気的に同じ向きになるように互いに直列に接続されている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る空芯コイルを示す構成図である。図１において、空芯コイル１は、樹脂等の非磁性体で作製された絶縁性基板２と、この絶縁性基板２に設けられたコイル本体３とを備えている。絶縁性基板２は、被測定導体が通される円形状の基板開口部４を中央に有した円板である。コイル本体３は、基板開口部４の外周に沿って導線が巻回されるように形成された巻き進みコイル部５及び巻き戻しコイル部６を有している。
【００２０】
巻き進みコイル部５と巻き戻しコイル部６とは接続点７で電気的に直列に接続されている。巻き進みコイル部５及び巻き戻しコイル部６のそれぞれの導線には、被測定導体に流れる電流に対応した誘導起電力が発生するようになっている。巻き進みコイル部５及び巻き戻しコイル部６は、この誘導起電力が電気的に同じ向きになるように巻回されている。また、巻き進みコイル部５及び巻き戻しコイル部６を構成する導線は、絶縁性基板２にコイル状に形成された銅の導電膜である。
即ち、空芯コイル１は、導体が巻き進められた巻き進みコイル部５と、巻き進みコイル部５の終端部に接続されて導線が巻き進みコイル部５に沿って巻き戻された巻き戻しコイル部６とから構成されるロゴスキーコイルである。
【００２１】
図２は、図１の接続点７付近のコイル本体３を示す部分拡大図であり、図３は、図１の基板開口部４の外周に沿って（図１の矢印２３の向きに沿って）視たときの巻き進みコイル部５及び巻き戻しコイル部６を示す配置図である。また、図４は、図１の絶縁性基板２の厚さ方向に沿って（図１の矢印２４の向きに沿って）視たときの空芯コイル１を示す正面図である。なお、図１、図２及び図４において、裏面９に形成された導電膜は、破線で示している。
図１乃至図４において、絶縁性基板２の表面８及び裏面９には、導電膜である複数の第１表面導体部１０及び導電膜である複数の第１裏面導体部１１がそれぞれプリントされている。また、絶縁性基板２には、絶縁性基板２を貫通する複数の接続部１２が形成されている。巻き進みコイル部５は、複数の第１表面導体部１０及び複数の第１裏面導体部１１が各接続部１２を介して電気的に直列に接続されてコイル状に形成されたものである。
【００２２】
絶縁性基板２の表面８及び裏面９にはまた、導電膜である複数の第２表面導体部１５及び導電膜である複数の第２裏面導体部１６がそれぞれプリントされている。各第２表面導体部１５は、各第１表面導体部１０の間に配置され、各第２裏面導体部１６は、各第１裏面導体部１１の間に配置されている。また、絶縁性基板２には、絶縁性基板２を貫通する複数の接続部１７が形成されている。巻き戻しコイル部６は、複数の第２表面導体部１５及び複数の第２裏面導体部１６が各接続部１７を介して電気的に直列に接続されてコイル状に形成されたものである。
【００２３】
各第１表面導体部１０は、基板開口部４の周囲で略放射状に一定ピッチで配列されている。なお、基板開口部４に近い側には、第１表面導体部１０の内側端部１０ａが配置され、基板開口部４から遠い側には、第１表面導体部１０の外側端部１０ｂが配置されている。
【００２４】
各第１裏面導体部１１も同様に、基板開口部４の周囲で略放射状に一定ピッチで配列されている。なお、基板開口部４に近い側には、第１裏面導体部１１の内側端部１１ａが配置され、基板開口部４から遠い側には、第１裏面導体部１１の外側端部１１ｂが配置されている。
【００２５】
図４に示すように、各第１表面導体部１０及び各第１裏面導体部１１は、絶縁性基板２の厚さ方向に沿って視たとき、各内側端部１０ａと各内側端部１１ａとが重なり、各外側端部１０ｂと各外側端部１１ｂとが重なるように配列されている。各第１表面導体部１０は、互いに隣接する第１裏面導体部１１の間に配置され、内側端部１０ａが一方の第１裏面導体部１１の内側端部１１ａに重なり、外側端部１０ｂが他方の第１裏面導体部１１の外側端部１１ｂに重なるように配列されている。従って、各第１表面導体部１０及び各第１裏面導体部１１によって基板開口部４の周りに鋸歯状の模様が形成されている。
【００２６】
また、図４において、第１表面導体部１０及び第１裏面導体部１１が、互いに重なっている外側端部１０ｂ及び外側端部１１ｂを始点としたベクトルであると考えると、そのベクトルの合成方向に基板開口部４の中心点が存在するように、各第１表面導体部１０及び各第１裏面導体部１１は設けられている。
【００２７】
接続部１２は、絶縁性基板２を貫通する貫通孔の内面に形成された銅の導電膜、即ち金属スルーホールである。また、接続部１２は、図４において互いに重なる各内側端部１０ａ及び１１ａを電気的に接続する複数の第１内側接続部１３と、図４において互いに重なる各外側端部１０ｂ及び１１ｂを電気的に接続する複数の第１外側接続部１４とからなっている。
【００２８】
各第２表面導体部１５は、表面８で基板開口部４の周囲に略放射状に第１表面導体部１０と交互になるように一定ピッチで配列されている。基板開口部４に近い側には、第２表面導体部１５の内側端部１５ａが配置され、基板開口部４から遠い側には、第２表面導体部１５の外側端部１５ｂが配置されている。
さらに、各第２表面導体部１５は、各内側端部１５ａ及び各外側端部１５ｂがそれぞれ各内側端部１０ａ及び各外側端部１０ｂよりも基板開口部４から離れた位置になるように配置されている。
【００２９】
各第２裏面導体部１６も同様に、裏面９で基板開口部４の周囲に略放射状に第１裏面導体部１１と交互になるように一定ピッチで配列されている。基板開口部４に近い側には、第２裏面導体部１６の内側端部１６ａが配置され、基板開口部４から遠い側には、第２裏面導体部１６の外側端部１６ｂが配置されている。
さらに、各第２裏面導体部１６は、各内側端部１６ａ及び各外側端部１６ｂがそれぞれ各内側端部１１ａ及び各外側端部１１ｂよりも基板開口部４から離れた位置になるように配置されている。
【００３０】
図４に示すように、各第２表面導体部１５及び各第２裏面導体部１６は、絶縁性基板２の厚さ方向に沿って視たとき、各内側端部１５ａと各内側端部１６ａとが重なるように配列されている。
【００３１】
接続部１７は、各内側端部１５ａ及び各内側端部１６ａを電気的に接続する複数の第２内側接続部１８と、各外側端部１５ｂ及び各外側端部１６ｂを電気的に接続する複数の第２外側接続部１９とからなっている。
【００３２】
各第２内側接続部１８は、絶縁性基板２を貫通する貫通孔の内面に形成された銅の導電膜、即ち金属スルーホールである。また、各第２内側接続部１８は、それぞれ図４において互いに重なる内側端部１５ａ及び１６ａに接続されている。
【００３３】
第２外側接続部１９は、図４において、互いに隣接する第２裏面導体部１６のうちの一方の第２裏面導体部１６に電気的に接続された第２表面導体部１５と、他方の第２裏面導体部１６とに接続されている。この第２外側接続部１９にそれぞれ接続された第２表面導体部１５及び他方の第２裏面導体部１６の間には、一方の第２裏面導体部１６が配置されている。
【００３４】
各第２外側接続部１９は、外側端部１５ｂに接続されるとともに絶縁性基板２を貫通する貫通部２０と、裏面９に形成されて貫通部２０及び第２裏面導体部１６を電気的に接続する渡り部２１とから構成されている。貫通部２０は、絶縁性基板２を貫通する貫通孔の内面に形成された銅の導電膜、即ち金属スルーホールである。渡り部２１は、裏面９にプリントされた導電膜である。
【００３５】
渡り部２１は、一端部が貫通部２０に接続され、他端部が第２裏面導体部１６の外側端部１６ｂに接続されている。また、渡り部２１は、第１裏面導体部１１及び第２裏面導体部１６に交差しないように第１裏面導体部１１及び第２裏面導体部１６の外側に配置されている。さらに、図４に示すように、渡り部２１は、絶縁性基板２の厚さ方向に沿って視たときに、第２表面導体部１５と交差されている。この交差する第２表面導体部１５は、この渡り部２１を有する第２外側接続部１９の両端で接続された第２表面導体部１５と第２裏面導体部１６との間に配置され、外側端部１５ｂがこの渡り部２１よりも外側に配置されている。従って、渡り部２１は、他の渡り部２１にも交差されることなく裏面９に配置される。
【００３６】
図５は、図４の巻き進みコイル部５を示す正面図である。図５において、絶縁性基板２の厚さ方向に沿って視たときに、巻き進みコイル部５の導線によって囲まれた領域、ここでは各第１表面導体部１０及び各第１裏面導体部１１で形成された鋸歯状の模様によって囲まれた領域（以下、巻き進みコイル部５の正面領域という）は、外部電磁界の磁束が通ると巻き進みコイル部５に誘導電流が発生する領域である。
【００３７】
図６は、図４の巻き戻しコイル部６を示す正面図である。図６において、絶縁性基板２の厚さ方向に沿って視たときに、巻き戻しコイル部６の導線によって囲まれた領域（以下、巻き戻しコイル部６の正面領域）は、外部電磁界の磁束が通ると巻き戻しコイル部６に誘導電流が発生する領域である。ここでは、巻き戻しコイル部６の正面領域は、第２表面導体部１５の一部及び渡り部２１で構成される図６における最外周の導線によって囲まれる大領域と、大領域内でその最外周の導線に沿って配置された複数の小領域（図６の斜線部分）とから構成されている。
【００３８】
図４においては、図５の巻き進みコイル部５の正面領域と図６の巻き戻しコイル部６の正面領域とが互いに重なっている状態が示されている。図４に示すように、絶縁性基板２の厚さ方向に沿って視たときに、巻き進みコイル部５の正面領域は、巻き戻しコイル部６の最外周の導線によって囲まれる大領域内に配置されている。また、鋸歯状模様の巻き進みコイル部５の正面領域は、各鋸歯部分が巻き戻しコイル部６の各小領域にそれぞれ重なって配置されている。
【００３９】
外部電磁界による測定誤差の発生を抑制するためには、巻き進みコイル部５の正面領域の面積と巻き戻しコイル部６の正面領域の面積との面積差が小さいほうが望ましいので、互いに内側端部１５ａ及び１６ａが重なる各第２表面導体部１５及び各第２裏面導体部１６の間隔が狭くされて、できるだけ巻き戻しコイル部６の小領域の面積が小さくなるように、各第２表面導体部１５及び各第２裏面導体部１６が配置される。
【００４０】
また、巻き進みコイル部５及び巻き戻しコイル部６は、図３に示すように、基板開口部４の周縁に沿って視たときに、巻き進みコイル部５の導線によって囲まれる領域、即ち第１表面導体部１０、第１裏面導体部１１、第１内側接続部１３及び第１外側接続部１４によって囲まれる領域（以下、巻き進みコイル部５の断面領域という）と、巻き戻しコイル部６の導線によって囲まれる領域、即ち第２表面導体部１５、第２裏面導体部１６、第２内側接続部１８及び第２外側接続部１９によって囲まれる領域（以下、巻き戻しコイル部６の断面領域という）とが、大部分で互いに重なって配置されている。
【００４１】
なお、接続点７で一端部同士が接続された巻き戻しコイル部５及び巻き進みコイル部６の各他端部がコイル本体３の引出部２５、２６となって絶縁性基板２に取り付けられた信号処理回路２７に電気的に接続されている。
【００４２】
次に、動作について説明する。被測定導体に電流が流されると、巻き進みコイル部５の断面領域及び巻き戻しコイル部６の断面領域を磁束が通され、コイル本体３に誘導電流が発生する。この誘導電流は、図２に示した矢印の向きに流れるので、各箇所で発生する誘導電流が電気的に互いに相殺されることはない。
【００４３】
一方、図４乃至図６に示すように、巻き進みコイル部５の正面領域及び巻き戻しコイル部６の正面領域に外部電磁界が通されると、巻き進みコイル部５及び巻き戻しコイル部６にそれぞれ誘導起電力が発生する。即ち、巻き進みコイル部５には、巻き進みコイル部５の正面領域の面積に応じた誘導起電力が発生し、巻き戻しコイル部６には、巻き戻しコイル部６の正面領域の面積、即ち大領域の面積及び小領域の面積を足し合わせた面積に応じた誘導起電力が発生する。巻き進みコイル部５及び巻き戻しコイル部６のそれぞれに発生する誘導起電力は、電気的に互いに逆向きであるので相殺されるが、誘導起電力の大きさが異なる場合、その差分が誘導電流として導線を流れる。
【００４４】
その後、コイル本体３の導線を流れる誘導電流は、信号処理回路２７において積分処理されて、被測定導体を流れる電流の電流値が算出される。
【００４５】
従って、巻き進みコイル部５の断面領域及び巻き戻しコイル部６の断面領域は、貫通孔の位置変更によりそれぞれ面積が調整可能であるので、各断面領域の面積を容易に同一にすることができ、さらに図３における各断面領域の重なる部分の割合を大きくすることができる。このことから、電流センサに空芯コイル１を用いると、測定感度を向上させることができ、測定誤差を小さくすることができる。
【００４６】
また、コイル本体３の導線は、ほとんど完全に基板開口部４の軸線に関して対称に、かつ均一に形成されることができ、さらに測定感度を向上させ、測定誤差を小さくすることができる。
【００４７】
また、基板開口部４を有する一枚の絶縁性基板２に複数の貫通孔を形成し、この貫通孔の内面、表面８及び裏面９の所定位置に導電膜を形成するだけで、巻線機を用いなくても容易に空芯コイル１を大量に作製することができ、製造コストも低減させることができる。
【００４８】
なお、上記実施の形態においては、巻き戻しコイル部６は、渡り部２１が基板開口部４から離れた側、即ち外側に配置されて構成されているが、渡り部２１が基板開口部４に近い側、即ち内側に配置されて構成されていても構わない。
【００４９】
また、図４において、第２裏面導体部１６は、互いに隣接する第１裏面導体部１１の間に配置されていればよいので、渡り部２１は、２本の第２表面導体部１５に交差されるように配置されてもよい。
【００５０】
また、上記実施の形態においては、各第１内側接続部１３及び各第２内側接続部１７は、絶縁性基板２の貫通孔の内面に形成された導電膜、即ち金属スルーホールであるが、基板開口部４の内壁面に導電膜が直接形成されていても構わない。
【００５１】
また、各第２外側接続部１９の貫通部２０は、絶縁性基板２の周縁壁面に導電膜が直接形成されていても構わない。さらに、貫通部２０は、絶縁性基板２の厚さ方向に対して傾斜されて形成されていても構わない。
【００５２】
また、各第１内側接続部１３及び各第２内側接続部１７が基板開口部４の内壁面に直接形成される場合、基板開口部４の内壁面に溝部が設けられ、その溝部に導電膜が形成されていても構わない。
また、各貫通部２０が絶縁性基板２の周縁壁面に直接形成される場合、絶縁性基板２の周縁壁面に溝部が設けられ、その溝部に導電膜が形成されていても構わない。
【００５３】
実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２に係る空芯コイルを示す要部拡大図である。また、図８は、図７の空芯コイルを絶縁性基板の厚さ方向に沿って視たときの正面図である。図７及び図８において、空芯コイルは、樹脂等の非磁性体で作製された絶縁性基板２と、この絶縁性基板２に設けられたコイル本体３とを備えている。コイル本体３は、基板開口部４の外周に沿って導線が巻回されるように形成された巻き進みコイル部５及び巻き戻しコイル部３１を有している。絶縁性基板２、巻き進みコイル部５及び信号処理回路２７は、実施の形態１と同様の構成となっている。
【００５４】
巻き戻しコイル部３１は、接続点７で巻き進みコイル部５と電気的に直列に接続されている。巻き戻しコイル部３１の導線には、被測定導体に流れる電流に対応した誘導起電力が発生するようになっている。巻き進みコイル部５及び巻き戻しコイル部３１は、この誘導起電力が電気的に同じ向きになるように巻回されている。また、巻き戻しコイル部３１を構成する導線は、絶縁性基板２にコイル状に形成された銅の導電膜である。
【００５５】
巻き戻しコイル部３１は、絶縁性基板２の表面８に形成された導電膜である複数の第２表面導体部１５と、裏面９に形成された導電膜である複数の第２裏面導体部１６と、絶縁性基板２を貫通して形成され、各第２表面導体部１５及び各第２裏面導体部１６を電気的に直列に接続する接続部１７とから構成されている。
【００５６】
各第２表面導体部１５は、基板開口部４の周囲で略放射状に一定ピッチで配列されている。従って、基板開口部４に近い側には、第２表面導体部１５の内側端部１５ａが配置され、基板開口部４から遠い側には、第２表面導体部１５の外側端部１５ｂが配置されている。
【００５７】
各第２裏面導体部１６は、基板開口部４の周囲で略放射状に一定ピッチで配列されている。基板開口部４に近い側には、第２裏面導体部１６の内側端部１６ａが配置され、基板開口部４から遠い側には、第２裏面導体部１６の外側端部１６ｂが配置されている。
【００５８】
図８に示すように、各第２表面導体部１５及び各第２裏面導体部１６は、絶縁性基板２の厚さ方向に沿って視たとき、各内側端部１５ａと各内側端部１６ａとが重なり、各外側端部１５ｂと各外側端部１６ｂとが重なるように配列されている。各第２表面導体部１５は、互いに隣接する第２裏面導体部１６の間に配置され、内側端部１５ａが一方の第２裏面導体部１６の内側端部１６ａに重なり、外側端部１５ｂが他方の第２裏面導体部１６の外側端部１６ｂに重なるように配列されている。
【００５９】
従って、各第２表面導体部１５及び各第２裏面導体部１６によって基板開口部４の周りに鋸歯状の模様が形成されている。この鋸歯状の模様は、巻き進みコイル部５によって形成される鋸歯状の模様に対して基板開口部４側に形成されている。また、各第２表面導体部１５及び各第２裏面導体部１６は、各第１表面導体部１０及び各第１裏面導体部１１に対してほぼ平行に配置されている。
なお、この鋸歯状の模様を構成する巻き戻しコイル部３１の導線によって囲まれる領域が、巻き戻しコイル部３１の正面領域である。従って、巻き戻しコイル部３１の正面領域は、巻き進みコイル部５の正面領域内に配置されている。
【００６０】
また、図８に示すように、第２表面導体部１５及び第２裏面導体部１６が、互いに重なっている外側端部１５ｂ及び外側端部１６ｂを始点としたベクトルであると考えると、そのベクトルの合成方向に基板開口部４の中心点が存在するように、各第２表面導体部１５及び各第２裏面導体部１６は設けられている。
【００６１】
接続部１７は、絶縁性基板２を貫通する貫通孔の内面に形成された銅の導電膜、即ち金属スルーホールである。また、接続部１７は、図８において互いに重なる各内側端部１５ａ及び１６ａを電気的に接続する複数の第２内側接続部１８と、図８において互いに重なる各外側端部１５ｂ及び１６ｂを電気的に接続する複数の第２外側接続部１９とからなっている。
【００６２】
即ち、図８に示すように、巻き戻しコイル部３１は、巻き進みコイル部５の基板開口部４側に配置されていることから、各第２内側接続部１８が巻き進みコイル部５の各第１内側接続部１３よりも基板開口部４に近い側に配置され、各第２外側接続部１９が巻き進みコイル部５の各第１外側接続部１４よりも基板開口部４に近い側に配置されている。
【００６３】
また、絶縁性基板２の厚さ方向に沿って視たときに、第２外側接続部１９を介して互いに接続された第２表面導体部１５及び第２裏面導体部１６の各内側端部１５ａ、１６ａは、各第２表面導体部１５及び各第２裏面導体部１６の配列方向に沿って互いに離間されて配置されている。さらに、第２内側接続部１８を介して互いに接続された第２表面導体部１５及び第２裏面導体部１６の各外側端部１５ｂ、１６ｂも、各第２表面導体部１５及び各第２裏面導体部１６の配列方向に沿って互いに離間されて配置されている。なお、ここで、各第２表面導体部１５及び各第２裏面導体部１６の配列方向は、基板開口部４の周縁に沿った方向である。
【００６４】
また、絶縁性基板２の厚さ方向に沿って視たときに、第１外側接続部１４を介して互いに接続された第１表面導体部１０及び第１裏面導体部１１の各内側端部１０ａ、１１ａは、各第１表面導体部１０及び各第１裏面導体部１１の配列方向に沿って互いに離間されて配置されている。さらに、第１内側接続部１３を介して互いに接続された第１表面導体部１０及び第１裏面導体部１１の各外側端部１０ｂ、１１ｂも、各第１表面導体部１０及び各第１裏面導体部１１の配列方向に沿って互いに離間されて配置されている。互いに離間された各内側端部１０ａ、１１ａの間には、第２表面導体部１５及び第２裏面導体部１６がそれぞれ配置されている。ここで、各第１表面導体部１０及び各第１裏面導体部１１の配列方向は、基板開口部４の周縁に沿った方向である。
【００６５】
巻き進みコイル部５及び巻き戻しコイル部３１は、基板開口部４の周縁に沿って視たときに、巻き進みコイル部５の断面領域と、巻き戻しコイル部３１の導線によって囲まれる領域、即ち第２表面導体部１５、第２裏面導体部１６、第２内側接続部１８及び第２外側接続部１９によって囲まれる領域（以下、巻き戻しコイル部３１の断面領域という）とが、大部分で互いに重なって配置されている。
【００６６】
空芯コイルはこのように構成されているので、実施の形態１と同様の効果を奏する。また、図８において、巻き戻しコイル部３１の正面領域の面積は、第２外側接続部１９を介して接続された第２表面導体部１５及び第２裏面導体部１６の各内側端部１５ａ、１６ａが互いに離間されているので、各第２表面導体部１５と各第２裏面導体部１６との間にも正面領域が形成され、図１５における従来例の巻き戻しコイル部１０７の正面領域の面積に比べて大きくなっている。
【００６７】
これに対し、巻き進みコイル部５の正面領域の面積は、第１内側接続部１３を介して接続された第１表面導体部１０及び第１裏面導体部１１の各外側端部１０ａ、１１ａが互いに離間されているので、各第１表面導体部１０と各第１裏面導体部１１との間に外部の空間が入り込み、図１５における従来例の巻き進みコイル部１０５の正面領域の面積に比べて小さくなっている。
【００６８】
従って、実施の形態２に係る空芯コイルによれば、実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、巻き進みコイル部５の正面領域の面積と巻き戻しコイル部３１の正面領域の面積との面積差を従来例よりも小さくすることができ、外部電磁界による測定誤差をさらに小さくすることができる。
【００６９】
なお、実施の形態２においては、巻き戻しコイル部３１は巻き進みコイル部５よりも基板開口部４側に配置されているが、巻き進みコイル部５が巻き戻しコイル部３１よりも基板開口部４側に配置されていても構わない。
【００７０】
また、上記実施の形態においては、各第２内側接続部１８は、絶縁性基板２の貫通孔の内面に形成された導電膜、即ち金属スルーホールであるが、基板開口部４の内壁面に導電膜が直接形成されていても構わない。また、各第１外側接続部１４は、絶縁性基板２の周縁壁面に導電膜が直接形成されていても構わない。
この場合、各第１外側接続部１４及び各第２内側接続部１８は、絶縁性基板２の厚さ方向に対して傾斜されて形成されていても構わない。
【００７１】
また、各第２内側接続部１８が基板開口部４の内壁面に形成される場合、基板開口部４の内壁面に溝部が設けられ、その溝部に導電膜が形成されていても構わない。
さらに、各第１外側接続部１４が基板開口部４の内壁面及び絶縁性基板２の周縁壁面に形成される場合、絶縁性基板２の周縁壁面に溝部が設けられ、その溝部に導電膜が形成されていても構わない。
【００７２】
また、上記各実施の形態において、空芯コイルは、基板開口部４が揃うように隙間を介して複数枚並べられて電流センサに用いられることにより、さらに測定感度の大きい電流センサを得ることができる。この場合、引出部２５及び２６は、各コイル本体３が電気的に直列に接続されるように、それぞれ絶縁性基板２の表面８及び裏面９に配置され、空芯コイル１が重ねられたときに接続可能に、例えば一方が凹部で他方が凸部の差し込み式となるようにそれぞれ成形されている。
【００７３】
実施の形態３．
図９は、この発明の実施の形態３に係る空芯コイルを示す斜視図である。図９において、絶縁性基板２は、複数の基板開口部４を有している。この複数の基板開口部４は、一枚の平板状の絶縁性基板２に間隔を置いて並べて設けられている。各基板開口部４の周囲には実施の形態１と同様のコイル本体３が配置されている。各コイル本体３は、互いに接続線によって電気的に直列に接続され、さらに接続線によって実施の形態１と同様の信号処理回路に電気的に直列に接続されている。接続線は、絶縁性基板２の表面８あるいは裏面９に形成された銅の導電膜である。
【００７４】
このように構成された空芯コイルは、図９に示すように、一本の被測定導体４０が各基板開口部４に表面８側あるいは裏面９側から交互に通されて用いられる。この空芯コイルの動作は、実施の形態１と同様である。
【００７５】
従って、実施の形態３に係る空芯コイルにおいては、一枚の絶縁性基板２に複数のコイル本体３が設けられているので、実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、絶縁性基板２を一枚用いるだけでさらに多くの誘導電流を発生させることができ、電流センサの測定感度を向上させることができる。
【００７６】
また、一枚の絶縁性基板２に複数のコイル本体３が配置されるので、電流センサの測定感度を向上させるために複数枚の空芯コイルを重ねる必要がないとともに、絶縁性基板２をコイル本体３ごとにカットする必要もない。従って、空芯コイルの製造に要する労力を軽減でき、製造時間も短縮することができる。
【００７７】
なお、コイル本体は、絶縁性基板２に複数配置されていればよいので、実施の形態１と同様の構成だけでなく、基板開口部４の周囲を導電膜である導線が巻き進められて構成された巻き進みコイル部と、巻き進みコイル部とは逆向きに導電膜である導線が巻き戻されて構成された巻き戻しコイル部とを有するロゴスキーコイルであればどのようなものでも構わない。例えば、実施の形態２におけるコイル本体３あるいは従来例と同様のコイル本体１０３であっても構わない。
【００７８】
また、各基板開口部４は、一列だけでなく複数列並べて一枚の絶縁性基板２に設けられていても構わない。
【００７９】
実施の形態４．
図１０は、この発明の実施の形態４に係る空芯コイを示す斜視図である。図１０において、実施の形態４における空芯コイルは、図９の空芯コイルが分割構造とされたものである。即ち、空芯コイルは、互いに着脱可能な複数（２つ）の分割体である主分割体５１及び切り離し分割体５２から構成されている。
【００８０】
空芯コイルを構成する絶縁性基板２及び複数のコイル本体３は、切り離し分割体５２が主分割体５１から切り離されることにより、分割されるようになっている。また、切り離し分割体５２が主分割体５１から切り離された状態では、各基板開口部４を形成する絶縁性基板２の内壁面は、一部が切り離されて各基板開口部４が開放されている。
【００８１】
即ち、主分割体５１は、絶縁性基板２の一部である主基板部５３と、各コイル本体３の一部である略Ｃ形状の複数の主コイル分割体５４とを有している。また、切り離し分割体５２は、主基板部５３に接続されて絶縁性基板２を形成する切り離し基板部５５と、各主コイル分割体５４に接続されてコイル本体３を形成する複数の切り離しコイル分割体５６とを有している。
【００８２】
各基板開口部４は、主基板部５３と切り離し基板部５５とが接続されることによって初めて形成されるように、主基板部５３及び切り離し基板部５５の間に配置されている。
また、各主コイル分割体５４及び各切り離しコイル部５６は、各基板開口部４の周囲の主基板部５３側及び切り離し基板部５５側にそれぞれ配置されている。
【００８３】
各コイル本体３を直列に接続する接続線は、主基板部５３及び切り離し基板部５５それぞれに形成されている。
【００８４】
図１１は、互いに切り離されている状態の主分割体５１及び切り離し分割体５２の要部拡大図である。図１１において、主分割体５１の側部がステップ面５７を有する階段状の係合部５８となっており、切り離し分割体５２の側部がステップ面５９を有する階段状の係合部６０となっている。主分割体５１及び切り離し分割体５２が接続される際には、ステップ面５７とステップ面５９とが互いに対向されて配置される。
【００８５】
主分割体５１の係合部５８には、ステップ面５７から突出した導電性の接続手段であるピン６１が設けられている。また、切り離し分割体５２の係合部６０には、複数の貫通孔が切り離し基板部５５の厚さ方向に沿って形成されている。各貫通孔の内面には、導電膜が形成されている。ピン６１は、主分割体５１及び切り離し分割体５２が接続される際に、この貫通孔に挿入されるようになっている。
【００８６】
ピン６１は、係合部６０に形成された貫通孔に挿入される際に貫通孔内面に形成された導電膜に接触するようになっており、ピン６１及び導電膜によりコイル本体３の接続部が構成されるようになっている。このようにして、主分割体５１及び切り離し分割体５２は、各コイル本体３の電気的接続がなされるとともに機械的にも接続されるようになっている。
【００８７】
このような構成であるので、実施の形態３と同様の効果を奏するとともに、被測定導体を基板開口部４に通す際にわざわざ被測定導体の端部から基板開口部４に挿入させなくても、切り離し分割体５２を主分割体５１から切り離してできた空間から被測定導体を基板開口部４に挿入することができ、既設の被測定導体等のように導体の切断が困難な場合でも空芯コイルを容易に装着することができる。また、図１２に示すように、被測定導体６２が板状で容易に変形できないもの、即ちあらかじめ形状が固定されたものであっても、被測定導体６２を基板開口部４に通すことができる。
【００８８】
このピン６１は、切り離し分割体５２の係合部６０に設けられていても構わない。この場合、主分割体５１の係合部５８には、内面に導電膜が形成された貫通孔が形成される。
【００８９】
また、空芯コイルは、主分割体５１及び切り離し分割体５２の２つの分割体から構成されることに限定されることはなく、３つ以上の分割体から構成されていても構わない。
【００９０】
また、各分割体は、被測定導体を変形させずに基板開口部４に通すことができるので、すべてが各コイル本体３を分割するようになっていなくてもよい。即ち、少なくとも１つのコイル本体３が分割されるように各分割体が構成されていればよい。
【００９１】
また、各コイル本体３を直列に接続する接続線は、主基板部５３のみに形成されていてもよいし、切り離し基板部５５のみに形成されていてもよい。
【００９２】
また、接続手段は、ピン６１に限定されず、主コイル分割体５４の導線と切り離しコイル分割体５６の導線とを電気的及び機械的に互いに接続するものであればどのようなものでも構わない。
【００９３】
実施の形態５．
図１３は、この発明の実施の形態５に係る空芯コイルを示す斜視図である。図１３において、実施の形態３の空芯コイルがエポキシ樹脂等の絶縁体の皮膜により一括して被覆されている。各基板開口部４は、内壁面が絶縁体により被覆されているが、絶縁体により埋め尽くされてはいない。絶縁体上には、各基板開口部４に１回ずつ通されている被測定導体部６５が形成されている。被測定導体部６５は、絶縁体上に形成された銅の導電膜である。被測定導体６５の両端部６５ａ及び６５ｂには、被測定導体が半田等で電気的に接続され、電流が流れるようになっている。また、被測定導体部６５は、絶縁性基板２の側面の絶縁体上にも形成されている。
【００９４】
被測定導体部６５は、絶縁体上にメッキ、パターンニング処理されて形成されている。
【００９５】
従って、空芯コイルはこのような構成であるので、実施の形態３と同様の効果を奏するとともに、被測定導体部６５と各コイル本体３との位置関係が安定され、被測定導体部６５に流れる電流を正確に反映する誘導起電力が各コイル本体３に発生されるようになる。このことから、さらに電流センサの測定感度を向上させ、測定誤差を小さくすることができる。
【００９６】
また、被測定導体部６５は、絶縁性基板２及びコイル本体３を被覆した絶縁体上に形成された構成であるので、空芯コイルの製造工程内で被測定導体部６５を形成することができる。
【００９７】
なお、実施の形態５において、被測定導体部６５は、それぞれ１回ずつ各基板開口部４に通されているが、複数回通されてコイル本体３を巻回するように絶縁体上にパターンニング処理されていてもよい。このようにすれば、各コイル本体３に発生する誘導起電力がさらに大きくなり、電流センサの測定感度を向上させることができる。
【００９８】
また、被測定導体部６５は、絶縁性基板２の側面を利用して形成されているが、図１４に示すように、コイル本体３周囲の絶縁性基板２に貫通されて形成されていても構わない。
【００９９】
また、被測定導体部６５は、絶縁体上にメッキされて形成されることが望ましいが、絶縁性基板２及びコイル本体３を被覆する絶縁体上に形成できればどのような方法で形成しても構わない。
【０１００】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明に係る空芯コイルでは、巻き進みコイル部は、表面の基板開口部の周囲で略放射状に形成されて基板開口部に近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の第１表面導体部、裏面の基板開口部の周囲で略放射状に形成されて基板開口部の近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の第１裏面導体部、互いに隣接する第１裏面導体部のうちの一方の第１裏面導体部の内側端部と第１表面導体部の内側端部とを電気的に接続する複数の第１内側接続部、他方の第１裏面導体部の外側端部とこの第１表面導体部の外側端部とを電気的に接続する複数の第１外側接続部を有し、巻き戻しコイル部は、表面の基板開口部の周囲で各第１表面導体部と交互になるように略放射状に形成されて基板開口部に近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の第２表面導体部、裏面の基板開口部の周囲で各第１裏面導体部と交互になるように略放射状に形成されて基板開口部に近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の第２裏面導体部、互いに隣接する第２裏面導体部のうちの一方の第２裏面導体部の内側端部と第２表面導体部の内側端部とを電気的に接続する複数の第２内側接続部、他方の第２裏面導体部の外側端部と第２表面導体部の外側端部とを電気的に接続する複数の第２外側接続部を有しており、第２内側接続部及び第２外側接続部のいずれか一方は、絶縁性基板の厚さ方向に沿って視たときに、少なくとも１本の第２表面導体部に交差する渡り部をそれぞれ有しているので、一枚の絶縁性基板に巻き進みコイル部及び巻き戻しコイル部を容易に形成できる。また、第１内側接続部、第１外側接続部、第２内側接続部及び第２外側接続部の配置を調整することにより、巻き進み方向に沿って視たときに、巻き進みコイル部の導線によって囲まれる領域の面積と巻き戻し方向に沿って視たときの巻き戻しコイル部の導線によって囲まれる領域の面積とを同一にすることができ、各領域が互いに重なる部分の割合も大きくすることができる。従って、この空芯コイルが電流センサに用いられる場合、電流センサの測定感度が向上し、測定誤差が小さくなる。
【０１０１】
また、表面、裏面、及び表面と裏面とを貫通し、被測定導体が通される基板開口部を有する絶縁性基板と、基板開口部の周囲で導線が巻回されて構成され、基板開口部を囲むように絶縁性基板に設けられた巻き進みコイル部、及び基板開口部の周囲で導線が巻回されて構成され、巻き進みコイル部とともに基板開口部を囲むように絶縁性基板に設けられた巻き戻しコイル部を有し、被測定導体を流れる電流により巻き進みコイル部及び巻き戻しコイル部に発生する誘導起電力が電気的に同じ向きになるように巻き進みコイル部及び巻き戻しコイル部が直列に接続されて構成されたコイル本体とを備え、巻き進みコイル部及び巻き戻しコイル部は、表面の基板開口部の周囲で略放射状に形成されて基板開口部に近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の表面導体部、裏面の基板開口部の周囲で略放射状に形成されて基板開口部の近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の裏面導体部、互いに隣接する裏面導体部のうちの一方の裏面導体部の内側端部と表面導体部の内側端部とを電気的に接続する複数の内側接続部、及び他方の裏面導体部の外側端部と表面導体部の外側端部とを電気的に接続する複数の外側接続部をそれぞれ有し、絶縁性基板の厚さ方向に沿って視たときに、巻き進みコイル部及び巻き戻しコイル部のうちの一方は、各内側接続部が他方の各内側接続部よりも基板開口部に近い側に配置され、各外側接続部が他方の各外側接続部よりも基板開口部に近い側に配置されており、一方のコイル部は、外側接続部を介して互いに接続された表面導体部及び裏面導体部の各内側端部が、表面導体部及び裏面導体部の配列方向に沿って互いに離間されて配置され、他方のコイル部は、内側接続部を介して互いに接続された表面導体部及び裏面導体部の各外側端部が、配列方向に沿って互いに離間されて配置されているので、巻き進みコイル部の導線によって囲まれる正面領域の面積と巻き戻しコイル部の導線によって囲まれる正面領域の面積との面積差を小さくでき、外部電磁界による電流センサの測定誤差を小さくすることができる。
【０１０２】
また、被測定導体が通される複数の基板開口部を有する絶縁性基板と、各基板開口部をそれぞれ囲むように絶縁性基板に設けられた複数のコイル本体とを備え、複数のコイル本体は、被測定導体を流れる電流により各コイル本体に発生する誘導起電力が電気的に同じ向きになるように互いに直列に接続されているので、複数のコイル本体それぞれに誘導起電力を発生させて多くの誘導電流を得ることができる。従って、空芯コイルを電流センサに用いると、電流センサの測定感度を向上させることができる。
【０１０３】
また、基板開口部が開放されるように、少なくとも１つのコイル本体を絶縁性基板とともに分割する複数の分割体から構成され、複数の分割体が互いに接続されることにより基板開口部が形成されるようになっており、各分割体は、それぞれの導線を互いに着脱可能に電気的及び機械的に接続する接続手段を有しているので、各分割体を切り離すことにより基板開口部に容易に被測定導体を配置することができ、被測定導体の切断を不要にできる。
【０１０４】
また、複数の基板開口部を有する絶縁性基板と、各基板開口部をそれぞれ囲んで絶縁性基板に設けられた複数のコイル本体と、絶縁性基板及び複数のコイル本体を一括して被覆する絶縁体と、各基板開口部に通されるように絶縁体上に形成された被測定導体部とを備え、複数のコイル本体は、被測定導体部を流れる電流により各コイル本体に発生する誘導起電力が電気的に同じ向きになるように互いに直列に接続されているので、各コイル本体と被測定導体部との位置関係が安定し、被測定導体部の配置変動による測定誤差を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る空芯コイルを示す部分斜視図である。
【図２】図１の接続点付近のコイル本体３を示す部分拡大図である。
【図３】図１の基板開口部の外周に沿って視たときの巻き進みコイル部及び巻き戻しコイル部を示す配置図である。
【図４】図１の絶縁性基板の厚さ方向に沿って視たときの空芯コイルを示す正面図である。
【図５】図４の巻き進みコイル部を示す正面図である。
【図６】図４の巻き戻しコイル部を示す正面図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る空芯コイルを示す要部拡大図である。
【図８】図８は、図７の空芯コイルを絶縁性基板の厚さ方向に沿って視たときの正面図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係る空芯コイルを示す斜視図である。
【図１０】この発明の実施の形態４に係る空芯コイルを示す斜視図である。
【図１１】互いに切り離されている状態の主分割体及び切り離し分割体の要部拡大図である。
【図１２】実施の形態４に係る空芯コイルに取り付けられる被測定導体の一例を示す斜視図である。
【図１３】この発明の実施の形態５に係る空芯コイルを示す斜視図である。
【図１４】実施の形態５に係る他の例の空芯コイルを示す斜視図である。
【図１５】従来の空芯コイルを示す正面図である。
【図１６】図１５の空芯コイルの要部拡大図である。
【符号の説明】
１ 空芯コイル、２ 絶縁性基板、３ コイル本体、４ 基板開口部、５ 巻き進みコイル部、６，３１ 巻き戻しコイル部、８ 表面、９ 裏面、１０ 第１表面導体部、１１ 第１裏面導体部、１３ 第１内側接続部、１４ 第１外側接続部、１５ 第２表面導体部、１６ 第２裏面導体部、１８ 第２内側接続部、１９ 第２外側接続部、２１ 渡り部、５１ 主分割体（分割体）、５２ 切り離し分割体（分割体）、６１ ピン（接続手段）。
Claims (5)
- 表面、裏面、及び前記表面と前記裏面とを貫通し、被測定導体が通される基板開口部を有する絶縁性基板と、
前記基板開口部の周囲で導線が巻回されて構成され、前記基板開口部を囲むように前記絶縁性基板に設けられた巻き進みコイル部、及び前記巻き進みコイル部に重なりつつ導線が巻回されて構成され、前記基板開口部を囲むように前記絶縁性基板に設けられた巻き戻しコイル部を有し、前記被測定導体を流れる電流により前記巻き進みコイル部及び前記巻き戻しコイル部に発生する誘導起電力が電気的に同じ向きになるように前記巻き進みコイル部及び前記巻き戻しコイル部が直列に接続されて構成されたコイル本体と
を備え、
前記巻き進みコイル部は、前記表面の前記基板開口部の周囲で略放射状に形成されて前記基板開口部に近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の第１表面導体部、前記裏面の前記基板開口部の周囲で略放射状に形成されて前記基板開口部の近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の第１裏面導体部、互いに隣接する前記第１裏面導体部のうちの一方の前記第１裏面導体部の内側端部と前記第１表面導体部の内側端部とを電気的に接続する複数の第１内側接続部、及び他方の前記第１裏面導体部の外側端部と前記第１表面導体部の外側端部とを電気的に接続する複数の第１外側接続部を有し、
前記巻き戻しコイル部は、前記表面の前記基板開口部の周囲で各前記第１表面導体部と交互になるように略放射状に形成されて前記基板開口部に近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の第２表面導体部、前記裏面の前記基板開口部の周囲で各前記第１裏面導体部と交互になるように略放射状に形成されて前記基板開口部に近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の第２裏面導体部、互いに隣接する前記第２裏面導体部のうちの一方の前記第２裏面導体部の内側端部と前記第２表面導体部の内側端部とを電気的に接続する複数の第２内側接続部、及び他方の前記第２裏面導体部の外側端部と前記第２表面導体部の外側端部とを電気的に接続する複数の第２外側接続部を有しており、
前記第２内側接続部及び前記第２外側接続部のいずれか一方は、前記絶縁性基板の厚さ方向に沿って視たときに、少なくとも１本の前記第２表面導体部に交差する渡り部をそれぞれ有していることを特徴とする空芯コイル。 - 表面、裏面、及び前記表面と前記裏面とを貫通し、被測定導体が通される基板開口部を有する絶縁性基板と、
前記基板開口部の周囲で導線が巻回されて構成され、前記基板開口部を囲むように前記絶縁性基板に設けられた巻き進みコイル部、及び前記基板開口部の周囲で導線が巻回されて構成され、前記巻き進みコイル部とともに前記基板開口部を囲むように前記絶縁性基板に設けられた巻き戻しコイル部を有し、前記被測定導体を流れる電流により前記巻き進みコイル部及び前記巻き戻しコイル部に発生する誘導起電力が電気的に同じ向きになるように前記巻き進みコイル部及び前記巻き戻しコイル部が直列に接続されて構成されたコイル本体と
を備え、
前記巻き進みコイル部及び前記巻き戻しコイル部は、前記表面の前記基板開口部の周囲で略放射状に形成されて前記基板開口部に近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の表面導体部、前記裏面の前記基板開口部の周囲で略放射状に形成されて前記基板開口部の近い側の内側端部と遠い側の外側端部とを有する複数の裏面導体部、互いに隣接する前記裏面導体部のうちの一方の前記裏面導体部の内側端部と前記表面導体部の内側端部とを電気的に接続する複数の内側接続部、及び他方の前記裏面導体部の外側端部と前記表面導体部の外側端部とを電気的に接続する複数の外側接続部をそれぞれ有し、
前記絶縁性基板の厚さ方向に沿って視たときに、前記巻き進みコイル部及び前記巻き戻しコイル部のうちの一方は、各前記内側接続部が他方の各前記内側接続部よりも前記基板開口部に近い側に配置され、各前記外側接続部が前記他方の各外側接続部よりも前記基板開口部に近い側に配置されており、
前記一方は、前記外側接続部を介して互いに接続された表面導体部及び裏面導体部の各内側端部が、前記表面導体部及び前記裏面導体部の配列方向に沿って互いに離間されて配置され、
前記他方は、前記内側接続部を介して互いに接続された表面導体部及び裏面導体部の各外側端部が、前記配列方向に沿って互いに離間されて配置されていることを特徴とする空芯コイル。 - 被測定導体が通される複数の基板開口部を有する絶縁性基板と、
各前記基板開口部をそれぞれ囲むように前記絶縁性基板に設けられた複数のコイル本体と
を備え、
前記複数のコイル本体は、前記被測定導体を流れる電流により各前記コイル本体に発生する誘導起電力が電気的に同じ向きになるように互いに直列に接続されていることを特徴とする空芯コイル。 - 前記基板開口部が開放されるように、少なくとも１つの前記コイル本体を前記絶縁性基板とともに分割する複数の分割体から構成され、前記複数の前記分割体が互いに接続されることにより前記基板開口部が形成されるようになっており、
各前記分割体は、それぞれの導線を互いに着脱可能に電気的及び機械的に接続する接続手段を有していることを特徴とする請求項３に記載の空芯コイル。 - 複数の基板開口部を有する絶縁性基板と、
各前記基板開口部をそれぞれ囲んで前記絶縁性基板に設けられた複数のコイル本体と、
前記絶縁性基板及び前記複数のコイル本体を一括して被覆する絶縁体と、
各前記基板開口部に通されるように前記絶縁体上に形成された被測定導体部と
を備え、
前記複数のコイル本体は、前記被測定導体部を流れる電流により各前記コイル本体に発生する誘導起電力が電気的に同じ向きになるように互いに直列に接続されていることを特徴とする空芯コイル。
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