JP2015158474A - Current sensing coil - Google Patents

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淳平 遠藤
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Yusuke Miyamura
雄介 宮村
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明実 塩川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a current sensing coil which is less susceptible to influence of external magnetic fields, allows for increasing the number of windings of toroidal coils using a circuit board of a conventional size, and has a reduced number of through-holes, which improves yield.SOLUTION: A current sensing coil has a circuit substrate having an opening and comprising a plurality of conductive layers and a plurality of insulating layers alternately laminated, and toroidal coils formed surrounding the opening, the toroidal coils being a forward wound coil and a reverse wound coil, which are wound in opposite directions with respect to a magnetic field parallel to a lamination direction of the circuit board. Through-holes 61, 81 are formed alternately along two circles having large and small diameters at respective predetermined intervals. Pairs of portions 11a and 31a, 11b and 21b, 21a and 41a, 31b and 41b of conductive patterns formed on the plurality of conductive layers to form the forward wound coil and reverse wound coil overlap with each other when viewed in the lamination direction of the circuit board.

Description

本発明は、分電盤などにおいて電流検出センサとして用いられる電流検出コイル、特に
ロゴスキーコイルに関する。
The present invention relates to a current detection coil used as a current detection sensor in a distribution board or the like, and more particularly to a Rogowski coil.

ロゴスキーコイルは、分電盤などにおいて電流検出センサとして用いられているが、L
ED電球をはじめとして電気機器の省エネ化が進んでおり、より少ない電流を検出できる
ように、高感度化が求められている。ところで、ロゴスキーコイルはコアレスであるため
、磁気飽和せず、磁気損失による発熱やヒステリシス誤差がないといったメリットを有す
る反面、出力電圧が低く、外部磁界の影響によりS/Nが低下するというデメリットを有
している。
Rogowski coils are used as current detection sensors in distribution boards, etc.
Energy saving is progressing in ED bulbs and other electrical equipment, and higher sensitivity is required so that less current can be detected. By the way, since the Rogowski coil is coreless, it has the merits that it does not saturate magnetically and there is no heat generation due to magnetic loss and no hysteresis error. Have.

外部磁界による影響について、図11を参照しつつ説明する。図11において、(a)
は参考として磁性体によるトロイダルコアの周囲にトロイダルコイルを巻回した一般的な
CT(変流器)の構成を示し、(b)はコアレスのロゴスキーコイルの構成を示す。また
、(c)は紙面に垂直な方向の外部磁界に対して一般的なCTが囲む面積を示し、(d)
は紙面に垂直な方向の外部磁界に対してロゴスキーコイルが囲む面積を示す。
The influence of the external magnetic field will be described with reference to FIG. In FIG. 11, (a)
Shows a configuration of a general CT (current transformer) in which a toroidal coil is wound around a toroidal core made of a magnetic material, and (b) shows a configuration of a coreless Rogowski coil. Further, (c) shows an area surrounded by a general CT with respect to an external magnetic field in a direction perpendicular to the paper surface. (D)
Indicates the area enclosed by the Rogowski coil with respect to the external magnetic field in the direction perpendicular to the paper surface.

図11(a)に示すように、一般的なCTは、トロイダルコアの周囲に導体を螺旋状に
巻き進め、トロイダル方向に一周して巻き終わるため、そのトロイダル方向に垂直な方向
(すなわち、紙面に垂直な方向)の磁界に対しては、1ターンのコイルと等価である。そ
のため、図11(c)に示すように、トロイダル方向に垂直な方向の外部磁界に対しては
、トロイダルコイルのトロイダル方向に垂直な断面がそのまま外部磁界の影響を受ける領
域(左斜めハッチング)となる。ところが、一般的なCTは磁性体のコアを有しているの
で、トロイダルコアの内部を通る被測定磁界による出力Sが外部磁界によるノイズNより
も遙かに大きいため、外部磁界による影響はあまり問題にはならない。ところが、ロゴス
キーコイルはコアレスであるので、被測定磁界による出力Sが小さく、外部磁界による影
響を受けやすく、S/Nの低下が問題となる。そこで、図11(b)に示すように、導体
を螺旋状に巻き進め、トロイダル方向に一周したあと、トロイダルコイルの中心部を逆方
向に1ターン分巻き戻している。そのため、図11(d)に示すように、トロイダル方向
に垂直な方向の外部磁界に対しては、巻き進み方向におけるトロイダルコイルのトロイダ
ル方向に垂直な断面が巻き戻し方向における1ターン分の巻き戻しコイルの断面によって
相殺され、外部磁界の影響を受ける領域(右斜めハッチング)の面積が小さくなっている
As shown in FIG. 11 (a), in general CT, a conductor is spirally wound around a toroidal core and wound around the toroidal direction to finish winding, so a direction perpendicular to the toroidal direction (that is, paper surface) Is equivalent to a one-turn coil. Therefore, as shown in FIG. 11C, for an external magnetic field in a direction perpendicular to the toroidal direction, the cross section perpendicular to the toroidal direction of the toroidal coil is directly affected by the external magnetic field (left oblique hatching). Become. However, since a general CT has a magnetic core, the output S due to the magnetic field to be measured passing through the inside of the toroidal core is much larger than the noise N due to the external magnetic field. It doesn't matter. However, since the Rogowski coil is coreless, the output S due to the magnetic field to be measured is small and is easily affected by the external magnetic field, so that a decrease in S / N becomes a problem. Therefore, as shown in FIG. 11 (b), the conductor is spirally wound, and after making a round in the toroidal direction, the central portion of the toroidal coil is rewound by one turn in the opposite direction. Therefore, as shown in FIG. 11 (d), for an external magnetic field perpendicular to the toroidal direction, the cross section perpendicular to the toroidal direction of the toroidal coil in the winding advance direction is rewound for one turn in the unwinding direction. The area of the region (right oblique hatching) that is offset by the cross section of the coil and affected by the external magnetic field is small.

ロゴスキーコイルのS/Nを高くする手法として、トロイダルコイルの巻数を多くする
ことが考えられる。ところが、例えば特許文献1に記載されたような回路基板の両面の導
電パターンとスルーホール(ビアホール)でコイルを構成するタイプのロゴスキーコイル
では、加工可能なスルーホールの直径やランドの外径などの制約により、コイルの巻数が
制限される。そこで、特許文献1に記載されたロゴスキーコイルでは、外部磁界の影響を
キャンセルするように、回路基板表面に形成される導電パターンにさらに工夫が施されて
いる。
As a technique for increasing the S / N ratio of the Rogowski coil, it is conceivable to increase the number of turns of the toroidal coil. However, for example, a Rogowski coil of a type that forms a coil with conductive patterns and through holes (via holes) on both sides of a circuit board as described in Patent Document 1, the diameter of a processable through hole, the outer diameter of a land, and the like Due to this limitation, the number of turns of the coil is limited. Therefore, the Rogowski coil described in Patent Document 1 is further devised in the conductive pattern formed on the circuit board surface so as to cancel the influence of the external magnetic field.

図12は特許文献1に記載された従来のロゴスキーコイル201を示し、図13は回路
基板の積層方向に透視した導電パターン及びスルーホールを示す。なお、図12において
は、引き出し線の交差を避けるために、巻き進みコイルと巻き戻しコイルの符号を離れた
位置に記載している。
FIG. 12 shows a conventional Rogowski coil 201 described in Patent Document 1, and FIG. 13 shows a conductive pattern and a through hole seen through in the stacking direction of the circuit board. In FIG. 12, the signs of the winding advance coil and the rewinding coil are shown at positions apart from each other in order to avoid the intersection of the lead wires.

このロゴスキーコイル201では、トロイダルコイルを巻き進み方向と巻き戻し方向に
連続して二重形成し、回路基板202に垂直な方向(被測定電流の流れる方向)から見て
、巻き進みコイルの1ターン分の領域S1の面積と巻き戻しコイルの1ターン分の領域S
2の面積がほぼ等しくなるように導電パターンを形成している。その結果、巻き進みコイ
ルが外部磁界から受ける影響を巻き戻しコイルが外部磁界から受ける影響で相殺し、ノイ
ズ成分をより少なくしてS/Nをさらに高くしている。
In this Rogowski coil 201, a toroidal coil is continuously formed in double in the winding direction and the unwinding direction, and 1 in the winding coil as viewed from the direction perpendicular to the circuit board 202 (the direction in which the current to be measured flows). Area S1 for turn and area S for one turn of rewinding coil
The conductive pattern is formed so that the areas of 2 are substantially equal. As a result, the influence of the winding coil from the external magnetic field is offset by the influence of the unwinding coil from the external magnetic field, and the S / N is further increased by reducing the noise component.

より具体的には、環状の回路基板202には、被測定電流が流れる導体を貫通させる円
形の開口203に沿って、同一円周上に一定間隔で内周側のスルーホール211・・・及
び231・・・が形成されている。また、回路基板202の外周部には、2つの同心円周
上に所定のパターンで外周側のスルーホール221・・・及び241・・・が形成されて
いる。回路基板202の表面において、巻き進みコイルを構成するスルーホール211か
らは、外周部に向かって放射状に延び、外周部近傍で右ドッグレッグした導電パターン2
51が形成されている。導電パターン251の右ドッグレッグした先にはスルーホール2
21が形成されている。回路基板202の裏面において、スルーホール211の2つ右隣
のスルーホール212からは、外周部に向かって放射状に延び、外周部近傍で左ドッグレ
ッグ(裏側から見れば右ドッグレッグ)した導電パターン252が形成され、さらに上記
スルーホール221に接続されている。このように、表面の導電パターン251、スルー
ホール221、裏面の導電パターン252及びスルーホール212で巻き進みコイルの1
ターンが形成される。このような導電パターン及びスルーホールが環状の回路基板202
上にトロイダル方向に一周するように形成されており、巻き進みコイルを形成している。
More specifically, the annular circuit board 202 has through holes 211... On the inner circumferential side at regular intervals on the same circumference along a circular opening 203 that penetrates the conductor through which the current to be measured flows. 231 ... are formed. Further, on the outer peripheral portion of the circuit board 202, through holes 221... 241... 241. On the surface of the circuit board 202, the conductive pattern 2 that extends radially from the through hole 211 constituting the winding coil toward the outer periphery and is dog-legged to the right near the outer periphery.
51 is formed. There is a through hole 2 at the tip of the conductive pattern 251 where the right dog leg is formed.
21 is formed. On the back surface of the circuit board 202, a conductive pattern that extends radially from the through hole 212 adjacent to the right of the through hole 211 toward the outer periphery and left dog leg (right dog leg when viewed from the back side) in the vicinity of the outer periphery. 252 is formed and further connected to the through hole 221. In this way, the coil is wound up by the conductive pattern 251 on the front surface, the through hole 221, the conductive pattern 252 on the back surface, and the through hole 212.
A turn is formed. Such a conductive pattern and through-hole have an annular circuit board 202.
It is formed so as to make a round in the toroidal direction and forms a winding advance coil.

回路基板202の表面において、巻き戻しコイルを構成するスルーホール231からは
、外周部に向かって単純に放射状に延びた導電パターン261が形成され、導電パターン
261の先にはスルーホール241が形成されている。このスルーホール241は、回路
基202の外周部の2つの同心円のうち内側の同心円周上に形成されている。回路基板2
02の裏面において、スルーホール241からは、回路基板202の外周部の2つの同心
円のうち外側の同心円に向かって左ドッグレッグ(裏側から見れば右ドッグレッグ)した
短い導電パターン262が形成され、外側の同心円周上に形成されたスルーホール242
に接続されている。回路基板202の表面において、スルーホール242からは、回路基
板202の外周部の2つの同心円のうち内側の同心円に向かって左ドッグレッグした短い
導電パターン263が形成され、外側の同心円周上に形成されたスルーホール243に接
続されている。回路基板202の裏面において、スルーホール243からは、内周部に向
かって単純に放射状に延びた導電パターン264が形成され、スルーホール232に接続
されている。このように、表面の導電パターン261、スルーホール241、裏面の導電
パターン262、スルーホール242、表面の導電パターン263、スルーホール243
、裏面の導電パターン264及びスルーホール232で巻き戻しコイルの1ターンが形成
される。このような導電パターン及びスルーホールが環状の回路基板202上にトロイダ
ル方向に一周するように形成されており、巻き戻しコイルを形成している。
On the surface of the circuit board 202, a conductive pattern 261 that extends simply radially toward the outer peripheral portion is formed from the through hole 231 constituting the rewinding coil, and a through hole 241 is formed at the tip of the conductive pattern 261. ing. The through hole 241 is formed on the inner concentric circle of the two concentric circles on the outer peripheral portion of the circuit base 202. Circuit board 2
On the back surface of 02, a short conductive pattern 262 is formed from the through hole 241 to the left dog leg (right dog leg when viewed from the back side) toward the outer concentric circle of the two concentric circles on the outer periphery of the circuit board 202, Through hole 242 formed on the outer concentric circumference
It is connected to the. On the surface of the circuit board 202, a short conductive pattern 263 is formed from the through hole 242 to the left concentric circle out of the two concentric circles on the outer periphery of the circuit board 202, and formed on the outer concentric circumference. Connected to the through hole 243. On the back surface of the circuit board 202, a conductive pattern 264 that simply extends radially from the through hole 243 toward the inner peripheral portion is formed and connected to the through hole 232. Thus, the conductive pattern 261 on the front surface, the through hole 241, the conductive pattern 262 on the back surface, the through hole 242, the conductive pattern 263 on the front surface, and the through hole 243.
Then, one turn of the rewinding coil is formed by the conductive pattern 264 on the back surface and the through hole 232. Such conductive patterns and through-holes are formed on the annular circuit board 202 so as to make a round in the toroidal direction, thereby forming a rewinding coil.

図12及び図13から明らかなように、この回路基板202は導電パターンが形成され
る導電層が2層しかなく、表面の導電パターンが形成されている部分の裏面には導電パタ
ーンが形成されておらず、その逆も同様である。そのため、導電パターンの本数を多くす
ることはできず、結果的にトロイダルコイルの巻数を多くするには限界がある。また、巻
き戻しコイルの導電パターンが巻き進みコイルの導電パターンを乗り越えるために、3つ
のスルーホールを必要とするため、環状の回路基板202の外周部のスルーホール数が多
くなり、歩留まりを低下させる原因となっている。
As is apparent from FIGS. 12 and 13, the circuit board 202 has only two conductive layers on which conductive patterns are formed, and the conductive patterns are formed on the back surface of the portions where the conductive patterns are formed on the front surface. Not the other way around, and vice versa. Therefore, the number of conductive patterns cannot be increased, and as a result, there is a limit to increasing the number of turns of the toroidal coil. Further, since the conductive pattern of the rewinding coil winds up and overcomes the conductive pattern of the coil, three through holes are required, so the number of through holes in the outer peripheral portion of the annular circuit board 202 is increased and the yield is reduced. It is the cause.

さらに、図13に示すように、巻き戻しコイルに関して、巻き進みコイルの導電パター
ンを乗り越える部分のコイルの巻き方向が本来の被測定磁界に対して逆巻きになっている
。具体的には、矢印Xで示す被測定磁界に対して、導電パターン264、スルーホール2
31、導電パターン261及びスルーホール241で形成されるコイルの1ターンと、ス
ルーホール241、導電パターン262、スルーホール241、導電パターン263及び
スルーホール243で形成されるコイルの1ターンの巻き方向が逆になっている。そのた
め、この逆巻き部分の断面積は、信号である巻き戻しコイルに流れる電流を打ち消す方向
に作用するため、S/N低下の原因の1つとなっている。
Further, as shown in FIG. 13, with respect to the rewinding coil, the winding direction of the coil that goes over the conductive pattern of the winding advance coil is reverse to the original magnetic field to be measured. Specifically, with respect to the magnetic field to be measured indicated by the arrow X, the conductive pattern 264, the through hole 2
31, one turn of the coil formed by the conductive pattern 261 and the through hole 241 and the winding direction of one turn of the coil formed by the through hole 241, the conductive pattern 262, the through hole 241, the conductive pattern 263, and the through hole 243 It is reversed. For this reason, the cross-sectional area of the reverse winding portion acts in the direction of canceling the current flowing through the rewinding coil as a signal, which is one of the causes of the S / N reduction.

特開2007−155427号公報JP 2007-155427 A

本発明は、上記従来例の問題を解決するためになされたものであり、巻き進みコイルが
外部磁界から受ける影響を巻き戻しコイルが外部磁界から受ける影響で相殺しつつ、従来
と同じサイズの回路基板を用いてトロイダルコイルの巻き数の増加を可能とし、さらに高
出力で高感度なコイル設計や、スルーホールの数を減少させて歩留まりの向上を可能にす
る電流測定用コイルを提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the conventional example. The circuit having the same size as that of the conventional circuit is offset while the influence of the winding coil from the external magnetic field is offset by the influence of the winding coil from the external magnetic field. To provide a coil for current measurement that can increase the number of turns of a toroidal coil using a substrate, and further improve the yield by reducing the number of through-holes and the design of a coil with high output and high sensitivity. Objective.

上記目的を達成するために本発明に係る電流測定用コイルは、中央部に被測定電流が流
れる導体を貫通させる開口を有し、複数の導電層と複数の絶縁層を積層して形成された回
路基板に、前記開口を取り囲むようにトロイダルコイルが形成された電流測定用コイルで
あって、前記回路基板の積層方向に平行な磁界に対して巻き方向が互いに逆になる巻き進
みコイルと巻き戻しコイルを有し、当該巻き進みコイルと巻き戻しコイルには、それぞれ
前記開口を取り囲み、大小の直径からなる2つの周上に、所定間隔で1つおきにスルーホ
ールが形成され、前記複数の導電層に形成され、前記巻き進みコイルと前記巻き戻しコイ
ルをそれぞれ形成する導電パターンが、前記回路基板の積層方向から透視して、重なり合
っていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a coil for current measurement according to the present invention has an opening through which a conductor through which a current to be measured flows penetrates at the center, and is formed by laminating a plurality of conductive layers and a plurality of insulating layers. A coil for current measurement in which a toroidal coil is formed on a circuit board so as to surround the opening, and a winding coil and a winding coil whose winding directions are opposite to each other with respect to a magnetic field parallel to the stacking direction of the circuit board. Each of the winding advance coil and the rewinding coil has a coil, and each of the plurality of conductive holes surrounds the opening, and has two through holes formed at predetermined intervals on two circumferences each having a large and small diameter. Conductive patterns formed on the layers and forming the winding advance coil and the rewinding coil overlap each other as seen through from the stacking direction of the circuit board.

前記回路基板の積層方向に直交する磁界に対して、前記巻き進みコイルを形成する導電
パターン同士、前記巻き戻しコイルを形成する導電パターンの同士又は前記巻き進みコイ
ルを形成する導電パターンと前記巻き戻しコイルを形成する導電パターンが、互いに逆方
向に電流が流れるように重なり合っていることが好ましい。
Conductive patterns that form the winding advance coil, conductive patterns that form the rewinding coil, or conductive patterns that form the winding advance coil and the rewinding with respect to a magnetic field orthogonal to the stacking direction of the circuit board. The conductive patterns forming the coil are preferably overlapped so that currents flow in opposite directions.

前記巻き進みコイルは、前記回路基板を形成する2つの導電層に形成された巻き進み導
電パターンと該2つの導電層に形成された巻き進み導電パターンを電気的に接続するスル
ーホールで形成されたトロイダルコイルであり、前記巻き戻しコイルは、前記回路基板を
形成する他の2つの導電層に形成された巻き戻し導電パターンと該他の2つの導電層に形
成された巻き戻し導電パターンを電気的に接続するスルーホールで形成されたトロイダル
コイルであることが好ましい。
The winding advance coil is formed by a winding advance conductive pattern formed in two conductive layers forming the circuit board and a through hole that electrically connects the winding advance conductive pattern formed in the two conductive layers. A toroidal coil, wherein the rewinding coil electrically connects a rewinding conductive pattern formed on the other two conductive layers forming the circuit board and a rewinding conductive pattern formed on the other two conductive layers. It is preferable that the toroidal coil is formed by a through hole connected to the.

または、前記巻き進みコイルは、前記回路基板を形成する2つの導電層に形成された巻
き進み導電パターンと該2つの導電層に形成された巻き進み導電パターンを電気的に接続
するスルーホールで形成されたトロイダルコイルであり、前記巻き戻しコイルは、前記回
路基板を形成する他の1つの導電層に形成され、前記開口の周囲を略一周するように形成
された平面コイルであることが好ましい。
Alternatively, the winding advance coil is formed by a winding advance conductive pattern formed in two conductive layers forming the circuit board and a through hole that electrically connects the winding advance conductive pattern formed in the two conductive layers. Preferably, the rewinding coil is a planar coil that is formed on another conductive layer that forms the circuit board and is formed so as to substantially go around the opening.

前記回路基板の積層方向に形成され、前記複数の導電層に形成された導電パターンを電
気的に接続するための複数のスルーホールが、前記開口に近い内周側において、直径の異
なる2つの同心円周上に1つおきに所定間隔で形成され、前記開口から遠い外周側におい
て単一の円周上に所定間隔で形成されていることが好ましい。
Two concentric circles having a plurality of through-holes formed in the stacking direction of the circuit board and electrically connecting the conductive patterns formed in the plurality of conductive layers have different diameters on the inner peripheral side close to the opening. It is preferable that every other one is formed at a predetermined interval on the circumference, and is formed at a predetermined interval on a single circumference on the outer peripheral side far from the opening.

前記回路基板は、4つの導電層と3つの絶縁層が積層されて形成され、前記スルーホー
ルは全て前記4つの導電層及び前記3つの絶縁層を貫通するように形成されていることが
好ましい。
The circuit board is preferably formed by stacking four conductive layers and three insulating layers, and all the through holes are formed so as to penetrate the four conductive layers and the three insulating layers.

また、前記3つの絶縁層のうち、中央の絶縁層の厚みは他の2つの絶縁層の厚みよりも
厚いことが好ましい。
Of the three insulating layers, the central insulating layer is preferably thicker than the other two insulating layers.

前記巻き進みコイルの始点部に接続された第1引き出し線部と、前記巻き戻しコイルの
終点部に接続された第2引き出し線部は、互いに電流が逆向きに流れるようなパターンに
形成されていることが好ましい。
The first lead wire portion connected to the start point portion of the winding advance coil and the second lead wire portion connected to the end point portion of the rewind coil are formed in a pattern in which currents flow in opposite directions. Preferably it is.

前記第1引き出し線部と前記第2引き出し線部が、それぞれ前記回路基板の異なる導電
層に形成されていることが好ましい。
It is preferable that the first lead line portion and the second lead line portion are respectively formed in different conductive layers of the circuit board.

本発明によれば、巻き進みコイルと巻き戻しコイルには、それぞれ開口を取り囲み、大
小の直径からなる2つの周上に、所定間隔で1つおきにスルーホールが形成されているの
で、導電パターンを密にして、高出力で高感度なコイル設計が可能となる。また、巻き進
みコイルと巻き戻しコイルの巻き方向が互いに逆であって、巻き進みコイルと巻き戻しコ
イルをそれぞれ形成する導電パターンが、回路基板の積層方向に平行な方向から透視して
、重なり合っているので、回路基板の積層方向に垂直な磁界に対しては、互いに重なり合
っている部分に逆向きの電流が流れ、それによって外部磁界から受ける影響を相殺できる
ので、回路基板の積層方向に垂直な磁界によるS/Nの低下を防止することができる。さ
らに、巻き進みコイルと巻き戻しコイルをそれぞれ形成する導電パターンが、回路基板の
積層方向に平行な方向から透視して、重なり合っているので、表面の導電パターンが形成
されている部分の裏面には導電パターンが形成されていない(その逆も同様)従来例と比
較して、同じサイズの回路基板を用いてトロイダルコイルの巻き数の増加させることがで
きる。さらに、巻き進みコイルの導電パターンと巻き戻しコイルの導電パターンが、互い
に異なる導電層に形成されているため、巻き進みコイルの導電パターンと巻き戻しコイル
の導電パターンを乗り越えるために余分なスルーホールを必要とせず、回路基板の全スル
ーホール数は増加せず、歩留まりの低下を防止することが可能である。
According to the present invention, each of the winding advance coil and the rewinding coil surrounds an opening, and every other through hole is formed on the two circumferences having large and small diameters at predetermined intervals. This makes it possible to design a coil with high output and high sensitivity. In addition, the winding directions of the winding advance coil and the rewinding coil are opposite to each other, and the conductive patterns that respectively form the winding advance coil and the rewinding coil are seen through from the direction parallel to the stacking direction of the circuit board and overlap each other. Therefore, with respect to the magnetic field perpendicular to the circuit board stacking direction, currents flowing in the opposite direction flow in the overlapping parts, thereby canceling the influence of the external magnetic field, so that it is perpendicular to the circuit board stacking direction. A decrease in S / N due to a magnetic field can be prevented. Furthermore, since the conductive patterns that respectively form the winding advance coil and the rewinding coil are seen through from the direction parallel to the stacking direction of the circuit board, they overlap each other. Compared to a conventional example in which a conductive pattern is not formed (and vice versa), the number of turns of a toroidal coil can be increased using a circuit board of the same size. Further, since the conductive pattern of the winding advance coil and the conductive pattern of the rewinding coil are formed in different conductive layers, an extra through hole is provided to overcome the conductive pattern of the winding advance coil and the conductive pattern of the rewinding coil. This is not necessary, and the total number of through holes in the circuit board does not increase, and it is possible to prevent a decrease in yield.

本発明の第1実施形態に係るロゴスキーコイルが形成された回路基板を示す正面図。1 is a front view showing a circuit board on which a Rogowski coil according to a first embodiment of the present invention is formed. 第1実施形態における回路基板の第1導電層に形成された第1導電パターンを示す正面図。The front view which shows the 1st conductive pattern formed in the 1st conductive layer of the circuit board in 1st Embodiment. 第1実施形態における回路基板の第2導電層に形成された第2導電パターンを示す正面図。The front view which shows the 2nd conductive pattern formed in the 2nd conductive layer of the circuit board in 1st Embodiment. 第1実施形態における回路基板の第3導電層に形成された第3導電パターンを示す正面図。The front view which shows the 3rd conductive pattern formed in the 3rd conductive layer of the circuit board in 1st Embodiment. 第1実施形態における回路基板の第4導電層に形成された第4導電パターンを示す正面図。The front view which shows the 4th conductive pattern formed in the 4th conductive layer of the circuit board in 1st Embodiment. 第1実施形態における巻き進みコイル及び巻き戻しコイルを形成する導電パターンが、互いに逆方向に電流が流れるように重なり合っていることを説明するための斜視図。The perspective view for demonstrating that the conductive pattern which forms the winding advance coil and rewinding coil in 1st Embodiment has overlapped so that an electric current may flow into the mutually opposite direction. 第2実施形態における回路基板の第1導電層に形成された第1導電パターンを示す正面図。The front view which shows the 1st conductive pattern formed in the 1st conductive layer of the circuit board in 2nd Embodiment. 第2実施形態における回路基板の第2導電層に形成された第2導電パターンを示す正面図。The front view which shows the 2nd conductive pattern formed in the 2nd conductive layer of the circuit board in 2nd Embodiment. 第2実施形態における回路基板の第3導電層に形成された第3導電パターンを示す正面図。The front view which shows the 3rd conductive pattern formed in the 3rd conductive layer of the circuit board in 2nd Embodiment. 第2施形態における回路基板の第4導電層に形成された第4導電パターンを示す正面図。The front view which shows the 4th conductive pattern formed in the 4th conductive layer of the circuit board in 2nd embodiment. 一般的なCTとロゴスキーコイルの外部磁界による影響の比較説明図。Comparison explanatory drawing of the influence by the external magnetic field of general CT and Rogowski coil. 従来のロゴスキーコイルを示す平面図。The top view which shows the conventional Rogowski coil. 従来のロゴスキーコイルの導電パターン及びスルーホールの構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the conductive pattern and through-hole of the conventional Rogowski coil.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に係るロゴスキーコイル型の電流測定用コイルについて説明する
。図1に、第1実施形態に係るロゴスキーコイル1が形成された回路基板を示す。なお、
図1では、分かりやすくするため、第1導電層(実線)と第2導電層(破線)の導電パタ
ーンのみを示す。また、図2〜5はそれぞれ第1〜第4導電層の導電パターンを示す。
(First embodiment)
A Rogowski coil type current measurement coil according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a circuit board on which a Rogowski coil 1 according to the first embodiment is formed. In addition,
In FIG. 1, only the conductive patterns of the first conductive layer (solid line) and the second conductive layer (broken line) are shown for easy understanding. 2 to 5 show conductive patterns of the first to fourth conductive layers, respectively.

第1実施形態に係るロゴスキーコイル1は、4つの導電層と3つの絶縁層を交互に積層
して形成された回路基板2に形成されており、図1に示すように、回路基板2の中央部に
、被測定電流が流れる導体を貫通させるための円形の開口3が形成されている。また、円
形の開口3に沿って、2つの同心円C1及びC2の周上に所定間隔で1つおきに内周側の
スルーホール61・・・及び81・・・が形成されている。また、回路基板2の外周部に
は、単一の円周C3の周上に所定間隔で外周側のスルーホール51・・・及び71・・・
が形成されている。なお、各スルーホールは、4つの導電層及び3つの絶縁層を貫通する
ように形成されている。
The Rogowski coil 1 according to the first embodiment is formed on a circuit board 2 formed by alternately laminating four conductive layers and three insulating layers. As shown in FIG. A circular opening 3 for penetrating a conductor through which a current to be measured flows is formed at the center. Further, along the circular opening 3, through holes 61..., 81... On the inner peripheral side are formed every other predetermined interval on the circumference of the two concentric circles C 1 and C 2. Further, in the outer peripheral portion of the circuit board 2, through holes 51,... 71,.
Is formed. Each through hole is formed so as to penetrate through four conductive layers and three insulating layers.

第1実施形態では、巻き進みコイル及び巻き戻しコイルは、それぞれトロイダルコイル
として形成されている。巻き進みコイルは、主に第2導電層の第2導電パターン20と、
第4導電層の第4導電パターン40と、外周側スルーホール51・・・と、内周側スルー
ホールのうち直径の小さな同心円周上に形成されたスルーホール61・・・などで構成さ
れる。また、巻き戻しコイルは、主に第1導電層の第1導電パターン10と、第3導電層
の第3導電パターン30と、外周側スルーホール71・・・と、内周側スルーホールのう
ち直径の大きな同心円周上に形成されたスルーホール81・・・などで構成される。
In the first embodiment, the winding advance coil and the rewinding coil are each formed as a toroidal coil. The winding coil mainly includes the second conductive pattern 20 of the second conductive layer,
4th conductive pattern 40 of the 4th conductive layer, outer peripheral side through-hole 51 ..., and it is comprised by the through-hole 61 ... formed on the concentric circumference with a small diameter among inner peripheral side through-holes. . The rewinding coil mainly includes the first conductive pattern 10 of the first conductive layer, the third conductive pattern 30 of the third conductive layer, the outer peripheral side through hole 71, and the inner peripheral side through hole. It is composed of through holes 81 formed on a concentric circumference having a large diameter.

信号を取り出すための第1引き出し線部4は、図2に示す巻き進みコイルの始点部であ
る第1導電層のスルーホール51に接続されている。スルーホール51は、図5に示す第
4導電パターン40に接続され、第4導電パターン40のクランク状に形成された導電パ
ターン41によってスルーホール61に接続される。スルーホール61は、図3に示す第
2導電パターン20に接続され、第2導電パターン20のクランク状に形成された導電パ
ターン21によってスルーホール52に接続される。スルーホール52は、図5に示す導
電パターン42によってスルーホール62に接続される。以下、このようなループを開口
3の周囲に時計回りに一周して、巻き進みコイルが形成される。巻き進みコイルの最後の
スルーホール6xは、図2に示す第1導電パターンの直線状の導電パターン1xに接続さ
れ、導電パターン1xはスルーホール71に接続されている。
The first lead wire portion 4 for taking out a signal is connected to the through hole 51 of the first conductive layer, which is the starting point portion of the winding coil shown in FIG. The through hole 51 is connected to the fourth conductive pattern 40 shown in FIG. 5 and is connected to the through hole 61 by the conductive pattern 41 formed in a crank shape of the fourth conductive pattern 40. The through hole 61 is connected to the second conductive pattern 20 shown in FIG. 3, and is connected to the through hole 52 by the conductive pattern 21 formed in a crank shape of the second conductive pattern 20. The through hole 52 is connected to the through hole 62 by the conductive pattern 42 shown in FIG. Thereafter, such a loop goes around the opening 3 clockwise to form a winding coil. The last through hole 6 x of the winding advance coil is connected to the linear conductive pattern 1 x of the first conductive pattern shown in FIG. 2, and the conductive pattern 1 x is connected to the through hole 71.

スルーホール71は、図4に示す第3導電パターン30のクランク状に形成された導電
パターン31によってスルーホール81に接続される。スルーホール81は、図1に示す
第1導電パターン10に接続され、第1導電パターン10のクランク状に形成された導電
パターン11によってスルーホール72に接続される。スルーホール72は、図4に示す
導電パターン32によってスルーホール82に接続される。以下、このようなループを開
口3の周囲に反時計回りに一周して、巻き戻しコイルが形成される。巻き戻しコイルの最
後のスルーホール8xは、図3に示す第2導電パターンの直線状の導電パターン2xに接
続され、巻き戻しコイルの終点部である導電パターン2xは信号を取り出すための第2引
き出し線部5に接続されている。
The through hole 71 is connected to the through hole 81 by the conductive pattern 31 formed in the crank shape of the third conductive pattern 30 shown in FIG. The through hole 81 is connected to the first conductive pattern 10 shown in FIG. 1 and is connected to the through hole 72 by the conductive pattern 11 formed in a crank shape of the first conductive pattern 10. The through hole 72 is connected to the through hole 82 by the conductive pattern 32 shown in FIG. Thereafter, such a loop is made around the opening 3 counterclockwise to form a rewinding coil. The last through hole 8x of the rewinding coil is connected to the linear conductive pattern 2x of the second conductive pattern shown in FIG. 3, and the conductive pattern 2x which is the end point of the rewinding coil is a second lead for extracting a signal. It is connected to the line part 5.

図2と図3を比較して分かるように、第1引き出し線部4と第2引き出し線部5は、そ
れぞれ第1導電層と第2導電層に形成されており、スルーホール6を介して第1導電層の
導電パターンと第2導電層の導電パターンが電気的に接続されている。第1引き出し線部
4を構成する導電パターンと第2引き出し線部5を構成する導電パターンは、互いに電流
が逆向きに流れるように、部分的に重なり合い、回路基板2の積層方向から透視して(以
下、正面視と略称する)X状となるような交差パターンに形成されている。
As can be seen by comparing FIG. 2 and FIG. 3, the first lead-out line portion 4 and the second lead-out line portion 5 are formed in the first conductive layer and the second conductive layer, respectively, through the through hole 6. The conductive pattern of the first conductive layer and the conductive pattern of the second conductive layer are electrically connected. The conductive pattern constituting the first lead wire portion 4 and the conductive pattern constituting the second lead wire portion 5 are partially overlapped so that current flows in opposite directions, and seen through from the stacking direction of the circuit board 2 It is formed in an intersecting pattern that is X-shaped (hereinafter abbreviated as front view).

図2に示す第1導電パターン10の各クランク状の導電パターン11・・・の外側の放
射状部分11aと図4に示す第3導電パターン30の各クランク状の導電パターン31・
・・の外側の放射状部分31aは、正面視で互いに重なっている。また、図3に示す第2
導電パターン20の各クランク状の導電パターン21・・・の外側の放射状部分21aと
図5に示す第4導電パターン40の各クランク状の導電パターン41・・・の外側の放射
状部分41aは、正面視で互いに重なっている。一方、第1導電パターン10及び第3導
電パターン30の放射状部分11a及び31aと第2導電パターン20及び第4導電パタ
ーン40の放射状部分21a及び41aは、正面視で互いに重なっておらず、互に隣接し
ている。
Radial portions 11a outside the respective crank-shaped conductive patterns 11 of the first conductive pattern 10 shown in FIG. 2 and the respective crank-shaped conductive patterns 31 of the third conductive pattern 30 shown in FIG.
The outer radial portions 31a overlap each other when viewed from the front. Further, the second shown in FIG.
The outer radial portion 21a of each crank-shaped conductive pattern 21 ... of the conductive pattern 20 and the outer radial portion 41a of each crank-shaped conductive pattern 41 ... of the fourth conductive pattern 40 shown in FIG. They overlap each other visually. On the other hand, the radial portions 11a and 31a of the first conductive pattern 10 and the third conductive pattern 30 and the radial portions 21a and 41a of the second conductive pattern 20 and the fourth conductive pattern 40 do not overlap each other when viewed from the front. Adjacent.

また、図2に示す第1導電パターン10の各クランク状の導電パターン11・・・の円
周方向の部分11bと図3に示す第2導電パターン20の各クランク状の導電パターン2
1・・・の円周方向の部分21bは、正面視で互いに重なっている。同様に、図4に示す
第3導電パターン30の各クランク状の導電パターン31・・・の円周方向の部分31b
と図5に示す第4導電パターン40の各クランク状の導電パターン41・・・の円周方向
の部分41bは、正面視で互いに重なっている。さらに、図2に示す第1導電パターン1
0の各クランク状の導電パターン11・・・の内側の放射状部分11cと図4に示す第3
導電パターン30の各クランク状の導電パターン31・・・の1つ隣の内側の放射状部分
31cは、正面視で互いに重なっている。同様に、図3に示す第2導電パターン20の各
クランク状の導電パターン21・・・の内側の放射状部分21cと図5に示す第4導電パ
ターン40の各クランク状の導電パターン41・・・の1つ隣の内側の放射状部分41c
は、正面視で互いに重なっている。
Further, a circumferential portion 11b of each crank-shaped conductive pattern 11 of the first conductive pattern 10 shown in FIG. 2 and each crank-shaped conductive pattern 2 of the second conductive pattern 20 shown in FIG.
The circumferential portions 21b of 1... Overlap each other in a front view. Similarly, a circumferential portion 31b of each crank-shaped conductive pattern 31 of the third conductive pattern 30 shown in FIG.
And the circumferential portions 41b of the respective crank-like conductive patterns 41 of the fourth conductive pattern 40 shown in FIG. 5 overlap each other when viewed from the front. Further, the first conductive pattern 1 shown in FIG.
A radial portion 11c inside each crank-shaped conductive pattern 11 of 0 and the third shown in FIG.
The inner radial portions 31c adjacent to the respective crank-shaped conductive patterns 31 of the conductive pattern 30 overlap each other in a front view. Similarly, the radial portion 21c inside each crank-shaped conductive pattern 21 of the second conductive pattern 20 shown in FIG. 3 and each crank-shaped conductive pattern 41 of the fourth conductive pattern 40 shown in FIG. Next to the inner radial portion 41c
Are overlapped with each other when viewed from the front.

このように、回路基板2は導電パターンが形成される導電層を4層有しており、巻き進
みコイルと巻き戻しコイルをそれぞれ形成する導電パターンが、回路基板2の積層方向か
ら透視して、重なり合っている、そのため、図12に示す従来例に比べて、ロゴスキーコ
イル1の全ターン数を多くすることができ、出力信号の電圧が高くなり、S/Nを高くす
ることができる。また、巻き進みコイルの導電パターンと巻き戻しコイルの導電パターン
が、互いに異なる導電層に形成されているため、巻き進みコイルの導電パターンと巻き戻
しコイルの導電パターンを乗り越えるために余分なスルーホールを必要とせず、回路基板
2の全スルーホール数は増加せず、歩留まりの低下を防止することが可能である。さらに
、回路基板2の積層方向に平行な磁界に対して巻き進みコイルで囲まれた面積と巻き戻し
コイルで囲まれた面積がほぼ等しいので、外部磁界から受ける影響で相殺し、ノイズ成分
をより少なくしてS/Nをさらに高くすることができる。
Thus, the circuit board 2 has four conductive layers on which conductive patterns are formed, and the conductive patterns forming the winding advance coil and the rewinding coil are seen through from the stacking direction of the circuit board 2, Therefore, compared to the conventional example shown in FIG. 12, the total number of turns of the Rogowski coil 1 can be increased, the voltage of the output signal can be increased, and the S / N can be increased. In addition, since the conductive pattern of the winding advance coil and the conductive pattern of the rewinding coil are formed in different conductive layers, an extra through hole is provided to overcome the conductive pattern of the winding advance coil and the conductive pattern of the rewinding coil. This is not necessary, and the total number of through holes in the circuit board 2 does not increase, and it is possible to prevent a decrease in yield. Furthermore, since the area surrounded by the winding coil and the area surrounded by the rewinding coil are almost equal to the magnetic field parallel to the stacking direction of the circuit board 2, it is offset by the influence from the external magnetic field, and the noise component is more The S / N can be further increased by decreasing the number.

一方、回路基板2の積層方向に直交する外部磁界に対しては、トロイダルコイルのポロ
イダル方向の1ターンで囲まれた面積が影響を受けることになる。ところが、このロゴス
キーコイル1は、導電層と絶縁層が積層された回路基板2に形成されており、前述のよう
に、巻き進みコイルを形成する導電パターン同士、巻き戻しコイルを形成する導電パター
ンの同士又は巻き進みコイルを形成する導電パターンと巻き戻しコイルを形成する導電パ
ターンが、互いに逆方向に電流が流れるように重なり合っている。より具体的には、図6
に示すように、スルーホール71を介して接続された導電パターン11の放射状部分11
aと導電パターン31の放射状部分31aは正面視で互いに重なっており、矢印A方向の
外部磁界の影響を受けたとしても、導電パターン11の放射状部分11aに流れる電流と
導電パターン31の放射状部分31aに流れる電流の向きが逆向きになり、互いに打ち消
し合う。スルーホール52を介して接続された導電パターン21の放射状部分21aと導
電パターン41の放射状部分41aについても同様である。
On the other hand, the area surrounded by one turn in the poloidal direction of the toroidal coil is affected by the external magnetic field orthogonal to the stacking direction of the circuit board 2. However, the Rogowski coil 1 is formed on the circuit board 2 in which the conductive layer and the insulating layer are laminated. As described above, the conductive patterns that form the winding coil and the conductive pattern that forms the rewinding coil. Or the conductive pattern forming the winding coil and the conductive pattern forming the rewinding coil overlap so that currents flow in opposite directions. More specifically, FIG.
As shown in FIG. 4, the radial portions 11 of the conductive pattern 11 connected through the through holes 71
a and the radial portion 31a of the conductive pattern 31 overlap each other when viewed from the front, and even when affected by the external magnetic field in the direction of arrow A, the current flowing in the radial portion 11a of the conductive pattern 11 and the radial portion 31a of the conductive pattern 31 The directions of the currents flowing through are reversed and cancel each other. The same applies to the radial portion 21 a of the conductive pattern 21 and the radial portion 41 a of the conductive pattern 41 connected through the through hole 52.

前述のように、巻き進みコイルと巻き戻しコイル互いにつながっており、且つコイルの
巻き方向が逆である。従って、矢印B方向の外部磁界の影響を受けた場合、導電パターン
11の円周方向の部分11bと導電パターン21の円周方向の部分21bが正面視で互い
に重なっているので、導電パターン11の円周方向の部分11bと導電パターン21の円
周方向の部分21bに流れる電流の向きが逆向きになり、互いに打ち消し合う。導電パタ
ーン31の円周方向の部分31bと導電パターン41・・・の円周方向の部分41bに付
いても同様である。さらに、導電パターン11の内側の放射状部分11cと導電パターン
31の1つ隣の内側の放射状部分31c、導電パターン21の内側の放射状部分21cと
導電パターン41の1つ隣の内側の放射状部分41cについても同様である。
As described above, the winding advance coil and the rewinding coil are connected to each other, and the winding direction of the coil is reversed. Therefore, when affected by the external magnetic field in the direction of arrow B, the circumferential portion 11b of the conductive pattern 11 and the circumferential portion 21b of the conductive pattern 21 overlap each other in front view. The directions of the currents flowing in the circumferential portion 11b and the circumferential portion 21b of the conductive pattern 21 are reversed and cancel each other. The same applies to the circumferential portion 31b of the conductive pattern 31 and the circumferential portion 41b of the conductive patterns 41. Further, the radial portion 11 c inside the conductive pattern 11 and the inner radial portion 31 c next to the conductive pattern 31, and the radial portion 21 c inside the conductive pattern 21 and the inner radial portion 41 c next to the conductive pattern 41 are used. Is the same.

このように、巻き進みコイルと巻き戻しコイルには、それぞれ開口3を取り囲み、大小
の直径からなる2つの周上C1,C2に、所定間隔で1つおきにスルーホール61,81
が形成されているので、導電パターン(コイルパターン)を密にして、高出力で高感度な
コイル設計が可能となる。また、回路基板2の積層方向に直交する外部磁界に対して、1
つの導電層に形成された導電パターンに流れる電流を、それに隣接する導電層に形成され
た導電パターンに流れる電流で相殺するように形成されているので、ノイズ成分をより少
なくしてS/Nをさらに高くすることができる。特に、被測定電流以外の電流などによっ
て発生される外部磁界は、その電流に近いほど影響が大きいので、より近くの導電層に形
成された導電パターンに流れる電流同士で相殺させることが好ましい。
As described above, the winding advance coil and the rewinding coil respectively surround the opening 3 and have two holes C1 and C2 each having a large and small diameter, and every other through hole 61 and 81 at a predetermined interval.
Therefore, it is possible to design a coil with high output and high sensitivity by making the conductive pattern (coil pattern) dense. Further, with respect to an external magnetic field orthogonal to the stacking direction of the circuit board 2, 1
Since the current flowing in the conductive pattern formed in one conductive layer is canceled by the current flowing in the conductive pattern formed in the adjacent conductive layer, the S / N can be reduced by reducing the noise component. It can be even higher. In particular, an external magnetic field generated by a current other than the current to be measured has a greater influence as it is closer to the current, and therefore, it is preferable to cancel the currents flowing in the conductive pattern formed in the closer conductive layer.

第1引き出し線部4と第2引き出し線部5についても、第1引き出し線部4を構成する
導電パターンと第2引き出し線部5を構成する導電パターンは、互いに電流が逆向きに流
れるように、部分的に重なり合い、また正面視でX状となるような交差パターンに形成さ
れている。そのため、外部磁界の影響に対しても、第1引き出し線部4に流れる電流と第
2引き出し線部5に流れる電流が互いに相殺し合うので、第1引き出し線部4と第2引き
出し線部5によるS/Nの低下を防止することができる。
Regarding the first lead-out line portion 4 and the second lead-out line portion 5 also, the conductive pattern constituting the first lead-out line portion 4 and the conductive pattern constituting the second lead-out line portion 5 are such that currents flow in opposite directions. , Partially intersecting, and formed in an intersecting pattern that is X-shaped when viewed from the front. Therefore, the current flowing through the first lead line portion 4 and the current flowing through the second lead line portion 5 cancel each other against the influence of the external magnetic field, so the first lead line portion 4 and the second lead line portion 5 It is possible to prevent the S / N from being lowered.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係るロゴスキーコイルについて説明する。第2実施形態
に係るロゴスキーコイル1も、4つの導電層と3つの絶縁層を交互に積層して形成された
回路基板2に形成されており、図1に示す第1実施形態の場合と同様に、回路基板2の中
央部に、被測定電流が流れる導体を貫通させるための円形の開口が形成されている(図示
せず)。図7〜10はそれぞれ第2実施形態における回路基板2の第1〜第4導電層の導
電パターンを示す。また、円形の開口に沿って、2つの同心円C1及びC2の周上に一定
間隔で1つおきに内周側のスルーホール161・・・が形成されている。また、回路基板
2の外周部には、単一の円周C3の周上に所定間隔で外周側のスルーホール151・・・
が形成されているのも同様である。さらに、各スルーホールは、4つの導電層及び3つの
絶縁層を貫通するように形成されている。
(Second Embodiment)
Next, the Rogowski coil according to the second embodiment of the present invention will be described. The Rogowski coil 1 according to the second embodiment is also formed on the circuit board 2 formed by alternately stacking four conductive layers and three insulating layers, and the case of the first embodiment shown in FIG. Similarly, a circular opening for passing a conductor through which a current to be measured flows is formed in the center of the circuit board 2 (not shown). 7 to 10 show conductive patterns of the first to fourth conductive layers of the circuit board 2 in the second embodiment, respectively. Further, along the circular opening, through-holes 161 on the inner peripheral side are formed at every other interval on the circumference of the two concentric circles C1 and C2. Further, in the outer peripheral portion of the circuit board 2, through holes 151 on the outer peripheral side at predetermined intervals on the circumference of a single circumference C3.
It is the same that is formed. Further, each through hole is formed so as to penetrate through the four conductive layers and the three insulating layers.

第2実施形態では、巻き進みコイルは、回路基板2を形成する第1導電層と第4導電層
に形成された巻き進み導電パターンとこれら2つの導電層に形成された巻き進み導電パタ
ーンを電気的に接続するスルーホールで形成されたトロイダルコイルであり、巻き戻しコ
イルは、回路基板2を形成する第2導電層に形成され、開口の周囲を略一周するように形
成された平面コイルである。図9に示すように、第3導電層の第3導電パターン130に
は、信号を取り出すための第1引き出し線部4及び第2引き出し線部5を構成する導電パ
ターンのみが形成されている。また、第4導電層の第4導電パターン140にも、第1引
き出し線部4及び第2引き出し線部5を構成する他の部分の導電パターンが形成されてい
る。
In the second embodiment, the winding advance coil electrically converts the winding advance conductive pattern formed in the first conductive layer and the fourth conductive layer forming the circuit board 2 and the winding advance conductive pattern formed in these two conductive layers. A toroidal coil formed by connecting through holes, and the rewinding coil is a planar coil formed on the second conductive layer forming the circuit board 2 and formed so as to substantially go around the opening. . As shown in FIG. 9, the third conductive pattern 130 of the third conductive layer is formed with only the conductive patterns constituting the first lead line portion 4 and the second lead line portion 5 for extracting signals. In addition, the conductive pattern of the other part constituting the first lead line part 4 and the second lead line part 5 is also formed in the fourth conductive pattern 140 of the fourth conductive layer.

図9と図10を比較して分かるように、第1引き出し線部4と第2引き出し線部5は、
スルーホール6を介して第3導電層の第3導電パターン130と第4導電層の第4導電パ
ターン140に電気的に接続されている。第1実施形態と同様に、第1引き出し線部4を
構成する導電パターンと第2引き出し線部5を構成する導電パターンは、互いに電流が逆
向きに流れるように、部分的に重なり合い、また正面視でX状となるような交差パターン
に形成されている。
As can be seen by comparing FIG. 9 and FIG. 10, the first lead line portion 4 and the second lead line portion 5 are
The third conductive pattern 130 of the third conductive layer and the fourth conductive pattern 140 of the fourth conductive layer are electrically connected through the through hole 6. Similar to the first embodiment, the conductive pattern constituting the first lead wire portion 4 and the conductive pattern constituting the second lead wire portion 5 are partially overlapped so that currents flow in opposite directions, and the front surface It is formed in an intersecting pattern that looks X-shaped.

図7に示すように、第1導電パターン110において、スルーホール15xと16xを
除いて、外周部のスルーホール151・・・と内周部のスルーホール161・・・の間に
は、内周部の放射状部分の長さを除いてほぼ同じ形状のクランク状の導電パターン111
・・・が接続されている。図9に示すように、第1引き出し線部4は第3導電層のスルー
ホール151に接続されており、スルーホール151は、図7に示す第1導電パターン1
10に接続され、第1導電パターン110の導電パターン111によってスルーホール1
61に接続される。スルーホール161は、図10に示す第4導電パターン140に接続
され、第4導電パターン140の放射状に形成された導電パターン141によってスルー
ホール152に接続される。スルーホール152は、図7に示す導電パターン112によ
ってスルーホール162に接続される。以下、このようなループを開口の周囲に時計回り
に一周して、巻き進みコイルが形成される。
As shown in FIG. 7, in the first conductive pattern 110, except for the through holes 15 x and 16 x, there is a gap between the outer peripheral through hole 151... And the inner peripheral through hole 161. Crank-shaped conductive pattern 111 having substantially the same shape except for the length of the radial portion of the portion
... are connected. As shown in FIG. 9, the first lead wire portion 4 is connected to the through hole 151 of the third conductive layer, and the through hole 151 is connected to the first conductive pattern 1 shown in FIG.
10 and through hole 1 by conductive pattern 111 of first conductive pattern 110.
61 is connected. The through hole 161 is connected to the fourth conductive pattern 140 shown in FIG. 10, and is connected to the through hole 152 by the conductive pattern 141 formed radially of the fourth conductive pattern 140. The through hole 152 is connected to the through hole 162 by the conductive pattern 112 shown in FIG. Hereinafter, such a loop is rotated around the opening clockwise to form a winding advance coil.

巻き進みコイルの最後のスルーホール15xは、図8に示す第2導電パターン120の
放射方向に直線状の導電パターン121に接続されている。導電パターン121は内側の
スルーホール161・・・を取り囲むように、反時計方向に略一周する環状の導電パター
ン122に接続されている。環状の導電パターン122の最後は、スルーホール16xに
接続され、図10に示すように、第4導電パターン140の直線状の導電パターン14x
に接続され、導電パターン14xは信号を取り出すための第2引き出し線部5に接続され
ている。
The last through hole 15x of the winding advance coil is connected to the linear conductive pattern 121 in the radial direction of the second conductive pattern 120 shown in FIG. The conductive pattern 121 is connected to an annular conductive pattern 122 that makes a round in the counterclockwise direction so as to surround the inner through-holes 161. The end of the annular conductive pattern 122 is connected to the through hole 16x, and as shown in FIG. 10, the linear conductive pattern 14x of the fourth conductive pattern 140 is formed.
The conductive pattern 14x is connected to the second lead line portion 5 for extracting a signal.

なお、第2実施形態では、第1導電パターン110では、導電パターン111・・・の
ピッチを小さくするために、クランク状部分の形状を円周方向ではなく、円周方向に対し
て所定の角度を成すように、斜めに形成している。第2実施形態においても、巻き進みコ
イルと巻き戻しコイルをそれぞれ形成する導電パターンが、回路基板の積層方向に平行な
方向から透視して、重なり合っているという条件を満たすために、第2導電パターン12
0の環状の導電パターン122が、鋸歯状に形成されている。それによって、上記第1実
施形態の場合と同様の効果が得られる。
In the second embodiment, in the first conductive pattern 110, in order to reduce the pitch of the conductive patterns 111..., The shape of the crank-shaped portion is not a circumferential direction but a predetermined angle with respect to the circumferential direction. It is formed diagonally so as to form Also in the second embodiment, in order to satisfy the condition that the conductive patterns forming the winding advance coil and the rewinding coil overlap each other as seen through from the direction parallel to the stacking direction of the circuit board, the second conductive pattern 12
A zero-shaped conductive pattern 122 is formed in a sawtooth shape. Thereby, the same effect as in the case of the first embodiment can be obtained.

第2実施形態の構成によれば、トロイダルコイルが第1導電層の第1導電パターン11
0と第4導電層の第4導電パターン140、及びこれらを電気的に接続するスルーホール
151・・・及び161・・・で形成されている。そのため、本来の被測定電流を検出す
るためのトロイダルコイルのポロイダル方向の断面積が大きくなり、出力電圧を高くする
ことができる。
According to the configuration of the second embodiment, the toroidal coil has the first conductive pattern 11 of the first conductive layer.
0 and the fourth conductive pattern 140 of the fourth conductive layer, and through holes 151..., 161. Therefore, the cross-sectional area in the poloidal direction of the toroidal coil for detecting the original current to be measured is increased, and the output voltage can be increased.

なお、本発明は、上記実施形態の説明に限定されるものではなく、様々な変形が可能で
ある。例えば、3つの絶縁層のうち、中央の絶縁層の厚みを他の2つの絶縁層の厚みより
も厚くしてもよい。それによって、トロイダルコイルのポロイダル方向の断面積を大きく
することができ、出力電圧をさらに高くすることができ、S/Nをさらに改善することが
可能となる。また、ビルトアップ基板を用いて、1つの回路基板に複数のロゴスキーコイ
ルを重ねて形成することも可能である。それによって、出力電圧をさらに高くすることが
でき、S/Nをさらに改善することが可能となる。
In addition, this invention is not limited to description of the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, among the three insulating layers, the thickness of the central insulating layer may be larger than the thickness of the other two insulating layers. Thereby, the cross-sectional area of the toroidal coil in the poloidal direction can be increased, the output voltage can be further increased, and the S / N can be further improved. It is also possible to form a plurality of Rogowski coils on a single circuit board using a built-up board. Thereby, the output voltage can be further increased, and the S / N can be further improved.

1 ロゴスキーコイル
2 回路基板
3 開口
4 第1引き出し線部
5 第2引き出し線部
6 スルーホール
10 (第1実施形態の)第1導電パターン
11、21、31、41、1x、2x、3x 導電パターン
11a、21a、31a、41a (導電パターンの)放射状部分
11b、21b、31b、41b (導電パターンの)円周方向の部分
11c、21c、31c、41c (導電パターンの)放射状部分
20 (第1実施形態の)第2導電パターン
30 (第1実施形態の)第3導電パターン
40 (第1実施形態の)第4導電パターン
51、52、53、61、62、71、81、82、6x、8x スルーホール
110 (第2実施形態の)第1導電パターン
120 (第2実施形態の)第2導電パターン
130 (第2実施形態の)第3導電パターン
140 (第2実施形態の)第4導電パターン
111、112、121、122 導電パターン
151、152、161、162、15x、16x スルーホール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rogowski coil 2 Circuit board 3 Opening 4 1st lead-out line part 5 2nd lead-out line part 6 Through hole 10 1st conductive pattern (of 1st Embodiment) 11, 21, 31, 41, 1x, 2x, 3x Conductivity Patterns 11a, 21a, 31a, 41a Radial portions 11b, 21b, 31b, 41b (conductive patterns) Radial portions 11c, 21c, 31c, 41c Radial portions 20 (first conductive patterns) Second conductive pattern 30 (of the first embodiment) Third conductive pattern 40 (of the first embodiment) Fourth conductive pattern (of the first embodiment) 51, 52, 53, 61, 62, 71, 81, 82, 6x, 8x Through hole 110 First conductive pattern 120 (of the second embodiment) Second conductive pattern 130 (of the second embodiment) 130th (of the second embodiment) Conductive patterns 140 (the second embodiment) The fourth conductive patterns 111, 112, 121, 122 conductive pattern 151,152,161,162,15x, 16x through hole

Claims (9)

中央部に被測定電流が流れる導体を貫通させる開口を有し、複数の導電層と複数の絶縁
層を積層して形成された回路基板に、前記開口を取り囲むようにトロイダルコイルが形成
された電流測定用コイルであって、
前記回路基板の積層方向に平行な磁界に対して巻き方向が互いに逆になる巻き進みコイ
ルと巻き戻しコイルを有し、
当該巻き進みコイルと巻き戻しコイルには、それぞれ前記開口を取り囲み、大小の直径
からなる2つの周上に、所定間隔で1つおきにスルーホールが形成され、
前記複数の導電層に形成され、前記巻き進みコイルと前記巻き戻しコイルをそれぞれ形
成する導電パターンが、前記回路基板の積層方向から透視して、重なり合っていることを
特徴とする電流測定用コイル。
A current in which a toroidal coil is formed on a circuit board formed by laminating a plurality of conductive layers and a plurality of insulating layers in a central portion so as to penetrate a conductor through which a current to be measured flows. A measuring coil,
A winding coil and a winding coil whose winding directions are opposite to each other with respect to a magnetic field parallel to the stacking direction of the circuit board;
Each of the winding advance coil and the rewinding coil surrounds the opening, and on the two circumferences having large and small diameters, every other through hole is formed at predetermined intervals.
The current measuring coil, wherein the conductive patterns formed on the plurality of conductive layers and forming the winding advance coil and the rewinding coil overlap each other as seen through from the stacking direction of the circuit board.
前記回路基板の積層方向に直交する磁界に対して、前記巻き進みコイルを形成する導電
パターン同士、前記巻き戻しコイルを形成する導電パターンの同士又は前記巻き進みコイ
ルを形成する導電パターンと前記巻き戻しコイルを形成する導電パターンが、互いに逆方
向に電流が流れるように重なり合っていることを特徴とする請求項1に記載の電流測定用
コイル。
Conductive patterns that form the winding advance coil, conductive patterns that form the rewinding coil, or conductive patterns that form the winding advance coil and the rewinding with respect to a magnetic field orthogonal to the stacking direction of the circuit board. The current measuring coil according to claim 1, wherein the conductive patterns forming the coil overlap so that currents flow in opposite directions.
前記巻き進みコイルは、前記回路基板を形成する2つの導電層に形成された巻き進み導
電パターンと該2つの導電層に形成された巻き進み導電パターンを電気的に接続するスル
ーホールで形成されたトロイダルコイルであり、
前記巻き戻しコイルは、前記回路基板を形成する他の2つの導電層に形成された巻き戻
し導電パターンと該他の2つの導電層に形成された巻き戻し導電パターンを電気的に接続
するスルーホールで形成されたトロイダルコイルであることを特徴とする請求項1又は請
求項2に記載の電流測定用コイル。
The winding advance coil is formed by a winding advance conductive pattern formed in two conductive layers forming the circuit board and a through hole that electrically connects the winding advance conductive pattern formed in the two conductive layers. A toroidal coil,
The rewinding coil is a through hole that electrically connects a rewinding conductive pattern formed on the other two conductive layers forming the circuit board and a rewinding conductive pattern formed on the other two conductive layers. The current measuring coil according to claim 1, wherein the current measuring coil is a toroidal coil formed by:
前記巻き進みコイルは、前記回路基板を形成する2つの導電層に形成された巻き進み導
電パターンと該2つの導電層に形成された巻き進み導電パターンを電気的に接続するスル
ーホールで形成されたトロイダルコイルであり、
前記巻き戻しコイルは、前記回路基板を形成する他の1つの導電層に形成され、前記開
口の周囲を略一周するように形成された平面コイルであることを特徴とする請求項1又は
請求項2に記載の電流測定用コイル。
The winding advance coil is formed by a winding advance conductive pattern formed in two conductive layers forming the circuit board and a through hole that electrically connects the winding advance conductive pattern formed in the two conductive layers. A toroidal coil,
The rewinding coil is a planar coil formed in another conductive layer forming the circuit board and formed so as to substantially go around the opening. The coil for current measurement according to 2.
前記回路基板の積層方向に形成され、前記複数の導電層に形成された導電パターンを電
気的に接続するための複数のスルーホールが、前記開口に近い内周側において、直径の異
なる2つの同心円周上に1つおきに所定間隔で形成され、前記開口から遠い外周側におい
て単一の円周上に所定間隔で形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のい
ずれか一項に記載の電流測定用コイル。
Two concentric circles having a plurality of through-holes formed in the stacking direction of the circuit board and electrically connecting the conductive patterns formed in the plurality of conductive layers have different diameters on the inner peripheral side close to the opening. 5. Every other circumference is formed at a predetermined interval, and is formed at a predetermined interval on a single circumference on the outer peripheral side far from the opening. The coil for current measurement according to item.
前記回路基板は、4つの導電層と3つの絶縁層が積層されて形成され、前記スルーホー
ルは全て前記4つの導電層及び前記3つの絶縁層を貫通するように形成されていることを
特徴とする請求項5に記載の電流測定用コイル。
The circuit board is formed by stacking four conductive layers and three insulating layers, and all the through holes are formed to penetrate the four conductive layers and the three insulating layers. The current measuring coil according to claim 5.
前記3つの絶縁層のうち、中央の絶縁層の厚みは他の2つの絶縁層の厚みよりも厚いこ
とを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の電流測定用コイル。
7. The current measuring coil according to claim 1, wherein, of the three insulating layers, the thickness of the central insulating layer is thicker than the thicknesses of the other two insulating layers. .
前記巻き進みコイルの始点部に接続された第1引き出し線部と、前記巻き戻しコイルの
終点部に接続された第2引き出し線部は、互いに電流が逆向きに流れるようなパターンに
形成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の電流測定
用コイル。
The first lead wire portion connected to the start point portion of the winding advance coil and the second lead wire portion connected to the end point portion of the rewind coil are formed in a pattern in which currents flow in opposite directions. The current measurement coil according to claim 1, wherein the current measurement coil is a current measurement coil.
前記第1引き出し線部と前記第2引き出し線部が、それぞれ前記回路基板の異なる導電
層に形成されていることを特徴とする請求項8に記載の電流測定用コイル。
9. The current measuring coil according to claim 8, wherein the first lead line portion and the second lead line portion are formed in different conductive layers of the circuit board, respectively.
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