JP2011149827A - 通電情報計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被測定電路を構成する電線径に応じて全体の大きさを変えることの可能な通電情報計測装置を提供する。
【解決手段】この通電情報計測装置は、磁界センサ１０と、被測定体としての電路４０を構成する一次導体に対して所定の位置関係を維持するように磁界センサを保持する第１のケース部２０と、第１のケース部２０に相対向して配置され、電路を囲むように保持する第２のケース部３０とを具備し、第１および第２のケース部２０，３０は、それぞれ断面コの字状の磁性材料からなる第１及び第２のシールド部材２２，３２を有し、各シールド部材２２，３２は、電路４０と前記磁界センサ１０とを覆うように相対向して配置され、その先端部は対向を避けてずらして配置され、第１及び第２のシールド部材２２，３２の重なりを変化させるように、第２のケース部３０は第１のケース部２０に対して移動可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、通電情報計測装置にかかり、特に磁性薄膜をセンサとして用いた電流センサや、磁性薄膜をセンサとして用い、電流および電圧を入力して、両入力から得られる電力に相当する信号を直接出力する電力計測装置など、電流や電圧などの通電情報を計測する通電情報計測装置に関する。

高精度の計測を必要とする通電情報計測装置において、従来の電流センサは、電路の外周を囲む形状をした磁性体を積層したコアと、コアにトロイダル状に巻きつけたコイルと、コアおよびコイル部の外側に全体を囲むように配置されたシールド部材と筐体および信号線とから構成されている。

例えば、特許文献１では、図１７に断面説明図を示すように、電流センサ１０１は、通電された被検出電線Ｄの外周に近接配置されるとともに、この被検出電線の周囲に生じる磁界の強さに応じて電圧を発生する、磁気インピーダンス素子１０２と、この磁気インピーダンス素子１０２に電流を供給してこの磁気インピーダンス素子を駆動させる駆動回路を備えた回路部１０５と、この磁気インピーダンス素子１０２に発生する電圧に基づいて、被検出電線Ｄに通電された電流値を求める演算部１０９とを具備している。磁気インピーダンス素子１０２は、非磁性体からなる筐体部１１１（１１１ａ、１１１ｂ）に保持されており、筐体部１１１の外周には外乱磁界を遮断するための磁気シールドを構成するシールド部材１１３が設けられている。磁界は、高感度な磁気インピーダンス素子１０２によって検出されるため、この装置では、被検出電線Ｄに通電される電流は安定して検出される。ここで筐体部１１１（１１１ａ、１１１ｂ）は、被検出電線Ｄを保持するための保持部１１２（１１２ａ、１１２ｂ）を有している。

また図１８に斜視図、図１９に断面図を示すような通電情報計測装置も提案されている。この装置では磁界センサとして電流検出コイル１１０を備えた第１のケース部２１１と、被検出電線Ｄを収納するための凹部を備えた第２のケース部２１２とを用いており、これら第１及び第２のケース部にはコアが埋め込まれるとともにその外側にシールド部材１１３が埋め込まれている。

特開２０００−２５８４６４号公報

しかしながら、このセンサにおいては、貫通する電路の位置のずれの影響が少なくなるよう、電路を囲む磁性体を用いているため、計測装置が大型化するという問題があった。また、電路を構成する電線を囲むように磁性体で磁路を構成した場合、磁路は電線によらず一定とする必要があるため複数の電線径に対応するようにするためには、小さい電線径においても大きな磁路が必要となってしまう。
またこの問題を解決するために電線と磁界センサとを覆うように磁性体からなるシールド部材を配置することが考えられるが、そのままでは電線径が小さい場合にも大きな磁路が必要となってしまうことになる。
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、被測定電路を構成する電線径に応じて全体の大きさを変えることの可能な通電情報計測装置を提供することを目的とする。

そこで本発明の通電情報計測装置は、磁界センサと、被測定体としての電路を構成する一次導体に対して所定の位置関係を維持するように前記磁界センサを保持する第１のケース部と、前記第１のケース部に相対向して配置され、前記電路を囲むように保持する第２のケース部とを具備し、前記第１および第２のケース部は、それぞれ断面コの字状の磁性材料からなる第１及び第２のシールド部材を有し、前記各シールド部材は、前記電路と前記磁界センサとを覆うように相対向して配置され、その先端部は対向を避けてずらして配置され、前記第１及び第２のシールド部材の重なりを変化させるように、前記第２のケース部は前記第１のケース部に対して移動可能である。
この構成によれば、第１及び第２のケース部はそれぞれ断面コの字状の磁性材料からなる第１及び第２のシールド部材を有し、これらは被測定電路を覆うように配置され、電路を構成する電線径に応じて第２のケース部と第１のケース部とを相対移動させることで、対向する方向にずれることが可能となり、電線径に応じて全体の大きさを変えることができ、ひとつの筐体で種々の径の電線に対応する構成とすることができる。またシールド部材の先端が重なり合うようにすることで、磁路の磁気抵抗をより小さくすることができ、外部電線などによる磁界の影響を抑制し、より高精度の計測が可能となる。

また、本発明は、上記通電情報計測装置であって、前記磁界センサは、磁気抵抗効果を用いたセンサであり、その検出方向が前記基板平面上に沿うように基板上に形成され、前記保持部は、前記基板が前記電路の中心と前記磁界センサの中心との距離を一定とするように、前記基板を固定するものを含む。
この構成によれば、磁気抵抗効果を用いた磁界センサを基板上に形成することで、コイルが不要となり、より位置精度を高めることが可能となるとともに、小型化が容易となる。

また、本発明は、上記通電情報計測装置であって、前記第２のケース部は、前記磁界センサを収容する第１のケース部に対し、前記電路断面上の中心と前記磁界センサの中心を結ぶ線分に沿って可動で、前記電路を構成する一次導体を挟んで固定するように構成されたものを含む。
この構成によれば、位置精度を保持しつつ、電路を構成する電線径に応じて外形を変えることができ、より、小型化が容易となる。

また、本発明は、上記通電情報計測装置であって、前記第２のケース部のシールド部材の方が前記第１のケース部のシールド部材よりも幅広であるものを含む。
この構成によれば、対象となる電線から検出すべき磁界に対し、シールドが干渉しないように配置することができ、かつ小型化が可能となる。

また、本発明は、上記通電情報計測装置であって、前記第１のケース部のシールド部材は二重構造であるものを含む。
この構成によれば、磁界センサの横方向にシールド部材を二重構造で配置することになり、外部電線などの磁界の影響をより抑制することができ、高精度の計測が可能となる。

また、本発明は、上記通電情報計測装置であって、前記第１のケース部は、前記磁界センサの検出方向が電路断面上の中心と前記磁界センサの中心を結ぶ線分に垂直な方向と一致するとともに、前記電路断面上で前記電路の中心と前記磁界センサの中心との距離が一定となるように、前記電路に前記磁界センサを保持するように構成されたものを含む。
この構成によれば、より高精度に磁界センサに対して電路を位置決めすることができ、演算が容易となる。

また、本発明は、上記通電情報計測装置であって、前記磁界センサが、交流が流れる前記一次導体に対し、平行となるように配置された磁性薄膜と、前記一次導体に接続され、前記磁性薄膜に抵抗体を介して素子電流を供給する入出力端子を備えた給電部と、前記磁性薄膜両端の出力を検出する検出部とを具備したものを含む。
この構成によれば、検出方向と被測定体である一次導体との位置関係を高精度に維持することができ、位置ばらつき補正を行うことなく高精度の電流、電圧などの通電情報の計測が可能であり、小型化を図るとともに低コスト化を図ることが可能となる。

以上説明してきたように、本発明によれば、電路を構成する電線径に応じて外形を変えることができ、ひとつの筐体でさまざまな径の電線に対応して高精度で信頼性の高い、電流、電力などの通電情報の計測を実現することが可能となる。

本発明の実施の形態１の電力測定装置の説明図 本発明の実施の形態１の電力測定装置の斜視図 本発明の実施の形態１の電力測定装置の断面図 本発明の電力測定装置の概要説明図 本発明の電力測定装置の等価回路図 本発明の電力測定装置の原理説明図 本発明の電力計測装置の説明図 本発明の実施の形態２の電力計測装置の説明図 本発明の実施の形態３の電力計測装置の説明図 本発明の実施の形態３の電力測定装置の断面図 本発明の実施の形態４の電力計測装置の断面図 本発明の実施の形態４の電力計測装置の上面図 本発明の実施の形態４の電力計測装置の斜視図 本発明の実施の形態５の同電力計測装置を示す図 本発明の実施の形態６の同電力計測装置を示す図 本発明の実施の形態６の同電力計測装置を示す図 従来例の電力計測装置を示す図 従来例の電力計測装置を示す図 従来例の電力計測装置を示す図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１の通電情報計測装置としての電力計測装置は、磁界センサ１０と被測定体である電路４０としての電線の位置精度を高めつつ、異なる径の電線に対しても外形を調整しつつ装着可能で、容易に信頼性の高い測定精度を得ることができるようにしたものである。図１に説明図、図２に斜視図、図３に断面図を示すように、磁界センサ１０と、前記磁界センサ１０を被測定体としての電路４０を構成する一次導体を囲むように保持する第１及び第２のケース部２０，３０からなる保持部とを有する。そして第１および第２のケース部２０，３０は、それぞれ断面コの字状の磁性材料からなる第１及び第２のシールド部材２２，３２を有し、前記各シールド部材２２，３２は、前記電路と前記磁界センサとを覆うように相対向して配置され、その先端部は対向を避けてずらして配置され、前記第１及び第２のシールド部材の重なりを変化させるように、第２のケース部３０は第１のケース部２０に対して矢印Ａの方向に移動可能である。８０は外部電線であるが、第１及び第２のシールド部材２２，３２の存在によりこれらの外部電線８０の影響を受けることなく、高精度の計測が可能となる。

そして、この保持部を構成する第１及び第２のケース部２０，３０によって、磁界センサ１０の検出方向Ｄｓが電路４０断面上の中心Ｏｃと磁界センサ１０の中心Ｏｓを結ぶ線分Ｌｏに垂直な方向と一致するとともに、電路４０断面上で電路４０の中心Ｏｃと磁界センサ１０の中心Ｏｓとの距離が一定となるように、電路４０に磁界センサ１０を保持している。

この磁界センサ１０は、以下に詳述するが、磁気抵抗効果を用いたセンサであり、その検出方向Ｄｓが基板１１の平面上に沿うように基板上に形成された磁性体薄膜と配線パターンとからなるセンサ部１２を、第１のケース部２０とこれに係合する第２のケース部３０とからなる保持部によって、基板１１が電路４０の中心Ｏｃと磁界センサ１０のセンサ部１２の中心Ｏｓとの距離を一定とするように、基板１１を固定する。

そしてこの保持部は、第１のケース部２０とこれに係合する第２のケース部３０とで構成される。そしてこの第１のケース部２０内に磁界センサ１０が固定され、第２のケース部３０は電路４０を挿通させる挿通穴３５を有し、この挿通穴３５に両側から突出する弾性片３３によって、電路４０を構成する一次導体が保持されている。このようにして、第１のケース部２０の磁界センサ１０の中心Ｏｓを通り磁界センサ１０の検出方向Ｄｓに沿った線分に対して対称となるように電路４０が磁界センサ１０に位置決めされる。

そして、この一次導体としての電線４１はほぼ円形の断面を有し、第２のケース部３０に形成される挿通穴３５は、第１のケース部２０との対向面側に開口し、第２のケース部３０から突出する弾性片３３が、この電線４１を覆う外皮４２の形状に沿った形状を構成し、弾性的に固定する。

また、第２のケース部３０は、第１のケース部２０に対し固定可能でかつ弾性を有する係合部としての溝部３４を有し、第１のケース部は上記溝部３４に係合する係合片２４を具備しており、上記線分Ｌ_０に沿ってこの溝部３４が複数個配設されている。
第２のケース部３０は、第１のケース部２０よりも小型に形成され、第１のケース部２０の内面をガイドとして基板法線方向に移動可能であり、第２のケース部３０の側面には複数の溝部３４が平行に形成され、第１のケース部２０に形成された係合片２４の先端と係合し、両者の位置関係を任意の溝位置で固定することができるため、大きさの異なる電路に対して、最適な位置で固定することができる。この係合片２４は樹脂製である。

さらにまた、第１および第２のケース部は、それぞれ断面コの字状の磁性材料からなるシールド部材２２、３２を有し、前記各シールド部材２２、３２は、前記電路と前記磁界センサとを覆うように相対向して配置され、その先端部は対向を避けてずらして配置されている。

このように、本実施の形態では、電路４０の大きさに応じて挿通穴３５の容積が調整可能に形成されている。
この構成によれば、電路４０と磁界センサ１０の位置関係を固定することができ、位置ばらつきの補正を行うことなく高精度の電力計測が可能であり、小型化を図るとともに低コスト化を図ることが可能となる。
また、磁気抵抗効果を用いた薄膜磁界センサを基板上に形成することで、コイルが不要となり、より位置精度を高めることが可能となるとともに、小型化が容易となる。
さらにまた、複数の溝部３４に対して係合片２４を係合可能であり、電路断面上の中心と磁界センサ１０の中心を結ぶ線分に沿って可動であり、電路を保持するように構成されているため、この電力計測装置は、径の異なる一次導体に対しても取り付けが容易である。
また、シールド部材２２，３２が対向を避けてずらして配置され、一部で重なるように入れ子状に配置されているため、シールド効果が高く、磁界センサの近傍にある被計測電路以外の外部電線などによる磁界の影響を抑制することができる。

次に、本発明の実施の形態で用いた電力計測装置の測定原理について説明する。

この電力計測装置では、強磁性体内において、電流と磁化のなす角度によりその磁性体の電気抵抗値が変わる現象であるプレーナホール効果を利用し、バイアス磁界なしで線形特性を得ることができる点に着目し、電力に比例する信号成分を取り出すようにしている。図４および５にこの測定原理を示す。図４はこの電力測定装置の測定原理を示す概要説明図、図５は等価回路図である。
ここで用いられる磁界センサは、外部磁界の変化を電気信号に変換する素子であり、磁界検出膜としての強磁性薄膜３をパターニングし、その磁界検出膜のパターンに電流を流し電圧変化として外部磁界の変化を電気信号に変換するものである。
ここで図４に示すように、強磁性薄膜はＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４からなる抵抗ブリッジとみなすことができる。

となり、直流成分の項(第１項)と、交流成分の項(第２項)とに分けられる。
すなわち、抵抗ブリッジが零磁界でＶｍｒ＝０の場合（Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４）、印加磁界により現れる出力Ｖｍｒは抵抗変化率に比例する。

これは以下の理由による。
抵抗変化率ΔＲ１／Ｒ１はＩ_１に比例し、強磁性薄膜にかかる電圧ＶｂはＩ_２に比例するよう設計可能であるため、Ｖｍｒ出力はＩ_１とＩ_２の積に比例する。すなわち電力に比例する信号成分である。Ｉ_１とＩ_２を瞬時式に展開すると、Ｖｍｒは、（ＤＣ項）＋（２ω項）である。

一般に抵抗ブリッジは不平衡であるため、それはω項として現れるがこの成分は電力には無関係である。さらに正確にいうと、不平衡度が多ければ大きい値になるので、不平衡度合いと電力成分を分離できない。

そこで、第１項である直流成分の項をとりだすことで、直接電力を取り出すことが可能となる。

次に、本発明の電力計測装置で用いられる磁界センサの測定原理について説明する。
本発明では、磁性薄膜として用いる強磁性薄膜３に対し、素子電流方向に対し直交する方向に出力取り出しを行うようにするとともに、出力取り出し方向に対してほぼ対称となるようにしている。

つまり図６に原理説明図を示すように、円形の強磁性薄膜３のパターンの中心に対して対称な位置にあり、この強磁性薄膜パターンの周縁上にある点Ａ，Ｂを通電部とし、この線分ＡＢに直交するとともに、円の中心を通る線分ＣＤを出力取り出し方向としている。

このとき、図５に示すように、強磁性薄膜３にその直径方向に沿って配置された導体に電流Ｉ_１を流し、その電流によって生じる磁界をＨ、素子の持つ自発磁化をＭとしたとき、磁界Ｈ、素子の持つ自発磁化Ｍを合成した磁束密度ベクトルをＢ_Ｍ０とするとともに電流密度ベクトルと磁束密度ベクトルのなす角をθと、強磁性薄膜３の点Ａ−Ｂ間の抵抗をＲ、磁界によって変化する点Ａ−Ｂ間の抵抗値の最大値をΔＲとすると、
点Ｃ−Ｄ間の電圧Ｖ_ＣＤは、電圧Ｖ_ＡＣと電圧Ｖ_ＡＤとの差で表すことができる。
これを数式化すると、
Ｖ_ＣＤ＝Ｉ_２（ΔＲｓｉｎ２θ） （３）
で表すことができる。ここでＩ_２は素子電流である。
つまり交流磁界を印加した時、正負を判定することができる。
そして、磁界を印加しないときのオフセットがなく、ゼロとなるため回路構成を簡単にすることができる。

この構成によれば、強磁性薄膜（端部間）の電圧を検出する検出部（Ｃ，Ｄ）との間に電流Ｉ_１を流し、その電流によって生じる磁界をＨ、素子の持つ自発磁化をＭとしたとき、磁界Ｈ、素子の持つ自発磁化Ｍを合成した磁束密度ベクトルをＢ_Ｍ０とするとともに電流密度ベクトルと磁束密度ベクトルのなす角をθと、強磁性薄膜３の点Ａ−Ｂ間の抵抗をＲ、磁界によって変化する点Ａ−Ｂ間の抵抗値の最大値をΔＲとすると、点Ｃ−Ｄ間の電圧Ｖ_ＣＤは、電圧Ｖ_ＡＣと電圧Ｖ_ＡＤとの差で表すことができる。

図７にこの電力計測装置の説明図を示す。この電力計測装置は、交流が流れる一次導体に対し、平行となるように配置された強磁性薄膜と、前記一次導体に接続され、前記強磁性薄膜に抵抗体を介して素子電流を供給する入出力端子を備えた給電部と、前記強磁性薄膜端両端の出力を検出する検出部とを具備した磁界センサ１０と、前記検出部の出力から直流成分を抽出する直流成分抽出部６０とを具備したことを特徴とする。

ここで磁界センサ１０の給電部は、負荷としての抵抗体９を介して交流電源８に接続されている。また検出部に接続された直流成分抽出部６０は、アンプ６１と、Ａ／Ｄ変換器６２と、ＣＰＵ６３とで構成される。
また、この電力計測装置は、プリント配線基板からなる回路基板１１上に配線パターンを介して実装されたセンサ部１２とで磁界センサ１０を構成している。このプリント配線基板上の回路パターンに半田接続されたチップ部品からなるアンプ６１と、Ａ／Ｄ変換器６２と、ＣＰＵ６３とが接続されて構成されている。

ここで図７に示すように、磁界センサが直流成分抽出部６０とともに、回路基板１１上に形成されているため磁界センサの強磁性薄膜とアンプ６１の入力線とで囲む面Ｓが一次導体電流Ｉ_１によって生じる磁束を横切らないので、鎖交磁束による不要な誘導記電力の影響を低減することができる。また薄型化および小型化が可能となる。

また、本発明は、上記電力計測装置において、前記強磁性薄膜は、前記素子電流の方向に対して磁気抵抗が対称となるように形成される。

としたとき、θ＝π／４の磁界印加のときにＶｍｒは最大値をとるが、出力取り出し点において対称である構成のときに最も効率よく信号を取り出すことができる。このように上記構成によれば、素子電流の方向に対して磁気抵抗が対称となるように形成されているため、Ｖｍｒ出力の最大値を大きく取ることができ、システムとしてのＳ／Ｎ比が向上する。
従って上記構成によれば、高精度の電力計測が可能となる。

このように、本実施の形態によれば、強磁性体内において、電流と磁化のなす角度によりその磁性体の電気抵抗値が変わる現象であるプレーナホール効果を利用し、バイアス磁界なしで線形特性を得ることができる点に着目し、電力に比例する信号成分を取り出すようにし直流成分抽出部によって、検出部の出力から直流成分を抽出するものであるが、このとき、前述したようにセンサ部に対して電路を高精度に固定し、素子電流の方向に対して磁気抵抗が対象となるように配置しているため、抽出した波形は電流×電圧×力率成分となっているため、電力であり、波形から掛け算をすることなく直接計測することができるため、容易でかつ高精度の電力検出が実現可能である。

(実施の形態２)
次に本発明の実施の形態２について説明する。
前記実施の形態１では、磁界センサ１０を収納する第１のケース部２０においてはシールド部材を一重構造で構成したが、本実施の形態では、磁界センサ１０をより強力に保護するために第１のシールド部材２２を図８に示すように二重構造にしたことを特徴とするものである。
この構成によれば、より確実なシールドが可能となり、外部電線８０に起因する磁界の影響を回避することが可能となる。

(実施の形態３)
次に本発明の実施の形態３について説明する。
図９は説明図、図１０は断面図である。前記実施の形態１および２では、磁界センサ１０を収納する第１のケース部２０の第１のシールド部材が外側に位置するように構成したが、本実施の形態では第１のケース部２０の第１のシールド部材が内側に位置するように構成している。
この構成によれば、測定電線からの磁束がシールド側に回りやすくなり前記実施の形態１の構成に比べ、磁界センサの感度が若干低下するという欠点があるが、蓋をかぶせればよいため、埃がたまりにくく、誤動作が若干低減されるという効果がある。

(実施の形態４)
次に本発明の実施の形態４について説明する。
前記実施の形態１では、弾性片３３によって弾性的に電路４０を保持したが、本実施の形態では、突出片に代えて凹部３７ａを形成したブロック３６を装着したことを特徴とする。すなわち、図１１に断面図、図１２に上面図、図１３（ａ）に斜視図を示すように、第１のケース部２０の磁界センサ１０の中心Ｏｓを通り磁界センサ１０の検出方向Ｄｓに沿った線分に対して対称で、次第に幅が狭くなるように形成された断面円弧状の凹部３７ａを有するブロックを装着しており、挿通穴３５の凹部３７ａ断面の２点で電路４０を構成する一次導体が接するように構成している。

ここでも電路を固定する保持部は、第１のケース部２０とこれに係合する第２のケース部３０とで構成される。そしてこの第１のケース部２０内に磁界センサ１０が固定され、第２のケース部３０の内壁にブロック３６が装着され、このブロックが電路４０を挿通させる挿通穴３５を形成している。この挿通穴３５は、第１のケース部２０の磁界センサ１０の中心Ｏｓを通り磁界センサ１０の検出方向Ｄｓに沿った線分に対して対称で、次第に幅が狭くなるように形成された凹部３７ａを有し、挿通穴３５の凹部３７ａに電路４０を構成する一次導体が接するように構成される。

そして、この一次導体としての電線４１はほぼ円形の断面を有し、第２のケース部３０に形成される挿通穴３５は、第１のケース部２０との対向面側に開口し、前記第１のケース部２０から最も遠い側に位置する凹部３７ａの底面が、この電線４１を覆う外皮４２の形状に沿った形状を構成する。
このように、第２のケース部３０に設けられたブロック３６の凹部３７ａの曲線が、入り口での開口距離Ｌ１に比べて奥に行くほど小さくなるように形成されている。
Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３

また、図１２に示す上面図から明らかなように、凹部３７ａは電路４０の長手方向に対し、磁界センサ１０の長さよりも長く、磁界センサ１０を挟んで両側に電路４０を固定できるように構成されている。
このため、長手方向に対して癖がつき歪みをもつ一次導体を用いて電路４０を形成する場合にも一次導体の形状を補正し、確実に磁界センサの中心に合わせることができる。

また、この形状により、幅の大きな電路は入口に近い部分で第２のケース部３０のブロック３６に当接し、幅の狭い電路は奥まった部分で第２のケース部３０のブロック３６に接することになり、さまざまな大きさの電路に対して、常に２か所以上で安定して挟み込むことができる形状となっている。

なお、前記実施の形態では図１３（ａ）に斜視図を示すように、ブロック３６の内壁全体で凹部３７ａを形成しているため、安定して支持することができる。
これに対し、図１３（ｂ）に斜視図を示すように、ブロック３６の外郭のみに凹部３７ｓを形成し、支持するようにしてもよい。この場合はより密着性が良好となるという効果がある。

(実施の形態５)
次に本発明の実施の形態５について説明する。
前記実施の形態４では、断面円弧状の凹部３７ａを形成したブロック３６を用いたが、本実施の形態では、断面がテーパ状をなす凹部３７ｂを有するブロックを第２のケース部３０の内壁に装着したことを特徴とする。すなわち、図１４に断面図を示すように、第１のケース部２０の磁界センサ１０の中心Ｏｓを通り磁界センサ１０の検出方向Ｄｓに沿った線分に対して対称で、次第に幅が狭くなるように形成された凹部３７ｂを有するブロックを装着しており、挿通穴３５の凹部３７ｂ断面の２点で電路４０を構成する一次導体が接するように構成している。
ここでも電路を固定する保持部は、第１のケース部２０とこれに係合する第２のケース部３０とで構成される。そしてこの第１のケース部２０内に磁界センサ１０が固定され、第２のケース部３０の内壁にブロック３６が装着され、このブロックが電路４０を挿通させる挿通穴３５を形成している。この挿通穴３５は、第１のケース部２０の磁界センサ１０の中心Ｏｓを通り磁界センサ１０の検出方向Ｄｓに沿った線分に対して対称で、次第に幅が狭くなるように形成された凹部３７ｂを有し、挿通穴３５の凹部３７ｂ断面の２点で電路４０を構成する一次導体が接するように構成される。

そして、この一次導体としての電線４１はほぼ円形の断面を有し、第２のケース部３０に形成される挿通穴３５は、第１のケース部２０との対向面側に開口し、前記第１のケース部２０から最も遠い側に位置する凹部３７ｂの底面が、この電線４１を覆う外皮４２の形状に沿った形状を構成する。

このように、第２のケース部３０に設けられたブロック３６の凹部３７ｂの曲線が、入り口での開口距離Ｌ１に比べて奥に行くほど小さくなるように形成されている。
Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３

この形状により、幅の大きな電路は入口に近い部分で第２のケース部３０のブロック３６に当接し、幅の狭い電路は奥まった部分で第２のケース部３０のブロック３６に接することになり、さまざまな大きさの電路に対して、常に２か所以上で安定して挟み込むことができる形状となっている。

(実施の形態６)
次に本発明の実施の形態６について説明する。
前記実施の形態４では、断面円弧状の凹部３７ａを形成したブロック３６を用いたが、本実施の形態では、図１５に示すように、底面が、複数の径をもつ円弧形状の組み合わせからなり、前記第１のケース部から遠い側に位置するものほどその半径が小さくなるように形成された凹部３７ｃをもつブロック３６を用いたことを特徴とする。
図１６（ａ）は径Ｒ１の大きい電路４０を用いた場合、図１６（ｂ）は径Ｒ３の小さい電路４０を用いた場合を示す図である。いずれの場合も確実に電路と磁界センサとの距離を一定に配置することができる。

この構成によれば、大きな径をもつ複数の円弧から小さい径の円弧を順に入口から並べた形状を構成し、いずれも左右対称であるため、サイズの異なる電路に対しても確実に磁界センサに対して一定距離をなすように配置することができる。

なお、前記実施の形態において、磁界センサとしては、ガラス基板などの基板上に直接磁性体薄膜パターンを形成したものを用いてもよいが、一旦チップを形成し、これをガラス基板やプリント配線板などにワイヤボンディング法や、フリップチップ法で実装するようにしてもよい。またチップ内に、処理回路も含めて集積化することでより高精度で信頼性の高い磁界センサを提供することが可能となる。

なお前記実施の形態に限定されるものではなく、磁性薄膜の出力取り出し方向を素子電流方向に対し直交する方向とするとともに、素子電流の方向に対して磁気抵抗が対称となるように形成するものであれば適用可能であり、方向の正負を判定することができ、かつ磁界を印加しないときのオフセットがなくなるため回路構成を簡単にすることができる。
また前記実施の形態では強磁性薄膜を用いた磁界センサを用いたが、これに限定されることなく他の磁界センサを用いてもよい。

以上説明してきたように、本発明の通電情報計測装置によれば、異なる電線径の電路に対して、適用でき外形を小さくすることができ、小型で信頼性の高い通電情報の計測が可能となる。

３ 強磁性薄膜（（環状）パターン）
Ａ，Ｂ 点（給電部）
Ｃ，Ｄ 点（検出部）
１０ 磁界センサ
１１ 基板
１２ センサ部（磁性薄膜）
２０ 第１のケース部
２２ シールド部材
２４ 係合片
３０ 第２のケース部
３２ シールド部材
３３ 弾性片
３４ 溝部
３５ 挿通穴
４０ 電路
４１ 電線
４２ 外皮

Claims (7)

1. 磁界センサと、
   被測定体としての電路を構成する一次導体に対して所定の位置関係を維持するように前記磁界センサを保持する第１のケース部と、
   前記第１のケース部に相対向して配置され、前記電路を囲むように保持する第２のケース部とを具備し、
   前記第１および第２のケース部は、それぞれ断面コの字状の磁性材料からなる第１及び第２のシールド部材を有し、
   前記各シールド部材は、前記電路と前記磁界センサとを覆うように相対向して配置され、
   その先端部は対向を避けてずらして配置され、前記第１及び第２のシールド部材の重なりを変化させるように、前記第２のケース部は前記第１のケース部に対して移動可能である通電情報計測装置。
2. 請求項１に記載の通電情報計測装置であって、
   前記磁界センサは、磁気抵抗効果を用いたセンサであり、
   その検出方向が前記基板平面上に沿うように基板上に形成され、
   前記第１のケース部は、前記基板が前記電路の中心と前記磁界センサの中心との距離を一定とするように、前記基板を固定するものである通電情報計測装置。
3. 請求項１に記載の通電情報計測装置であって、
   前記第２のケース部は、
   前記磁界センサを収容する第１のケース部に対し、
   前記電路断面上の中心と前記磁界センサの中心を結ぶ線分に沿って可動で、
   前記電路を構成する一次導体を挟んで固定するように構成された通電情報計測装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の通電情報計測装置であって、
   前記第２のケース部のシールド部材の方が前記第１のケース部のシールド部材よりも幅広である通電情報計測装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の通電情報計測装置であって、
   前記第１のケース部のシールド部材は二重構造である通電情報計測装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の通電情報計測装置であって、
   前記第１のケース部は、前記磁界センサの検出方向が電路断面上の中心と前記磁界センサの中心を結ぶ線分に垂直な方向と一致するとともに、
   前記電路断面上で前記電路の中心と前記磁界センサの中心との距離が一定となるように、前記電路に前記磁界センサを保持するように構成された通電情報計測装置。
7. 請求項１乃至６に記載の通電情報計測装置であって、
   前記磁界センサが、交流が流れる前記一次導体に対し、平行となるように配置された磁性薄膜と、
   前記一次導体に接続され、前記磁性薄膜に抵抗体を介して素子電流を供給する入出力端子を備えた給電部と、
   前記磁性薄膜両端の出力を検出する検出部とを具備した通電情報計測装置。

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