JP4710996B2

JP4710996B2 - 電流センサ

Info

Publication number: JP4710996B2
Application number: JP2009055274A
Authority: JP
Inventors: 明実塩川; 安男市村; 英司岩見; 孝明忠澤; 和久高橋
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2009-03-09
Filing date: 2009-03-09
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2025-01-14
Also published as: JP2009135523A

Description

本発明は、電気、電子部品、磁気検出センサ等に用いられる空芯のコイルを用いた電流センサに関するものである。

空芯のコイルは鉄心が無いため軽量で、また鉄心による飽和がないという利点がある。その代表的な空芯のコイルとしてはロゴスキーコイルがある。このロゴスキーコイルは、分電盤内で主幹ブレーカだけでなく各々の分岐ブレーカに流れる電流計測に従来用いられていた変流器（ＣＴ）のような電流センサに代わり、電流検出用コイルとして用いられ、その特徴である鉄心の飽和がなく点を生かしたダイナミックレンジが広く、大電流まで検出できる電流センサを実現している。

ロゴスキーコイルの説明を、空芯のトーラス状の巻線で、コイルの中心を通って戻る構造をもった一例により行う。このロゴスキーコイルの場合、コイルを突き抜ける電流が変化すると電磁誘導によりコイルの両端に電圧が誘起されることで、電流検出用コイルとして機能するようになっている。

更に詳説するとロゴスキーコイルの出力電圧Ｖは、測定対象となる電線に流れる被測定電流を微分したものであり、以下の式で表され、この出力電圧Ｖを積分すれば電流波形が得られる。

ここで、Ｉは被測定電流、Ｓはロゴスキーコイルのコイルの断面積、μ０は真空の透磁率、Ｎはロゴスキーコイルの単位長さ当たりの巻数である。

この式で得られる出力電圧Ｖは、μ０（＝４π×１０−７）が係数として乗算されるため、例えば上述のような分電盤の各ブレーカに流れる一般的な負荷電流（数Ａ〜）を検出しようとする場合、非常に小さい電圧となる。この出力電圧Ｖを大きくするには、コイルの単位長さ当たりの巻数Ｎやコイル断面積Ｓを大きくすれば良いが、電流検出用コイルとしてロゴスキーコイルを用いる場合、１次側の電流が流れる電線の貫通位置による影響を抑えるため、巻きピッチのばらつきを抑え、精度良く巻く必要がある。

近年、前記の問題を解決する空芯のコイル（ロゴスキーコイル）の構造として、プリント基板の両面を用いて、裏面側と表面側とをスルーホールで接続しコイル状になるようにパターニングしてコイルを形成する構成が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００３−５０２５４号公報（図１、段落番号００３９〜００４０）

ところで上述の特許文献１に開示されているようなプリント回路基板を用いたコイルでは、ピッチのばらつき精度といった点についてはコイル巻きと比較して良いものの、プリント基板の表裏の接続を１ターン毎にスルーホールで行うために、穴あけ、メッキ等工程が多く、コストが高いといった問題があった。また、スルーホールは範囲にランドが必要であり、これがピッチを細かくする妨げとなっていた。

本発明は、上述の問題点に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、ピッチ精度が良く、且つ高ピッチ形成可能で、安価に製造可能なコイルを用いた電流センサを提供することにある。

前記目的を達成するために請求項１の電流センサの発明では、中央辺が並行するように等間隔にパターン形成された略Ｚ字状の複数の第１の導体を片側の板面に形成した平板状の絶縁体と、前記各第１の導体を覆うように前記絶縁体の前記板面に重ねられて配設される絶縁性薄膜とで構成された絶縁ベースと、隣接する二つの前記第１の導体の一方の一端と他方の他端との間を電気的に接続する第２の導体を前記絶縁性薄膜表面に形成して前記第１の導体と前記第２の導体とで蛇行状に構成されたコイル線路部と、前記コイル線路部近傍の前記板面に設けられ、前記コイル線路部の始端、終端を夫々接続する第１、第２の出力端子とから成るコイルを用い、前記絶縁ベースを円筒状に形成するとともに前記コイル線路部の終端をコイル巻き戻し線路部により始端側に戻したロゴスキーコイルを構成して電流検出用コイルとし、前記絶縁ベースの裏面に導体箔を貼り付けてシールド部を構成し、前記コイル線路部の終端を前記導体箔に接続するとともに、前記第２の出力端子を前記コイル線路部の始端付近で前記導体箔に電気的に接続し、前記導体箔を前記コイル巻き戻し線路部として用いたことを特徴とする。

請求項１の電流センサの発明によれば、絶縁ベースの片面のみへの加工であるから、従来のスルーホールを用いた両面基板のときのように表裏の位置合わせが不要となって製造が容易となり、しかも絶縁ベースの裏面を別の用途に使用することが可能な上に、上述のスルーホールを設けるときに必要であったランドが不要な上に、ピッチを細かくすることができ、更にまた変形部の形成を例えば絶縁ベースの成形する金型により形成することで、変形部の間隔を精度良することができ、しかも構造が簡単なので、歩留まりが良く、安価に製造することが可能であり、特に平板状の絶縁体上に導体のパターン形成と、絶縁性薄膜の積層及び導体のパターン形成とを順次行うことで形成することができ、多層のコイル形成を可能とする。また、このコイルの特徴を生かしたロゴスキーコイルにより高精度で、低コスト、更に小型化が可能な電流検出用コイルを備えた電流センサを提供できる。さらに、配線とコイル線路部との間の静電結合によって商用周波数の静電ノイズが発生するのを導体箔のシールド部で防ぐことができる。また、ロゴスキーコイルのコイル巻き戻し線路部をシールド部の導体箔で兼用することによって、構成を無駄の無い構成とすることができる。

請求項２の電流センサの発明では、請求項１の発明において、前記導体箔に並行する複数条の絶縁用切り込みを形成していることを特徴とする。

請求項２の電流センサの発明によれば、外部からの磁束がシールド部の導体箔に鎖交する際の渦電流の発生を抑制することができ、そのため渦電流によって生じる不均一な電位差を起因とするシールド性能の低下を防ぐことができる。

本発明は、絶縁ベースの片面のみへの加工であるから、従来のスルーホールを用いた両面基板のときのように表裏の位置合わせが不要となって製造が容易となり、しかも絶縁ベースの裏面を別の用途に使用することが可能で、その上スルーホールを設けるときに必要であったランドが不要となるため、ピッチを細かくすることができ、更にまた絶縁ベースを成形すると同時に同じ金型により変形部を成形することで、変形部の間隔を精度良することができ、しかも構造が簡単なので、歩留まりが良く、安価に製造することが可能であるという効果を奏するコイルを用いた電流センサを提供することができる。

実施形態５の製造プロセスの説明図である。参考例１の一部省略せる斜視図である。（ａ）は図２のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ断面図で、（ｃ）は参考例１の変形部の別の例の断面図である。参考例１の変形例に用いる絶縁ベースの斜視図である。参考例１の別の変形例に用いる絶縁ベースを示すもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面断面図である。参考例１の他の変形例に用いる絶縁ベースの平面図である。参考例１の別の導体形成例を示すもので、（ａ）は一部破断省略せる斜視図、（ｂ）は同上の拡大斜視図である。（ａ）は参考例１に用いる別の絶縁ベース例の断面図、（ｂ）は参考例１に用いる他の絶縁ベース例の断面図である。参考例１の他の絶縁ベースを用いた例を示すもので、（ａ）は一部破断省略せる斜視図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。実施形態１の一部省略せる斜視図である。実施形態１による電流センサの回路構成図である。実施形態１の変形例の模式図である。（ａ）は実施形態２の模式図、（ｂ）は実施形態３の模式図、（ｃ）は実施形態４の模式図である。参考例２を示すものであって、（ａ）は模式図、（ｂ）は一部省略せる斜視図である。参考例３を示すものであって、（ａ）は模式図、（ｂ）は一部省略せる斜視図である。参考例４を示すものであって、（ａ）は模式図、（ｂ）は一部省略せる斜視図である。参考例５の一部省略せる分解斜視図である。

以下本発明を実施形態により説明する。

（参考例１）
本参考例のコイルは、図２に示すように非磁性材で絶縁性を有する樹脂成形品からなる平板状の絶縁ベース１の片側の板面（表面）側に蛇行したコイル線路部２を形成したものであって、コイル線路部２の一対の出力端子３ａ，３ｂはコイル線路部２近傍の絶縁ベースの一対の対角部付近の板面上に夫々設けてある。

絶縁ベース１は長手方向に絶縁ベース１の平坦な板面を基準面として凹形状（溝状）に変位させた変形部４を等間隔で長手方向が並行するように複数形成しており、コイル線路部２は絶縁ベース１上に形成されたものである。つまり各変形部４の長手両端間の表面（内面）に図３（ａ）に示すように形成した第１の導体５と、各隣接する変形部４，４間の絶縁ベース１の板面部位上に図３（ｂ）に示すように形成し、且つ一端を隣接する一方側の変形部４の第１の導体５の一端に、他端を隣接する他方側の変形部４の第１の導体５の他端に電気的に接続するように延長形成した第２の導体６とで全体が蛇行状に構成され、始端側の導体５の端部を前記基準面上に形成した接続用導体６ａを介して第１の出力端子３ａに、終端側の導体５の端部を前記基準面上に形成した接続用導体６ｂを介して第２の出力端子３ｂに電気的に接続している。

そして変形部４の底面と基準面たる板面との高低差の間隔が絶縁ベース１の長手方向に連なることでコイルの空芯たる中心透孔が形成されることになる。

ここで第１の導体５のパターンは変形部４の内面に導電性インクを噴射してパターニングが可能なインクジェット印刷（或いはスタンプ方法）によって形成し、絶縁ベース１の板面上に形成する第２の導体６及び接続用導体６ａ，６ｂは銅箔によるパターニングが可能なエッチング工法により形成する。勿論第２の導体６，６ａ，６ｂを導電性インクによって形成しても良い。

上述のインクジェット印刷によるパターニングを行う場合、パターニングを確実に行うために、導電性インクの噴射方向に対して変形部４の印刷部位がなるべく直角になるように印刷部位に勾配を設ける必要がある。インクジェット印刷を採用することで、パターニング幅を数十μｍ程度まで微細化できるので、変形部４の形状の形状に対して余裕のあるパターニングが可能である。

これにより変形部４での導体形成が容易に行える上に、導電率の低い導電性インクの導体のみではコイル線路部の抵抗値が高くなるのを、基準面となる板面での導体６，６ａ，６ｂを導電性の高い銅箔によって形成することでコイル線路部の抵抗値を低く抑えることができ、製造上の容易性と良好な電気的特性の確保とを同時に図れる。

而して本参考例では、絶縁ベース１の片側板面（表面）側のみへの加工によりコイル線路部２を形成することができるから、製造が容易上に線間のピッチを細かくすることができ、更にまた変形部４を絶縁ベース１の成形する金型により形成することで、変形部４の間隔を精度良することができる。また上述のようにインクジェット印刷によるパターニングを確実にするために変形部４の長手両端内面を上り傾斜した斜面（勾配）とすれば、変形部４と基準面との境界部位（エッジ部位）での導体破断も起きにくく、歩留まりの向上が図れる。更に長手両端内面に勾配を形成する代わりに、図３（ｃ）に示すように変形部４の長手両端方向の内面全体をなだらかなＲ面とすることで、勾配と同様にインクジェット印刷によるパターニングが確実になり、導体破断をも同様に防ぐことができる。導体材料によって破断が生じにくい場合には変形部４の両端の内面を底面から垂直に立ち上がる面としても勿論良く、勾配やＲ面に形成することに限定されるものではない。

ところで図２のコイルは絶縁ベース１が平板状のままであるが、絶縁ベース１をフレキシブルな絶縁性の樹脂成形体で形成して両端を図４に示すように突き合わせるよう円筒形状とすることで、トロイダル状のコイルを構成することもできる。

また図５（ａ），（ｂ）に示すように円筒状に成形した絶縁性樹脂成形品で絶縁ベース１を構成し、その絶縁ベース１の平坦な板面である表面若しくは裏面を基準面として、上述と同様な変形部４を円周方向に等間隔で形成し、図２の場合と同様な導体５，６を設けることでコイル線路部２を形成してもトロイダル状のコイルを形成することができる。

更に絶縁ベース１を図６に示すように円環状に形成して、その基準面に周方向に等間隔に変形部４を形成し、図２の場合と同様な導体５，６を設けてコイル線路部２を形成してもトロイダル状のコイルを実現できる。

また図２の場合には導体５，６，６ａ，６ｂは幅広なパターンであったが、図７（ａ），（ｂ）に示すように線状のパターンにより形成しても良い。この場合、上述したようにインクジェット印刷を採用して導電性インクによって微細な導体５，６、６ａ，６ｂを形成しても良い。この場合も導体５を導電性インクのパターンで形成し、導体６，６ａ，６ｂをエッチング工法にて形成した銅箔パターンで形成することで、製造上の容易性の確保と、コイル線路部の抵抗値が高くなるのを抑えることもできる。勿論導体６，６ａ，６ｂを導電性インクで形成しても良い。

尚変形部４の底面に導電性インクにより導体５を形成する場合には、変形部４の底面に長手両端方向に図８（ａ），（ｂ）に示すように横断面形状がＶ字又はＵ字に形成してパターン形成ガイド用溝７とし、これにより導電性インクにより導体５を形成する際に導電性インクを溝７内に集めることができ、そのため折り曲げ等の応力により断線がしにくい導体５を形成することができ、またパターニングの位置精度を高めることができる。尚図８では導体６も導電性インクで形成する場合に対応させて導体６を形成する板面（基準面）にも同様なパターン形成ガイド用溝７’を設けてある。

更に図２の場合には導体６は変形部４，４間の絶縁ベース１の基準面上に変形部４の導体５と並行させる形で形成しているが、図９（ａ），（ｂ）に示すように変形部４，４間に凸形状の変形部４０を形成し、この変形部４０の長手方向に導体６を形成するようにしても良い。この構成の場合基準面たる絶縁ベース１の基準面に対して小さな高低差でコイルの空芯部の断面積を大きくすることができる。尚変形部４０に形成する導体６は導電性インクをインクジェット印刷によって吹き付けることによってパターン形成したもので、凸形状の表面へのパターニングを容易としている。また変形部４０にあっても両端面に勾配（若しくはＲ面）を持たせることで導体６の破断を防ぐようになっている。

（実施形態１）
上述の参考例１は、一般的な空芯のコイルであったが、空芯のコイルの一つである所謂ロゴスキーコイルを構成し、このロゴスキーコイルを用いて電流センサとしたのが本実施形態である。

ここで本実施形態のロゴスキーコイルは、図１０に示すように第１，第２の出力端子３ａ，３ｂを絶縁ベース１の一端側に配置し、コイル線路部２の始端側を第１の出力端子３ａに接続し、コイル線路部２と並行するように絶縁ベース１の片側の基準面上に形成したコイル巻き戻し線路部８を介して、コイル線路部２の終端側を第２の出力端子３ｂに接続したものである。

そして絶縁ベース１としてフレキシブルな絶縁性の樹脂成形体（例えば可撓性を有し、変形部４の形成加工が容易で導体のパターニングができるものであれば良く、特に熱可塑性樹脂が適している）を用い、図１１に示すように充電部が露出するコイル線路部２を内側とし、且つコイル線路部２の端部を合わせために、絶縁ベース１の両端部が一部重なるようにして円筒形状に曲げて、ロゴスキーコイルからなる電流検出用コイルＡを構成している。コイル線路部２の充電部が露出するコイル線路部２を保護するために実際に使用する場合には保護用構造体に入れると良い。

尚コイル巻き戻し線路部８の導体形成は導体６、６ａとともにエッチング工法によって銅箔により形成している。勿論これら導体６，６ａとともに導電性インクで形成しても良い。その他の構成は参考例１の構成と同じであるので、同じ構成要素には同じ符号を付して説明は省略する。

図１１は上述の電流検出用コイルＡを用いた電流センサ全体の構成を示しており、電流検出用コイルＡの出力端子３ａ，３ｂからの出力電圧を積分する積分回路９ａと、積分出力をセンサ仕様に応じた電圧まで増幅する増幅回路９ｂとからなる信号処理部９を設け、電流検出用コイルＡで検出する電流に対応した電流波形に復元した検出出力を出力するようなっている。尚ロゴスキーコイルからなる電流検出用コイルＡの出力電圧が微小なため、電流検出用コイルＡと信号処理回路部９との接続には、外部ノイズの影響を防ぐためにツイストペアシールド線等を用いることが望ましく、理想的には電流検出用コイルＡと信号処理回路部９とを一体化させて接続線を無くすことが望ましい。

更に電流検出用コイルＡとしての感度を上げるために、並行する導体５，６の間隔をなるべく微細化し、また凹形状の変形部４の基準面からの深さ（後述する凸形状の変形部の場合には高さ）が大きい程、出力電圧が大きくなり感度がよくなる。例えば、間隔を２００μｍとし、絶縁ベース１の変形部４の深さを１００μｍ、変形部４の長手両端方向の長さを２０ｍｍとして、円筒形状に丸めてトロイダルコイル型の電流検出用コイルＡとした場合、出力電圧は約３．９μＶ／Ａ（１次側の周波数が５０Ｈｚ時）の電圧が発生する。この場合、絶縁ベース１の大きさは、例えば１００ｍｍ×２５ｍｍ、厚さが０．２ｍｍが適当である。勿論絶縁ベース１の大きさは、電流検出用コイルＡが設置される場所の形状等の物理的制約、貫通する１次側の電線の直径等当該コイルが使用される外的条件に応じて変更することができる。

更に絶縁ベース１としては図５に示すような円筒状に成形したものを用いても良い。また電流検出用コイルＡとしては円筒状でなく、図６のような円環状であっても良い。更に変形部４の形状としては図４（ａ），（ｃ）のような構成を、更に図８（ａ），（ｂ）のようなパターン形成ガイド用溝７を用いた構成を採用しても良い。更にまた図７に示すような線状の導体パターンを採用しても良い。また更に図９のような構成の絶縁ベース１を用いても良い。

コイル巻き戻し線路部８を図１２に示すように絶縁ベース１の裏面の中央に長手方向に形成し、その一端に絶縁ベース１の表面側のコイル線路部２の終端をスルーホールを介して接続し、他端に絶縁ベース１の表面側の出力端子３ｂをスルーホールを介して接続するようにしても良い。尚図１２ではコイル線路部２を模式的に示しているが、コイル線路部２を構成する第１，第２の導体５，６及び接続構成の構造は参考例１に準ずるものとする。

（実施形態２）
ところで実施形態１のように電流センサの電流検出用コイルＡとしては用いる場合、静電ノイズの影響を考慮しなければならない。そこで本実施形態では図１３（ａ）に示すようにコイル線路部２の形成部位に対応した絶縁ベース１の裏面に導体箔１０を貼り付けてシールド部を構成している。そしてグランド側の出力端子３ｂ側のコイル巻き戻し線路部８の端部を絶縁ベース１に形成したスルーホール１１を利用して裏面側に導体箔１０に電気的に接続している。

而して本実施形態では導体箔１０からなるシールド部で静電ノイズによる影響を排除することができ、またコイル線路部２が設けられない絶縁ベース１の裏面を有効に活用できる。

尚コイル線路部２を図１３（ａ）では模式的に示しているが、コイル線路部２を構成する第１、第２の導体５，６及び接続構成の構造は参考例１に準ずるものとする。

（実施形態３）
前記実施形態２ではコイル巻き戻し線路部８を絶縁ベース１の表面側に形成しているが、本実施形態では、図１３（ｂ）に示すようにコイル線路部２の終端をスルーホール１２ａを用いて絶縁ベース１の長手方向の一端側の裏面に位置する導体箔１０の端部中央に電気的に接続し、また出力端子３ｂに一端を接続した導体６ｃの他端をスルーホール１２ｂを用いて絶縁ベース１の長手方向の他端側の裏面に位置する導体箔１０の端部中央に電気的に接続することで、シールド部を構成する導体箔１０をコイル巻き戻し線路部として兼用している。

而して本実施形態では導体箔１０によって静電ノイズの影響を排除することができる上に、コイル巻き戻し線路部をパターニング形成する必要が無い。

尚コイル線路部２を図１３（ｂ）では模式的に示しているが、コイル線路部２を構成する第１，第２の導体５，６及び接続構成の構造は参考例１に準ずるものとする。

（実施形態４）
実施形態２，３では絶縁ベース１の裏面に導体箔１０によるシールド部を形成しているが、導体箔１０を貫く磁界によって導体箔１０に渦電流が発生してノイズ増大の恐れがあるので、本実施形態では、図１３（ｃ）に示すように長手方向に切れ込み１３を複数並行形成し、この切れ込み１３によって渦電流に対する絶縁効果を図り、ノイズ低減を図っている。つまり渦電流による電位差によってノイズが発生するのを防ぐようになっている。

尚本実施形態は、コイル巻き戻し線路部を導体箔１０により構成した実施形態３の構成を利用しているが、実施形態２の導体箔１０に対して切れ込み１３を入れても勿論良い。

（参考例２）
実施形態１，２ではロゴスキーコイルとして構成するためのコイル巻き戻し線路部８とコイル線路部２とを絶縁ベース１の同一面（表面）に形成しているが、本参考例では図１４（ａ）に示すように同一面側にコイル線路部２と同じ形状で、絶縁ベース１の短手方向に位置をずらしてコイル線路部２と並行するようにコイル巻き戻し線路部８を形成することで、スルーホール等を利用する必要が無く、しかも外乱磁界を防ぐ効果を上げている。

図１４（ａ）は線路部構成を模式的に示したものであるが、本参考例では、実際には図１４（ｂ）に示すように絶縁ベース１の成形時に凹形状の変形部４を形成するとともに、隣接する変形部４，４間に絶縁ベース１の基準面を基準面として上向きに突出させた凸形状の変形部４０を形成して、この変形部４を交互にコイル巻き戻し線路部８の導体８０の形成部と、コイル線路部２の第１の導体５の形成部とするとともに、変形部４０をコイル戻し線路８の導体８０’の形成部と、コイル線路部２の第２の導体６の形成部として使用するようになっている。

そして導体５，６の接続を絶縁ベース１の基準面に形成した導体６０ａ、６０ｂにより行って蛇行状のコイル線路部２を構成している。同様に体８０，８０’間の接続を絶縁ベース１の基準面に形成した導体８０ａ、８０ｂにより行うことで蛇行状のコイル巻き戻し線路部８を構成している。

尚導体５，６及び８０、８０’は共にインクジェット印刷工法による導電性インクのパターンで形成する。また本参考例では工程を簡略化するために導体６０ａ、６０ｂ，８０ａ、８０ｂもインクジェット印刷によって形成しているが、エッチング工法による銅箔によって形成することで低抵抗値を図っても良い。

（参考例３）
上述のように実施形態２〜４及び参考例２では導体箔１０を用いてシールド部を構成しているが、本参考例では、図１５（ａ）に示すようにコイル戻し線路部８からコイル線路部２の並行する導体５，６間に介在するシールド線路８１を延出形成し、これらシールド線路８１により静電ノイズに対するシールド部を構成して、静電ノイズに対する対策を図っている。このシールド線路８１は、具体的には図１５（ｂ）に示すように絶縁ベース１の基準面上に形成された第２の導体６と並行するように基準面上に形成してある。

（参考例４）
参考例３ではコイル戻し線路部８から延出したシールド線路８１をコイル線路部２の並行する導体５，６間に片方から介在させた構成であるが、本参考例は図１６（ａ）に示すようにコイル戻し線路部８に対してコイル線路部２を挟んで反対側の絶縁ベース１の基準面上にコイル戻し線路８と並行する形でグランド線路部８’を形成し、このグランド線路部８’からもシールド線路８１’を延出させてシールド線路８１とは反対方向からコイル線路部２の導体５，６間に介在させている。グランド線路部８’は出力端子３ｂ付近でコイル戻し線路部８に対して接続してある。シールド線路８１’は、具体的には図１６（ｂ）に示すように変形部４内に導体５と並行するように延出形成してある。

（参考例５）
前記各実施形態および参考例１〜４の絶縁ベース１は一枚の絶縁性樹脂成形品により構成したものであったが、本参考例では図１７に示すように絶縁ベース１を、スリット状の貫通孔１４を等間隔に複数並行形成し、前記各貫通孔１４の一端側から当該貫通孔１４に並行隣接する表面上を介して隣接する貫通孔の他端側に至るＺ字状の第２の導体６を形成した板状の第１の絶縁体１ａと、貫通孔１４の長手方向の長さよりやや長く、また開口形状の幅と略同一の幅で且つ貫通孔１４の間隔と同じ間隔で並行する複数の第１の導体５を表面に形成した第２の絶縁体１ｂとで構成した点に特徴があり、第１の絶縁体１ａの各貫通孔１４に対応する各第１の導体５を臨ませ且つ第1の導体５の一端を両側に隣接する第２の導体６の一方の一端に接続し、他端を他方の他端に臨ませるように第１の絶縁体１ａの裏面に第２の絶縁体１ｂを貼り合わせることで、貫通孔１４と貫通孔１４の底部となる絶縁体１ｂによって実施形態１と同様な凹形状の変形部４を夫々形成するようになっている。

ここで第２の導体６の端部は各貫通孔１４の両端の傾斜面（勾配）上に延長形成しており、絶縁体１ａ，１ｂの貼り合わせ時には導体５の端部と接触して電気的に接続されるが、接触信頼性を高めるために貼り合わせ後電気接続部位に導電性インクをインクジェット印刷により塗布して両者の電気的接続を確実にしている。

ここで本参考例でもロゴスキーコイルの電流検出用コイルＡとするため、絶縁体１ａにはコイル戻し線路８を配線してある。また円筒状に形成するために絶縁体１ａ，１ｂは、何れも可撓性を有する絶縁性体により構成してある。例えば貫通孔１４を設ける絶縁ベース１ａは、例えば厚さ２００μｍのフィルムでありポリイミドフィルム等を用いることができる。この絶縁フィルムからなる絶縁体１ａの導体６は、例えばスパッタリング工法を用いて銅箔で形成することも、インクジェット印刷方法を用いて導電性インクによって形成することもできる。また絶縁体１ｂは表面が平坦面であるので、導体５はスパッタリング工法によって形成することもできるが、プリント回路基板の工法であるエッチングによるパターニングも可能である。この場合、厚さが例えば１８μｍ程度の銅箔で導体５を形成できるので、導体５，６を共に銅箔で形成すれば、コイル線路部２の抵抗値を非常に低抵抗値とすることが可能である。尚両絶縁体１ａ，１ｂの材料としては貼り合わせることを考えると、互いに接着力が強く、熱などに対する変形に対して同等の性質を有するものが好ましい。

尚図１７では出力端子の図示を省略してあるが、実施形態１の場合と同様にコイル線路部２の始端を接続する出力端子と、コイル戻し線路８を介してコイル線路部２の終端とを接続する出力端子とを設けてある。

而して本参考例によるコイルでは、両面基板を用いてコイルを構成する場合のようにスルーホールのランドの存在によって導体５，６間隔を微細化することは難しいが本参考例のような構造ではランド等のスペースを必要としないため、間隔を細かくすることが可能である。

（実施形態５）
本実施形態では、変形部４を凸状形状とするものであって、図１（ａ）に示すように中央辺が並行するように等間隔にパターン形成された略Ｚ字状の複数の導体６を片側の基準面となる表面に形成した平板状の絶縁体１ｃと、前記各導体６の両端部以外を覆うように絶縁体１ｃ上に図１（ｂ）に示すように貼り合わせて絶縁ベース１を構成する絶縁性薄膜たる絶縁フィルム１ｄとからなり、この図１（ｂ）に示すように絶縁体１ｃ上に絶縁フィルム１ｄを貼り合わせ後に、隣接する二つの前記導体６の一方の一端と他方の他端との間を電気的に接続する導体５をインクジェット印刷方法により導体インクを絶縁フィルム１ｄ上に噴射してパターン形成し、図１（ｃ），（ｄ）に示すように導体５，６とで蛇行状のコイル線路部２を構成するようになっている。

而して本実施形態では絶縁体１ｃの表面を基準面としたときに絶縁フィルム１ｄの厚み分だけが基準面より高くなり、絶縁フィルム１ｄが変形部として機能することになる。

尚本実施形態でもロゴスキーコイルとして電流検出用コイルＡとするため、絶縁体１ａにはコイル戻し線路８を配線してある。また図１では出力端子の図示を省略してあるが、実施形態１の場合と同様にコイル線路部２の始端を接続する出力端子と、コイル戻し線路８を介してコイル線路部２の終端とを接続する出力端子とを設けてある。

ここで絶縁体１ｃが平坦面を有する平板状の絶縁性樹脂成形体で形成しているので、導体６の形成方法としてはスパッタリング工法を用いることもエッチング工法を用いることもできる。また絶縁フィルム１ｄも表面が平坦面であるため導体５の形成にはインクジェット印刷による方法以外にスパッタリング等を採用することもできる。

１絶縁ベース
１ｃ絶縁体
１ｄ絶縁フィルム（絶縁性薄膜）
２コイル線路部
５導体（第２の導体）
６導体（第１の導体）

Claims

中央辺が並行するように等間隔にパターン形成された略Ｚ字状の複数の第１の導体を片側の板面に形成した平板状の絶縁体と、前記各第１の導体を覆うように前記絶縁体の前記板面に重ねられて配設される絶縁性薄膜とで構成された絶縁ベースと、隣接する二つの前記第１の導体の一方の一端と他方の他端との間を電気的に接続する第２の導体を前記絶縁性薄膜表面に形成して前記第１の導体と前記第２の導体とで蛇行状に構成されたコイル線路部と、前記コイル線路部近傍の前記板面に設けられ、前記コイル線路部の始端、終端を夫々接続する第１、第２の出力端子とから成るコイルを用い、前記絶縁ベースを円筒状に形成するとともに前記コイル線路部の終端をコイル巻き戻し線路部により始端側に戻したロゴスキーコイルを構成して電流検出用コイルとし、前記絶縁ベースの裏面に導体箔を貼り付けてシールド部を構成し、前記コイル線路部の終端を前記導体箔に接続するとともに、前記第２の出力端子を前記コイル線路部の始端付近で前記導体箔に電気的に接続し、前記導体箔を前記コイル巻き戻し線路部として用いたことを特徴とする電流センサ。
前記導体箔に並行する複数条の絶縁用切り込みを形成していることを特徴とする請求項１記載の電流センサ。