JP2023074959A - 電流センサおよび測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品などの測定対象物を取り囲んでロゴスキー方式により測定する際の繰り返しの開閉に耐えることができ、コモンモード電圧の影響を低減することができる電流センサおよび測定装置を提供すること。【解決手段】可撓性を有し、測定対象を取り囲んだ状態で測定対象についての物理量を検出する検出本体を備える電流センサであって、前記検出本体は、中空の巻芯（１２）に螺旋状に巻回され、前記巻芯（１２）の先端部で折り返して該巻芯（１２）の基端部まで戻して構成された導電線（１１）と、内部絶縁層（１３）と、前記内部絶縁層（１３）の外側の円周方向において一周することなく間隙（１５ａ）を形成するように設けられた導電性の静電シールド層（１５）と、前記静電シールド層（１５）の外側の円周方向において一周するように設けられた外装被覆（１６）と、を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、測定対象についての電流を検出する電流センサ及び測定装置に関する。

従来から電流センサとしては、ＣＴ方式、ホール素子方式、ロゴスキー方式、ゼロフラックス方式など様々な方式の電流センサが提案されている。なかでも、ロゴスキー方式は、磁気コアが無いため、磁気飽和せずに大電流を測定可能であり、磁気損失による発熱、飽和、ヒステリシスがないなどの特性がある。このような特性にしたがって、様々な測定対象を測定することができる。

例えば特許文献１には、ＧＩＳ（Ｇａｓ Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｓｗｉｔｃｈｇｅａｒ）の中心導体に流れる電流、あるいは、高周波誘導加熱装置の加熱コイルに流れる電流のような比較的大電流に対して、その電流の検出のために用いられるロゴスキー方式の電流検出器が記載されている。ロゴスキー方式のセンサは、リングの一部を開放した一端を測定対象物の背後に通した後にリングを閉じて、測定対象物を取り囲むようにリングを形成した状態で測定を行う。

特許文献１の電流検出器における測定対象であるＧＩＳ、高周波誘導加熱装置は、商用周波数程度の比較的低い周波数であると考えられる。この電流検出器では、開閉可能なリング形状をした検出部は、可撓性のチューブの中心を貫通するとともに周囲に巻き回されたロゴスキーコイルを覆うように、第１の絶縁層、電界シールド、第２の絶縁層、磁界シールド、被覆層が筒状に形成されて配置構成されている。

特開２００６－３２９８２６号公報

ロゴスキー方式のセンサの用途は幅広く、基板に搭載された電子部品などに流れる数ＭＨｚ以上の周波数の電流を測定するためにも用いられている。電子部品の大きさは比較的小さいため、測定するためのセンサは、特許文献１に記載されたような装置における電流を測定するセンサに比べて、狭い場所へ通すために小さく形成されなければならない。

しかしながら、特許文献１に記載されたロゴスキー方式のセンサは、狭い場所へ通して小さいものを測定することを意図されたものではない。特許文献１に記載されたセンサを電子部品の測定のために小さく形成しようとしても、曲率半径が小さすぎるため、電界シールドとして用いられている筒状の銅網や箔状の銅テープが問題となる。測定の際にセンサ端部の開閉を繰り返すと、箔状の銅テープは破壊されてしまい、電界シールド機能を有さなくなる。また、曲率半径が小さすぎると、電界シールドとして構成された銅網は十分に撓むことができない。

このような理由から、従来の電子部品を測定対象とするロゴスキー方式の電流センサは、電界シールドは設けられていなかった。すなわち、図７に示すように、電子部品測定用のロゴスキー方式の電流センサは、可撓性のチューブ１０１の中心を貫通するとともに周囲に巻き回されたロゴスキーコイル１０２が外装被覆１０３で覆われている、という最小構成により形成されている。

一方で、電子部品を測定対象とするロゴスキー方式の電流センサにおいては、例えばスイッチングパワー半導体を測定することがある。近年では、スイッチングパワー半導体の高周波数化が進んでおり、コモンモード電圧の影響を低減しなければ測定自体が成立しない状況が発生している。しかしながら、電界シールドが設けられていない最小構成のロゴスキーセンサでは、周囲環境の影響、特にコモンモード電圧の影響を受けてしまう。

本発明は上記従来の問題に鑑みなされたものであって、本発明の課題は、電子部品などの測定対象物を取り囲んでロゴスキー方式により測定する際の繰り返しの開閉に耐えることができ、コモンモード電圧の影響を低減可能な電流センサおよび測定装置を提供することにある。

本発明の代表的な実施の形態に係る電流センサは、可撓性を有し、測定対象を取り囲んだ状態で測定対象についての物理量を検出する検出本体と、該検出本体の基端部が取り付けられると共に、前記検出本体の先端部を保持する保持部と、を備える電流センサであって、前記検出本体は、巻芯に螺旋状に巻回され、前記巻芯の先端部で折り返して該巻芯の基端部まで戻して構成された導電線と、前記螺旋状に巻回された導電線の外側の円周方向において一周するように設けられた内部絶縁層と、前記内部絶縁層の外側の円周方向において一周することなく間隙を形成するように設けられた導電性の静電シールド層と、前記静電シールド層の外側の円周方向において一周するように設けられた外装被覆と、を有する。

本発明に係る電流センサおよび測定装置によれば、電子部品などの測定対象物を取り囲んでロゴスキー方式により測定する際の繰り返しの開閉に耐えることができ、コモンモード電圧の影響を低減することができる。

本実施形態に係る電流センサを用いた測定装置の概略構成を示す図である。 本実施形態における電流センサの構成を示す図である。 電流センサが閉じた状態での検出本体の形状を示す図である。 検出本体の断面構成を示す図である。 電子部品の電流を測定する際の電流センサの配置を示す図である。 検出本体の先端を電子部品の端子の背後から手前に送り出す手順を説明するための図である。 従来の電流センサにおける検出本体の断面構成を示す図である。

１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。なお、以下の説明では、一例として、図４における発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を、括弧を付して記載している。

〔１〕代表的な実施の形態に係る電流センサは、可撓性を有し、測定対象を取り囲んだ状態で測定対象についての物理量を検出する検出本体と、該検出本体の基端部が取り付けられると共に、前記検出本体の先端部を保持する保持部と、を備える電流センサであって、前記検出本体は、巻芯（１２）に螺旋状に巻回され、前記巻芯（１２）の先端部で折り返して該巻芯（１２）の基端部まで戻して構成された導電線（１１）と、前記螺旋状に巻回された導電線（１１）の外側の円周方向において一周するように設けられた内部絶縁層（１３）と、前記内部絶縁層（１３）の外側の円周方向において一周することなく間隙（１５ａ）を形成するように設けられた導電性の静電シールド層（１５）と、前記静電シールド層（１５）の外側の円周方向において一周するように設けられた外装被覆（１６）と、を有する。

この態様によれば、静電シールド層を一周しないように離して巻くことで、周方向に誘起電流が流れなくなるので、誘起電流が流れない分、測定精度が上がる。静電シールド層に間隙を設けることで、検出本体が曲がりやすく構成できる。静電シールド層を重ならないように巻くことで、検出本体が曲がりやすくなり、かつ細く形成できる。電子部品などの測定対象物を取り囲んでロゴスキー方式により測定する際の繰り返しの開閉に耐えることができ、コモンモード電圧の影響を低減することができる。

〔２〕上記〔１〕記載の電流センサにおいて、前記静電シールド層の円周長は、前記内部絶縁層の円周長よりも短いこととしてもよい。

この態様によれば、静電シールド層１５は検出本体１の円周方向Ｄにおいて間隙１５ａを容易に形成することができる。内部絶縁層１３に密着させて形成しても、静電シールド層１５の間隙１５ａが一定の間隔で確保できる。

〔３〕上記〔１〕または〔２〕記載の電流センサにおいて、前記静電シールド層は導電布であることとしてもよい。

この態様によれば、電流センサ１０の開閉の際に生じる変形にも繰り返し耐える耐久性と弾性が確保できる。

〔４〕上記〔１〕から〔３〕までのいずれか１つの電流センサにおいて、前記静電シールド層は、低磁性材料で構成されることとしてもよい。

この態様によれば、ロゴスキーコイルとして構成される導電線１１に効率的に磁束を通すことができる。

〔５〕上記〔１〕から〔４〕までのいずれか１つの電流センサにおいて、前記内部絶縁層は、低誘電率材料で構成されることとしてもよい。

この態様によれば、導電線１１と静電シールド層１５との間に寄生容量を形成させないようにすることができる。
〔６〕上記〔１〕から〔５〕までのいずれか１つの電流センサにおいて、前記外装被覆は、熱収縮性のチューブであることとしてもよい。

この態様によれば、シールド材を巻いて熱収縮チューブをかぶせて熱するだけで作成できるので、作成が容易である。さらに、外形寸法への影響がなく、静電シールド層１５と接続線１４は外装被覆を形成する際に材料の熱収縮チューブの収縮時に発生する圧力によって接触圧が担保され、導通することができる。

〔７〕上記〔１〕から〔６〕までのいずれか１つの電流センサにおいて、前記測定対象は、電子部品であることとしてもよい。

この態様によれば、狭い場所を通して測定対象の周囲を取り囲むことができ、コモンモード電圧の影響を低減することができるので、測定する周波数に関わらず、電子部品の測定が確実に実行できる。

〔８〕代表的な実施の形態に係る測定装置は、上記〔１〕から〔７〕までのいずれか１つの電流センサと、前記電流センサによって検出される検出信号に基づいて、前記測定対象についての物理量を測定する測定部とを備える。

この態様によれば、静電シールド層を一周しないように離して巻くことで、周方向に誘起電流が流れなくなるので、誘起電流が流れない分、測定精度が上がる。静電シールド層に間隙を設けることで、検出本体が曲がりやすく構成できる。静電シールド層を重ならないように巻くことで、検出本体が曲がりやすくなり、かつ細く形成できる。電子部品などの測定対象物を取り囲んでロゴスキー方式により測定する際の繰り返しの開閉に耐えることができ、コモンモード電圧の影響を低減することができる。

２．実施の形態の具体例
以下、本発明の実施の形態の具体例について図を参照して説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

（実施形態）
図１は、本実施形態に係る電流センサを用いた測定装置の概略構成を示す図である。

＜測定装置＞
本実施形態の電流センサを用いた測定装置１００は、図１に示すように、測定対象に流れる電流を検出する電流センサ１０と、電流センサ１０から出力される検出信号を積分する積分回路２０と、積分回路２０から出力される信号に基づき測定対象についての物理量を測定する測定部３０と、を備えている。

測定対象としては、基板上に実装された電子部品（の端子）などが挙げられる。測定対象についての物理量としては、測定対象に流れる交流電流の値、交流電力の値、測定対象の周囲に生じる交流磁界の値などが挙げられる。

（電流センサ）
図２は、本実施形態における電流センサの構成を示す図である。

電流センサ１０は、測定対象を取り囲んだ状態で、この測定対象に流れる交流電流を検出する。電流センサ１０は、測定対象に流れる交流電流を検出する検出本体１と、検出本体１の基端１ｂが取り付けられると共に、検出本体１の先端１ａを保持する保持部２と、を備えている。

検出本体１は、測定対象を取り囲みやすくするために、予め湾曲した所定の曲率を有する形状に形成されていてもよい。検出本体１は、可撓性を有し、測定対象を取り囲む際に撓ませることが可能である。検出本体１は、弾性を有し、外力を取り去ると、元の形状又はほぼ元の形状に回復する。

検出本体１は、長手方向（延在方向）に沿って形成されるロゴスキーコイルを有する。すなわち、検出本体１は、可撓性を有するロゴスキーコイル方式の電流センサを構成する。ロゴスキーコイルは、導電線が、巻芯の外周に螺旋状に巻回されており、巻芯の一端である検出本体１の先端１ａの近傍で折り返され、巻芯の内部を通過して検出本体１の基端１ｂまで戻る構成を有する。検出本体１の構成については、後述する。

保持部２は、利用者の手又は指で操作される操作部位である。保持部２は、検出本体１の一部を固定した固定部２１と、測定対象を取り囲んだ際に利用者により検出本体１の先端１ａが挿入口２２ａに挿入される挿入部２２と、を備える。

挿入部２２に検出本体１の先端１ａが挿入されることで電流センサ１０は閉じた状態となり、反対に、挿入部２２から検出本体１の先端１ａが引き抜かれることで、電流センサ１０は開いた状態となる。また、固定部２１においては、検出本体１の基端１ｂと積分回路２０のケーブル３とが電気的に接続されている。

ここで、本実施形態における電流センサ１０の開閉について図２及び図３を参照してさらに説明する。

図２は、電流センサ１０が開いた状態での検出本体１の形状を示す図である。ここでは
、検出本体１側のインピーダンスと測定部３０側のインピーダンスとの整合を取るための整合回路２３が保持部２の内部に配置されている。

電流センサ１０が開いた状態において検出本体１の先端部１ｃには、検出本体１の基端１ｂを有する基端部１ｅの曲率よりも曲率の大きな部位が形成されている。先端部１ｃは、検出本体１の先端１ａを含む特定の長さの部位であり、先端１ａの曲率を最も大きくしてもよいし、先端１ａには曲率がなく他の部位の曲率を基端部１ｅの曲率よりも大きくてもよい。

検出本体１は、基端部１ｅから先端部１ｃに近づくほど、検出本体１の曲率が段階的に又は連続して大きくなるように形成してもよい。これにより、利用者の力が保持部２から検出本体１に伝わりやすくなるとともに、検出本体１が測定対象又はその隣接部材に引っ掛かりにくくなる。

保持部２においては、検出本体１の基端部１ｅの一部が固定部２１に固定されている。基端部１ｅについては、一部が固定部２１に収容され、他の部分が固定部２１から露出している。挿入部２２は、検出本体１の先端１ａを挿通する挿通路を形成しており、検出本体１の先端１ａが検出本体１の基端１ｂに当接するように形成されている。

図３は、電流センサ１０が閉じた状態での検出本体１の形状を示す図である。ここでは、図２に示した整合回路２３及び積分回路２０のケーブル３が省略されている。

図３に示すように、利用者によって検出本体１の先端１ａが挿入部２２の挿入口２２ａに挿入されることで、検出本体１の先端１ａが保持部２で保持される。これにより、電流センサ１０が閉じた状態となり、測定対象を検出本体１により取り囲むことができる。

保持部２の挿入部２２から検出本体１の先端１ａが引き抜かれると、可撓性を有する検出本体１は、図２に示したように、検出本体１の先端部１ｃが内側に曲げられた元の形態に戻る。

図３から明らかなように、保持部２の挿入部２２に検出本体１の先端１ａが保持されることにより電流センサ１０が閉じた状態では、検出本体１の曲率半径は、ほぼ一定となっている。したがって、電流センサ１０が開いた状態から閉じた状態となるには、検出本体１の曲率が変化する必要がある。

本実施形態の電流センサ１０を有する測定装置１００の測定対象である電子部品には、近年高周波化が進むスイッチングパワー半導体なども含まれる。このような高周波電子部品を測定する場合、コモンモード電圧の影響を低減しなければ測定自体が成立しない状況が発生している。コモンモード電圧の影響を低減するためには、検出本体１のロゴスキーコイルを、静電シールドすることが考えられる。しかしながら、検出本体１は曲率の変化を繰り返す使用に耐える必要があり、従来のロゴスキー方式の電流センサに搭載された静電シールドでは耐久性の面で問題がある。また、高周波測定をする場合、静電シールドにより１ターンのコイルが形成されてしまうと、静電シールドに誘起電流が発生し、測定値に誤差を生じてしまう。このように、測定対象に電子部品を含む測定装置１００の電流センサにおいて用いられる検出本体１には、さまざまな制約があるため、本実施形態の測定装置１００にかかる電流センサ１０では、従来とは異なる構成の検出本体１を採用している。本実施形態の測定装置１００にかかる電流センサ１０において採用される検出本体１の構成についてさらに説明する。

図４は、検出本体１の断面構成を示す図である。

図４に示すように、検出本体１は、巻芯１２の外周に螺旋状に巻回されているとともに巻芯１２の一端で折り返して巻芯１２内部を貫通させてロゴスキーコイルとして構成される導電線１１の外側に、内部絶縁層１３と、接続線１４と、静電シールド層１５と、外装被覆１６とが配置構成されている。

巻芯は、絶縁性を有する中空の可撓性部材により形成することができる。可撓性部材は、例えば、塩化ビニル又はポリエチレンなどの合成樹脂やＰＥＥＫ（Ｐｏｌｙ Ｅｔｈｅｒ Ｅｔｈｅｒ Ｋｅｔｏｎｅ）により構成されている。可撓性部材のしなり性は、用途によって決定され、ＰＥＥＫは高い靱性が求められる用途に用いられる。可撓性部材は、耐熱性を有することが好ましい。

内部絶縁層１３は、導電線１１の外側の円周方向Ｄにおいて一周するように設けられている。内部絶縁層１３は、導電線１１と静電シールド層１５との間に寄生容量を形成させないようにするために低誘電率材料で構成される。低誘電率材料とは、具体的には、比誘電率は３．０未満の材料を採用すればよい。内部絶縁層１３は、柔軟な絶縁材料を用いてできるだけ薄く形成する。内部絶縁層１３は、さらに、耐熱性を有することが好ましい。用いる絶縁材料は、フッ素樹脂系の材料などでもよい。例えば、ＦＥＰ（Ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）、ＰＥＡ（Ｐｈｅｎｅｔｈｙｌａｍｉｎｅ）などを絶縁材料として用いることができるが、入手性・加工性の観点から、ＦＥＰを好ましく用いることができる。

内部絶縁層１３は静電シールド層１５とロゴスキーコイルを構成する導電線１１との容量結合を緩和する役割を持つ。ロゴスキーコイルで実際に測定することを想定している信号周波数でロゴスキーコイルがインダクタとして動作するようにコイルのピッチと内部絶縁層の厚さを調整すればよい。

接続線１４は、静電シールド層１５を接地電位とするために検出本体１の内部を通って静電シールド層１５と電気的に接触して引き出される導電性を有する線である。接続線１４としては金属メッキされた線を用いることができるが、導電性を有する線であれば限定されない。静電シールド層１５に対してカシメ圧着する必要なく接地電位をとることができるため、検出本体１の厚みの増加を抑制することができる。

静電シールド層１５は、内部絶縁層１３の外側の円周方向Ｄにおいて一周することなく間隙１５ａを形成するように設けられた導電性の層である。静電シールド層１５が一周することなく間隙１５ａを形成されることにより、周方向に誘起電流が流れなくなるので、誘起電流が流れない分、測定精度が上がる。静電シールド層１５に間隙１５ａを設けることで、検出本体１が曲がりやすく構成でき、静電シールド層１５を重ならないように巻くことで、検出本体１が曲がりやすく、かつ細く形成できる。

静電シールド層１５は、可撓性を有するように構成されている。可撓性を有する構成であるため、検出本体１の部位に応じた曲率を有するように形成することができ、電流センサ１０の開閉の際に生じる変形にも繰り返し耐えることができる。ロゴスキーコイルとして構成される導電線１１に効率的に磁束を通すため、静電シールド層１５を構成する材料は非磁性であることが好ましい。このような観点から、静電シールド層１５としては、導電布を用いることができる。

静電シールド層１５は、円周方向Ｄにおける長さである円周長が、内部絶縁層１３の円周長よりも短く形成されている。このように形成することで、静電シールド層１５は検出本体１の円周方向Ｄにおいて間隙１５ａを容易に形成することができる。また、内部絶縁層１３に密着させて形成しても、静電シールド層１５の間隙１５ａが一定の間隔で確保できる。静電シールド層１５の間隙１５ａの大きさは、内部絶縁層１３の円周長を基準にして決定すればよい。内部絶縁層１３の円周長は、内部絶縁層１３の直径をＲとすると、（内部絶縁層１３の円周長）＝π×Ｒで表される。したがって、静電シールド層１５の円周長をこれよりも小さく形成すればよい。すなわち、（静電シールド層１５の円周長）＜πＲとすればよい。

また、間隙１５ａが大きくなると、その分、拾うノイズも大きくなる。一方で間隙１５ａを小さくした場合は、導電布の性質、曲げに対して強くするために高分子繊維を織って形成してある関係から、切断面でほつれた繊維によって短絡のリスクが生じるので、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。また、一般的に精度よく導電布を加工する場合は、裁断機の設定が０．５ｍｍ刻みの場合が多いため、ロゴスキーセンサの内部絶縁層１３の円周の値未満になる０．５ｍｍ刻みの寸法に設定される。このような条件にしたがって、間隙１５ａが０．１ｍｍ以上であることを最小条件として、静電シールド層１５の円周長を、（内部絶縁層１３の円周長）＝πＲよりも小さく、０．５ｍｍ刻みで最大の長さとなるようにすればよい。

例えば、Ｒ＝１．０ｍｍの場合を考えると、内部絶縁層１３の円周長は、約３．１４ｍｍである。０．５ｍｍ刻みで最大の長さは３．０ｍｍであるので、間隙は、３．１４ｍｍ－３．０＝０．１４ｍｍとなる。これは、０．１ｍｍよりも大きいので、最小条件を満たす。同様に、Ｒ＝２．０ｍｍの場合を考えると、内部絶縁層１３の円周長は、約６．２８ｍｍである。０．５ｍｍ刻みでの最大の長さは６．０ｍｍであるので、間隙は、６．２８ｍｍ－６．０＝０．２８ｍｍとなる。これは、０．１ｍｍよりも大きいので、最小条件を満たす。

外装被覆１６は、静電シールド層１５の外側の円周方向において一周するように設けられている。外装被覆１６は、電気的絶縁性の観点から低誘電率材料で構成される。外装被覆１６は、さらに、ひっかき傷がつきにくく、耐熱性、難燃性を有することが好ましい。このような観点から、外装被覆１６としては、例えばフッ素樹脂系の熱収縮チューブを用いることができる。外装被覆１６を熱収縮チューブによって形成すると、外形寸法への影響がなく、静電シールド層１５と接続線１４は外装被覆を形成する際に材料の熱収縮チューブの収縮時に発生する圧力によって接触圧が担保され、導通することができる。

（積分回路）
図１に示すように、積分回路２０は、測定対象に流れる電流により、検出本体１の導電線１１に誘起される電圧を示す検出信号を、測定対象に流れる電流の振幅に比例した信号に変換する。積分回路２０は、変換した信号を測定部４０に検出信号として出力する。

（測定部）
図１に示すように、測定部３０は、積分回路２０からの検出信号に基づいて、測定対象に関する物理量を測定する。例えば、測定部３０は、積分回路２０から検出信号を受信すると、その検出信号に基づいて測定対象に流れる交流電流を測定する。測定部３０は、他の物理量として、受信した検出信号に基づいて交流電力又は磁界の強さなどを測定するものであってもよい。測定部３０は、測定した物理量についての波形を画面に表示する。測定部３０は、例えば、オシロスコープ、電力計、又は電流計などによって構成される。

＜測定装置の使用形態＞
図５は電子部品９０の電流を測定する際の測定装置１００にかかる電流センサ１０の配置を示している。

図５に示すように、本実施形態の測定装置１００の電流センサ１０は、電子部品９０の電流を測定する場合、電子部品９０の端子（足）９１を検出本体１で取り囲み、検出本体１の先端１ａが保持部２の挿入部２２に挿入された状態で測定を行う。電子部品９０の端子９１を検出本体１で取り囲むためには、電子部品９０の端子９１、９２の間に電流センサ１０の検出本体１を差し込む必要がある。

（測定対象への検出本体の配置手順）
次に、測定装置１００による測定対象の測定に際して、基板に実装された電子部品９０の端子９１を測定対象とし、その電子部品の端子を検出本体１で取り囲む手順について説明する。図６は、検出本体１の先端１ａを電子部品９０の端子９１の背後から手前に送り出す手順を説明するための図である。

図６に示す例では、電子部品９０として、集積回路（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＩＣ）又はＤＣ／ＤＣコンバータなどの電子部品が用いられる。電子部品９０の端子９１と端子９２との間隔は、数ｍｍ（ミリメートル）程度である。検出本体１の太さ（直径）は、端子９１と端子９２との隙間に入るように、例えば、１ｍｍ以上、かつ、２．５ｍｍ以下に形成されている。

図６（ａ）に示すように、作業者は、保持部２を指先で挟んだ状態で端子９１に向かって保持部２を移動させることで、電子部品９０と端子９１との間に検出本体１の先端１ａが挿入される。

このとき、検出本体１の先端部１ｃは、電流センサ１０が閉じた状態の曲率（基準曲率）以上の曲率で形成されているので、検出本体１の先端部１ｃを端子９１の背後に挿入したときには、検出本体１の先端１ａを端子９１の背後を覆うように移動させることができる。このため、端子９１のエッジに検出本体１が引っ掛かって検出本体１に傷が付つくのを抑制することができる。

また、検出本体１の先端部１ｃは、電流センサ１０が閉じた状態の曲率以上の曲率で形成されているので、端子９１の背後を通過した検出本体１の先端１ａは、検出本体１の挿入方向Ａに対して端子９１の背面から前面に向きやすくなる。これにより、作業者は、検出本体１の先端１ａを端子９１の手前に出すために、端子９２の側面に検出本体１の先端１ａを突き当てやすくなる。それゆえ、端子９１の背面から前面に向かって、検出本体１の先端１ａを端子９２と端子９１との狭い隙間に通すことが可能となる。

なお、検出本体１の先端部１ｃの曲率半径は、電子部品９０の端子９１と端子９２との間隔よりも小さくすることが好ましい。特に、先端部１ｃの曲率半径を２ｍｍ以上、かつ、４ｍｍ以下に形成することで、電子部品９０に設けられた端子９２のエッジが検出本体１に引っ掛かって検出本体１に傷が付くのを抑制することができる。

次に、図６（ｂ）に示すように、作業者は、検出本体１の中途部１ｄを端子９１の背後の電子部品９０に向かって押し当てるように保持部２を更に挿入方向Ａに移動させる。これにより、検出本体１の中途部１ｄが電子部品９０に押し当てられ、その部位が支点となって検出本体１が内側Ｂに向けられるので、検出本体１が端子９１及び９２の各エッジに引っ掛かりにくくなる。これにより、検出本体１に傷が付きにくくなる。

次に、図６（ｃ）に示すように、作業者は挿入方向Ａに保持部２を押し込むことにより、残りの検出本体１が端子９１の背後に向かって送り出される。このとき、検出本体１の中途部１ｄの曲率は、保持部２に向かって電流センサ１０が閉じた状態の曲率よりも小さいので、検出本体１が折れ曲がるのを抑制しつつ、検出本体１の先端部１ｃを保持部２の挿入部２２に接近させることができる。

その後、作業者によって検出本体１の先端部１ｃが挿入部２２に挿入されることで、測定対象が検出本体１により取り囲まれる。このように、電流センサ１０では、作業者の手によって容易に端子９１を検出本体１で取り囲むことができる。

図６（ａ）から（ｃ）を用いて説明したように、電子部品９０を測定対象とする場合、その電子部品９０の端子９１を検出本体１で取り囲むために、小さい隙間に検出本体１を通すことになる。小さい隙間に通すためには、検出本体１の曲率は、検出本体１の先端１ａが保持部２の挿入部２２に挿入された状態とは異なる曲率とすることが必要であることが判る。したがって、検出本体１は、測定の際に曲げ伸ばしを頻繁に繰り返すこととなる。本実施形態の測定装置１００の電流センサ１０は、可撓性の静電シールド層１５を用いているので、繰り返しの曲率の変化に耐える耐久性が確保されている。特に静電シールド層１５として導電布を用いている場合は、狭い場所を通して測定対象へ装着する際にセンサ部分を頻繁に曲げる点から耐久性と曲げ弾性率を確保できる。

また、ディスクリートＩＣで構成された次世代スイッチングパワーデバイスの電流測定のような高周波で大きな信号を処理する電子部品を測定対象としても、ロゴスキーコイルを構成する導電線１１をシールドする静電シールド層１５を搭載しているため、コモンモード電圧の影響を低減することができる。

静電シールド層１５は内部絶縁層１３の外側の円周方向において一周することなく間隙１５ａを形成するように設けられており、ロゴスキーコイルのコイル巻き方向と同じ向きで１ターンを形成していない。この構成により、静電シールド層１５がコイルとして作用することがないので、周波数特性に悪影響が出ることを回避できる。

内部絶縁層１３は、低誘電率材料で構成されるので、高周波信号を測定する場合に静電シールド層１５とロゴスキーコイルを構成する導電線１１の間に生じる寄生容量を低減することができる。

＜実施形態の変形例＞
以上の実施形態の測定装置について具体的な例を挙げて説明したが、これに限定されず、様々な変形形態を採用することができる。例えば、測定装置１００の構成は、図１に示した構成に限定されない。例えば、接続線１４を内部絶縁層１３と静電シールド層１５との間に設けていたが、接続線１４を静電シールド層１５と外装被覆１６との間に設けてもよい。

また、保持部２の形状は、Ｌ型や、丸型、その他の形状に形成してもよい。また、検出本体１には、弾性変形する材質だけでなく、塑性変形する材質を使用してもよい。

検出本体１の曲率についても、上述した曲率以外にも様々な曲率の組み合わせを採用することができ、また、予め曲率が付与されたものでなくてもよい。

また、以上の実施形態では、巻芯が中空に形成されており、導電線が巻芯に螺旋状に巻回され、巻芯の先端部で折り返して該巻芯の中空内部を貫通させて基端部まで戻るように構成した態様を例に挙げて説明したが、巻芯の構成や導電線の構成はこれに限定されない。例えば、巻芯は中空ではなく中実に構成されていてもよい。この場合、巻芯に螺旋状に巻回され、前記巻芯の先端部で折り返した後は、巻芯の外側を這わせて基端部まで戻るように構成すればよい。なお、この場合の基端部、先端部は、それぞれ検出本体１の先端１ａ、基端１ｂを含む概念である。

また、以上の実施形態では、保持部２は、固定部２１と、挿入口２２ａを有する挿入部２２と、を備える形態を例に挙げて説明したがこれに限定されない。保持部２は、検出本体１の基端部１ｅが取り付けられると共に、検出本体１の先端部１ｃを保持する構成であればよい。検出本体１の先端部１ｃを保持する構成としては、例えば、先端部１ｃを嵌める溝などを用いればよい。

１００ 測定装置、１０ 電流センサ、１ 検出本体、１ａ 先端、１ｂ 基端、１ｃ 先端部、１ｄ 中途部、１ｅ 基端部、１１ 導電線、１２ 巻芯、１３ 内部絶縁層、１４ 接続線、１５ 静電シールド層、１６ 外装被覆、２ 保持部、２１ 固定部、２２ａ 挿入口、２２ 挿入部、２３ 整合回路、３ ケーブル、２０ 積分回路、３０ 測定部、９０電子部品、９１、９２ 端子

Claims (8)

1. 可撓性を有し、測定対象を取り囲んだ状態で測定対象についての物理量を検出する検出本体と、該検出本体の基端部が取り付けられると共に、前記検出本体の先端部を保持する保持部と、を備える電流センサであって、
   前記検出本体は、
   巻芯に螺旋状に巻回され、前記巻芯の先端部で折り返して該巻芯の基端部まで戻して構成された導電線と、
   前記螺旋状に巻回された導電線の外側の円周方向において一周するように設けられた内部絶縁層と、
   前記内部絶縁層の外側の円周方向において一周することなく間隙を形成するように設けられた導電性の静電シールド層と、
   前記静電シールド層の外側の円周方向において一周するように設けられた外装被覆と、
   を有する、
   電流センサ。
2. 前記静電シールド層の円周長は、前記内部絶縁層の円周長よりも短い、
   請求項１に記載の電流センサ。
3. 前記静電シールド層は導電布である、
   請求項１または２に記載の電流センサ。
4. 前記静電シールド層は、低磁性材料で構成される、
   請求項１から３までのいずれか１項に記載の電流センサ。
5. 前記内部絶縁層は、低誘電率材料で構成される、
   請求項１から４までのいずれか１項に記載の電流センサ。
6. 前記外装被覆は、熱収縮性のチューブである、
   請求項１から５までのいずれか１項に記載の電流センサ。
7. 前記測定対象は、電子部品である、
   請求項１から６までのいずれか１項に記載の電流センサ。
8. 請求項１から７までのいずれか１項に記載の電流センサと、
   前記電流センサによって検出される検出信号に基づいて、前記測定対象についての物理量を測定する測定部と、
   を備えることを特徴とする測定装置。

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