JP2018054490A - 電流センサおよび電流検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の増加を回避しつつ、電流路への取り付け時におけるロゴスキーコイルの端部同士の連結作業を不要にする。
【解決手段】第１端部Ｐ１および第２端部Ｐ２を有する支持体２１と、支持体２１の第１端部Ｐ１から第２端部Ｐ２に亘って形成されたロゴスキーコイル２２とを備え、平面視状態において第１端部Ｐ１と第２端部Ｐ２とが近接して支持体２１の平面視形状が環状となる初期形状においてロゴスキーコイル２２の内側を貫通する電流路１１に流れる検出対象電流Ｉを検出可能に構成され、支持体２１は、弾性復元力を有して、外力が加わっているときにはこの弾性復元力に抗して上記の初期形状から弾性変形して電流路をロゴスキーコイル２２の内側に貫通可能であると共に、外力が加わっていないときには弾性復元力によってこの初期形状に復帰する。
【選択図】図１

Description

本発明は、可撓性を有する支持体と、この支持体の一方の端部から他方の端部に亘って形成されたロゴスキーコイルを備えて、支持体の平面視形状が一方の端部と他方の端部とが近接する環状形状となる状態において支持体の内側を貫通する電流路に流れる検出対象電流を検出する電流センサ、およびこの電流センサを備えた電流検出装置に関するものである。

この種の電流センサの一例として、下記の特許文献１において本願出願人が開示した電流センサ（フレキシブルセンサ）が知られている。この電流センサは、可撓性を有するコイル支持体の周囲に絶縁導線（絶縁被覆が形成された導線）を巻回して形成したロゴスキーコイルと、ロゴスキーコイルにおける各端部同士の連結および連結解除を行うための連結機構（相手との連結および連結解除が可能な２つの連結部）とを備えている。

この電流センサは、連結機構の連結解除状態（この状態では、ロゴスキーコイルは環状ではなく弧状の形状となっている）において、ロゴスキーコイルの一方の端部に固定された一方の連結部（ロゴスキーコイルの基端部側）を一方の手で持ちながら、ロゴスキーコイルを移動させて、ロゴスキーコイルの他方の端部に固定された他方の連結部（ロゴスキーコイルの自由端部側）を電流路の一方の側方側から電流路の背面側に差し込み、他方の手を電流路の他方の側方から電流路の背面側に差し込んでこの他方の連結部を掴み、この他方の連結部を引っ張り出して、ロゴスキーコイルを弧状から環状に移行させつつ一方の連結部に連結する。これにより、ロゴスキーコイルは、電流路（測定対象体）を取り囲む環状形状（環状形状のロゴスキーコイルを平面視した状態において、ロゴスキーコイルの一方の端部と他方の端部とが近接する状態での環状形状）に構成されて、電流路を流れる検出対象電流を検出可能な状態となる。

特開２０１３−２２８２７４号公報（第６頁、第１図）

ところが、上記した従来の電流センサには、以下のような改善すべき課題が存在している。すなわち、この電流センサでは、上記したように、ロゴスキーコイルの電流路への取り付けに際して、ロゴスキーコイルの一方の端部と他方の端部とを近接させてロゴスキーコイルを環状形状にするためには、ロゴスキーコイルの一方の端部に固定された一方の連結部と、ロゴスキーコイルの他方の端部に固定された他方の連結部とを連結する作業が必要になる。したがって、この電流センサには、ロゴスキーコイルの各端部に連結部を配設する分だけ部品点数が増加すると共に、電流路への取り付け時に各連結部を連結する作業が必要になってその分だけ取り付けに手間がかかるという改善すべき課題が存在している。

本発明は、かかる課題を改善するためになされたものであり、部品点数の増加を回避しつつ、電流路への取り付け時におけるロゴスキーコイルの端部同士の連結作業を不要にし得る電流センサ、およびこの電流センサを備えた電流検出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記載の電流センサは、第１端部および第２端部を有する支持体と、当該支持体の前記第１端部から前記第２端部に亘って形成されたロゴスキーコイルとを備え、平面視状態において前記第１端部と前記第２端部とが近接して前記支持体の平面視形状が環状となる初期形状において前記ロゴスキーコイルの内側を貫通する電流路に流れる検出対象電流を検出する電流センサであって、前記支持体は、弾性復元力を有して、外力が加わっているときには当該弾性復元力に抗して前記初期形状から弾性変形して前記電流路を前記ロゴスキーコイルの内側に貫通可能であると共に、外力が加わっていないときには当該弾性復元力によって前記初期形状に復帰する。

請求項２記載の電流センサは、請求項１記載の電流センサにおいて、前記ロゴスキーコイルは、前記支持体を巻芯として形成されている。

請求項３記載の電流センサは、請求項２記載の電流センサにおいて、前記支持体は、導電性を有して前記ロゴスキーコイルにおける巻き戻し線として機能する。

請求項４記載の電流センサは、請求項１記載の電流センサにおいて、前記ロゴスキーコイルは、前記支持体とは異なる部材を巻芯として形成されている。

請求項５記載の電流検出装置は、請求項１から４のいずれかに記載の電流センサと、前記ロゴスキーコイルに接続されると共に、当該接続されたロゴスキーコイルの両端間に発生する誘導起電圧に基づいて前記検出対象電流の振幅に応じた振幅の検出電圧を出力する検出回路とを備えている。

請求項１記載の電流センサおよび請求項５記載の電流検出装置によれば、ロゴスキーコイルの各端部に連結部をそれぞれ配設すると共に電流路への取り付け時にはこれらの連結部同士（つまり、ロゴスキーコイルの端部同士）を連結させるという構成の従来の電流センサおよびこの電流センサを備えた電流検出装置とは異なり、ロゴスキーコイルの各端部への連結部の配設を不要にできる分だけ部品点数を削減できると共に、ロゴスキーコイルの電流路への取り付け時におけるロゴスキーコイルの端部同士の連結作業を不要にすることができる。また、この電流センサおよびこの電流検出装置によれば、ロゴスキーコイルを電流路に取り付けた後は、ロゴスキーコイルは支持体の一部または全体的な弾性復元力によって自動的に初期形状（Ｎターンに巻回されたスパイラル形状）に復帰する構成のため、特にＮが２以上（複数）のとき（ロゴスキーコイルを電流路に２回巻回して取り付けようとするとき）には、ロゴスキーコイルを電流路にＮ回（２ターン以上）巻回して取り付ける作業を容易にすることができる。

請求項２記載の電流センサおよびこの電流センサを備えた請求項５記載の電流検出装置によれば、支持体を巻芯としてロゴスキーコイルを形成したことにより、支持体と巻芯とを別体とする構成と比較して、ロゴスキーコイルの構成を簡略化することができる。

請求項３記載の電流センサおよびこの電流センサを備えた請求項５記載の電流検出装置によれば、導電性を有する材料を用いて支持体を構成して、支持体がロゴスキーコイルにおける巻き戻し線として機能するようにしたことにより、巻芯として機能する支持体と、巻き戻し線とを別体とする構成と比較して、ロゴスキーコイルの構成を一層簡略化することができる。

請求項４記載の電流センサおよびこの電流センサを備えた請求項５記載の電流検出装置によれば、支持体とは異なる部材を巻芯としてロゴスキーコイルを形成したことにより、例えば、支持体をケース体としてその内部にロゴスキーコイルを配設したり、支持体としていわゆるスパイラルチューブを使用してその表面にロゴスキーコイルを配設したりすることができるため、電流センサをより簡易に製造することができる。

電流センサ２Ａを備えた電流検出装置１Ａの構成図である。 図１における電流センサ２ＡのＷ−Ｗ線断面図である。 図１における電流センサ２Ａの斜視図である。 電流センサ２Ｂを備えた電流検出装置１Ｂの構成図である。 図４における電流センサ２ＢのＸ−Ｘ線断面図である。 他の電流センサ２Ｂについての図５と同等の位置での断面図である。

以下、電流センサおよび電流検出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、電流センサを備えた電流検出装置の構成について、図面を参照して説明する。

まず、図１に示す電流検出装置としての電流検出装置１Ａの構成について説明する。

電流検出装置１Ａは、図１に示すように、電流センサ２Ａおよび検出回路３を備え、電流路１１に流れている検出対象電流Ｉを検出する。具体的には、電流検出装置１Ａは、検出対象電流Ｉの振幅に応じた（比例した）振幅の検出電圧Ｖｉを出力する。

電流センサ２Ａは、図１，２に示すように、第１端部Ｐ１および第２端部Ｐ２を有する支持体２１（例えば、可撓性を有する長尺な支持体２１）と、この支持体２１の第１端部Ｐ１（以下、一方の端部Ｐ１ともいう）から第２端部Ｐ２（以下、他方の端部Ｐ２ともいう）に亘って形成されたロゴスキーコイル２２とを備え、図３に示すように、平面視状態（同図において電流路１１の長さ方向と平行な方向（矢印Ｚ）から見た状態）において一方の端部Ｐ１と他方の端部Ｐ２とが近接して支持体２１の平面視形状（上記の矢印Ｚ方向から見た一点鎖線で示す形状）が環状となる初期形状において、支持体２１の内側（つまり、ロゴスキーコイル２２の内側）を貫通する電流路１１に流れる検出対象電流Ｉを検出する。

なお、ロゴスキーコイル２２は、上記したように、支持体２１の一方の端部Ｐ１から他方の端部Ｐ２に亘って形成されているため、ロゴスキーコイル２２における支持体２１の一方の端部Ｐ１側の端部について以下では一方の端部Ｐ１ともいい、またロゴスキーコイル２２における支持体２１の他方の端部Ｐ２側の端部について以下では他方の端部Ｐ２ともいう。また、図３では、初期形状が環状の一例としての円環形状なる例を一点鎖線で示しており、またこの一点鎖線上における点Ｐ１ａは平面視状態における支持体２１およびロゴスキーコイル２２のそれぞれの一方の端部Ｐ１の位置を示し、この一点鎖線上における点Ｐ２ａは平面視状態における支持体２１およびロゴスキーコイル２２のそれぞれの他方の端部Ｐ２の位置を示している。また、初期形状としての環状は、この円環形状以外に、図示はしないが、楕円形状や、三角形および四角形などの多角形状であってもよい。

ロゴスキーコイル２２は、図１，２に示すように、一例として、巻芯２２ａ、巻線２２ｂ、巻き戻し線２２ｃ、および１組の出力電線２２ｄ，２２ｅを備えて構成されている。

巻芯２２ａは、可撓性を有する長尺な線状または棒状の部材（断面形状が均一（よって、断面積も均一）な部材）がスパイラル（螺旋）形状（本例では、直径Ｌ１がほぼ均一で、かつピッチＬ２がほぼ一定のＮ（Ｎは自然数）ターンのコイルスプリング形状。本例での初期形状）に巻回されて、弾性復元力を有する部材に構成されている。本例では一例として、巻芯２２ａは、導電性の金属材料で形成されて弾性復元力を有する複数ターン（Ｎが２以上。本例では一例として１０ターン程度）のコイルスプリングで構成されて、支持体２１としても機能すると共に巻き戻し線２２ｃとしても機能するように構成されている。また、巻芯２２ａは、図２に示すように、電気的絶縁性および可撓性を有する非磁性材料（例えば、シリコーンゴムなどの合成樹脂材料）で形成された絶縁被覆２２ｆで外周面全体が覆われている。また、巻芯２２ａの断面形状は、円形、四角形などの多角形、または楕円形などの種々の形状とすることができる。また、本例では巻芯２２ａは支持体２１としても機能するため、以下では、巻芯２２ａにおける支持体２１の一方の端部Ｐ１側の端部を一方の端部Ｐ１ともいい、巻芯２２ａにおける支持体２１の他方の端部Ｐ２側の端部を他方の端部Ｐ２ともいうものとする。

巻線２２ｂは、例えば表面が絶縁被覆で覆われた導線（例えばエナメル銅線など）で構成されて、巻芯２２ａの外周面に絶縁被覆２２ｆを介してほぼ均等なピッチ（隙間）で、巻芯２２ａの一方の端部Ｐ１から他方の端部Ｐ２に亘って螺旋状に巻回（巻回数は複数回）されて形成されている。これにより、巻線２２ｂは、全体としての初期形状が巻芯２２ａと同様のスパイラル形状（具体的には、本例ではコイルスプリング形状）に構成されている。また、巻線２２ｂを構成する導線における巻芯２２ａの一方の端部Ｐ１側の端部は、出力電線２２ｄに接続されている。また、本例では一例として、このようにして形成された巻線２２ｂの表面全体に亘って保護用の絶縁被覆２２ｇが形成されている。

巻き戻し線２２ｃは、本例では上記したように支持体２１としても機能する巻芯２２ａで代用されている。これにより、本例のロゴスキーコイル２２は、簡易な構成となっている。また、巻き戻し線２２ｃについても、巻き戻し線２２ｃにおける支持体２１の一方の端部Ｐ１側の端部を一方の端部Ｐ１ともいい、巻き戻し線２２ｃにおける支持体２１の他方の端部Ｐ２側の端部を他方の端部Ｐ２ともいうものとする。また、巻き戻し線２２ｃ（本例では巻芯２２ａ）は、その一方の端部Ｐ１が出力電線２２ｅに接続され、その他方の端部Ｐ２が巻線２２ｂを構成する導線におけるこの他方の端部Ｐ２側の端部と接続されている。なお、図１，３においては、電流センサ２Ａの構成の理解を容易にするため、ロゴスキーコイル２２については、各絶縁被覆２２ｆ，２２ｇの図示を省略している。

また、ロゴスキーコイル２２は、この構成（巻芯２２ａが支持体２１および巻き戻し線２２として機能する構成）に限定されるものではない。例えば、図示はしないが、巻芯２２ａを支持体２１としてのみ機能させる構成（巻き戻し線２２としては機能させない構成）を採用することもできる。具体的には、電気的絶縁性および可撓性を有する非磁性材料（例えば、シリコーンゴムなどの合成樹脂材料）で形成されて弾性復元力を有する初期形状がコイルスプリング（スパイラル）形状の合成樹脂体で巻芯２２ａを構成し、この巻芯２２ａを支持体２１としてのみ機能させるようにすることもできる。この場合、巻き戻し線２２ｃは、例えば導線で構成されて、この巻芯２２ａの中心部分に巻芯２２ａを貫通した状態（巻芯２２ａの一方の端部Ｐ１の端面から他方の端部Ｐ２の端面に亘る状態）で配設される。また、巻き戻し線２２ｃは、巻芯２２ａの一方の端部Ｐ１の端面から突出する一端部が出力電線２２ｅに接続され、巻芯２２ａの他方の端部Ｐ２の端面から突出する他端部が巻線２２ｂを構成する導線におけるこの他方の端部Ｐ２側の端部と接続される。

上記のようにして構成されたロゴスキーコイル２２（つまり、電流センサ２Ａ）は、支持体２１の弾性復元力に基づいて、コイル全体としても弾性復元力を有して、外力が加わっているときにはこの弾性復元力に抗して弾性変形して電流路１１をロゴスキーコイル２２（つまり、電流センサ２Ａ）の内側に貫通可能であると共に、外力が加わっていないときにはこの弾性復元力によって元の初期形状に復帰することが可能となっている。

検出回路３は、一例として図１に示すように、積分回路３１、アンプ３２およびフィルタ３３を備え、電流センサ２Ａの一対の出力電線２２ｄ，２２ｅ間から出力される電圧Ｖ１（ロゴスキーコイル２２の両端間に発生する誘導起電圧Ｖ１）を入力すると共に、この電圧Ｖ１に含まれる各周波数成分を抽出して、検出電圧Ｖｉとして出力する。

ロゴスキーコイル２２で構成された電流センサ２Ａは、その検出周波数帯域に周波数成分が含まれる検出対象電流Ｉについて、その時間的変化に比例した電圧Ｖ１を出力する構成（つまり、微分回路として機能する構成）である。このため、検出回路３では、微分回路と逆の周波数特性を有する積分回路３１がこの電圧Ｖ１を入力すると共に、電圧Ｖ１に含まれている各周波数成分のレベルを均一に揃えて電圧Ｖ１ａとして出力する。

アンプ３２は、電圧Ｖ１ａを入力すると共に予め調整されたゲインで増幅して電圧Ｖ１ｂとして出力する。フィルタ３３は、電流センサ２Ａの検出周波数帯域に含まれる周波数成分（電圧Ｖ１を構成する主たる周波数成分）を通過させると共に、電流センサ２Ａの検出周波数帯域以外の周波数域に含まれる周波数成分（電圧Ｖ１にとってノイズとなる成分）を除去して、検出電圧Ｖｉとして出力する。

次に、電流検出装置１Ａの動作について説明する。なお、スパイラル（螺旋）形状の電流センサ２Ａの内径（巻線２２ｂを構成する導線の線径や、各絶縁被覆２２ｆ，２２ｇの厚みや、巻芯２２ａの半径の影響により、上記した巻芯２２ａの直径Ｌ１よりも若干小径）は、電流路１１の直径よりも大径であるものとする。

まず、検出対象電流Ｉが流れる電流路１１に電流センサ２Ａのロゴスキーコイル２２を取り付ける。この取り付けにおいては、ロゴスキーコイル２２が弾性変形可能に構成されていることを利用する。具体的には、例えば、ロゴスキーコイル２２に外力を加えることで、出力電線２２ｄ，２２ｅが接続されている一方の端部Ｐ１側からスパイラル形状のロゴスキーコイル２２を部分的に弾性変形させて巻きほどきながら、電流路１１に少しずつ巻き付ける作業を他方の端部Ｐ２側まで手作業で実施する。これにより、ロゴスキーコイル２２全体が電流路１１に取り付けられる（結果として、電流センサ２Ａが電流路１１に取り付けられる）。この場合、上記したように、スパイラル形状のロゴスキーコイル２２の内径は電流路１１の直径よりも大径であるため、ロゴスキーコイル２２は、自身（ロゴスキーコイル２２の支持体２１として機能する巻芯２２ａ）の弾性復元力により、初期形状に復帰する。つまり、電流センサ２Ａは、ロゴスキーコイル２２の平面視状態においてロゴスキーコイル２２の一方の端部Ｐ１と他方の端部Ｐ２とが近接し、かつ電流路１１にＮ（Ｎは自然数）ターンに巻回された状態（さらに本例では直径がほぼ均一なスパイラル形状に巻回された状態）で電流路１１に取り付けられる。

このようにしてロゴスキーコイル２２（つまり、電流センサ２Ａ）が電流路１１に取り付けられた状態（スパイラル形状に形成されたロゴスキーコイル２２の内側を電流路１１が貫通する状態）において、ロゴスキーコイル２２では、巻線２２ｂが、電流路１１に検出対象電流Ｉが流れることに起因して電流路１１の周囲に発生する磁界（不図示）を検出して、電圧Ｖ１を発生させると共に、一対の出力電線２２ｄ，２２ｅを介して検出回路３に出力する。この場合、ロゴスキーコイル２２は、電流路１１に初期形状（つまり、Ｎターンに巻回されたスパイラル形状）で取り付けられているため、１ターンのときのＮ倍のレベル（振幅）で電圧Ｖ１を出力する。

検出回路３は、ロゴスキーコイル２２から出力される電圧Ｖ１に基づいて、電流センサ２Ａの検出周波数帯域に含まれる周波数成分で構成され、かつこの検出周波数帯域以外の周波数成分については十分に低減された電圧であって、検出対象電流Ｉの振幅に応じた（比例した）振幅の検出電圧Ｖｉを出力する。

このように、この電流センサ２Ａ、およびこの電流センサ２Ａを備えた電流検出装置１Ａでは、電流センサ２Ａのロゴスキーコイル２２を電流路１１に取り付けた状態では、スパイラル形状のロゴスキーコイル２２の内径が電流路１１の直径よりも大径である限りにおいて（別の言い方をすれば、ロゴスキーコイル２２が電流路１１と接触して電流路１１から外力を受けない限りにおいて）、ロゴスキーコイル２２は自身の弾性復元力によって自動的に初期形状（平面視状態においてその一方の端部Ｐ１とその他方の端部Ｐ２とが近接して、このときの形状（平面視形状）が環状となる初期形状）に復帰することができる。

したがって、この電流センサ２Ａおよびこの電流検出装置１Ａによれば、ロゴスキーコイルの一方の端部と他方の端部とに連結部をそれぞれ配設すると共に電流路への取り付け時にはこれらの連結部同士を連結させるという構成の従来の電流センサおよびこの電流センサを備えた電流検出装置とは異なり、ロゴスキーコイル２２の各端部Ｐ１，Ｐ２への連結部の配設を不要にできる分だけ部品点数を削減できると共に、ロゴスキーコイル２２の電流路１１への取り付け時におけるロゴスキーコイル２２の端部Ｐ１，Ｐ２同士の連結作業を不要にすることができる。

また、この電流センサ２Ａおよびこの電流検出装置１Ａによれば、上記したように、ロゴスキーコイル２２を電流路１１に取り付けた後は、ロゴスキーコイル２２は支持体２１の弾性復元力によって自動的に初期形状（Ｎターンに巻回されたスパイラル形状）に復帰する構成のため、特にＮが２以上（複数）のとき（ロゴスキーコイル２２を電流路１１に２回巻回して取り付けようとするとき）には、ロゴスキーコイル２２を電流路１１にＮ回（２ターン以上）巻回して取り付ける作業を容易にすることができる。

また、この電流センサ２Ａおよびこの電流検出装置１Ａによれば、支持体２１を巻芯２２ａとしてロゴスキーコイル２２を形成したこと（言い換えれば、巻芯２２ａが支持体２１としても機能するようにロゴスキーコイル２２を形成したこと）により、支持体２１と巻芯２２ａとを別体とする構成と比較して、ロゴスキーコイル２２の構成を簡略化することができる。

さらに、この電流センサ２Ａおよびこの電流検出装置１Ａによれば、導電性を有する材料を用いて支持体２１を構成して、ロゴスキーコイル２２における巻き戻し線２２ｃとして機能するようにしたことにより、巻芯２２ａとして機能する支持体２１と、巻き戻し線２２ｃとを別体とする構成と比較して、ロゴスキーコイル２２の構成を一層簡略化することができる。

なお、ロゴスキーコイルについては、上記したロゴスキーコイル２２の構成（支持体２１を巻芯２２ａとしてロゴスキーコイルを形成する構成）に限定されるものではなく、支持体とは異なる部材を巻芯２２ａとしてロゴスキーコイルを形成する構成）を採用することもできる。

例えば、図示はしないが、支持体をコイルスプリング（スパイラル）形状のケース体として構成し、このケース体内にロゴスキーコイルを配設する構成を採用することもできる。具体的には、電気的絶縁性および可撓性を有する非磁性材料（例えば、シリコーンゴムなどの合成樹脂材料）で巻芯２２ａを棒状に形成すると共に、この巻芯２２ａの中心部分に巻き戻し線２２ｃを上記の例と同様にして配設する。また、この巻芯２２ａの外周面に巻線２２ｂを上記の例と同様にして形成する。また、巻線２２ｂ、巻き戻し線２２ｃおよび各出力電線２２ｄ，２２ｅについても、上記の例と同様にして結線する。そして、このようにして一体的に構成されて可撓性を有する巻芯２２ａ、巻線２２ｂおよび巻き戻し線２２ｃ（つまり、可撓性を有するロゴスキーコイル２２）を、別途用意した支持体としてのケース体（電気的絶縁性および可撓性を有する非磁性材料（例えば、シリコーンゴムなどの合成樹脂材料）で形成されて弾性復元力を有する初期形状がコイルスプリング（スパイラル）形状の中空の合成樹脂体）の内部に、ケース体の一方の端部から他方の端部に亘る状態で配設する。これにより、支持体とは異なる部材を巻芯２２ａとしてロゴスキーコイルを形成して、電流センサを構成することができる。

また、図４，５に示す電流センサ２Ｂのロゴスキーコイル４２のように、長さ方向と交差（ほぼ直交）する方向に沿った断面形状が均一で、かつ長尺な柱状体がスパイラル状に巻回されて構成された部材（例えば、複数のケーブルを１つにまとめる際（結束する際）に使用されている樹脂製のスパイラル状の部材（いわゆるスパイラルチューブ））を支持体４１として使用すると共に、巻芯２２ａをこの支持体４１とは異なる部材で形成するという構成を採用することもできる。以下、この電流センサ２Ｂ、および電流センサ２Ｂを備えた電流検出装置１Ｂについて説明する。なお、上記した電流検出装置１Ａおよび電流センサ２Ａと同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。

電流検出装置１Ｂは、図４に示すように、電流センサ２Ｂおよび検出回路３を備え、電流路１１に流れている検出対象電流Ｉを検出して、検出電圧Ｖｉを出力する。

電流センサ２Ｂは、図４，５に示すように、第１端部Ｐ１および第２端部Ｐ２を有する支持体４１（例えば、可撓性を有する長尺な支持体４１）と、この支持体４１の第１端部Ｐ１（以下、一方の端部Ｐ１ともいう）から第２端部Ｐ２（以下、他方の端部Ｐ２ともいう）に亘って形成されたロゴスキーコイル４２とを備え、図示はしないが、電流センサ２Ａのロゴスキーコイル２２と同様にして、平面視状態（電流路１１の長さ方向と平行な方向から見た状態）において一方の端部Ｐ１と他方の端部Ｐ２とが近接して支持体４１の平面視形状（上記の電流路１１の長さ方向と平行な方向から見た形状）が環状となる初期形状において、支持体４１の内側を貫通する電流路１１に流れる検出対象電流Ｉを検出する。

支持体４１は、可撓性を有する長尺な柱状体に形成された部材（断面形状が均一（よって、断面積も均一）な部材）がスパイラル形状（本例では、直径Ｌ１がほぼ均一で、かつピッチＬ２がほぼ一定のＮ（Ｎは自然数）ターンのスパイラル形状。本例での初期形状）に巻回されて、弾性復元力を有する部材に構成されている。例えば、支持体４１は、電気的絶縁性および可撓性を有する非磁性材料（例えば、シリコーンゴムなどの合成樹脂材料）で構成されている。また、本例では一例として、支持体４１は、断面形状が図４，５に示すように、幅方向（図５中の左右方向）に沿った中央部分が肉厚（本例では一例として円形であるが、四角形や楕円形であってもよい）に形成されると共に、この中央部分を挟んで両側が中央部分よりも肉薄（本例では一例として四角形）に形成されて構成されている。また、本例の支持体４１は、柱状の部材の幅Ｌ３が上記のピッチＬ２と同等に規定されているため、隣接する巻回部位の側面同士が接触する構成となっているが、図示はしないが、柱状の部材の幅Ｌ３よりもピッチＬ２を大きくする構成（つまり、隣接する巻回部位の側面同士の間に一定の長さの隙間が空く構成）を採用することもできる。

ロゴスキーコイル４２は、図４，５に示すように、一例として、巻芯２２ａ、巻線２２ｂ、巻き戻し線２２ｃ、および１組の出力電線２２ｄ，２２ｅを備えて構成されている。また、ロゴスキーコイル４２は、同図に示すように、支持体４１の幅方向に沿った中央部分（肉厚の部分）に、支持体４１の一方の端部Ｐ１から他方の端部Ｐ２に亘って配設（埋設）されている。これにより、ロゴスキーコイル４２も、支持体４１と同様にして、全体として、スパイラル形状（直径がほぼ均一で、かつピッチが一定（Ｌ２）のＮターンのスパイラル形状。本例での初期形状）に形成されている。

なお、ロゴスキーコイル４２は、上記したように支持体４１に埋設する構成に限定されず、例えば、図６に示すように、断面形状を幅方向に沿って厚みが均一の四角形とした支持体４１（例えば、上記したスパイラルチューブで構成された支持体４１）の外面に、支持体４１の一方の端部Ｐ１から他方の端部Ｐ２に亘って一体的に配設する構成や、図示はしないが、逆に、この支持体４１の内面に一体的に配設する構成を採用することもできる。また、図６に示す電流センサ２Ｂは、図５に示す電流センサ２Ｂと比較して、ロゴスキーコイル４２自体の構成はほぼ同じで、このロゴスキーコイル４２の支持体４１への配置構造において主として相違（一方が支持体４１に埋設して配設するのに対して、他方が支持体４１の表面に一体的に配設するという点で相違）するだけである。このため、図６で示す電流センサ２Ｂについては、図５に示す電流センサ２Ｂの構成と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。

この電流センサ２Ｂ、およびこの電流センサ２Ｂを備えた電流検出装置１Ｂでも、上記した電流センサ２Ａおよび電流検出装置１Ａと同様にして、電流センサ２Ｂのロゴスキーコイル４２を電流路１１に取り付けた状態では、スパイラル形状のロゴスキーコイル４２の内径が電流路１１の直径よりも大径である限りにおいて、ロゴスキーコイル４２は支持体４１の弾性復元力によって自動的に初期形状（平面視状態において一方の端部Ｐ１と他方の端部Ｐ２とが近接した状態でこのときの形状（平面視形状）が環状となる初期形状）に復帰することができる。

したがって、この電流センサ２Ｂのように、支持体（上記のケース体や支持体４１）とは異なる部材を巻芯２２ａとして形成したロゴスキーコイルを有する電流センサ、およびこの電流センサを備えた電流検出装置１Ｂによっても、ロゴスキーコイルの一方の端部と他方の端部とに連結部をそれぞれ配設すると共に電流路への取り付け時にはこれらの連結部同士を連結させるという構成の従来の電流センサおよびこの電流センサを備えた電流検出装置とは異なり、ロゴスキーコイル４２の各端部Ｐ１，Ｐ２への連結部の配設を不要にできる分だけ部品点数を削減できると共に、ロゴスキーコイル４２の電流路１１への取り付け時におけるロゴスキーコイル４２の端部Ｐ１，Ｐ２同士の連結作業を不要にすることができる。また、特に、図６に示す電流センサ２Ｂのように、スパイラルチューブを使用して支持体４１を構成し、かつその表面（外面または内面）にロゴスキーコイル４２を一体的に配設する構成や、図示はしないが上記したように支持体をケース体として形成してその内部にロゴスキーコイルを配設する構成を採用したときには、電流センサ２Ｂをより簡易に製造することができる。

また、各電流センサ２Ａ，２Ｂを平面視形状が環状となる上記の初期形状に戻すために、上記の支持体が備える弾性復元力については、支持体が全体的に弾性復元力を備える構成であってもよいし、支持体の一部のみが弾性復元力を備える構成であってもよい。

１Ａ，１Ｂ 電流検出装置
２Ａ，２Ｂ 電流センサ
３ 検出回路
１１ 電流路
２１，４１ 支持体
２２，４２ ロゴスキーコイル
２２ａ 巻芯
２２ｃ 巻き戻し線
３１，３２ 検出回路
Ｐ１ 一方の端部（第１端部）
Ｐ２ 他方の端部（第２端部）
Ｖ１ 電圧
Ｖｉ 検出電圧

Claims (5)

1. 第１端部および第２端部を有する支持体と、当該支持体の前記第１端部から前記第２端部に亘って形成されたロゴスキーコイルとを備え、平面視状態において前記第１端部と前記第２端部とが近接して前記支持体の平面視形状が環状となる初期形状において前記ロゴスキーコイルの内側を貫通する電流路に流れる検出対象電流を検出する電流センサであって、
   前記支持体は、弾性復元力を有して、外力が加わっているときには当該弾性復元力に抗して前記初期形状から弾性変形して前記電流路を前記ロゴスキーコイルの内側に貫通可能であると共に、外力が加わっていないときには当該弾性復元力によって前記初期形状に復帰する電流センサ。
2. 前記ロゴスキーコイルは、前記支持体を巻芯として形成されている請求項１記載の電流センサ。
3. 前記支持体は、導電性を有して前記ロゴスキーコイルにおける巻き戻し線として機能する請求項２記載の電流センサ。
4. 前記ロゴスキーコイルは、前記支持体とは異なる部材を巻芯として形成されている請求項１記載の電流センサ。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の電流センサと、
   前記ロゴスキーコイルに接続されると共に、当該接続されたロゴスキーコイルの両端間に発生する誘導起電圧に基づいて前記検出対象電流の振幅に応じた振幅の検出電圧を出力する検出回路とを備えている電流検出装置。

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