JP7005227B2

JP7005227B2 - 電流検出センサおよび電流測定装置

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Publication number: JP7005227B2
Application number: JP2017160750A
Authority: JP
Inventors: 正和池田; 哲也吉池
Original assignee: Hioki EE Corp
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Priority date: 2017-08-24
Filing date: 2017-08-24
Publication date: 2022-01-21
Anticipated expiration: 2037-08-24
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Description

本発明は、測定対象電路の周りを囲む状態で装着されてこの測定対象電路に流れる電流を検出する電流検出センサ、およびこの電流検出センサを備えた電流測定装置に関するものである。

この種の電流検出センサの一例として、本願出願人は下記の特許文献１に開示された電流検出センサ装置を既に提案している。この電流検出センサは、１つの環状磁気コア、および環状磁気コアに形成された空隙部内に配設された磁電変換素子（フラックスゲート素子やホール素子）を備えて、環状磁気コアに挿通された被測定信号線に流れる被測定電流の電流値に比例した電圧値の検出信号を磁電変換素子が出力可能に構成されている。

特開２０１２－８３２４１号公報（第６頁、第１図）

ところで、上記の特許文献１には具体的な記載はないが、環状磁気コアは、一般的にフェライトなどの磁性材料の粉体を所定の形状に成型して焼成することによって形成されている。また、このようにして形成された環状磁気コアは、硬く、衝撃が加わったときに欠けたり、割れたりする可能性があることから、この環状磁気コアでは、内部に生じる磁束の向き（磁路の向き）と直交する平面に沿った断面の厚みを、欠けや割れの生じにくい厚みまで厚くするようにしている。

ところが、この環状磁気コアを備えた電流検出センサには、環状磁気コアが厚いことに起因して、電流検出センサを測定対象電路に装着しにくいといった改善すべき課題や、重くなるといった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、測定対象電路への装着性の向上および軽量化が可能な電流検出センサ、およびこの電流検出センサを備えた電流測定装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載の電流検出センサは、可撓性を有する長尺の磁性シート体と、環状に湾曲させられた前記磁性シート体における長手方向に沿った一端部および他端部を、当該一端部および当該他端部のうちの一方の端部を着脱自在で、かつ当該一端部における端面および側面を除く表面と当該他端部における端面および側面を除く表面とが互いに等間隔で対向する対向状態で保持可能な保持部と、前記保持部内における前記対向状態での前記一端部の前記表面と前記他端部の前記表面とで挟まれた領域で構成される空隙部に配設されて、前記磁性シート体内に誘起された磁束を検出して検出信号を出力する磁電変換素子とを備えている。

請求項２記載の電流測定装置は、測定対象電路に装着される請求項１記載の電流検出センサと、前記測定対象電路に電流が流れることによって前記磁性シート体内に前記磁束が誘起されているときの前記検出信号に基づいて前記電流の電流値を測定する処理部とを備えている。

請求項１記載の電流検出センサおよびこの電流検出センサを備えた請求項２記載の電流測定装置によれば、磁性シート体（偏平な磁性体）を使用する構成のため、磁性シート体に相当する磁性体としてフェライトなどの磁性材料の粉体を所定の形状に成型し焼成することによって形成された一般的な磁気コアを使用する構成と比較して、磁性体の体積を大幅に低減することができることから、大幅な軽量化を図ることができる。また、この電流検出センサおよびこの電流測定装置によれば、偏平な磁性シート体を使用する構成のため、上記の一般的な磁気コアを使用する構成では挿入し得ない狭い隙間にも挿入できることから、測定対象電路への装着性についても向上させることができる。また、電流検出センサおよびこの電流測定装置によれば、磁性シート体の長手方向に沿った一端部の端面と他端部の端面との間に磁電変換素子を配設するのではなく、この一端部およびこの他端部を対向させるようにして磁性シート体を環状に湾曲させると共に、実際に対向するこの一端部における表面とこの他端部における表面とで挟まれた領域を空隙部としてこの空隙部内に磁電変換素子を配設する構成としたことにより、磁性シート体の幅を磁電変換素子の幅よりも長く規定し、かつ一端部および他端部の長さ（対向する部分の長さ）を磁電変換素子の長さよりも長く規定することで、偏平な磁性体である磁性シート体を使用しつつ、空隙部に漏れ出す高い密度の磁束を均一な状態で磁電変換素子に通過させるようにすること、つまり十分な検出感度を確保することができる。

また、請求項１記載の電流検出センサおよびこの電流検出センサを備えた請求項２記載の電流測定装置によれば、磁性シート体の一方の端部を着脱自在としたことにより、取り外しできない測定対象電路に対しても装着することができる。

電流検出センサ２を含む電流測定装置１の一部切欠き外観図である。図１における磁気コア部１１の内部構造を示すＡ－Ａ線断面図である。１つの磁気コア部１１（つまり、１つの磁性シート体２１）で環状磁気コアが形成される電流検出センサ２の構成を示す斜視図である。磁性シート体２１で形成された環状磁気コアの空隙部ＧＰおよびその近傍の拡大図である。図４における磁性シート体２１の一端部ＥＮ１および他端部ＥＮ２を矢印Ｂ側から見た状態での平面図である。１つの磁気コア部１１（つまり、１つの磁性シート体２１）で環状磁気コアが形成される電流検出センサ２の他の構成を示す説明図である。磁性シート体２１の他の構成を示す要部斜視図である。磁性シート体２１の他の構成を示す斜視図である。複数（本例では２つ）の磁性シート体２１で環状磁気コアが形成される電流検出センサ２の構成を示す説明図である。複数（本例では２つ）の磁性シート体２１で環状磁気コアが形成される電流検出センサ２の他の構成を示す説明図である。磁気コア部１１の他の構成を示す斜視図である。図１１における他の磁気コア部１１の内部構造を示すＣ－Ｃ線断面図である。

以下、電流検出センサおよび電流測定装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、電流測定装置としての電流測定装置１の構成について、図面を参照して説明する。

電流測定装置１は、図１に示すように、電流検出センサ２および測定装置本体３を備え、例えば電線やバスバーなどの電流供給用の線状導体または棒状導体のような測定対象電路５１に、電流検出センサ２を環状に湾曲させて測定対象電路５１の周りを囲む状態で装着することにより、測定対象電路５１に流れる測定電流Ｉ（直流電流および交流電流のうちの少なくとも一方）の電流値Ｉ１を測定可能に構成されている。

電流検出センサ２は、図１に示すように、一例として、磁気コア部１１、保持部１２、磁気センサ（磁電変換素子）１３、信号ケーブル１４およびコネクタ１５を備えている。

磁気コア部１１は、一例として、図１，２に示すように、磁性シート体２１および絶縁被覆２２を備えている。磁性シート体２１は、均一な厚みの偏平な、かつ長尺な外形の磁性体であって、例えば、可撓性を有する平面視形状が長方形状で、かつ偏平な磁性シートの単体、またはそれぞれ可撓性を有すると共に同じ平面視形状（例えば長方形状）で、かつ偏平に形成されて互いに積層された複数の磁性シートの積層体で構成されている。この場合、この積層体は、全体としても可撓性を有し、かつ平面視形状が長方形状に形成された長尺で偏平な磁性体として構成されている。また、この磁性シートは、一例として、軟磁性粉末を、樹脂材料などの結合材料を用いて均一な厚さのシート状に成型することで作製されている。

絶縁被覆２２は、絶縁性および柔軟性を有する非磁性の樹脂材料を用いて、図２に示す磁気コア部１１の断面図で表されるように、磁性シート体２１の外面全体（一対の側面２１ａ，２１ｂ、一対の表面２１ｃ，２１ｄ、および一対の端面２１ｅ，２１ｆ（図３，４参照））を覆う状態で形成されている。なお、絶縁被覆２２は、本例では１層に形成されているが、２層などの多層に形成されていてもよい。また、絶縁被覆２２は、磁性シート体２１の外面全体に亘って均一な厚みで形成されていてもよいが、磁気センサ１３を配設するための空隙部ＧＰが後述するようにして相互間に形成される磁性シート体２１の一対の表面２１ｃ，２１ｄ上での厚みについては少なくとも均一に形成されるのが好ましい。

上記の構成の磁気コア部１１は、磁性シート体２１が上記したように長尺で偏平な長方形状に形成されていることから、絶縁被覆２２が施された状態においても、長尺で偏平な長方形状に形成されている。これにより、磁気コア部１１は、フェライトなどの磁性材料の粉体を所定の形状に成型し焼成することによって形成された一般的な磁気コアを使用する構成と比較して、大幅な軽量化が図られている。

保持部１２は、剛性を有する樹脂材料（非磁性材料および磁性材料のいずれでもよいが、後述する磁気センサ１３への不要な外部磁界の影響を軽減するためには磁性材料が好ましい）を用いて、一例として図１に示すように内部が中空の箱状に形成されている。また、保持部１２は、内部に不図示の２つの保持機構が配設されて、内部に挿入された磁気コア部１１における長手方向に沿った一端部１１ａおよび他端部１１ｂのうちの一方の端部（本例では一例として一端部１１ａ）を２つの保持機構のうちの一方の保持機構によって着脱不能に保持すると共に、磁気コア部１１が湾曲させられて（捻らないように湾曲させられて）、図１に示すように、上記の一方の端部の挿入方向（図１では、右から左に向かう方向）とは逆の向き（図１では、左から右に向かう方向）で内部に挿入された一端部１１ａおよび他端部１１ｂのうちの他方の端部（本例では一例として他端部１１ｂ）を２つの保持機構のうちの他方の保持機構によって着脱自在に保持可能に構成されている。

このようにして湾曲させられて、一端部１１ａおよび他端部１１ｂが保持部１２によって保持された磁気コア部１１は、図１において実線で示されるように、一端部１１ａおよび他端部１１ｂが保持部１２内において近接して配置されることにより、全体として環状に形成される。この状態においては、磁気コア部１１を構成する磁性シート体２１もまた、図１，３に示すように、湾曲させられて長手方向に沿った一端部ＥＮ１（一端部１１ａ内に位置する端部）および他端部ＥＮ２（他端部１１ｂ内に位置する端部）が接近して配置された状態となることにより、全体として環状に形成される（つまり、環状磁気コアにに形成される）。

また、保持部１２は、図１に示すように、磁気コア部１１の一端部１１ａおよび他端部１１ｂが互いに等間隔で対向するように（例えば、同図に示すように、互いに平行な状態で対向するように）、一端部１１ａおよび他端部１１ｂを各保持機構で保持するように構成されている。この構成により、磁性シート体２１の一端部ＥＮ１および他端部ＥＮ２についても、図１，３，４に示すように、互いに等間隔で対向するように（例えば、各図に示すように、互いに平行な状態で対向するように）保持される。具体的には、磁性シート体２１が図１，３に示すように湾曲されて環状に形成されている状態において、図１，３，４に示すように、一端部ＥＮ１および他端部ＥＮ２は、一端部ＥＮ１における端面２１ｅおよび側面２１ａ，２１ｂを除く表面（本例では、表面２１ｃ，２１ｄのうちの表面２１ｃ）と他端部ＥＮ２における端面２１ｆおよび側面２１ａ，２１ｂを除く表面（本例では、表面２１ｃ，２１ｄのうちの表面２１ｄ）とが互いに等間隔で対向する状態（本例では平行となる状態）に保持される。

また、図１に示すようにして電流検出センサ２が装着された測定対象電路５１に測定電流Ｉが流れている状態においては、測定対象電路５１の周囲に磁界が発生し、これに伴い環状の磁性シート体２１内には、この磁界の強さに応じた密度で磁束が誘起する。この場合、上記のようにして互いに対向して保持された磁性シート体２１の一端部ＥＮ１および他端部ＥＮ２間の空間には、図４において矢印を付した線で示すように、磁性シート体２１内の磁束が種々の方向に漏れ出すが、互いに等間隔で対向する一端部ＥＮ１の表面２１ｃと他端部ＥＮ２の表面２１ｄとで挟まれた領域（図４において破線で囲まれた領域）には他の領域よりも高い密度で磁束が漏れ出す。つまり、図１，３に示すように環状に形成されて環状磁気コアとして構成された磁性シート体２１において、この一端部ＥＮ１の表面２１ｃと他端部ＥＮ２の表面２１ｄとで挟まれた領域は、環状磁気コアにおけるギャップ（空隙部）ＧＰとして機能する。

このため、この電流検出センサ２では、磁性シート体２１と共に上記の磁束についての磁気回路を構成するこの空隙部ＧＰに磁気センサ１３が配設されている。この場合、図５に示すように、互いに対向する磁性シート体２１の一端部ＥＮ１および他端部ＥＮ２を平面視した状態において、磁気センサ１３が空隙部ＧＰからはみ出さないようにするため（磁気センサ１３全体が空隙部ＧＰに含まれるようにするため、つまり空隙部ＧＰに漏れ出す高い密度の磁束が均一な状態で磁気センサ１３を通過し得るようにするため）、磁性シート体２１は、その幅Ｌ２が磁気センサ１３の幅よりも長く規定され、かつ互いに対向する一端部ＥＮ１および他端部ＥＮ２の長さ（対向する部分の長さ）Ｌ３が磁気センサ１３の長さよりも長く規定されている。

また、磁気センサ１３は、この磁気センサ１３と共に保持部１２内に配設された不図示の駆動回路によって駆動されることにより、空隙部ＧＰを通過する磁束を検出して、磁束密度に応じた電圧値で、かつ磁束の向きに応じた極性の検出信号Ｓ１（電圧信号）を出力する。この検出信号Ｓ１は、例えば、保持部１２内に配設された不図示の増幅器で増幅されて、検出信号Ｓ２として信号ケーブル１４を介してコネクタ１５から外部（電流検出センサ２が接続された測定装置本体３）に出力される。

また、この種の電流検出センサでは、環状に湾曲させられた磁気コア部１１内での測定対象電路５１の位置が空隙部ＧＰ（磁気センサ１３の配設部位）に近すぎると、磁気センサ１３は、測定対象電路５１の影響を受けて、測定電流Ｉの電流値Ｉ１を正確に示す検出信号Ｓ１を出力できない場合が生じることがある。このため、本例の電流検出センサ２では、環状に湾曲させられた磁気コア部１１の内側に位置する保持部１２の外面から空隙部ＧＰ（空隙部ＧＰ内に配設された磁気センサ１３）までの距離Ｌ１が、測定対象電路５１の影響を受けにくい長さに規定されている。

測定装置本体３は、ケース３１、ケース３１の外面に配設されて電流検出センサ２のコネクタ１５が接続されるコネクタ３２、ケース３１に内蔵された処理部３３および出力部３４を備えている。この測定装置本体３では、処理部３３が、測定対象電路５１に装着された電流検出センサ２から出力された検出信号Ｓ２をコネクタ３２を介して入力し、この検出信号Ｓ２の電圧値に基づいて測定対象電路５１に流れる測定電流Ｉの電流値Ｉ１を算出すると共にこの検出信号Ｓ２の極性に基づいて測定電流Ｉの極性を特定して、特定した極性を示す情報と共に電流値Ｉ１を示す情報を電流情報として出力部３４に出力する。

出力部３４は、一例として、ＬＣＤなどのディスプレイ装置で構成されて、処理部３３から出力された電流情報に基づいて電流値Ｉ１とその極性とを画面に表示する。なお、出力部３４は、ディスプレイ装置に代えて、種々のインターフェース回路で構成してもよく、例えば、メディアインターフェース回路としてリムーバブルメディアに上記の電流情報を記憶させたり、ネットワークインターフェース回路としてネットワーク経由で外部装置に上記の電流情報を伝送させたりする構成を採用することもできる。

次に、測定対象電路５１の測定電流Ｉについての電流測定装置１による測定動作と共に電流検出センサ２の検出動作について説明する。

電流測定装置１では、測定電流Ｉの測定動作に先立ち、まず、図１において破線で示すように、他端部１１ｂが保持部１２に装着されていない状態の磁気コア部１１を、湾曲させながら（曲げながら）測定対象電路５１を取り囲むように測定対象電路５１の周囲に配置し、次いで、同図において実線で示すように、磁気コア部１１の他端部１１ｂを保持部１２内に挿入して保持部１２に装着する。これにより、電流検出センサ２は、磁気コア部１１が測定対象電路５１の周りを囲んだ状態で、測定対象電路５１に装着される。また、磁気コア部１１を構成する磁性シート体２１は、図１，３に示すように、１つの環状磁気コアとして構成される。

この場合、磁気コア部１１は偏平な長方形状に形成されているため、例えば測定対象電路５１が他の電路と近接して配設されて、周囲に狭い隙間しかない場合であっても、狭い隙間を通して磁気コア部１１を測定対象電路５１に装着することが可能となっている。また、保持部１２内に挿入された磁気コア部１１の他端部１１ｂは、図１に示すように、磁気センサ１３を挟んで磁気コア部１１の一端部１１ａと等間隔で対向した状態に配置される。これにより、磁気コア部１１の一端部１１ａにおける表面２１ｃと他端部１１ｂにおける２１ｄとで挟まれた領域が空隙部ＧＰとして構成されて、磁気センサ１３がこの空隙部ＧＰ内に位置する状態となる。

この状態において測定対象電路５１に測定電流Ｉが流れたときには、測定対象電路５１の周囲に測定電流Ｉの電流値Ｉ１に応じた強さの磁界が発生し、これに伴い磁気コア部１１を構成する磁性シート体２１内には、この磁界の強さに応じた密度で磁束が誘起する。保持部１２内の空隙部ＧＰに配設されている磁気センサ１３は、この磁束を検出して、磁束密度に応じた電圧値で、かつ磁束の向きに応じた極性の検出信号Ｓ１を出力する。また、保持部１２内に配設された不図示の増幅器は、この検出信号Ｓ１を増幅し、検出信号Ｓ２として信号ケーブル１４を介してコネクタ１５に出力する。

測定装置本体３では、処理部３３が、電流検出センサ２から出力された検出信号Ｓ２をコネクタ３２を介して入力し、この検出信号Ｓ２の電圧値に基づいて測定対象電路５１に流れる測定電流Ｉの電流値Ｉ１を算出すると共にこの検出信号Ｓ２の極性に基づいて測定電流Ｉの極性を特定して、特定した極性を示す情報と共に電流値Ｉ１を示す情報を電流情報として出力部３４に出力する。出力部３４は、処理部３３から出力された電流情報に基づいて電流値Ｉ１とその極性とを画面に表示する。これにより、測定電流Ｉの測定が完了する。

このように、この電流検出センサ２では、磁気コア部１１を構成する磁性シート体２１を、長手方向に沿った一端部ＥＮ１および他端部ＥＮ２のこの一端部ＥＮ１における端面２１ｅおよび側面２１ａ，２１ｂを除く表面（表面２１ｃ，２１ｄのうちの表面２１ｃ）とこの他端部ＥＮ２における端面２１ｆおよび側面２１ａ，２１ｂを除く表面（表面２１ｃ，２１ｄのうちの表面２１ｄ）とが互いに等間隔で対向する環状に湾曲させて環状磁気コアが形成され、磁気センサ１３が配設される空隙部ＧＰは、互いに対向する一端部ＥＮ１における表面２１ｃと他端部ＥＮ２における表面２１ｄとで挟まれた領域で構成されている。

したがって、この電流検出センサ２、およびこの電流検出センサ２を備えた電流測定装置１によれば、磁性シート体２１（偏平な磁性体）を使用する構成のため、磁性シート体２１に相当する磁性体としてフェライトなどの磁性材料の粉体を所定の形状に成型し焼成することによって形成された一般的な磁気コアを使用する構成と比較して、磁性体の体積を大幅に低減することができることから、大幅な軽量化を図ることができる。また、この電流検出センサ２およびこの電流測定装置１によれば、偏平な磁性シート体２１を使用する構成のため、上記の一般的な磁気コアを使用する構成では挿入し得ない狭い隙間にも挿入できることから、測定対象電路５１への装着性についても向上させることができる。

また、この電流検出センサ２およびこの電流測定装置１によれば、磁性シート体２１の長手方向に沿った一端部ＥＮ１の端面２１ｅと他端部ＥＮ２の端面２１ｆとの間に磁気センサ１３を配設するのではなく、一端部ＥＮ１および他端部ＥＮ２を対向させるようにして磁性シート体２１を環状に湾曲させると共に実際に対向する一端部ＥＮ１における表面２１ｃと他端部ＥＮ２における表面２１ｄとで挟まれた領域を空隙部ＧＰとしてこの空隙部ＧＰ内に磁気センサ１３を配設する構成としたことにより、図５に示すように、磁性シート体２１の幅Ｌ２を磁気センサ１３の幅よりも長く規定し、かつ一端部ＥＮ１および他端部ＥＮ２の長さ（対向する部分の長さ）Ｌ３を磁気センサ１３の長さよりも長く規定することで、偏平な磁性体である磁性シート体２１を使用しつつ、空隙部ＧＰに漏れ出す高い密度の磁束を均一な状態で磁気センサ１３に通過させるようにすること、つまり十分な検出感度を確保することができる。

なお、上記の例では、図１に示すように、磁気コア部１１の一端部１１ａおよび他端部１１ｂを互いに逆方向から保持部１２に挿入する構成を採用しているが、この構成に代えて、図６に示すように、互いに同じ方向から保持部１２に挿入する構成を採用することもできる。この構成においても、保持部１２内に配設された２つの保持機構で一端部１１ａおよび他端部１１ｂを互いに平行な状態で保持させるようにすることで、一端部１１ａおよび他端部１１ｂ内に配設された磁性シート体２１の一端部ＥＮ１および他端部ＥＮ２についても互いに平行な状態となることから、互いに対向する一端部ＥＮ１における表面２１ｃと他端部ＥＮ２における表面２１ｃとで挟まれた領域を空隙部ＧＰとすることができる。したがって、この図６に示す構成の電流検出センサ２、およびこの電流検出センサ２を備えた電流測定装置１においても、図１に示す構成の電流検出センサ２および電流測定装置１と同じ上記の効果を奏することができる。なお、一端部ＥＮ１および他端部ＥＮ２の保持部１２内への挿入方向が異なることに起因する上記の構成以外の構成については、図１に示す電流検出センサ２および電流測定装置１と同じ構成であるため、説明を省略する。

また、磁気センサ１３の保持部１２内での固定構造については、磁気コア部１１の一端部１１ａおよび他端部１１ｂのいずれにも直接固定しないで、保持部１２内に配設された固定台（図示せず）などに固定する構成を採用することもできるし、磁気コア部１１における一端部１１ａおよび他端部１１ｂのうちの保持機構によって着脱不能に保持される一方（上記の例では一端部１１ａ）の表面（保持機構によって着脱自在に保持される他方と対向する表面）に直接固定する構成（つまり、磁性シート体２１における一端部ＥＮ１および他端部ＥＮ２のうちの一方（この例では、一端部１１ａ側の一端部ＥＮ１）に直接固定する構成でもある）を採用することもできる。この直接固定する構成においては、磁気センサ１３に対して駆動回路からの駆動信号を供給したり、磁気センサ１３から出力される検出信号Ｓ１を伝達させたりするための不図示の配線パターンが形成されたフレキシブル基板４１を図７，８に示すように磁気コア部１１に取り付けると共に、このフレキシブル基板４１上に磁気センサ１３を配設（固定）する構成を採用することができる。この構成によれば、磁気コア部１１における一端部１１ａおよび他端部１１ｂのうちの一方（上記の例では一端部１１ａ）を保持機構に保持させることで、つまり、磁性シート体２１における一端部ＥＮ１および他端部ＥＮ２のうちの一方（上記の例では一端部ＥＮ１）を保持機構に保持させることで、磁気センサ１３についても保持部１２に固定することができるため、磁気センサ１３単体での保持部１２への固定作業（取付け作業）を省略することが可能となる。

また、このフレキシブル基板４１を使用する構成におけるフレキシブル基板４１の大きさについては、図７に示すように、磁気コア部１１における一端部１１ａおよび他端部１１ｂのうちの保持機構によって着脱不能に保持される一方（上記の例では一端部１１ａ）にのみ存在する大きさとすることもできるし、図８に示すように、磁気コア部１１における一端部１１ａおよび他端部１１ｂのうちの保持機構によって着脱不能に保持される一方（上記の例では一端部１１ａ）から、保持機構によって着脱自在に保持される他方（上記の例では他端部１１ｂ）に亘って存在する大きさとすることもできる。図７，８に示す構成を比較した場合、図７に示す構成の電流検出センサ２では、フレキシブル基板４１が小さくて済む分だけ、電流検出センサ２のコストを低減できるという効果が奏される。一方、図８に示す構成の電流検出センサ２では、若干のコストの上昇は伴うものの、フレキシブル基板４１によって磁気コア部１１の可撓性を確保しつつ強度を向上させることができるという効果が奏される。

また、上記の例では、電流検出センサ２は、磁気コア部１１を環状の状態（一端部１１ａおよび他端部１１ｂを保持部１２に保持させた状態）から非環状の状態（一端部１１ａだけを保持部１２に保持させた状態）に、また逆に非環状の状態から環状の状態にし得る構成（他端部１１ｂが着脱自在な構成）を採用して、取り外しできない測定対象電路５１への装着も可能としているが、この構成に限定されるものではない。例えば、図示はしないが、環状ケースに磁気コア部１１を環状の状態（一端部１１ａおよび他端部１１ｂを互いに対向させた状態）で配設すると共に、この環状ケース内における一端部１１ａおよび他端部１１ｂ間の空隙部ＧＰ内に磁気センサ１３を配設する構成を採用することもできる。この構成においても、磁性シート体２１（偏平な磁性体）を使用する構成のため、磁性シート体２１に相当する磁性体としてフェライトなどの磁性材料の粉体を所定の形状に成型し焼成することによって形成された一般的な磁気コアを使用する構成と比較して、磁性体の体積を大幅に低減することができることから、大幅な軽量化を図ることができる。なお、図１に示す電流検出センサ２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。

また、上記の例では、電流検出センサ２は、１つの磁気コア部１１で構成されているが、この構成に限定されるものではない。例えば、複数（２つまたは３つ以上）の磁気コア部１１を、長手方向に沿って並設し、かつこの複数の磁気コア部１１のうちの隣接する任意の２つの磁気コア部１１のいずれについても、２つの磁気コア部１１における一方の磁気コア部１１の長手方向に沿った一端部１１ａにおける端面および側面を除く表面と、この２つの磁気コア部１１における他方の磁気コア部１１の長手方向に沿った他端部１１ｂにおける端面および側面を除く表面とを互いに等間隔で対向させることによって全体として環状に形成する構成を採用することもできる。

この構成においては、各磁気コア部１１を構成する磁性シート体２１も長手方向に沿って並設され、かつ複数の磁性シート体２１のうちの隣接する任意の２つの磁性シート体２１における一方の磁性シート体２１の長手方向に沿った一端部ＥＮ１における端面および側面を除く表面と、２つの磁性シート体２１における他方の磁性シート体２１の長手方向に沿った他端部ＥＮ２における端面および側面を除く表面とについても、互いに等間隔で対向させられた状態となる。このため、この互いに対向する一端部ＥＮ１における上記の表面と他端部ＥＮ２における上記の表面とで挟まれた領域で空隙部ＧＰが形成されることから、各空隙部ＧＰのそれぞれの内部に磁気センサ１３が配設される。

一例として、２つの磁気コア部１１を使用する構成（つまり、２つの磁性シート体２１（以下、一方を磁性シート体２１_１と表記し、他方を磁性シート体２１_２と表記するものとする）を使用する構成）を例に挙げて具体的に説明する。この場合、２つの磁性シート体２１_１，２１_２を並設する構成としては、図９に示すように、２つの磁性シート体２１_１，２１_２を環状に湾曲させた状態において、隣接する２つの磁性シート体２１_１，２１_２における一方の磁性シート体２１の一端部ＥＮ１が他方の磁性シート体２１の他端部ＥＮ２の外側に位置した状態で、一端部ＥＮ１および他端部ＥＮ２が互いに対向するように並設する構成でもよいし、また図１０に示すように、２つの磁性シート体２１_１，２１_２を環状に湾曲させた状態において、隣接する２つの磁性シート体２１_１，２１_２における一方の磁性シート体２１（同図では磁性シート体２１_１）の一端部ＥＮ１および他端部ＥＮ２が、共に、他方の磁性シート体２１（同図では磁性シート体２１_２）の一端部ＥＮ１および他端部ＥＮ２の外側に位置した状態で、一端部ＥＮ１および他端部ＥＮ２が互いに対向するように並設する構成でもよい。

また、図９，１０に示す構成において、上記した図７，８に示す構成、すなわち、磁気コア部１１の長手方向に沿った端部に（つまり、磁性シート体２１の長手方向に沿った端部に）、磁気センサ１３を固定する構成を採用するときには、各磁性シート体２１_１，２１_２の一端部ＥＮ１側に磁気センサ１３を固定する構成でもよいし、各磁性シート体２１_１，２１_２の他端部ＥＮ２側に磁気センサ１３を固定する構成でもよい。また、各磁性シート体２１_１，２１_２のうちの一方の磁性シート体２１の一端部ＥＮ１側および他端部ＥＮ２側に磁気センサ１３をそれぞれ固定し、各磁性シート体２１_１，２１_２のうちの他方の磁性シート体２１の一端部ＥＮ１側および他端部ＥＮ２側には磁気センサ１３を固定しない構成でもよい。

また、上記した図８に示すように磁気コア部１１における一端部１１ａから他端部１１ｂに亘る大きさにフレキシブル基板４１を形成する構成においては、図１１，１２に示すフレキシブル基板４１の構成を採用することもできる。このフレキシブル基板４１では、フレキシブル基板４１を構成する樹脂製の長尺なフィルム体４２，４２間に、ほぼ均一な厚みの磁性シート体２１をフィルム体４２，４２の一端部４２ａから他端部４２ｂに亘って挟み込んで、磁性シート体２１および各フィルム体４２，４２を一体化して形成している。

このフレキシブル基板４１では、磁性シート体２１が一体化されている（磁性シート体２１を含んでいる）ため、このフレキシブル基板４１自体が磁気コア部１１を構成する。また、このフレキシブル基板４１では、磁性シート体２１における表面２１ｃがフィルム体４２，４２のうちの一方と全面に亘って密着し、磁性シート体２１における表面２１ｄがフィルム体４２，４２のうちの他方と全面に亘って密着している。また、このフレキシブル基板４１では、磁性シート体２１におけるフィルム体４２，４２の各一端部４２ａ間で挟まれた部位が一端部ＥＮ１を構成し、この一端部ＥＮ１とフィルム体４２，４２の各一端部４２ａとで磁気コア部１１の一端部１１ａが構成される。また、このフレキシブル基板４１では、磁性シート体２１におけるフィルム体４２，４２の各他端部４２ｂ間で挟まれた部位が他端部ＥＮ２を構成し、この他端部ＥＮ２とフィルム体４２，４２の各他端部４２ｂとで磁気コア部１１の他端部１１ｂが構成される。この図１１，１２に示すフレキシブル基板４１を予め作製して若しくは購入して使用することにより、電流検出センサ２の製造工程において、磁性シート体２１とフレキシブル基板４１とを接着して一体化する手間を省くことができる。なお、図１～３に示す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した。

１電流測定装置
２電流検出センサ
１３磁気センサ
２１磁性シート体（環状磁気コア）
２１ｃ磁性シート体の一端部における端面および側面を除く表面
２１ｄ磁性シート体の他端部における端面および側面を除く表面
ＥＮ１磁性シート体の一端部
ＥＮ２磁性シート体の他端部
ＧＰ空隙部
Ｓ１検出信号

Claims

可撓性を有する長尺の磁性シート体と、
環状に湾曲させられた前記磁性シート体における長手方向に沿った一端部および他端部を、当該一端部および当該他端部のうちの一方の端部を着脱自在で、かつ当該一端部における端面および側面を除く表面と当該他端部における端面および側面を除く表面とが互いに等間隔で対向する対向状態で保持可能な保持部と、
前記保持部内における前記対向状態での前記一端部の前記表面と前記他端部の前記表面とで挟まれた領域で構成される空隙部に配設されて、前記磁性シート体内に誘起された磁束を検出して検出信号を出力する磁電変換素子とを備えている電流検出センサ。
測定対象電路に装着される請求項１記載の電流検出センサと、
前記測定対象電路に電流が流れることによって前記磁性シート体内に前記磁束が誘起されているときの前記検出信号に基づいて前記電流の電流値を測定する処理部とを備えている電流測定装置。