JP4677861B2 - AC current detection coil - Google Patents

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Description

本発明は、家庭用分電盤の分岐回路等に流れる電流を測定する電流センサとして機能する、絶縁性基板上に形成された交流電流検出用コイルに関する。   The present invention relates to an alternating current detection coil formed on an insulating substrate that functions as a current sensor for measuring a current flowing in a branch circuit of a domestic distribution board.

一般に、送変電機器や家庭用分電盤等に通電される交流電流量を被接触で測定するための電流センサとして、貫通型の電流センサが多く用いられている。このような貫通型の電流センサに用いられる交流電流検出用コイルの従来例を図14、図15に示す(特許文献1参照)。これらの図において、交流電流検出用コイル100は、円形の基板開口部101を有する両面積層基板102(以下、プリント基板と記す)と、この基板開口部101の周囲に配置されたコイル本体103とを備える空芯コイルである。プリント基板102の材質は、ガラス入りエポキシ樹脂である。コイル本体103は、基板開口部101を中心として放射状にプリントされた導電膜の導体部を備え、この導体部はプリント基板102の厚み方向すなわちコイル本体103の軸方向に貫通する接続部を介して直列に結合することにより、プリント基板102にコイルを形成している。接続部は、プリント基板102の貫通孔の内面に形成された導電膜のスルーホールである。プリント基板102に巻かれているコイルは、2方向に一定ピッチで巻き回され、時計回り(矢印104の向き)の巻き進みコイル105と反時計回り(矢印106の向き)の巻き戻しコイル107とからなり、巻き進みコイル105の終端と巻き戻しコイル107の始端を接続することにより、両コイル105、107は、直列接続されている。図15において、巻き進みコイル105は、プリント基板102の表面に形成された導体部が太実線で、裏面に形成された導体部を太破線で示し、巻き戻しコイル107は、プリント基板102の表面に形成されている導体部を二重実線で示し、裏面に形成された導体部を二重破線で示している。プリント基板102の表面及び裏面では、両コイル105、107の各導体部が交互に一定ピッチで配列されている。巻き進みコイル105は、表面及び裏面で、長さの異なる導体部が交互に一定ピッチで配列され、巻き戻しコイル107も、同様に表面及び裏面で長さの異なる導体部が交互に一定ピッチで配列されている。また、巻き進みコイル105では、各導体部が基板開口部101から離れた側で各導体部のピッチ間が接続部(スルーホール)により接続され、巻き戻しコイル107では、各導体部が基板開口部101の近い側で各導体部のピッチ間が接続部により接続されている。   Generally, a through-type current sensor is often used as a current sensor for measuring the amount of alternating current applied to a power transmission / transformation device, a home distribution board, or the like in a contacted manner. Conventional examples of an alternating current detecting coil used in such a through-type current sensor are shown in FIGS. 14 and 15 (see Patent Document 1). In these figures, an alternating current detection coil 100 includes a double-sided laminated substrate 102 (hereinafter referred to as a printed board) having a circular substrate opening 101, and a coil body 103 disposed around the substrate opening 101. It is an air core coil provided with. The material of the printed circuit board 102 is a glass-filled epoxy resin. The coil main body 103 includes a conductive portion of a conductive film printed radially around the substrate opening 101, and this conductive portion is connected via a connection portion that penetrates in the thickness direction of the printed circuit board 102, that is, in the axial direction of the coil main body 103. Coils are formed on the printed circuit board 102 by being coupled in series. The connection portion is a through hole of a conductive film formed on the inner surface of the through hole of the printed board 102. A coil wound around the printed circuit board 102 is wound at a constant pitch in two directions, and a clockwise winding coil 105 (in the direction of arrow 104) and a counterclockwise winding (in the direction of arrow 106) rewinding coil 107; The coils 105 and 107 are connected in series by connecting the end of the winding coil 105 and the starting end of the rewinding coil 107. In FIG. 15, the winding advance coil 105 has a conductor portion formed on the front surface of the printed circuit board 102 indicated by a thick solid line, and a conductor portion formed on the back surface is indicated by a thick broken line. The conductor portion formed on the back surface is indicated by a double solid line, and the conductor portion formed on the back surface is indicated by a double broken line. On the front and back surfaces of the printed circuit board 102, the conductor portions of the coils 105 and 107 are alternately arranged at a constant pitch. In the winding advance coil 105, conductor portions having different lengths are alternately arranged at a constant pitch on the front and back surfaces, and in the rewinding coil 107, conductor portions having different lengths on the front surface and the back surface are alternately arranged at a constant pitch. It is arranged. Further, in the winding-up coil 105, the pitch between the conductor portions is connected by a connecting portion (through hole) on the side away from the substrate opening 101, and in the rewinding coil 107, each conductor portion is open to the substrate. The pitch of each conductor part is connected by the connection part in the near side of the part 101. FIG.

このような交流電流検出用コイル100を用いた電流測定では、基板開口部101に電流が流れる被測定導体が通され、この電流による磁束が両コイル105、107のプリント基板102の矢印104又は矢印106の方向から視たときの導体部によって囲まれる断面領域を通ることにより発生する誘導電流を検出する。一方、コイル本体103の軸方向に視たとき、両コイル105、107の導体部によって囲まれる領域の正面面積内には、通常、外部磁界の磁束が通っている。この外部磁界は、本来の電流測定にとって不要なものである。しかしながら、円形で形成される両コイル105、107は、それら自体が等価的に一つの大きなコイルと見なされるので、それらの正面面積内に、不要な外部磁界が通過すると、この外部磁界による電流も同時に検出される。この外部磁界による検出電流は測定誤差となるため、できるだけ影響が小さいことが望ましい。そして、この測定誤差を抑制するには、外部磁界に対して巻き方向が互いに逆方向である両コイル105、107の各正面面積を同等にして、不要検出電流を相殺する必要がある。   In current measurement using such an alternating current detection coil 100, a conductor to be measured through which current flows is passed through the substrate opening 101, and the magnetic flux generated by this current is indicated by the arrow 104 or the arrow on the printed circuit board 102 of both coils 105 and 107. An induced current generated by passing through a cross-sectional area surrounded by the conductor when viewed from the direction of 106 is detected. On the other hand, when viewed in the axial direction of the coil body 103, a magnetic flux of an external magnetic field normally passes through the front area of the region surrounded by the conductor portions of the coils 105 and 107. This external magnetic field is unnecessary for the original current measurement. However, since both the coils 105 and 107 formed in a circle are equivalently regarded as one large coil, if an unnecessary external magnetic field passes within their front area, the current caused by the external magnetic field is also reduced. It is detected at the same time. Since the detection current due to the external magnetic field becomes a measurement error, it is desirable that the influence be as small as possible. In order to suppress this measurement error, it is necessary to cancel the unnecessary detection current by making the front areas of the coils 105 and 107 whose winding directions are opposite to each other with respect to the external magnetic field equal.

しかしながら、上記従来の電流センサは、両コイル105、107を軸方向に視たとき、巻き進みコイル105の正面面積は、巻き戻しコイル107の正面面積よりも大きく、それぞれの正面面積が異なっている。従って、両コイル105、107で外部磁界による誘導電流の検出量が異なり、完全に相殺されないので、測定誤差を抑制することが困難となっていた。   However, in the conventional current sensor, when the coils 105 and 107 are viewed in the axial direction, the front area of the winding advance coil 105 is larger than the front area of the rewinding coil 107, and the respective front areas are different. . Accordingly, the detected amount of the induced current due to the external magnetic field is different between the coils 105 and 107 and is not completely canceled out, so that it is difficult to suppress the measurement error.

また、上記電流測定では、測定感度を上げるには、両コイル105、107の測定に寄与する誘導電圧を多くする必要があり、両コイル105、107において、導体部によって囲まれる断面領域の各断面面積を同等にし、均一に誘導電圧を発生させることが望ましい。しかしながら、両コイル105、107の断面面積は巻き回ピッチ毎に異なっており、従って、測定感度が劣化するという問題があった。   Further, in the above current measurement, in order to increase the measurement sensitivity, it is necessary to increase the induced voltage contributing to the measurement of both the coils 105 and 107. In each of the coils 105 and 107, each cross section of the cross-sectional area surrounded by the conductor portion It is desirable to generate the induced voltage uniformly with the same area. However, the cross-sectional areas of both the coils 105 and 107 are different for each winding pitch, and therefore there is a problem that the measurement sensitivity is deteriorated.

なお、交流電流検出用コイルとして、絶縁性基板に基板開口の周囲にコイル本体を配置し、導電膜でコイル状に形成された巻き進みコイルと巻き戻しコイルを有し、これらを直列に接続した空芯コイルが知られている(特許文献2参照)。しかしながら、この空芯コイルでは、コイルの軸方向から視たとき、巻き進みコイルは、鋸歯状の模様を形成し、巻き戻しコイルは三角状の形状をしており、両コイルで形状が異なっている。このため、両コイルが囲む面積が同じでないため、両コイルで通過する外部磁界の磁束量に差が出ることになり、前記同様に外部磁界の影響を十分排除することができないという問題があった。
特開平06−176947号公報 特開2004−87619号公報
In addition, as an alternating current detection coil, a coil main body is arranged around the opening of the substrate on an insulating substrate, and has a winding coil and a winding coil formed in a coil shape with a conductive film, and these are connected in series. An air-core coil is known (see Patent Document 2). However, in this air-core coil, when viewed from the axial direction of the coil, the winding advance coil forms a sawtooth pattern, and the rewinding coil has a triangular shape, and the two coils have different shapes. Yes. For this reason, since the area surrounded by both coils is not the same, there is a difference in the amount of magnetic flux of the external magnetic field passing through both coils, and there is a problem that the influence of the external magnetic field cannot be sufficiently eliminated as described above. .
Japanese Patent Laid-Open No. 06-176947 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-87619

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、放射状ライン及び接続部を絶縁性基板の表裏で同一形状に形成することにより、巻き進みコイルと巻き戻しコイルの絶縁性基板上の正面面積を等しくし、検出不要な外部磁界を巻き進みコイルと巻き戻しコイル間で相殺してその影響を抑え、測定誤差の少ない、測定感度の良い交流電流検出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 problem. By forming the radial lines and the connecting portions in the same shape on the front and back of the insulating substrate, the winding advance coil and the rewinding coil are formed on the insulating substrate. The purpose is to provide an AC current detection coil with low measurement error and good measurement sensitivity, with the same frontal area, canceling the effect of an external magnetic field that does not require detection between the winding and rewinding coils to suppress the effect And

上記目的を達成するために請求項1の発明は、絶縁性基板に開口を形成するとともに、前記開口の周囲の表裏両面に放射状に形成された複数の放射状ラインと、前記基板表裏の放射状ラインを電気的に接続するためのスルーホールと、前記放射状ラインの一端側であって周方向に延設され前記基板の表裏両面の放射状ラインの端部と前記スルーホールの間を電気的に接続する接続部と、を有し、前記スルーホールが表面側にある接続部又は前記放射状ラインの端部と裏面側にある放射状ラインの端部又は接続部とを接続するトロイダルコイルを備え、このトロイダルコイルを前記基板の表裏に巻き進み方向と巻き戻し方向とにそれぞれ形成し、かつ、これら巻進み方向コイル(進みコイルという)と巻戻し方向コイル(戻しコイルという)とを直列に連続接続している交流電流検出用コイルにおいて、前記接続部を、該接続部が接続された放射状ラインに隣接する放射状ラインを避けるように引き回して形成し、前記放射状ライン及び接続部を前記絶縁性基板の表裏で、同一形状に形成し、前記進みコイルと戻しコイルのパターンの1コイル当りの面積を等しくしたものである。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an opening is formed in an insulating substrate, a plurality of radial lines radially formed on both front and back surfaces around the opening, and a radial line on the front and back of the substrate. and a through hole for electrically connecting an electrical connection between the through hole and the end portion of the front and back surfaces of the radial line of the substrate to extend in the circumferential direction are merely an end side of the radial line It has a connecting portion, wherein the through hole comprises a belt Roidarukoiru connecting an end or connecting portion of the radial line at the end and the back-side of the connection or the radial-line conductor on the surface side, the toroidal Coils are formed on the front and back of the substrate in a winding direction and a rewinding direction, respectively, and these winding direction coils (referred to as advance coils) and rewind direction coils (referred to as return coils), In alternating current detection coil which is continuously connected in series, the connection portion, the connection portion is formed routed to avoid radial line adjacent radially lines connected, the radial line and the connection portion and the The front and back surfaces of the insulating substrate are formed in the same shape, and the areas of the lead coil and return coil patterns per coil are made equal.

請求項2の発明は、請求項1に記載の交流電流検出用コイルにおいて、前記スルーホールを前記開口の略中心を中心とする円周上に等間隔に配設し、前記巻き進み及び巻き戻しの両コイルの一巻きのピッチを等しく形成したものである。 According to a second aspect of the invention, the alternating current detection coil according to claim 1, the through-holes are arranged at equal intervals on a circumference around the substantial center of the opening, the flow proceeds before Symbol winding and winding The pitch of one turn of both return coils is equal.

請求項の発明は、請求項1又は請求項2に記載の交流電流検出用コイルにおいて、前記接続部を、前記放射状ラインの外周側に設けたものである。 According to a third aspect of the present invention, in the AC current detection coil according to the first or second aspect, the connection portion is provided on the outer peripheral side of the radial line.

請求項の発明は、請求項1又は請求項2に記載の交流電流検出用コイルにおいて、前記絶縁性基板の表裏の放射状ラインを該表裏で重なる位置に配設したものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the alternating current detection coil according to the first or second aspect, radial lines on the front and back sides of the insulating substrate are arranged at positions overlapping the front and back sides.

請求項1の発明によれば、巻き進みコイルと巻き戻しコイルの絶縁性基板の厚み方向から視た面積が等しくなり、外部磁界による誘導起電流を相殺して、測定誤差を抑制することができ、従って、交流電流測定の測定精度が向上する。 According to the present invention, the surface product as viewed from the take forward coil and unwinding the thickness direction of the insulating substrate of the coil are equal, that offset the induced electromotive current generated by the external magnetic field, to suppress a measurement error Therefore, the measurement accuracy of alternating current measurement is improved.

請求項2の発明によれば、均一に誘導電流を発生させることが容易となり、測定感度の向上を図り易い。 According to the invention of claim 2, it becomes easy to generate an induced current evenly one, easily achieving an improvement in measuring Jokan degree.

請求項の発明によれば、放射状ラインの外周側では放射状ライン間が広くなり、接続部をより多く配置できることにより、放射状ラインを増加することができるので、コイルの配線密度を向上することができ、測定感度を高めることができる。 According to the invention of claim 3, becomes wider between radial lines on the outer peripheral side of the radial line, the ability to more arranged connecting section, it is possible to increase the radial lines, improving the wiring density of the coil Measurement sensitivity can be increased.

請求項の発明によれば、外部磁界の影響を精度良く相殺することが容易となり、交流電流測定の測定精度の向上を図り易いAccording to the invention of claim 4, it becomes easy to accurately cancel the effect of the external magnetic field, easily achieving an improvement in measurement accuracy of the ac current measurement.

以下、本発明の第1の実施形態に係る交流電流検出用コイルについて、図1乃至図3を参照して説明する。図1、図2において、本実施形態の交流電流検出用コイル1(以下、検出用コイルと記す)は、コイルの空心となる円盤状の絶縁性基板2と、絶縁性基板2の中心に形成された略円形の開口3と、絶縁性基板2の外周と開口3の間に形成されたトロイダルコイル4を備える。トロイダルコイル4は、巻き進み方向の巻き進みコイル5と巻き戻し方向の巻き戻しコイル6とを有し、それらが同じ絶縁性基板2上に二重形成され、直列に連続接続されている。これらのコイル5、コイル6は、絶縁性基板2の表裏両面に開口3から放射状に形成された複数の放射状ライン7と、この複数の放射状ライン7間を接続する外周上に等ピッチ間隔で設けられ接続部8と、表裏の放射状ライン7と接続部8とを電気的に連続接続するスルーホール9により形成される。これらの放射状ライン7及び接続部8は、図1、図2において、絶縁性基板2の表面側において実線で示され、裏面側において破線で示されている。スルーホール9は、開口3の略中心を中心とする開口3に近い側及び遠い側の円周上にそれぞれスルーホール9a及びスルーホール9bを等間隔に同数配設されている。   Hereinafter, an alternating current detection coil according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. 1 and 2, an alternating current detection coil 1 (hereinafter referred to as a detection coil) of this embodiment is formed in a disc-shaped insulating substrate 2 serving as an air core of the coil, and in the center of the insulating substrate 2. And a toroidal coil 4 formed between the outer periphery of the insulating substrate 2 and the opening 3. The toroidal coil 4 includes a winding coil 5 in the winding direction and a rewinding coil 6 in the rewind direction, which are formed in duplicate on the same insulating substrate 2 and continuously connected in series. These coils 5 and 6 are provided at equal pitch intervals on a plurality of radial lines 7 formed radially from the openings 3 on both front and back surfaces of the insulating substrate 2 and on the outer periphery connecting the plurality of radial lines 7. The connecting portion 8 is formed by a through hole 9 that electrically continuously connects the radial lines 7 on the front and back sides and the connecting portion 8. In FIG. 1 and FIG. 2, these radial lines 7 and connecting portions 8 are indicated by solid lines on the front surface side of the insulating substrate 2 and indicated by broken lines on the back surface side. The same number of through-holes 9a and through-holes 9b are arranged at equal intervals on the circumferences on the side close to and far from the opening 3 with the approximate center of the opening 3 as the center.

放射状ライン7は、開口3の中心軸10を略中心として放射状に一定ピッチで絶縁性基板2上に配列されている。放射状ライン7及び接続部8を構成する導体部は、絶縁性基板2に銅箔で形成され、この銅箔は、例えばガラス入りエポキシ樹脂から成る両面プリント基板をエッチング加工することにより形成することができる。接続部8は、放射状ライン7の外周側の端部(ここでは、スルーホール9aとなる)から円周方向に延設され、複数の放射状ライン7間を電気的に接続する。そして、スルーホール9を介して、絶縁性基板2の表裏両面に形成された複数の放射状ライン7の端部及び接続部8と、反対側の面にある放射状ライン7の端部及び接続部8とが電気的に直列に接続されることにより、絶縁性基板2を導体部で巻回するコイルが形成される。   The radial lines 7 are arranged on the insulating substrate 2 at a constant pitch radially about the center axis 10 of the opening 3. The conductor part which comprises the radial line 7 and the connection part 8 is formed in the insulating board | substrate 2 with copper foil, and this copper foil can be formed by etching the double-sided printed circuit board which consists of epoxy resin containing glass, for example. it can. The connection portion 8 extends in the circumferential direction from an outer peripheral end portion (here, the through hole 9a) of the radial line 7, and electrically connects the plurality of radial lines 7. Then, the end portions and connection portions 8 of the plurality of radial lines 7 formed on the front and back surfaces of the insulating substrate 2 through the through holes 9 and the end portions and connection portions 8 of the radial lines 7 on the opposite surface. Are electrically connected in series to form a coil for winding the insulating substrate 2 around the conductor portion.

巻き進みコイル5は、表側の放射状ライン7及び接続部8と、裏面側の放射状ライン7をスルーホール9で電気的に接続することにより一巻きのコイルを形成する。同様に、巻き戻しコイル6は、表側の放射状ライン7と、裏側の放射状ライン7及び接続部8とをスルーホール9で電気的に接続することにより一巻きのコイルを形成する。そして、この巻き進み及び巻き戻しの両コイル5、6の一巻きのコイルのピッチは、等しく形成されている。また、接続部8は、隣接する放射状ライン7を避けるように引き回して形成され、両コイル5、6の接続部8と放射状ライン7によるコイルパターンは、絶縁性基板2の表裏で同一形状として形成されている。以上の構成により、トロイダルコイル4のコイルを形成する導体部(導体膜)は、絶縁性基板2の開口3の中心軸10に関してほぼ対称に、かつ均一に形成される。   The winding advance coil 5 forms a one-turn coil by electrically connecting the radial line 7 and the connecting portion 8 on the front side and the radial line 7 on the back side through the through holes 9. Similarly, the rewinding coil 6 forms a one-turn coil by electrically connecting the radial line 7 on the front side and the radial line 7 and the connecting portion 8 on the back side through the through holes 9. The pitches of the coils of the winding and rewinding coils 5 and 6 are equal. The connecting portion 8 is formed so as to avoid the adjacent radial line 7, and the coil pattern formed by the connecting portion 8 and the radial line 7 of both the coils 5 and 6 is formed in the same shape on the front and back of the insulating substrate 2. Has been. With the above configuration, the conductor portion (conductor film) forming the coil of the toroidal coil 4 is formed substantially symmetrically and uniformly with respect to the central axis 10 of the opening 3 of the insulating substrate 2.

図2を参照して、巻き進みコイル5と巻き戻しコイル6との接続の詳細を説明する。巻き進みコイル5は、コイル引出端子11aから繋がる最初の放射状ライン71からスタートし、内周側のスルーホール9b、裏側の放射状ライン72、外周側のスルーホール9a、表側の接続部8を経て、次の放射状ライン73に接続され、以下同様にして、反時計方向に約一周して巻き進み、最後の放射状ライン74を経て内周側のスルーホール9bを介し裏側の放射状ライン75で終了する。その後、同ライン75に連続する繋ぎの折返し用ライン76(接続ポイント)を経て、巻き戻しコイル6が始まる。巻き戻しライン6は、折り返し用ライン76が接続された外周側のスルーホール9aを介して、最初の放射状ライン77からスターとし、スルーホール9bを経て、裏面の放射状ライン78に接続される。以下、同様にして時計方向に約一周して巻き進み、最後の放射状ライン79で終了し、終端となるスルーホール9aを経てコイル引出端子11bに接続される。   With reference to FIG. 2, the details of the connection between the winding advance coil 5 and the rewinding coil 6 will be described. The winding advance coil 5 starts from the first radial line 71 connected from the coil lead-out terminal 11a, passes through the inner peripheral side through hole 9b, the back side radial line 72, the outer peripheral side through hole 9a, and the front side connection portion 8, It is connected to the next radial line 73, and thereafter, in the same manner, it winds about once in the counterclockwise direction, and ends with the radial line 75 on the back side through the inner radial side through hole 9 b through the last radial line 74. Thereafter, the rewinding coil 6 is started through a continuous folding line 76 (connection point) continuous to the line 75. The rewind line 6 is starred from the first radial line 77 through the through hole 9a on the outer periphery side to which the folding line 76 is connected, and is connected to the radial line 78 on the back surface through the through hole 9b. In the same manner, the wire advances about once in the clockwise direction, ends at the last radial line 79, and is connected to the coil lead-out terminal 11b through the through hole 9a that is the terminal.

このように、巻き進みコイル5と巻き戻しコイル6は、各コイルの一巻きのピッチが等しく形成されるとともに、誘導起電力が電気的に同じ向きになるように巻き進み方向と巻き戻し方向に巻回されている。これにより、両コイル5、6のコイル断面を通過する磁束に対しては、同一方向の誘導電流を検出し、絶縁性基板2の垂直方向からの外部磁界に対しては、互いに逆方向の誘導電流を検出する。すなわち、検出用コイル1では、トロイダルコイル4全体において、被測定導体からの磁界に対する検出電流は、両コイル5、6に発生する各誘導電流の和となり、全コイルの巻き数に比例した誘導電流が得られ、外部磁界に対しては、両コイル5、6で検出される誘導電流の差が測定される。両コイル5、6からの検出電流は、コイル引出端子11a、11bから出力される。   As described above, the winding advance coil 5 and the rewinding coil 6 are formed in the winding advance direction and the rewind direction so that the pitch of each coil is equal and the induced electromotive force is electrically in the same direction. It is wound. As a result, the induced current in the same direction is detected for the magnetic flux passing through the coil cross sections of both the coils 5 and 6, and the induction in the opposite directions is performed for the external magnetic field from the vertical direction of the insulating substrate 2. Detect current. That is, in the detection coil 1, in the entire toroidal coil 4, the detected current with respect to the magnetic field from the conductor to be measured is the sum of the induced currents generated in the coils 5 and 6, and the induced current proportional to the number of turns of all the coils. For the external magnetic field, the difference between the induced currents detected by the coils 5 and 6 is measured. The detected currents from both the coils 5 and 6 are output from the coil lead terminals 11a and 11b.

次に、図3を参照して、巻き進みコイル5と巻き戻しコイル6により外部磁界の影響が削減されることについて説明する。絶縁性基板2の厚さ方向すなわち軸方向に視たときの巻き進みコイル5と巻き戻りコイル6の各1コイルパターンにより囲まれた領域を、領域S1及び領域S2で示す。領域S1は、表側の放射状ライン7aと裏側の放射状ライン7bと表側の接続部8aによって囲まれれた斜線を施した領域である。領域S2は、巻き戻しコイル6の裏面の放射状ライン7cと、表面の放射状ライン7dと、裏面の接続部8bとによって囲まれたクロス斜線を施した領域である。また、実線と破線を交互に施した部分は、各コイル共通の領域S3である。本実施形態の検出用コイル1では、放射状ライン7及び接続部8は、絶縁性基板2の表裏で同一形状に形成されているので、巻き進みコイル5と巻き戻しコイル6のパターンの1コイル当りの面積はほぼ等しくなっている。   Next, with reference to FIG. 3, it will be described that the influence of the external magnetic field is reduced by the winding advance coil 5 and the rewinding coil 6. FIG. A region surrounded by each one coil pattern of the winding advance coil 5 and the rewinding coil 6 when viewed in the thickness direction of the insulating substrate 2, that is, the axial direction is indicated by a region S1 and a region S2. The region S1 is a shaded region surrounded by the front-side radial line 7a, the back-side radial line 7b, and the front-side connection portion 8a. The region S2 is a region in which cross diagonal lines surrounded by the radial line 7c on the back surface of the rewinding coil 6, the radial line 7d on the front surface, and the connecting portion 8b on the back surface are given. Moreover, the part which gave the continuous line and the broken line alternately is area | region S3 common to each coil. In the detection coil 1 of the present embodiment, the radial line 7 and the connecting portion 8 are formed in the same shape on the front and back of the insulating substrate 2, so that the pattern of the winding advance coil 5 and the rewinding coil 6 is per one coil. The areas of are almost equal.

従って、巻き進みコイル5及び巻き戻しコイル6の巻き回数をそれぞれ例えば30ターンとすると、
領域S1の面積×30ターン=領域S2の面積×30ターン
となる。このため、外部電磁界による巻き進みコイル5及び巻き戻しコイル6にそれぞれ発生する誘導起電力は等しく、かつ各誘導起電力は電気的に互いに逆向きであるため、検出用コイル1の外部磁界による誘導起電力は相殺される。これにより、電流測定精度が向上するとともに、感度が向上する。
Therefore, if the winding number of the winding advance coil 5 and the rewinding coil 6 is 30 turns, for example,
The area of the region S1 × 30 turns = the area of the region S2 × 30 turns. For this reason, the induced electromotive forces generated in the winding coil 5 and the rewinding coil 6 due to the external electromagnetic field are equal and the induced electromotive forces are electrically opposite to each other. The induced electromotive force is offset. Thereby, the current measurement accuracy is improved and sensitivity is improved.

また、本実施形態の交流電流検出用コイル1においては、トロイダルコイル4の導体部を、開口3の中心軸10の周りにほぼ対称に、かつ均一に形成することができ、巻き進みコイル5と巻き戻しコイル6の円周方向の断面を同形状で面積を等しくできるので、連続するコイル内を磁束がスムーズに流れる。これにより、均一に誘導電流を発生させることができ、測定感度が向上する。また、開口3を有する一枚の両面プリント基板にエッチングパターンとスルーホールを形成することにより、小型で簡単に製作することができ、製造コストも低減する。そして、1mm以下のプリント基板のコイル形状で数十mA以上の電流計測ができることになり、小型化、高性能化が可能となる。   In the alternating current detection coil 1 of the present embodiment, the conductor portion of the toroidal coil 4 can be formed substantially symmetrically and uniformly around the central axis 10 of the opening 3. Since the circumferential section of the rewinding coil 6 has the same shape and the same area, the magnetic flux smoothly flows in the continuous coil. Thereby, an induced current can be generated uniformly and measurement sensitivity is improved. Further, by forming an etching pattern and a through hole on a single double-sided printed board having an opening 3, it can be manufactured in a small size and easily, and the manufacturing cost can be reduced. In addition, a current measurement of several tens of mA or more can be performed with a coil shape of a printed circuit board of 1 mm or less, and miniaturization and high performance are possible.

次に、上記第1の実施形態の検出用コイル1の変形例を図4(a)、(b)を参照して説明する。本変形例の検出用コイル1は、接続部8が絶縁性基板2の開口3に近い内周側に配置されていること、及び巻き進みコイル5から巻き戻しコイル6への接続ポイント76が同じく内周側に配置されていることが前述とは相異し、その他の構成は同等である。同等部材には、同番号を付している(以下、同様)。このような構成により、前記同様の効果に加え、接続部8を開口3に近い側に設けるので、絶縁性基板2の外形を小さくでき、コイル全体を小型化できる。   Next, a modification of the detection coil 1 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 4 (a) and 4 (b). In the detection coil 1 of this modification, the connection portion 8 is arranged on the inner peripheral side near the opening 3 of the insulating substrate 2 and the connection point 76 from the winding coil 5 to the rewinding coil 6 is the same. It is different from the above in that it is arranged on the inner peripheral side, and the other configurations are the same. The same members are given the same numbers (hereinafter the same). With such a configuration, in addition to the same effects as described above, the connection portion 8 is provided on the side close to the opening 3, so that the outer shape of the insulating substrate 2 can be reduced and the entire coil can be reduced in size.

次に、上記第1の実施形態の検出用コイルの他の変形例を図5(a)、(b)を参照して説明する。上記実施形態では、コイルの表裏を接続するスルーホールを同一円周上に順に配置したものを示したが、ここに示す変形例では、スルーホールを半径の異なる2つの同心円の円周上に規則的に配置している。   Next, another modification of the detection coil of the first embodiment will be described with reference to FIGS. In the above embodiment, the through holes that connect the front and back of the coil are arranged in order on the same circumference. However, in the modification shown here, the through holes are regularly arranged on the circumference of two concentric circles having different radii. Are arranged.

図5(a)に示すように、同一円周上にスルーホール9m及び9nを並べる配置では、円周の長さ内に配置されるスルーホールのランド数は、スルーホールのランド径の大きさで決まるので、自ずと配置できるランド数は限界がある。このため、コイルの巻き数も制限されることになる。これに対し、図5(b)に示すように、本変形例の検出用コイル1では、絶縁性基板2の円周1a上にスルーホール9mを均等に並べるとともに、円周1aと同心円状の円周1b上にスルーホール9nを均等に並べ、かつ、それらスルーホール9m及び9nは、互いに重ならないように接近させてジグザク状に配置されている。これにより、スルーホールのランド数を増やすことができ、コイルの巻き数を増加することができるので、電流感度を上げることができる。なお、円周1aと円周1bを互いに近傍に設けることが望ましい。   As shown in FIG. 5A, in the arrangement in which the through holes 9m and 9n are arranged on the same circumference, the number of lands of the through holes arranged within the circumferential length is the size of the land diameter of the through holes. Therefore, the number of lands that can be placed is limited. For this reason, the number of turns of the coil is also limited. On the other hand, as shown in FIG. 5B, in the detection coil 1 of this modification, the through holes 9m are evenly arranged on the circumference 1a of the insulating substrate 2 and are concentric with the circumference 1a. The through holes 9n are evenly arranged on the circumference 1b, and the through holes 9m and 9n are arranged in a zigzag shape so as not to overlap each other. Thereby, the number of through-hole lands can be increased, and the number of turns of the coil can be increased, so that the current sensitivity can be increased. It is desirable to provide the circumference 1a and the circumference 1b in the vicinity of each other.

さらに他の変形例を図6に示す。本変形例は、コイルの表裏を接続するスルーホールを、半径の異なる3つの同心円の円周上に規則的に配置している。すなわち、絶縁性基板2の開口3と同心円の外周の円周1a上にスルーホール9mが並べられ、円周1aより円周の小さい円周1b上及び円周1aより円周の大きい円周1c上にスルーホール9nが均等に並べられている。これらスルーホール9m及び9nは、互いに重ならないように接近させて、交互にジグザク状に配置されている。このように、スルーホール9m及び9nを3重の円周上に配置したことにより、スルーホールのランド数をさらに増やすことができるので、コイルの巻き数もさらに増加することができ、電流感度をより向上することができる。   Yet another modification is shown in FIG. In this modification, the through holes connecting the front and back of the coil are regularly arranged on the circumference of three concentric circles having different radii. That is, the through holes 9m are arranged on the circumference 1a of the outer circumference concentric with the opening 3 of the insulating substrate 2, and the circumference 1c having a circumference smaller than the circumference 1a and the circumference 1c larger than the circumference 1a. The through holes 9n are evenly arranged on the top. The through holes 9m and 9n are arranged in a zigzag pattern alternately so as not to overlap each other. In this way, by arranging the through holes 9m and 9n on the triple circumference, the number of lands of the through hole can be further increased, so that the number of turns of the coil can be further increased and the current sensitivity can be increased. It can be improved further.

次に、本発明の第2の実施形態に係る交流電流検出用コイルについて、図7(a)、(b)を参照して説明する。本実施形態の検出用コイル1は、絶縁性基板2の表裏の放射状ライン7を表裏で重なる位置に配設した点で前記実施形態と異なる。   Next, an alternating current detection coil according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The detection coil 1 of the present embodiment is different from the above-described embodiment in that the radial lines 7 on the front and back of the insulating substrate 2 are arranged at positions where they overlap each other.

検出用コイル1のトロイダルコイル4の各コイルは、放射状ライン7と開口3に近い内周側に配設された接続部8をスルーホール9で電気的に接続されることにより形成される。絶縁性基板2に形成された表裏の放射状ライン7は、絶縁性基板2の厚み方向から視て互いに重なる位置に対称に形成されている。接続部8は、放射状ライン7の内周側の端部(ここでは、スルーホール9b)から円周方向に延設されるとともに、内周上に等ピッチ間隔で設けられ、複数の放射状ライン7間を電気的に接続する。そして、トロイダルコイル4の導体部は、絶縁性基板2の開口3の中心軸10の回りでほぼ対称に、かつ均一に形成される。これらの放射状ライン7(71〜79)及び接続部8は、絶縁性基板2の表面側では実線で示され、裏面側では破線で示されているが、表面側の放射状ライン7と重なる裏面側の放射状ライン7は表れていない。   Each coil of the toroidal coil 4 of the detection coil 1 is formed by electrically connecting the connecting portions 8 disposed on the inner peripheral side close to the radial lines 7 and the openings 3 through the through holes 9. The front and back radial lines 7 formed on the insulating substrate 2 are formed symmetrically at positions overlapping each other when viewed from the thickness direction of the insulating substrate 2. The connecting portions 8 extend in the circumferential direction from the end portion (here, the through hole 9b) on the inner peripheral side of the radial line 7, and are provided at equal pitch intervals on the inner periphery. Electrical connection between them. The conductor portion of the toroidal coil 4 is formed substantially symmetrically and uniformly around the central axis 10 of the opening 3 of the insulating substrate 2. The radial lines 7 (71 to 79) and the connecting portions 8 are indicated by solid lines on the front surface side of the insulating substrate 2 and indicated by broken lines on the rear surface side, but are on the rear surface side overlapping the radial lines 7 on the front surface side. The radial line 7 does not appear.

このような構成により、巻き進みコイル5及び巻き戻しコイル6のを軸方向から視たとき、各コイル5、6の各表裏の重なる放射状ライン7で囲む面積は、殆どゼロになる。従って、両コイル5、6のパターンの軸方向から視た面積は同一、かつ最小にすることができる。これにより、外部磁界による誘導起電流を最小にして相殺することができる。従って、外部磁界の影響を極めて小さくでき、電流測定の精度をより向上することができる。   With such a configuration, when the winding advance coil 5 and the rewinding coil 6 are viewed from the axial direction, the area surrounded by the radial lines 7 that overlap the front and back of the coils 5 and 6 becomes almost zero. Therefore, the area of the patterns of the coils 5 and 6 viewed from the axial direction can be the same and minimized. As a result, the induced electromotive current due to the external magnetic field can be minimized and canceled. Therefore, the influence of the external magnetic field can be extremely reduced, and the accuracy of current measurement can be further improved.

次に、上記第2の実施形態の検出用コイル1の変形例について、図8(a)、(b)を参照して説明する。本変形例は、接続部8が絶縁性基板2の開口3から離れた外周側に配置されていること、及び巻き進みコイル5から巻き戻しコイル6への接続ポイント76が同じく外周側に配置されていることが前述とは相異し、その他の構成は同等である。   Next, a modified example of the detection coil 1 of the second embodiment will be described with reference to FIGS. In this modification, the connecting portion 8 is disposed on the outer peripheral side away from the opening 3 of the insulating substrate 2, and the connection point 76 from the winding advance coil 5 to the rewinding coil 6 is also disposed on the outer peripheral side. This is different from the above, and the other configurations are the same.

トロイダルコイル4の各コイルは、放射状ライン7と開口3から離れた外周側に配設された接続部8をスルーホール9で電気的に接続されることにより形成される。そして、トロイダルコイル4の導体部は、絶縁性基板2の開口3の中心軸10の回りにほぼ対称に、かつ均一に形成される。   Each coil of the toroidal coil 4 is formed by electrically connecting the connecting portion 8 disposed on the outer peripheral side away from the radial line 7 and the opening 3 through the through hole 9. The conductor portion of the toroidal coil 4 is formed substantially symmetrically and uniformly around the central axis 10 of the opening 3 of the insulating substrate 2.

このように、接続部8を配置面積の広い絶縁性基板2の外周側に設けたことにより、接続部をより多く配置でき、放射状ライン7を増加することができるので、コイルの配線密度を向上することができ、測定感度を高めることができる。   Thus, by providing the connection part 8 on the outer peripheral side of the insulating substrate 2 having a large arrangement area, more connection parts can be arranged and the radial lines 7 can be increased, so that the wiring density of the coil is improved. Measurement sensitivity can be increased.

次に、上記第2の実施形態の検出用コイル1の他の変形例について、図9(a)、(b)を参照して説明する。本変形例は、コイルパターンを施していない空きスペースにおいて、電気的に同電位となるパターンを施し、このパターンをコイル出力信号の基準電位側に接続している。   Next, another modification of the detection coil 1 of the second embodiment will be described with reference to FIGS. In this modification, a pattern having the same electrical potential is applied in an empty space where no coil pattern is applied, and this pattern is connected to the reference potential side of the coil output signal.

検出用コイル1は、絶縁性基板2に放射状ライン7と接続部8によるコイルパターンの存在しない空きスペースにおいて、コイルパターンとの電気的絶縁性を保ちながら、電気的に同電位となる金属パターン12を施した以外は、前記第2の実施形態の構成と同等である。従って、本変形例の検出用コイル1の詳細な説明は省略する。金属パターン12は、絶縁性基板2の両面又は片面において、コイルパターンを施していない空きスペースにできるだけ広く電気的に同電位となるように設けられている。そして、この金属パターン12は、コイル出力信号の基準電位(例えば、接地電位)側に接続される。   The detection coil 1 has a metal pattern 12 that is electrically at the same potential while maintaining electrical insulation from the coil pattern in an empty space where the coil pattern is not formed by the radial line 7 and the connecting portion 8 on the insulating substrate 2. Except for the above, the configuration is the same as that of the second embodiment. Therefore, the detailed description of the detection coil 1 of this modification is omitted. The metal pattern 12 is provided on both sides or one side of the insulating substrate 2 so as to be as wide and electrically as possible in an empty space where no coil pattern is provided. The metal pattern 12 is connected to the reference potential (for example, ground potential) side of the coil output signal.

このように、絶縁性基板2のパターンの空きスペースに基準電位の金属パターン12を設けることにより、被測定電流が通電される電線とコイル間の静電ノイズによる影響を軽減することができる。これにより、従来、静電ノイズ対策として、コイル部分を金属シールドで覆うか、コイル積層基板にシールド箔を覆う等のシールド処理が不要となり、シールド箔を別部品として構成する必要が無くなり、コスト低減が可能となる。   As described above, by providing the metal pattern 12 having the reference potential in the empty space of the pattern of the insulating substrate 2, it is possible to reduce the influence of electrostatic noise between the electric wire through which the current to be measured is passed and the coil. This eliminates the need for conventional shield processing such as covering the coil with a metal shield or covering the coil laminate substrate with a shield foil as a countermeasure against electrostatic noise, eliminating the need to configure the shield foil as a separate part and reducing costs. Is possible.

次に、本発明の第3の実施形態に係る交流電流検出用コイルについて、図10を参照して説明する。本実施形態の検出用コイル1は、絶縁性基板2の放射状ライン7及び放射状ライン7間を接続する接続部8Aを直線ラインで形成した点で前記第1の実施形態と異なる。   Next, an alternating current detection coil according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The detection coil 1 of this embodiment is different from that of the first embodiment in that the radial lines 7 of the insulating substrate 2 and the connecting portions 8A that connect the radial lines 7 are formed by straight lines.

検出用コイル1は、トロイダルコイル4は、放射状ライン7と開口3に遠い外周側に配設された接続部8Aをスルーホール9で電気的に接続されることにより、巻き進みコイル5と巻き戻しコイル6を形成する。ここで、接続部8Aは、隣接する放射状ライン7(71〜79)を避けるように矩形の直線ラインで引き回し形成され、接続部8Aと放射状ライン7によるコイルパターンは、絶縁性基板2の開口3の中心軸10の回りにほぼ対称に、かつ均一に構成されている。   As for the detection coil 1, the toroidal coil 4 is rewound from the winding advance coil 5 by electrically connecting the connecting portion 8A disposed on the outer peripheral side far from the radial line 7 and the opening 3 through the through hole 9. A coil 6 is formed. Here, the connection portion 8A is formed by being routed by a rectangular straight line so as to avoid the adjacent radial lines 7 (71 to 79), and the coil pattern formed by the connection portion 8A and the radial line 7 is the opening 3 of the insulating substrate 2. Are substantially symmetrical and uniform around the central axis 10.

このように、接続部8Aを直線ラインで形成することにより、接続部8A及び放射状ライン7によるコイルパターンは、スルーホール用のランドパターンを除いて全て直線ラインで形成される。従って、コイルパターンは、絶縁性基板2の表裏において正確に精度良く同一形状に構成される。これにより、巻き進みコイル5と巻き戻しコイル6の軸方向から視たた面積をより等しくでき、外部磁界の影響の相殺の確実度が高まり、より精度の高い電流検出を行うことができる。また、直線ライン構成でコイルパターン設計も容易に精度良く行うことができる。   In this way, by forming the connecting portion 8A with a straight line, the coil pattern formed by the connecting portion 8A and the radial line 7 is all formed with a straight line except for the land pattern for through holes. Therefore, the coil pattern is configured in the same shape accurately and accurately on the front and back of the insulating substrate 2. Thereby, the area seen from the axial direction of the winding advance coil 5 and the rewinding coil 6 can be made more equal, the certainty of cancellation of the influence of the external magnetic field is increased, and current detection with higher accuracy can be performed. In addition, the coil pattern design can be easily and accurately performed with a straight line configuration.

次に、本発明の交流電流検出用コイルの信号出力と信号処理部の実施形態について図11乃至図13を参照して説明する。図11に示されるように、検出用コイル1のコイル引出端子11a、11bは、信号出力線パターン部20を介して、信号処理部30に接続される。信号処理部30は、検出用コイル1のコイル引出端子11a、11bから出力される微分波形を持つ誘起電圧を電流波形に直すための積分回路31と、この積分回路31の出力を増幅する増幅回路32とを備え、この積分回路31の出力電流33により電流計測が行われる。検出用コイル1から信号処理部30の入力端に至る間の接続線は、一般に外部磁界の影響を受け、コイル電流検出に測定誤差をもたらす虞がある。そこで、この接続線として、図12に示されるような信号出力線パターン部20を用いる。信号出力線パターン部20は、両面プリント基板20aの表裏両面で交互に交差するように形成された配線パターンを有し、出力配線にねじれ構造を持たせるものである。   Next, a signal output of the alternating current detection coil and an embodiment of the signal processing unit of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 11, the coil lead terminals 11 a and 11 b of the detection coil 1 are connected to the signal processing unit 30 via the signal output line pattern unit 20. The signal processing unit 30 includes an integration circuit 31 for converting an induced voltage having a differential waveform output from the coil extraction terminals 11a and 11b of the detection coil 1 into a current waveform, and an amplification circuit for amplifying the output of the integration circuit 31. 32, and current measurement is performed by the output current 33 of the integration circuit 31. The connection line from the detection coil 1 to the input end of the signal processing unit 30 is generally affected by an external magnetic field, which may cause a measurement error in coil current detection. Therefore, a signal output line pattern unit 20 as shown in FIG. 12 is used as this connection line. The signal output line pattern portion 20 has a wiring pattern formed so as to alternately intersect on both the front and back sides of the double-sided printed circuit board 20a, and gives the output wiring a twisted structure.

この配線パターンは、信号線21とGND線22とから成る。これらの信号線21、GND線22は、プリント基板20aの表裏で互いに複数回、クロスする形で、それぞれスルーホール23を介して連続的に接続されている。こうして、信号線21、GND線22は、スルーホール23を用いて表面と裏面で交互に交差するようにパターニングされ、ねじれ構造に形成されている。なお、プリント基板20aの表面側と裏面側における信号線21は、それぞれ実線と破線で示され、GND線22は、太実線と太破線で示されている。また、信号入力端子21a及び接地用入力端子22aは、コイル引出端子11a、11bに接続され、信号出力端子21b、接地用出力端子22bは、次段の信号処理部30に接続される。   This wiring pattern includes a signal line 21 and a GND line 22. The signal line 21 and the GND line 22 are continuously connected to each other through the through hole 23 so as to cross each other a plurality of times on the front and back of the printed board 20a. Thus, the signal line 21 and the GND line 22 are patterned using the through holes 23 so as to alternately cross the front surface and the back surface, and are formed in a twisted structure. The signal lines 21 on the front surface side and the back surface side of the printed board 20a are indicated by solid lines and broken lines, respectively, and the GND line 22 is indicated by thick solid lines and thick broken lines. The signal input terminal 21a and the ground input terminal 22a are connected to the coil lead terminals 11a and 11b, and the signal output terminal 21b and the ground output terminal 22b are connected to the signal processing unit 30 in the next stage.

このように、信号線21とGND線22の出力線2本がねじれ(交差)構造に形成されているので、外部磁気を受けても両線間で外部磁気の影響を相殺することができる。従って、コイル引出端子11a、11bから信号処理部30までの接続線における外部磁界による影響を軽減でき、電流測定誤差を低減することができる。さらに、ねじれの回数を多くすれば外部磁界の影響をより軽減できる。また、信号出力線パターン部20を備えた検出用コイル1と信号処理部30を同一プリント基板上に一体化するようにすれば、小型でコンパクトな電流センサを実現することができる。   Thus, since the two output lines of the signal line 21 and the GND line 22 are formed in a twisted (crossed) structure, the influence of the external magnetism can be canceled between the two lines even if the external magnetism is received. Therefore, the influence of the external magnetic field on the connection line from the coil lead terminals 11a and 11b to the signal processing unit 30 can be reduced, and the current measurement error can be reduced. Furthermore, if the number of twists is increased, the influence of the external magnetic field can be further reduced. Further, if the detection coil 1 provided with the signal output line pattern unit 20 and the signal processing unit 30 are integrated on the same printed circuit board, a small and compact current sensor can be realized.

次に、信号出力線パターン部20の他の例を図13に示す。信号出力線パターン部20は、プリント基板20aの厚み方向から視たとき、表裏両面において信号用出力線21と接地用出力線22とが重なるように形成されている。   Next, another example of the signal output line pattern unit 20 is shown in FIG. The signal output line pattern portion 20 is formed so that the signal output line 21 and the ground output line 22 overlap on both the front and back surfaces when viewed from the thickness direction of the printed board 20a.

すなわち、信号線21とGND線22は、表面側の信号線21の裏面側にGND線22が配置され、表面側のGND線22の裏面側に信号線21が配置され、それらが互いに両面で重なるようにパターン配線されている。この表裏のパターン配線は、スルーホールにより接続される。プリント基板20aの表面側と裏面側における信号線21は、実線と破線で示され、同様に、GND線22は、太実線と太破線で示されている。   That is, the signal line 21 and the GND line 22 are arranged such that the GND line 22 is arranged on the back side of the signal line 21 on the front side and the signal line 21 is arranged on the back side of the GND line 22 on the front side. The pattern wiring is overlapped. The front and back pattern wirings are connected by through holes. The signal lines 21 on the front surface side and the back surface side of the printed circuit board 20a are indicated by solid lines and broken lines. Similarly, the GND line 22 is indicated by thick solid lines and thick broken lines.

このような構成の信号出力線パターン部20を用いることにより、任意の方向からくる磁界に対して、表面側にパターニングされた信号線21とGND線22間で発生する誘導起電力と、裏面側の信号線21とGND線22間で発生する誘導起電力は、お互いに相殺されるため、磁気的な影響を抑えることが可能である。これにより、コイル引出端子11a、11bから信号処理部30までの接続線における外部磁界による影響を軽減できる。また、スルーホールの数を少なくできるので、スルーホールの数を最小限にして外部磁界の影響を除くことができる。   By using the signal output line pattern unit 20 having such a configuration, an induced electromotive force generated between the signal line 21 and the GND line 22 patterned on the front side with respect to a magnetic field coming from an arbitrary direction, and the back side Since the induced electromotive forces generated between the signal line 21 and the GND line 22 cancel each other, the magnetic influence can be suppressed. Thereby, the influence by the external magnetic field in the connection line from the coil extraction terminals 11a and 11b to the signal processing unit 30 can be reduced. Further, since the number of through holes can be reduced, the influence of an external magnetic field can be eliminated by minimizing the number of through holes.

上述した各種実施形態に係る検出用コイル1によれば、両面プリント基板を用いて、外部磁界の影響の少ない、検出感度の高い電流検出コイルが得られ、これにより、小型、高性能で、かつ量産し易く低コストの電流センサを実現することができる。なお、上述した各種実施形態では、プリント基板を用いてコイルを形成したが、プリント基板でなくてもコイルを形成するものであれば何でもよい。   According to the detection coil 1 according to the above-described various embodiments, a double-sided printed circuit board can be used to obtain a current detection coil with a high detection sensitivity that is less affected by an external magnetic field. A low-cost current sensor that is easy to mass-produce can be realized. In the various embodiments described above, the coil is formed using the printed circuit board. However, the coil is not limited to the printed circuit board as long as the coil is formed.

本発明の第1の実施形態に係る交流電流検出用コイルの平面図。The top view of the coil for alternating current detection which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1のA部の拡大図。The enlarged view of the A section of FIG. 上記検出用コイルの巻き進みコイルと巻き戻しコイルの形成する面積を示す図。The figure which shows the area which the winding advance coil and rewinding coil of the said coil for a detection form. (a)は上記実施形態の変形例の平面図、(b)は(a)のB部の拡大図。(A) is a top view of the modification of the said embodiment, (b) is an enlarged view of the B section of (a). (a)は比較のための上記実施形態の模式図、(b)は上記実施形態の他の変形例の模式図。(A) is a schematic diagram of the said embodiment for a comparison, (b) is a schematic diagram of the other modification of the said embodiment. 上記実施形態の他の変形例の模式図。The schematic diagram of the other modification of the said embodiment. (a)は本発明の第2の実施形態に係る交流電流検出用コイルの平面図、(b)は(a)のC部の拡大図。(A) is a top view of the coil for alternating current detection which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, (b) is an enlarged view of the C section of (a). (a)は上記実施形態の変形例の平面図、(b)は(a)のD部の拡大図。(A) is a top view of the modification of the said embodiment, (b) is an enlarged view of the D section of (a). (a)は上記実施形態の他の変形例の平面図、(b)は(a)のE部の拡大図。(A) is a top view of the other modification of the said embodiment, (b) is an enlarged view of the E section of (a). 本発明の第3の実施形態に係る交流電流検出用コイルの平面図。The top view of the coil for alternating current detection which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の交流電流検出用コイルによる電流検出のための構成図。The block diagram for the electric current detection by the coil for an alternating current detection of this invention. 上記交流電流検出用コイルの信号出力線パターン部の構成図。The block diagram of the signal output line pattern part of the said coil for an alternating current detection. 上記信号出力線パターン部の変形例の構成図。The block diagram of the modification of the said signal output line pattern part. 従来の交流電流検出用コイルの正面図。The front view of the conventional coil for alternating current detection. 上記検出用コイルの部分拡大図。The elements on larger scale of the said coil for a detection.

符号の説明Explanation of symbols

1 交流電流検出用コイル
2 絶縁性基板
3 開口
4 トロイダルコイル
5 巻き進みコイル
6 巻き戻しコイル
7、7a、7b、7c、7d 放射状ライン
8、8a、8b、8A 接続部
9、9a、9b、9m、9n スルーホール
71〜79 放射状ライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coil for alternating current detection 2 Insulation board | substrate 3 Opening 4 Toroidal coil 5 Winding advance coil 6 Rewinding coil 7, 7a, 7b, 7c, 7d Radial line 8, 8a, 8b, 8A Connection part 9, 9a, 9b, 9m , 9n through hole 71-79 radial line

Claims (4)

絶縁性基板に開口を形成するとともに、前記開口の周囲の表裏両面に放射状に形成された複数の放射状ラインと、前記基板表裏の放射状ラインを電気的に接続するためのスルーホールと、前記放射状ラインの一端側であって周方向に延設され前記基板の表裏両面の放射状ラインの端部と前記スルーホールの間を電気的に接続する接続部と、を有し、前記スルーホールが表面側にある接続部又は前記放射状ラインの端部と裏面側にある放射状ラインの端部又は接続部とを接続するトロイダルコイルを備え、このトロイダルコイルを前記基板の表裏に巻き進み方向と巻き戻し方向とにそれぞれ形成し、かつ、これら巻進み方向コイル(進みコイルという)と巻戻し方向コイル(戻しコイルという)とを直列に連続接続している交流電流検出用コイルにおいて、
前記接続部を、該接続部が接続された放射状ラインに隣接する放射状ラインを避けるように引き回して形成し、前記放射状ライン及び接続部を前記絶縁性基板の表裏で、同一形状に形成し、前記進みコイルと戻しコイルのパターンの1コイル当りの面積を等しくしたことを特徴とする交流電流検出用コイル。
A plurality of radial lines formed radially on the front and back surfaces around the opening , through holes for electrically connecting the radial lines on the front and back sides of the substrate , and the radial lines one a-end side extends in the circumferential direction has a connecting portion for electrically connecting between the through hole and the end portion of the front and back surfaces of the radial line of the substrate, wherein the through hole surface of the with a connection portion or belt Roidarukoiru connecting an end or connecting portion of the radial line at the end and the back side of the radial line in a direction unwinding the winding proceeds direction the toroidal coils on the front and back of the substrate And a coil for detecting an alternating current in which the winding direction coil (referred to as a leading coil) and the rewinding direction coil (referred to as a return coil) are continuously connected in series. In,
The connecting part is formed so as to avoid a radial line adjacent to the radial line to which the connecting part is connected , and the radial line and the connecting part are formed in the same shape on the front and back of the insulating substrate, An alternating current detecting coil characterized in that the areas of the lead coil and return coil patterns are equal to each other.
前記スルーホールを前記開口の略中心を中心とする円周上に等間隔に配設し、前記巻き進み及び巻き戻しの両コイルの一巻きのピッチを等しく形成したことを特徴とする請求項1に記載の交流電流検出用コイル。   2. The through-holes are arranged at equal intervals on a circumference centered on a substantially center of the opening, and the pitches of one turn of the winding advance and rewind coils are equal. The coil for alternating current detection as described in 2. 前記接続部を、前記放射状ラインの外周側に設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の交流電流検出用コイル。   The alternating current detection coil according to claim 1, wherein the connection portion is provided on an outer peripheral side of the radial line. 前記絶縁性基板の表裏の放射状ラインを該表裏で重なる位置に配設したことを特徴とする前記請求項1又は請求項2に記載の交流電流検出用コイル。   The alternating current detection coil according to claim 1 or 2, wherein radial lines on the front and back sides of the insulating substrate are arranged at positions overlapping the front and back sides.
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