JP2017011036A - 検出装置および測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検出精度を向上させる。
【解決手段】検出部２および検出部２の挿通孔２１ａに挿通された導電体３を支持する支持部４と、検出部２をシールドするシールド部１とを備え、支持部４は、内側に挿入された導電体３を支持する筒状の第１支持体４１と、第１支持体の外側に配置された第２支持体４２と、挿通孔２１ａに第１支持体４１を挿通させた状態で第２支持体４２の外側に配設された検出部２を支持する第３支持体４３とを備えて構成され、シールド部１は、支持部４の周囲に配設されて検出部２をシールドする第１シールド１１および第２シールド１２と、第１支持体４１と第２支持体４２との間に配設されると共に第２支持体４２によって支持されて導電体３をシールドする筒状の第３シールド１３とを備えて構成され、検出部２は、第３シールド１３と内周面２１ｂとの間に隙間５２が生じた状態で第３支持体４３によって支持されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、検出部の挿通孔に挿通された導電体に電流が流れたときに生じる物理量を検出する検出装置、およびその検出装置を備えた測定装置に関するものである。

この種の検出装置として、下記特許文献１において出願人が開示した電流検出部および取付け機構によって構成される装置が知られている。この場合、電流検出部は、環状の磁性体コアと磁性体コアに導線を巻回して形成したコイルとを備えて、中央部に挿通孔を有する環状に構成されている。また、取付け機構は、一対のケースおよび導電体等を備えて構成されている。各ケースは、互いに嵌合可能に構成されて、嵌合状態において電流検出部を収容する。また、各ケースの中央部には、各ケースの嵌合状態において互いに連結されて、各ケースに収容された電流検出部の挿通孔に挿通される筒状部がそれぞれ形成されている。導電体は、柱状に構成されて電流検出部を収容した各ケースにおける筒状部に挿通されて測定対象電流を導通させる。

一方、この種の検出装置には、外乱の影響を抑えるために、一般的に、シールドが配設される。この場合、例えば、導電体に加わる同相の電圧による電流検出値に対する影響を抑えるためのシールドの配設方法として、電流検出部に絶縁シートを巻き付け、その上にシールドとしての金属シートを巻き付ける方法が知られている。

特開２０１５−８１９４号公報（第５−６頁、第２図）

ところが、上記の方法でシールドを配設した従来の検出装置には、改善すべき以下の課題がある。すなわち、上記した方法でシールドを配設した電流検出装置では、電流検出部とシールドとの距離が近いため、両者の間に比較的大きな静電容量が生じ、高周波の電流を検出する際に、この静電容量に起因して、電流を正確に検出することが困難となるおそれがあり、この点の改善が望まれている。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、検出精度を向上させ得る検出装置および測定装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載の検出装置は、中央部に挿通孔を有する検出部と、当該検出部の前記挿通孔に挿通された導電体と、前記検出部および前記導電体を支持する支持部と、前記検出部をシールドするシールド部とを備えて前記導電体に電流が流れたときに生じる物理量を検出する検出装置であって、前記支持部は、絶縁体で形成されると共に内側に挿入された前記導電体を支持する筒状の第１支持体と、絶縁体で形成されると共に前記第１支持体の外側に配置された第２支持体と、絶縁体で形成されると共に前記第２支持体の外側に配置されて前記挿通孔に前記第１支持体を挿通させた状態で当該第２支持体の外側に配設された前記検出部を支持する第３支持体とを備えて構成され、前記シールド部は、前記支持部の周囲に配設されて前記検出部をシールドする外周シールドと、前記第１支持体と前記第２支持体との間に配設されると共に当該第２支持体によって支持されて前記導電体をシールドする筒状の内周シールドとを備えて構成され、前記検出部は、前記内周シールドと内周面との間に隙間が生じた状態で前記第３支持体によって支持されている。

また、請求項２記載の検出装置は、請求項１記載の検出装置において、前記内周シールドと内周面との間の前記隙間が空間の状態に維持されている。

また、請求項３記載の検出装置は、請求項１または２記載の検出装置において、前記第２支持体は、当該第１支持体から離間する筒状に形成され、前記内周シールドは、前記第１支持体との間に隙間が生じた状態で前記第２支持体によって支持されている。

また、請求項４記載の検出装置は、請求項３記載の検出装置において、前記第１支持体と前記内周シールドとの間の前記隙間が空間の状態に維持されている。

また、請求項５記載の測定装置は、請求項１から４のいずれかに記載の検出装置と、当該検出装置によって検出された前記物理量に基づいて前記電流を測定する測定部とを備えている。

請求項１記載の検出装置、および請求項５記載の測定装置によれば、挿通孔に支持部の第１支持体を挿通させた状態で支持部における第２支持体の外側に配設された検出部を、内周シールドと検出部の内周面との間に隙間が生じた状態で第３支持体によって支持するように構成したことにより、内周シールドと検出部とを十分に離間させることができる。したがって、この検出装置および測定装置によれば、シールドと検出部とが近接している従来の構成と比較して、内周シールドと検出部の内周面との間の静電容量を十分に小さくすることができるため、高周波の電流を検出する際の静電容量による影響を低減させて、電流の検出精度を十分に向上させることができる。

また、請求項２記載の検出装置、および請求項５記載の測定装置によれば、内周シールドと検出部の内周面との間の隙間が空間の状態に維持したことにより、樹脂等の絶縁体で隙間が充填されている構成と比較して、内周シールドと検出部の内周面との間の誘電率を小さくすることができる。したがって、この検出装置および測定装置によれば、内周シールドと検出部の内周面との間の静電容量をさらに小さくすることができる結果、高周波の電流を検出する際の検出精度をより向上させることができる。

また、請求項３記載の検出装置、および請求項５記載の測定装置によれば、支持部における第１支持体と第２支持体との間に配設された内周シールドを、第１支持体との間に隙間が生じた状態で第２支持体によって支持するように構成したことにより、第１支持体によって支持されている導電体と内周シールドとを十分に離間させることができる。したがって、この検出装置および測定装置によれば、導電体とシールドとが近接している従来の構成と比較して、導電体と内周シールドとの間の静電容量を十分に小さくすることができるため、高周波の電流を検出する際の静電容量による影響を低減させて、電流の検出精度を十分に向上させることができる。

また、請求項４記載の検出装置、および請求項５記載の測定装置によれば、第１支持体と内周シールドとの間の隙間を空間の状態に維持したことにより、樹脂等の絶縁体で隙間が充填されている構成と比較して、導電体と内周シールドとの間の誘電率を小さくすることができる。したがって、この検出装置および測定装置によれば、導電体と内周シールドとの間の静電容量をさらに小さくすることができる結果、高周波の電流を検出する際の検出精度をさらに向上させることができる。

電流測定装置１００の構成を示す斜視図である。 電流測定装置１００をシールド部１の底板１１ａ側から見た斜視図である。 シールド部１の一部を取り外した電流測定装置１００の斜視図である。 電流測定装置１００の分解斜視図である。 図１におけるＸ面断面図である。 電流測定装置１００の組立方法を説明する第１の説明図である。 電流測定装置１００の組立方法を説明する第２の説明図である。 電流測定装置１００の組立方法を説明する第３の説明図である。 電流測定装置１００の組立方法を説明する第４の説明図である。 電流測定装置１００の組立方法を説明する第５の説明図である。

以下、検出装置および測定装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、測定装置の一例としての図１，２に示す電流測定装置１００の構成について説明する。電流測定装置１００は、両図および図３に示すように、シールド部１、検出部２、導電体３、支持部４および基板５を備え、導電体３に流れる電流を測定可能に構成されている。この場合、基板５を除く各構成要素によって検出装置が構成される。なお、図３では、シールド部１の一部である第２シールド１２を取り外した状態で図示している。

シールド部１は、図４に示すように、第１シールド１１、第２シールド１２および第３シールド１３を備えて構成されている。

第１シールド１１は、例えば、図４に示すように、矩形の底板１１ａ、および底板１１ａに立設された矩形の側板１１ｂを備えて構成されている。また、第１シールド１１は、一例として、導電性を有する板材（例えば、金属板）を折り曲げることによって作製されて、底板１１ａおよび側板１１ｂが一体に形成されている。

第２シールド１２は、例えば、図４に示すように、矩形の天板１２ａ、および天板１２ａの縁部にそれぞれ垂設された矩形の３つの側板１２ｂ〜１２ｄを備えて構成されている。また、第２シールド１２は、一例として、導電性を有する板材（例えば、金属板）を折り曲げることによって作製されて、天板１２ａおよび各側板１２ｂ〜１２ｄが一体に形成されている。

この場合、第１シールド１１および第２シールド１２は、外周シールドに相当し、図１，５に示すように、互いに連結した状態において、検出部２、導電体３（一部を除く部分）、支持部４（一部を除く部分）および基板５を覆うことが可能となっている。つまり、第１シールド１１および第２シールド１２は、検出部２を支持した状態の支持部４の周囲に検出部２から離間した状態で配設される。

第３シールド１３は、内周シールドに相当し、例えば、図４に示すように、導電性を有する材料（例えば、金属）によって円筒状に形成されている。また、第３シールド１３は、図５に示すように、導電体３を取り囲んだ状態で検出部２の挿通孔２１ａに挿通されるようにして、支持部４における後述する第１支持体４１と第２支持体４２との間に配設されている。この場合、同図に示すように、第３シールド１３は、外周面１３ａが第２支持体４２（後述する外周壁６２）の内周面４２ｂに当接するように配設されることにより、支持部４における第１支持体４１の長さ方向に対して直交する平面に沿った方向への移動（以下、この方向への移動を「支持部４に対する移動」ともいう）が規制されている。また、第３シールド１３は、第１支持体４１との間に隙間５１が生じた状態で配設されるように構成されている。具体的には、第３シールド１３は、外径が第２支持体４２の内径よりも僅かに小径で、内径が第１支持体４１の外径よりも十分に大径に（例えば、第３シールド１３の厚みと同じ幅の隙間５１が生じる程度の直径に）形成されている。

また、第３シールド１３は、図１，５に示すように、固定金具１４によって第２シールド１２の天板１２ａに固定されている。この場合、固定金具１４は、導電性を有する材料で構成されている。このため、第３シールド１３は、固定金具１４を介して第２シールド１２に電気的に接続されている。また、この電流測定装置１００では、図５に示すように、第１シールド１１と第３シールド１３との間に非導電性の支持部４が介在している。このため、この電流測定装置１００では、シールド部１（第１シールド１１、第２シールド１２および第３シールド１３）によっては、電流の閉ループが形成されない構造となっている。

検出部２は、一例として貫通形の変流器（ＣＴ（Current Transformer ））であって、環状の磁性体コアと磁性体コアに導線を巻回して形成したコイル（いずれも図示せず）とを備えて、図３，４に示すように、中央部に挿通孔２１ａを有する平面視環状（ドーナッツ状）に構成されている。また、検出部２は、図３，６に示すように、挿通孔２１ａに支持部４の第１支持体４１を挿通させた状態で支持部４の第２支持体４２の外側に配設されて、支持部４の第３支持体４３によって支持されている。

この場合、図５に示すように、検出部２は、外周部２１ｃが第３支持体４３（後述する外周壁７２）の内周面４３ｂに当接し、かつ内周面２１ｂが第２支持体４２（後述する外周壁６２）の外周面４２ａから十分に離間するようにして第２支持体４２の外側に配設されて、支持部４に対する移動が規制された状態で第３支持体４３によって支持されている。つまり、この電流測定装置１００では、検出部２の外径が第３支持体４３の内径よりも僅かに小径で、検出部２の内径が第３シールド１３の外径および第２支持体４２の外径よりも十分に大径（例えば、第３シールド１３の外径の２倍程度の直径）となるように支持部４が構成されている。また、検出部２は、挿通孔２１ａに挿通された導電体３に電流（交流電流）が流れたときに生じる磁界（物理量）を検出して検出信号（二次電流）を出力する。

導電体３は、導電性を有する材料（例えば、真鍮）を用いて、図４に示すように、円柱状に構成されている。また、図５に示すように、導電体３の基端部３ａおよび先端部３ｂには、ねじ３３ａ，３３ｂをねじ込ませるねじ穴３１ａ，３１ｂが形成されている。また、導電体３は、支持部４における第１支持体４１の内側に配設されて、第１支持体４１によって支持されている。

この場合、導電体３は、図５に示すように、外周面３ｃが第１支持体４１の内周面４１ｂに当接するようにして、第１支持体４１の内側に配設されることにより、支持部４に対する移動が規制されている。また、導電体３は、ねじ３３ａ，３３ｂによって基端部３ａおよび先端部３ｂにそれぞれ接続された連結金具３２ａ，３２ｂに連結される図外のケーブル（または、バスバー）を介して図外の測定対象電源に接続される。この構成により、測定対象電源から出力される電流（検出対象電流）はこの導電体３を流れる。

支持部４は、図４，５に示すように、第１支持体４１、第２支持体４２および第３支持体４３を備えて構成されている。また、支持部４は、一例として、絶縁性（非導電性）を有する樹脂（絶縁体）を用いた射出成形によって作製されて、第１支持体４１、第２支持体４２および第３支持体４３が一体に形成されている。

第１支持体４１は、図４，５に示すように、円筒状に形成されて、内側に挿入された（収容した）導電体３を支持する。また、第１支持体４１は、図５に示すように、導電体３を収容したときに導電体３の外周面３ｃが内周面４１ｂに当接するように形成され、支持部４に対する移動を規制した状態で導電体３を支持可能に構成されている。具体的には、第１支持体４１は、内径が導電体３の外径よりも僅かに大きくなるように形成されている。

第２支持体４２は、図５に示すように、底板６１および外周壁６２を有する有底の円筒状（図４も参照）に形成されて、外周壁６２が第１支持体４１から離間して第１支持体４１の外側に位置するように配置されている。また、図５に示すように、第２支持体４２の底板６１（基端部４２ｃ）には、第１支持体４１の基端部４１ｃが連結（接続）されている。この第２支持体４２は、図５に示すように、第１支持体４１との間に第３シールド１３が配設されたときに、第３シールド１３の外周面１３ａが内周面４２ｂに当接し、これによって支持部４に対する移動を規制した状態で導電体３を支持する。

第３支持体４３は、図５に示すように、第２支持体４２の外周壁６２に連結（接続）された底板７１と、底板７１に立設されて第２支持体４２から離間して第２支持体４２の外側に配置された外周壁７２とを備えた有底の円筒状（図４も参照）に形成されている。この場合、外周壁７２は、先端部側から基端部側（底板７１側）に向かうに従って厚みが厚くなるテーパー状に形成されている。この第３支持体４３は、図５に示すように、検出部２が第２支持体４２の外側に配設されたときに、検出部２の外周部２１ｃが、外周壁７２における上下方向の中間部位において外周壁７２の内周面４３ｂに当接し、これによって支持部４に対する移動を規制した状態で検出部２を支持可能に構成されている。具体的には、第３支持体４３は、外周壁７２の内径が検出部２の外径よりも僅かに大きくなるように形成されている。また、外周壁７２の外周面４３ａには、支持部４をシールド部１に固定するための固定用台座４３ｃが複数（この例では３つ）設けられている。

基板５は、図３に示すように、第１シールド１１の底板１１ａに取り付けられている。また、基板５は、ＣＰＵ等の電子部品が実装されて構成されて、検出部２（検出装置）によって検出された物理量（磁界）に基づいて導電体３に流れる電流の電流値を測定する測定部として機能する。

次に、電流測定装置１００の組立方法の一例について、図面を参照して説明する。

まず、図６に示すように、支持部４における第２支持体４２の外側（第２支持体４２と第３支持体４３との間の環状の領域）に検出部２を配設する。この際に、図５に示すように、検出部２の外周部２１ｃが第３支持体４３における外周壁７２の内周面４３ｂに当接し、これによって支持部４に対する移動が規制された状態で検出部２が第３支持体４３によって支持される。また、この状態では、同図に示すように、第３シールド１３と検出部２の内周面２１ｂとの間に隙間５２が生じている。この場合、この電流測定装置１００では、隙間５２が、空間の状態（隙間５２に樹脂等の絶縁体が充填されていない非充填状態）に維持される。

次いで、図７に示すように、支持部４における第１支持体４１と第２支持体４２との間の環状の領域にシールド部１の第３シールド１３を配設する。この際に、図５に示すように、第３シールド１３の外周面１３ａが第２支持体４２の内周面４２ｂに当接し、これにより、第３シールド１３が、検出部２の挿通孔２１ａに挿通されて、支持部４に対する移動が規制された状態で第２支持体４２によって支持される。また、この状態では、同図に示すように、第３シールド１３の内周面１３ｂと第１支持体４１の外周面４１ａとの間に隙間５１が生じている。この場合、この電流測定装置１００では、隙間５１が、空間の状態（隙間５１に樹脂等の絶縁体が充填されていない非充填状態）に維持される。

続いて、図８に示すように、支持部４の第１支持体４１の内側に導電体３を収容（挿入）する。この際に、図５に示すように、導電体３の外周面３ｃが第１支持体４１の内周面４１ｂに当接し、これにより、導電体３が、検出部２の挿通孔２１ａに挿通されて、支持部４に対する移動が規制された状態で第１支持体４１によって支持される。

次いで、図９に示すように、第１シールド１１における底板１１ａの上に基板５を載置し、ねじ１５を用いて基板５を底板１１ａに固定する。続いて、同図に示すように、検出部２、導電体３、およびシールド部１の第３シールド１３を支持している状態の支持部４を基板５の上に配置する。この際に、基板５に形成されている挿通孔５ａ（図４参照）および、第１シールド１１の底板１１ａに形成されている挿通孔１１ｃ（同図参照）に、支持部４における第１支持体４１の基端部４１ｃ、および第２支持体４２の基端部４２ｃを挿通させて底板１１ａから突出させる（図２参照）。

次いで、図９に示すように、第３支持体４３の固定用台座４３ｃの外周面４３ａに設けられている固定用台座４３ｃを、ねじ１５を用いて基板５および底板１１ａに固定する。続いて、図５に示すように、導電体３の基端部３ａにねじ３３ａを用いて連結金具３２ａを固定する。

次いで、図１０に示すように、支持部４（支持部４によって支持されている検出部２）、および基板５を覆うようにして、第１シールド１１の上に第２シールド１２を配置する。この際に、第２シールド１２の天板１２ａに形成されている挿通孔１２ｅに、支持部４における第１支持体４１の先端部４１ｄ、および第３シールド１３の先端部１３ｃを挿通させて天板１２ａから突出させる。続いて、ねじ１５を用いて第１シールド１１と第２シールド１２とを連結させる。

次いで、図１，５に示すように、第３シールド１３の先端部１３ｃに、ねじ１５を用いて固定金具１４を固定する。続いて、図１に示すように、第２シールド１２の天板１２ａに、ねじ１５を用いて固定金具１４を固定する。これにより、第２シールド１２と第３シールド１３とが固定金具１４を介して電気的に接続される。

次いで、図５に示すように、ねじ３３ｂを用いて、導電体３の先端部３ｂに連結金具３２ｂを固定する。以上により、電流測定装置１００の組み立てが完了する。

次に、電流測定装置１００を用いて測定対象電流の電流値を測定する方法について、図面を参照して説明する。

この電流測定装置１００を用いて測定対象電流の電流値を測定する際には、まず、導電体３の基端部３ａおよび先端部３ｂにそれぞれ接続されている連結金具３２ａ，３２ｂに連結されている図外のケーブルを図外の測定対象電源に接続する。この際に、測定対象電源から出力される電流が導電体３を流れる。また、検出部２が、導電体３を電流が流れることによって生じる磁界（物理量）を検出して検出信号（二次電流）を出力する。

この場合、この電流測定装置１００では、検出部２がシールド部１によってシールドされているため、外乱の影響が十分に低減され、この結果、電流に応じた磁界を検出部２によって正確に検出することが可能となっている。

また、この電流測定装置１００では、図５に示すように、シールド部１を構成する第３シールド１３と、検出部２の内周面２１ｂとの間に隙間５２が生じた状態で検出部２が配設されている。つまり、第３シールド１３と検出部２の内周面２１ｂとが十分に離間している。また、この電流測定装置１００では、第３シールド１３と検出部２の内周面２１ｂとの間の隙間５２に樹脂等の絶縁体が充填されていない非充填状態（空間の状態）に維持されている。

ここで、絶縁体を挟んで２つの導体を対向して配置した構造体を想定する。この場合、絶縁体の誘電率を「ε」とし、導体の面積を「Ｓ」とし、各導体間の距離を「ｄ」とすると、各導体間の静電容量Ｃは、次の式（１）で表される。
Ｃ＝εＳ／ｄ・・・式（１）
上記の式（１）から、各導体間の距離ｄが大きいほど、つまり、各導体間が離間しているほど、静電容量Ｃが小さくなることが理解される。また、式（１）から、誘電率εが小さいほど、静電容量Ｃが小さくなることが理解される。

電流測定装置１００を上記した構造体を当てはめると、電流測定装置１００における第３シールド１３および検出部２が各導体に相当する。このため、第３シールド１３と検出部２の内周面２１ｂとが十分に離間しているこの電流測定装置１００では、検出部に巻き付けた絶縁シートの上にシールドとしての金属シートを巻き付ける従来の構成、つまりシールドと検出部とが近接している構成と比較して、第３シールド１３と検出部２との間の静電容量Ｃを十分に小さくできることが明らである。また、この電流測定装置１００では、上記したように、第３シールド１３と検出部２の内周面２１ｂとの間の隙間５２が空間の状態に維持されている。この場合、空気の誘電率εは、樹脂等の絶縁体の誘電率εよりも小さい。このため、この電流測定装置１００では、樹脂等の絶縁体で隙間５２が充填されている構成と比較して、第３シールド１３と検出部２との間の誘電率εを小さくすることができる結果、静電容量Ｃをさらに小さくすることが可能となっている。

また、検出部２のインダクタンスを「Ｌ」とすると、このインダクタンスＬ、および第３シールド１３と検出部２との間の静電容量Ｃとによって構成されるＬＣ回路の共振周波数ｆ_ｒは、次の式（２）で表される。
ｆ_ｒ＝１／√（ＬＣ）・・・式（２）
上記の式（２）から、静電容量Ｃが小さいほど、共振周波数ｆ_ｒが大きくなり、高周波応答が可能となることが理解される。したがって、第３シールド１３と検出部２との間の静電容量Ｃが十分に小さいこの電流測定装置１００では、高周波の電流を検出する際の検出精度を十分に向上させることが可能となっている。

また、この電流測定装置１００では、図５に示すように、シールド部１を構成する第３シールド１３が、導電体３を支持する第１支持体４１との間に隙間５１が生じた状態で配設されている。つまり、導電体３と第３シールド１３とが十分に離間している。また、この電流測定装置１００では、第３シールド１３と第１支持体４１との間の隙間５１に樹脂等の絶縁体が充填されていない非充填状態（空間の状態）に維持されている。

ここで、円筒状の第１導電体の周囲に円筒状の絶縁体を挟んで円筒状の第２導電体を同軸に配置した構造体（以下「同軸構造体」ともいう）を想定する。この場合、絶縁体の誘電率を「ε」とし、絶縁体の内径（第１導電体の外径）を「ａ」とし、絶縁体の外径（第２導電体の内径）を「ｂ」とし、同軸構造体（第１導電体、および第２導電体）の長さを「ｌ」とすると、第１導電体と第２導電体との間の静電容量Ｃは、次の式（３）で表される。
Ｃ＝２πεl／ｌｎ（ｂ／ａ）・・・式（３）
上記の式（３）から、第１導電体の外周ａに対する第２導電体の内径ｂの比率（ｂとａとの差）が大きいほど、つまり、第１導電体と第２導電体とが離間しているほど、静電容量Ｃが小さくなることが理解される。また、式（３）から、誘電率εが小さいほど、静電容量Ｃが小さくなることが理解される。

電流測定装置１００を上記した同軸構造体を当てはめると、電流測定装置１００における導電体３が第１導電体に相当し、第３シールド１３が第２導電体に相当する。このため、導電体３と第３シールド１３とが十分に離間しているこの電流測定装置１００では、例えば、導電体の外周面に巻き付けた絶縁シートの上にシールドとしての金属シートを巻き付ける構成、つまり導電体とシールドとが近接している構成と比較して、導電体３と第３シールド１３との間の静電容量Ｃを十分に小さくできることが明らである。また、この電流測定装置１００では、上記したように、第３シールド１３と第１支持体４１との間の隙間５１が空間の状態に維持される。この場合、空気の誘電率εは、樹脂等の絶縁体の誘電率εよりも小さい。このため、この電流測定装置１００では、樹脂等の絶縁体で隙間５１が充填されている構成と比較して、導電体３と第３シールド１３との間の誘電率εを小さくすることができる結果、静電容量Ｃをさらに小さくすることが可能となっている。

この場合、導電体３と第３シールド１３との間の静電容量Ｃが大きいほど高周波の電流を検出する際の検出精度が低下し、静電容量Ｃが小さいほど検出精度が向上する。したがって、導電体３と第３シールド１３との間の静電容量Ｃが十分に小さいこの電流測定装置１００では、高周波の電流を検出する際の静電容量Ｃによる影響が低減されて、電流の検出精度をさらに向上させることが可能となっている。

一方、基板５は、検出部２から出力され検出信号に基づいて測定対象電流の値を測定して、測定値を示す電気信号を出力する。次いで、基板５から出力された電気信号は、図外の表示装置に送られて、表示装置によって電流の測定値が表示される。また、基板５から出力された電気信号は、図外の記憶装置に送られて、電気信号によって示される電流の測定値が記憶装置によって記憶される。

このように、この検出装置および電流測定装置１００によれば、挿通孔２１ａに支持部４の第１支持体４１を挿通させた状態で支持部４における第２支持体４２の外側に配設された検出部２を、第３シールド１３と内周面２１ｂとの間に隙間５２が生じた状態で第３支持体４３によって支持するように構成したことにより、第３シールド１３と検出部２とを十分に離間させることができる。したがって、この検出装置および電流測定装置１００によれば、シールドと検出部とが近接している従来の構成と比較して、第３シールド１３と検出部２の内周面２１ｂとの間の静電容量Ｃを十分に小さくすることができるため、高周波の電流を検出する際の静電容量Ｃによる影響を低減させて、電流の検出精度を十分に向上させることができる。

また、この検出装置および電流測定装置１００によれば、第３シールド１３と検出部２の内周面２１ｂとの間の隙間５２を空間の状態に維持したことにより、樹脂等の絶縁体で隙間５２が充填されている構成と比較して、第３シールド１３と検出部２の内周面２１ｂとの間の誘電率εを小さくすることができる。したがって、この検出装置および電流測定装置１００によれば、第３シールド１３と検出部２の内周面２１ｂとの間の静電容量Ｃをさらに小さくすることができる結果、高周波の電流を検出する際の検出精度をより向上させることができる。

また、この検出装置および電流測定装置１００によれば、支持部４における第１支持体４１と第２支持体４２との間に配設された第３シールド１３を、第１支持体４１との間に隙間５１が生じた状態で第２支持体４２によって支持するように構成したことにより、第１支持体４１によって支持されている導電体３と第３シールド１３とを十分に離間させることができる。したがって、この検出装置および電流測定装置１００によれば、導電体とシールドとが近接している従来の構成と比較して、導電体３と第３シールド１３との間の静電容量Ｃを十分に小さくすることができるため、高周波の電流を検出する際の静電容量Ｃによる影響を低減させて、電流の検出精度を一層向上させることができる。

また、この検出装置および電流測定装置１００によれば、第１支持体４１と第３シールド１３との間の隙間５１を空間の状態に維持したことにより、樹脂等の絶縁体で隙間５１が充填されている構成と比較して、導電体３と第３シールド１３との間の誘電率εを小さくすることができる。したがって、この検出装置および電流測定装置１００によれば、導電体３と第３シールド１３との間の静電容量Ｃをさらに小さくすることができる結果、高周波の電流を検出する際の検出精度をさらに向上させることができる。

なお、検出装置および測定装置の構成は、上記の構成に限定されない。例えば、第３シールド１３と検出部２の内周面２１ｂとの間の隙間５２を空間の状態に維持する構成例について上記したが、隙間５２に樹脂等の絶縁体を充填する構成を採用することもできる。

また、第１支持体４１と第３シールド１３との間の隙間５１を空間の状態に維持する構成例について上記したが、隙間５１に樹脂等の絶縁体を充填する構成を採用することもできる。また、第１支持体４１と第３シールド１３との間に隙間５１が生じない状態で第３シールド１３を支持する構成を採用することもできる。具体的には、第３シールド１３の内径が第１支持体４１の外径よりも僅かに大径となるように第３シールド１３を構成して第１支持体４１の外周に第３シールド１３を嵌め込むことにより、第１支持体４１で第３シールド１３を支持する構成を採用することができる。また、このように第３シールド１３を構成したときには、第２支持体４２の外周壁６２で第３シールド１３を支持する必要がないため、第３シールド１３を支持する底板６１を有して外周壁６２を有しない第２支持体４２を採用することもできる。

また、第１支持体４１、第２支持体４２および第３支持体４３を一体に形成した支持部４を例に挙げて説明したが、別体に形成した第１支持体４１、第２支持体４２および第３支持体４３を連結して構成した支持部を採用することができる。

また、検出部２の外周部２１ｃが支持部４における第３支持体４３の内周面４３ｂに当接し、検出部２の内周面２１ｂが支持部４における第２支持体４２の外周面４２ａから離間するように、検出部２を第２支持体４２の外側に配設して検出部２を支持する例について上記したが、検出部２の外周部２１ｃが第３支持体４３の内周面４３ｂから離間し、かつ検出部２の内周面２１ｂが第２支持体４２の外周面４２ａから離間するように、検出部２を第２支持体４２の外側に配設する構成を採用することもできる。

この場合、検出部２の外周部２１ｃと第３支持体４３の内周面４３ｂとの間、および検出部２の内周面２１ｂと第２支持体４２の外周面４２ａとの間の少なくとも一方に充填材（誘電率が小さい充填材が好ましい）を充填することで、検出部２を支持することができる。なお、検出部２の内周面２１ｂと第２支持体４２の外周面４２ａとの間に充填材を充填して検出部２を支持したりする構成（つまり、検出部２を支持するのに外周壁７２を用いない構成）では、検出部２を支持する底板７１を有して外周壁７２を有しない第３支持体４３を採用することもできる。

また、上記したシールド部１とは異なる構成のシールド部を採用することができる。一例として、第１シールド１１に代えて、基板５の裏面に形成した導電パターンを用いる構成を採用することができる。また、電流測定装置１００の仕様に応じて、第１シールド１１および第２シールド１２の一方を有しないシールド部を採用することもできる。

また、検出装置によって検出された物理量（磁界）に基づいて電流を測定する電流測定装置１００に適用した例について上記したが、検出装置によって検出された物理量に基づいて電力や抵抗等の電流以外の被測定量を測定する各種の測定装置に適用することができる。

１ シールド部
２ 検出部
３ 導電体
４ 支持部
５ 基板
１１ 第１シールド
１２ 第２シールド
１３ 第３シールド
２１ａ 挿通孔
２１ｂ 内周面
４１ 第１支持体
４２ 第２支持体
４３ 第３支持体
５１，５２ 隙間
６１，７１ 底板
６２，７２ 外周壁
１００ 電流測定装置

Claims (5)

1. 中央部に挿通孔を有する検出部と、当該検出部の前記挿通孔に挿通された導電体と、前記検出部および前記導電体を支持する支持部と、前記検出部をシールドするシールド部とを備えて前記導電体に電流が流れたときに生じる物理量を検出する検出装置であって、
   前記支持部は、絶縁体で形成されると共に内側に挿入された前記導電体を支持する筒状の第１支持体と、絶縁体で形成されると共に前記第１支持体の外側に配置された第２支持体と、絶縁体で形成されると共に前記第２支持体の外側に配置されて前記挿通孔に前記第１支持体を挿通させた状態で当該第２支持体の外側に配設された前記検出部を支持する第３支持体とを備えて構成され、
   前記シールド部は、前記支持部の周囲に配設されて前記検出部をシールドする外周シールドと、前記第１支持体と前記第２支持体との間に配設されると共に当該第２支持体によって支持されて前記導電体をシールドする筒状の内周シールドとを備えて構成され、
   前記検出部は、前記内周シールドと内周面との間に隙間が生じた状態で前記第３支持体によって支持されている検出装置。
2. 前記内周シールドと内周面との間の前記隙間が空間の状態に維持されている請求項１記載の検出装置。
3. 前記第２支持体は、当該第１支持体から離間する筒状に形成され、
   前記内周シールドは、前記第１支持体との間に隙間が生じた状態で前記第２支持体によって支持されている請求項１または２記載の検出装置。
4. 前記第１支持体と前記内周シールドとの間の前記隙間が空間の状態に維持されている請求項３記載の検出装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の検出装置と、当該検出装置によって検出された前記物理量に基づいて前記電流を測定する測定部とを備えている測定装置。

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