JP2020076707A - フレキシブルセンサ及び測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】測定対象にフレキシブルセンサを取り付ける際の作業性を向上させる。【解決手段】端子91を取り囲んだ状態で端子91に流れる電流を検出する電流センサ10は、弾性を有しており、少なくとも一部が湾曲した形状に形成されて、端子91についての物理量を検出するセンサケーブル1と、センサケーブル1が挿通する貫通孔22を有する本体部2と、センサケーブルの基端部13が取り付けられ、本体部2に対して相対移動するホルダ3と、を備える。【選択図】図3
Description
本発明は、測定対象を取り囲んだ状態で当該測定対象についての物理量を検出するフレキシブルセンサ及び測定装置に関する。なお、本明細書において、フレキシブルセンサとは、可撓性を有するセンサをいうものとする。
特許文献1には、物理量としての電流を検出する電流検出器が開示されている。この電流検出器は、可撓性を有するチューブと、チューブの外周面に巻回される導電線と、を備え、チューブを環状に撓ませることでロゴスキーコイルを構成するものである。
しかしながら、特許文献1の電流検出器では、作業者は、通電路に流れる電流を検出するために、チューブを通電路の周囲に通す必要がある。例えば、通電路が電子部品の隣り合う端子の一つである場合には、作業者は、手でチューブを持って、隣り合う端子の狭い隙間に通す必要がある。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、測定対象にフレキシブルセンサを取り付ける際の作業性を向上させることを目的とする。
本発明のある態様によれば、測定対象を取り囲んだ状態で当該測定対象についての物理量を検出するフレキシブルセンサは、弾性を有しており、少なくとも一部が湾曲した形状に形成されて、前記測定対象についての物理量を検出するセンサケーブルと、前記センサケーブルが挿通する貫通孔を有する本体部と、前記センサケーブルの基端部が取り付けられ、前記本体部に対して相対移動するホルダと、を備え、前記センサケーブルは、前記本体部と前記ホルダとの相対移動に伴い前記貫通孔から進退する。
この態様によれば、測定対象に貫通孔が近接するように本体部を位置させ、本体部に対してホルダを相対移動させると、湾曲した形状のセンサケーブルが貫通孔から出て測定対象の周囲に通される。そのため、作業者は、弾性を有するセンサケーブルを保持しなくても、本体部を保持しながら測定対象にセンサケーブルを取り付けることができる。したがって、測定対象にフレキシブルセンサを取り付ける際の作業性を向上させることができる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
(第1の実施形態)
以下、図1から図10を参照して、本発明の第1の実施形態に係るフレキシブルセンサとしての電流センサ10、及び電流センサ10を備える測定装置100について説明する。
以下、図1から図10を参照して、本発明の第1の実施形態に係るフレキシブルセンサとしての電流センサ10、及び電流センサ10を備える測定装置100について説明する。
まず、図1を参照して、測定装置100の構成について説明する。図1は、測定装置100の構成を示す図である。
測定装置100は、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30と、積分回路30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40と、を備える。
測定対象としては、交流電流が流れる電源ライン又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。また、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、又は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10は、測定対象を取り囲んだ状態で当該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可能なセンサケーブル1を備える。電流センサ10の構成については、図2から図4を参照しながら、後で詳細に説明する。
積分回路30は、センサケーブル1の導線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30は、変換した信号を測定部40に検出信号として出力する。
積分回路30は、ケーブル4を介して電流センサ10のセンサケーブル1と接続される。ケーブル4には、センサケーブル1側のインピーダンスと測定部40側のインピーダンスとの整合を取るための整合回路(図示省略)が設けられる。
測定部40は、積分回路30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40は、積分回路30から検出信号を受け付けると、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40は、他の物理量として、受け付け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40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40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。
次に、図2から図4を参照して、電流センサ10の構成について説明する。図2は、電流センサ10のホルダ3が操作されていない状態を示す正面図である。図3は、図2における断面図である。図4は、電流センサ10のセンサケーブル1が閉じられた状態を示す正面の断面図である。
図2及び図3に示すように、電流センサ10は、センサケーブル1と、センサケーブル1が挿通する貫通孔22を有する本体部2と、センサケーブル1の基端部13が取り付けられ、本体部2に対して相対移動するホルダ3と、本体部2に対してホルダ3を前進させるように付勢する付勢部材としての付勢ばね5と、を備える。
ここで、「前進」若しくは「進出」とは、センサケーブル1が貫通孔22から本体部2外に出て行く動作の方向を示す。また、「後退」とは、センサケーブル1が貫通孔22から本体部2内に入って行く動作の方向を示す。
センサケーブル1は、本体部2とホルダ3との相対移動に伴い貫通孔22から進退する。具体的には、センサケーブル1は、本体部2に対してホルダ3を軸方向に後退させると、貫通孔22から本体部2内に後退する。
センサケーブル1は、測定対象を取り囲みやすくするために、あらかじめ湾曲した形状に成形されている。センサケーブル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。センサケーブル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。センサケーブル1は、本体部2内に後退した状態では直線状であり、外部に進出した状態では湾曲した形状である。センサケーブル1は、全体が湾曲した形状でなくてもよく、少なくとも一部が湾曲した形状であればよい。
図3に示すように、センサケーブル1は、長手方向に沿って形成されるロゴスキーコイル10aを有する。即ち、センサケーブル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である。
センサケーブル1の全体は、フッ素樹脂などの樹脂材料で覆われている。これにより、測定対象を取り囲む際にセンサケーブル1が測定対象又はこれに隣接する他の隣接部材に引っ掛かってセンサケーブル1に傷が付くのを防ぐことができる。
センサケーブル1の先端部11には、センサケーブル1の基端1bを有する基端部13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11は、センサケーブル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13の曲率よりも大きくしてもよい。
センサケーブル1は、基端1bと連続して形成される固定部1cを有する。固定部1cは、ホルダ3の後述する筒部31に保持される。固定部1cの内部には、ケーブル4が設けられる。
ロゴスキーコイル10aは、絶縁性のある中空の可撓性部材に導線が螺旋状に巻き回されてなる。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により構成される。巻き回された導線は、センサケーブル1の先端1aの近傍で折り返され、中空の可撓性部材の内部を通過してセンサケーブル1の基端1bまで延びている。ロゴスキーコイル10aは、先端部11が挿入孔24に挿入された状態(図4に示す状態)で、略環状になるように両端部10b,10cが周方向に近接する。
センサケーブル1の基端部13は、本体部2とホルダ3とを相対移動させてセンサケーブル1を進出させた際に、その力がセンサケーブル1の中途部12に伝わりやすくするために、直線状に形成されている。更に、センサケーブル1の中途部12は、センサケーブル1が測定対象の隣接部材のエッジに引っ掛かりにくくなるように、センサケーブル1の基端部13の曲率よりも大きく、かつ、先端部11の曲率よりも小さな曲率で形成されている。
このように、センサケーブル1は、基端部13から先端部11に近づくほど、センサケーブル1の曲率が段階的に又は連続して大きくなる。これにより、センサケーブル1を進出させる力が本体部2からセンサケーブル1に伝わりやすくなるとともに、センサケーブル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。
以下では、図4に示すように、本体部2の挿入孔24にセンサケーブル1の先端部11が保持された状態でのセンサケーブル1の曲率半径Rbを基準半径と称し、この基準半径の逆数(1/Rb)を基準曲率と称する。
ここでは、基準半径Rbは、5mm程度の大きさである。電流センサ10は、比較的小さな測定対象に流れる電流を測定するものである。また、ここでは、測定対象は、基板に実装された電子部品の端子(足)91〜93である。
本体部2は、筒状に形成される筒部21と、センサケーブル1が進退する貫通孔22と、付勢ばね5の一端を支持する鍔部23と、センサケーブル1の先端部11が挿入される挿入孔24と、ホルダ3の後述するガイド部33がスライドするスライド溝25と、を有する。
筒部21は、円筒状に形成される。筒部21の一方の軸方向端部には、貫通孔22が設けられる。筒部21の他方の軸方向端部には、鍔部23が設けられる。筒部21は、貫通孔22が設けられる端部の外周が、先端に向かってテーパ状に細くなっている。これにより、作業者がセンサケーブル1を挿入する際に、センサケーブル1が進出する筒部21の端部を狙った位置に近接させることが容易となる。
貫通孔22は、筒部21のセンサケーブル1が進退する側の軸方向端部に形成される。貫通孔22は、筒部21の内周空間21aと連通する。貫通孔22は、筒部21の内周空間21aと同軸に形成される。貫通孔22は、筒部21の内周空間21aよりも小径に、かつセンサケーブル1の外径よりも大径に形成される。
鍔部23は、筒部21における貫通孔22と反対側の軸方向端部に形成される。鍔部23は、筒部21から外周に拡径されて、筒部21よりも大径に形成される。鍔部23は、付勢ばね5の一方側の付勢力を受ける。鍔部23は、筒部21と別体に形成されて筒部21に取り付けられてもよく、筒部21と一体に形成されてもよい。
挿入孔24は、中心軸が筒部21の中心軸と垂直に交差するように形成される。挿入孔24は、貫通孔22が設けられる端部の近傍に設けられる。挿入孔24は、筒部21から側方に突出する突出部24aの内周を貫通して形成される。挿入孔24には、作業者によってセンサケーブル1が挿入される。挿入孔24に挿入されたセンサケーブル1は、挿入孔24との間の摩擦力によって、挿入孔24に挿入された状態を維持する。
スライド溝25は、筒部21の中心軸方向に形成される溝である。スライド溝25は、互いに対向するように一対形成される。スライド溝25は、ホルダ3のガイド部33が当接してホルダ3の前進端位置を規定する端部25aを有する。
ホルダ3は、本体部2の筒部21の内周空間21aに設けられて筒部21に対して軸方向にスライドする筒部31と、作業者が操作するための一対の操作部32と、操作部32が操作されることに伴いスライド溝25をスライドするガイド部33と、を有する。ホルダ3は、付勢ばね5の他方側の付勢力を受ける。
筒部31は、本体部2の筒部21の内周空間21aの内径と略同一の外径に形成される。筒部31は、内周31aにセンサケーブル1の固定部1cを保持する。これにより、ホルダ3が本体部2に対して進退すると、センサケーブル1が本体部2の貫通孔22から進退する。
操作部32は、作業者の手又は指で操作される操作部位である。操作部32は、本体部2の一対のスライド溝25を通過して外周に突出するように各々形成される。操作部32は、筒部31から外周に突出して設けられる。操作部32は、作業者の人差し指と中指とで各々操作される。作業者は、操作部32を人差し指と中指とで各々保持し、鍔部23を親指で保持し、鍔部23に対して操作部32を近付けるようにホルダ3を後退させる操作を行う。操作部32の内側からは、センサケーブル1と積分回路30(図1参照)とを接続するケーブル4が引き出される。
ガイド部33は、筒部31から外周に突出して設けられる。ガイド部33は、操作部32と軸方向に連続するように一体に設けられる。ガイド部33は、スライド溝25の開口幅と略同一の厚さに形成される。これにより、ガイド部33がスライド溝25に対してがたつくことが防止される。
付勢ばね5は、ホルダ3の操作部32と本体部2の鍔部23との間に設けられる。付勢ばね5は、軸方向に圧縮された状態で設けられるコイルばねである。付勢ばね5は、本体部2に対してホルダ3を前進させるように付勢する。
作業者が何も操作をしていない状態では、ホルダ3は、付勢ばね5の付勢力によって前進端位置に位置する(図2及び図3に示す状態)。このとき、センサケーブル1は、最も長く外部に進出した状態である。よって、作業者は、センサケーブル1の先端部11を挿入孔24に挿入する作業を行う際に、本体部2及びホルダ3を操作する必要がない。したがって、センサケーブル1の先端部11を挿入孔24に挿入する作業を容易に行うことができる。
また、付勢ばね5の付勢力は、作業者が本体部2に対してホルダ3を前進させたときに大きくなるが、作業者が何も操作をしていない状態では最小限である。よって、付勢ばね5の大きな付勢力が作用する時間が短いので、電流センサ10の耐久性を向上させることができる。
なお、付勢ばね5は、設けられなくてもよい。付勢ばね5が設けられない場合には、例えば、本体部2の鍔部23とホルダ3の操作部32とに、作業者の指が嵌まるリング部(図示省略)が各々設けられる。これにより、作業者は、両手を使わなくても、片手による操作で本体部2に対してホルダ3を進退させることができる。
次に、図5から図7Cを併せて参照して、電流センサ10の使用形態について説明する。図5は、電流センサ10のホルダ3が操作されている状態を示す正面図である。図6は、図5における断面図である。図7Aから図7Cは、センサケーブル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。
ここでは、図7Aから図7Cに示すように、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場合について説明する。電子部品90の端子91と端子92との隙間は、数mm(ミリメートル)程度である。センサケーブル1の太さ(直径)は、端子91と端子92との隙間に入るように、1mm以上、かつ、2mm以下に形成されている。
図2及び図3に示すように、作業者が何も操作をしていない状態では、ホルダ3は、付勢ばね5の付勢力によって前進端位置に位置する。このとき、センサケーブル1は、最も長く外部に進出した状態である。この状態から、作業者が鍔部23に対して操作部32を近付けるように操作すると、図5及び図6に示す状態になる。
図5及び図6に示すように、付勢ばね5の付勢力に抗して操作部32を鍔部23に近付けるように操作されると、ホルダ3は、本体部2の筒部21内を軸方向に後退する。これにより、センサケーブル1は、本体部2の筒部21内に後退する。よって、センサケーブル1のうち貫通孔22から外部に出ている突出量が最小限の長さになる。
なお、スライド溝25の長さは、本体部2に対してホルダ3を最も後退させた状態で、センサケーブル1が本体部2の筒部21内に完全に後退せずに、少なくとも先端部11の一部が外部に出ている状態を維持するように形成される。
この状態から、作業者は、本体部2の貫通孔22を、端子91の側方の狭い隙間に近接させる。そして、図7Aに示すように、作業者は、センサケーブル1の先端1aを、端子91の背後から端子91と端子92との間の狭い隙間に挿入する。
このとき、センサケーブル1の先端部11は、電流センサ10が閉じた状態の基準曲率(1/Rb)以上の曲率で形成されているので、センサケーブル1の先端部11を端子91の背後に挿入したときには、センサケーブル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のエッジにセンサケーブル1が引っ掛かってセンサケーブル1に傷が付つくのを抑制することができる。
また、センサケーブル1の先端部11は基準曲率(1/Rb)以上の曲率で形成されているので、端子91の背後を通過したセンサケーブル1の先端1aは、センサケーブル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、センサケーブル1の先端1aを端子91の手前に出すために、端子92の側面にセンサケーブル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、センサケーブル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、センサケーブル1の先端部11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11の曲率半径を2mm以上、かつ、4mm以下に形成することで、電子部品に設けられた端子のエッジがセンサケーブル1に引っ掛かってセンサケーブル1に傷が付くのを抑制することができる。
次に、図7Bに示すように、作業者は、センサケーブル1の中途部12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、本体部2に対してホルダ3を少し前進させる。このとき、作業者は、本体部2の鍔部23とホルダ3の操作部32とを近付ける力を少し弱める。これにより、付勢ばね5の付勢力によってホルダ3が前進し、センサケーブル1は、挿入方向Aに移動する。
このとき、センサケーブル1の中途部12が電子部品90に押し当てられ、その部位が支点となってセンサケーブル1が内側Bに向けられるので、センサケーブル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、センサケーブル1に傷が付きにくくなる。
更に、図7Cに示すように、作業者は、本体部2に対してホルダ3を更に前進させる。これにより、残りのセンサケーブル1が、挿入方向Aに更に押し込まれ、端子91の背後に向かって送り出される。このとき、センサケーブル1の中途部12の曲率は、本体部2に向かって基準曲率(1/Rb)よりも小さいので、センサケーブル1が折れ曲がるのを抑制しつつ、センサケーブル1の先端部11を本体部2の挿入孔24に接近させることができる。
その後、作業者によってセンサケーブル1の先端部11が挿入孔24に嵌められることで、端子91がセンサケーブル1によって取り囲まれる。このように、電流センサ10では、作業者によって容易に端子91をセンサケーブル1で取り囲むことができる。
以上のように、端子91の側方の狭い隙間に貫通孔22が近接するように本体部2を位置させ、本体部2に対してホルダ3を相対移動させると、湾曲した形状のセンサケーブル1が貫通孔22から出て端子91の周囲に通される。そのため、作業者は、弾性を有するセンサケーブル1を保持しなくても、本体部2を保持しながら端子91にセンサケーブル1を取り付けることができる。したがって、測定対象に電流センサ10を取り付ける際の作業性を向上させることができる。
特に、電流センサ10は、センサケーブル1の基準半径Rbが5mm程度であり、比較的小さな測定対象に流れる電流を測定するものである。電流センサ10によれば、上記のように構成されることで、小さな測定対象にセンサケーブル1を取り付ける際にも、作業性を向上させることができる。
電流センサ10による電流の測定が完了して、センサケーブル1を端子91から取り外す際には、作業者は、再び本体部2に対してホルダ3を後退させる。これにより、センサケーブル1は本体部2内に後退して端子91から取り外される。このように、電流センサ10では、測定対象からセンサケーブル1を取り外す際の作業性も良好である。
次に、図8及び図9を参照して、電流センサ10の第1の変形例について説明する。図8は、電流センサ10の第1の変形例に係る先端形状を有する本体部102を示す正面の断面図である。図9は、図8に示す状態から電流センサ10のセンサケーブル1が閉じられた状態を示す正面の断面図である。
図8に示すように、本体部102は、開口端部に向かって拡径される挿入孔124を有する。
挿入孔124は、挿入されるセンサケーブル1を中央に案内するようにテーパ状に形成される。挿入孔124は、内径が最も小さな位置においても、センサケーブル1の外径よりも大径に形成される。よって、挿入孔124にセンサケーブル1が挿入されるときに摩擦力が作用しない。したがって、作業者がセンサケーブル1の先端部11を摘んで挿入孔124に挿入しなくても、作業者が本体部2に対してホルダ3を前進させることで、センサケーブル1の先端部11が挿入孔124に挿入される。
そして、図9に示すように、作業者が何も操作をしていない状態になると、付勢ばね5の付勢力によって、センサケーブル1の先端1aが本体部2内のセンサケーブル1の基端1b近傍に押し付けられる。即ち、付勢ばね5は、センサケーブル1の先端部11を挿入孔24に挿入させるように付勢する。
よって、第1の変形例によれば、作業者がセンサケーブル1に全く触れなくても、端子91にセンサケーブル1を取り付けることができる。したがって、測定対象に電流センサ10を取り付ける際の作業性を更に向上させることができる。
次に、図10を参照して、電流センサ10の第2の変形例について説明する。図10は、電流センサ10の第2の変形例に係る先端形状を有する本体部202を示す正面図である。
本体部202は、測定対象を取り囲んだ際に作業者によりセンサケーブル1の先端部11が側面から嵌められる溝部26と、溝部26の少なくとも一部を含む凹部27と、を備える。
溝部26は、センサケーブル1の先端部11の形状と同じ形状に形成される。そのため、センサケーブル1は、溝部26に嵌まる際に変形しない。これにより、センサケーブル1の先端部11を挿入孔に挿通させる構成のように、測定対象にセンサケーブル1を取り付ける度に先端部11を直線状に変形させなくてよい。よって、センサケーブル1を溝部26に嵌めても、先端部11の形状(曲率)を維持することができる。したがって、センサケーブル1を構成する可撓性のある樹脂材料に、測定対象を取り囲みやすくするための理想的な形状を記憶させることができる。
溝部26は、本体部2の表裏両面に各々形成される。センサケーブル1の先端部11は、どちらの溝部26にも嵌められる。これにより、作業者は、測定対象の位置や形状によって、センサケーブル1をどの方向から通すかを考えながら作業を行うことができる。
溝部26にセンサケーブル1の先端部11が挿入されることで、電流センサ10は閉じた状態となる。一方、溝部26からセンサケーブル1の先端部11が外されることで、電流センサ10は開いた状態となる。
凹部27は、溝部26の周囲に円形に形成される。凹部27は、溝部26よりも浅くかつ大きな面積に形成される。凹部27は、作業者がセンサケーブル1の先端部11を溝部26に嵌める際に、指が入り込むように形成される。凹部27が形成されることによって、作業者がセンサケーブル1を溝部26にしっかり押し込むことができるので、先端部11を溝部26に嵌めやすくなる。
凹部27もまた、本体部2の表裏両面に各々形成される。凹部27は、円形に限らず、他の形状であってもよい。例えば、作業者の親指が入り込みやすいように、凹部27を、本体部2を保持する作業者の手の親指の形状に合わせて、本体部2の長さ方向に長い楕円形に形成してもよい。
このように、測定対象の周囲にセンサケーブル1を通して、センサケーブル1の先端部11を本体部2の溝部26に側方から嵌めることで、測定対象にセンサケーブル1が取り付けられる。作業者は、例えば、本体部2を手のひらで保持しながら親指でセンサケーブル1を押すことで、両手を使わなくてもセンサケーブル1を溝部26に嵌めることができる。したがって、測定対象にセンサケーブル1を取り付ける際の作業性を向上させることができる。
以上の第1の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
端子91を取り囲んだ状態で端子91に流れる電流を検出する電流センサ10は、弾性を有しており、少なくとも一部が湾曲した形状に形成されて、端子91についての物理量を検出するセンサケーブル1と、センサケーブル1が挿通する貫通孔22を有する本体部2と、センサケーブル1の基端部13が取り付けられ、本体部2に対して相対移動するホルダ3と、を備える。
この構成によれば、端子91の側方の狭い隙間に貫通孔22が近接するように本体部2を位置させ、本体部2に対してホルダ3を相対移動させると、湾曲した形状のセンサケーブル1が貫通孔22から出て端子91の周囲に通される。そのため、作業者は、弾性を有するセンサケーブル1を保持しなくても、本体部2を保持しながら端子91にセンサケーブル1を取り付けることができる。したがって、測定対象に電流センサ10を取り付ける際の作業性を向上させることができる。
特に、電流センサ10は、センサケーブル1の基準半径Rbが5mm程度であり、比較的小さな測定対象に流れる電流を測定するものである。電流センサ10によれば、上記のように構成されることで、小さな測定対象にセンサケーブル1を取り付ける際にも、作業性を向上させることができる。
また、センサケーブル1は、本体部2とホルダ3との相対移動に伴い貫通孔22から進退する。具体的には、センサケーブル1は、本体部2に対してホルダ3を後退させると貫通孔22から本体部2内に後退する。
この構成によれば、作業者が付勢ばね5の付勢力に抗して操作部32を鍔部23に近付けるように操作すると、ホルダ3は、本体部2の筒部21内を軸方向に後退する。これにより、センサケーブル1は、本体部2の筒部21内に後退する。よって、センサケーブル1のうち貫通孔22から外部に出ている突出量が最小限の長さになる。この状態から、作業者が、本体部2に対してホルダ3を前進させると、センサケーブル1は、端子91を取り囲むように前進する。その後、作業者によってセンサケーブル1の先端部11が挿入孔24に嵌められることで、端子91がセンサケーブル1によって取り囲まれる。このように、電流センサ10では、作業者によって容易に端子91をセンサケーブル1で取り囲むことができる。
また、電流センサ10は、本体部2に対してホルダ3を前進させるように付勢する付勢ばね5を更に備える。
この構成によれば、作業者が何も操作をしていない状態では、ホルダ3は、付勢ばね5の付勢力によって前進端位置に位置する。このとき、センサケーブル1は、最も長く外部に進出した状態である。よって、作業者は、センサケーブル1の先端部11を挿入孔24に挿入する作業を行う際に、本体部2及びホルダ3を操作する必要がない。したがって、センサケーブル1の先端部11を挿入孔24に挿入する作業を容易に行うことができる。
(第2の実施形態)
以下、図11から図13を参照して、本発明の第2の実施形態に係るフレキシブルセンサとしての電流センサ310について説明する。以下に示す第2の実施形態では、第1の実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の機能を有する構成には同一の符号を付して説明を省略する。図11は、本発明の第2の実施形態に係る電流センサ310のホルダ303が操作されていない状態を示す正面の断面図である。図12は、電流センサ310のホルダ303が操作されている状態を示す正面の断面図である。図13は、電流センサ310のセンサケーブル1が閉じられた状態を示す正面の断面図である。
以下、図11から図13を参照して、本発明の第2の実施形態に係るフレキシブルセンサとしての電流センサ310について説明する。以下に示す第2の実施形態では、第1の実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の機能を有する構成には同一の符号を付して説明を省略する。図11は、本発明の第2の実施形態に係る電流センサ310のホルダ303が操作されていない状態を示す正面の断面図である。図12は、電流センサ310のホルダ303が操作されている状態を示す正面の断面図である。図13は、電流センサ310のセンサケーブル1が閉じられた状態を示す正面の断面図である。
電流センサ310は、測定対象に流れる交流電流を検出可能なセンサケーブル1と、センサケーブル1が挿通する貫通孔22を有する本体部302と、センサケーブル1の基端部13が取り付けられ、本体部2に対して相対移動するホルダ303と、本体部302に対してホルダ303を後退させるように付勢する付勢部材としての付勢ばね5と、を備える。
本体部302は、筒状に形成される筒部321と、センサケーブル1が進退する貫通孔22と、作業者が操作するための一対の操作部328と、センサケーブル1の先端部11が挿入される挿入孔24と、ホルダ3のガイド部33がスライドするスライド溝25と、を有する。
筒部321は、円筒状に形成される。筒部321の一方の軸方向端部には、貫通孔22が設けられる。筒部321の他方の軸方向端部には、操作部328が設けられる。
操作部328は、作業者の手又は指で操作される操作部位である。操作部328は、筒部321から外周に突出して設けられる。操作部328は、作業者の人差し指と中指とで各々操作される。作業者は、操作部328を人差し指と中指とで各々保持し、ホルダ3の後述する鍔部334を親指で保持し、操作部328に対して鍔部334を近付けるようにホルダ303を前進させる操作を行う。
ホルダ303は、本体部302の筒部321の内周空間21aに設けられて筒部321に対して軸方向にスライドする筒部331と、操作部328が操作されることに伴いスライド溝25をスライドするガイド部33と、付勢ばね5の一端を支持する鍔部334と、を有する。
筒部331は、本体部302の筒部321の内周空間21aの内径と略同一の外径に形成される。筒部331は、内周31aにセンサケーブル1の固定部1cを保持する。これにより、ホルダ303が本体部302に対して進退すると、センサケーブル1が本体部302の貫通孔22から進退する。
鍔部334は、筒部331におけるセンサケーブル1が設けられる側と反対側の軸方向端部に形成される。鍔部334は、筒部331から外周に拡径されて、筒部331よりも大径に形成される。鍔部334は、付勢ばね5の付勢力を受ける。鍔部334は、筒部331と別体に形成されて筒部331に取り付けられてもよく、筒部331と一体に形成されてもよい。鍔部334の内側からは、センサケーブル1と積分回路30(図1参照)とを接続するケーブル4が径方向に引き出される。
付勢ばね5は、本体部2の操作部328とホルダ303の鍔部334との間に設けられる。付勢ばね5は、軸方向に圧縮された状態で設けられるコイルばねである。付勢ばね5は、本体部2に対してホルダ3を後退させるように付勢する。
作業者が何も操作をしていない状態では、ホルダ303は、付勢ばね5の付勢力によって、ガイド部33が端部25aに当接する後退端位置に位置する(図11に示す状態)。このとき、センサケーブル1のうち貫通孔22から外部に出ている突出量は、最小限の長さである。
電流センサ10は、本体部302に対してホルダ303が後退端位置にある状態と前進端位置にある状態とで本体部302とホルダ303とが相対移動しないように固定するロック機構(図示省略)を備える。ロック機構としては、例えば、オルタネイト動作をする機構が適用される。
作業者が本体部302に対してホルダ303を前進させて前進端位置まで移動させると、ロック機構が作用して、ホルダ303が前進端位置で固定される。作業者が本体部302に対してホルダ303を更に押し込むと、ロック機構が解除される。これにより、付勢ばね5の付勢力によって、本体部302に対してホルダ303が後退端位置まで後退する。
このように、ロック機構が設けられることによって、作業者は、センサケーブル1の先端部11を挿入孔24に挿入する作業を行う際に、本体部302及びホルダ303を操作する必要がない。したがって、センサケーブル1の先端部11を挿入孔24に挿入する作業を容易に行うことができる。
以上の第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、測定対象に電流センサ10を取り付ける際の作業性を向上させることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
例えば、センサケーブル1の先端部11、中途部12、及び基端部13の各部の曲率については、一定にしてもよいし、連続的に小さくしてもよい。また、センサケーブル1の中途部12は省略してもよい。また、センサケーブル1の各部を一定の曲率で形成し、各部ごとにその長さを円周の4分の1の長さに設定してもよい。
また、底面に複数の端子を有する電子部品が基板に実装された状態において電子部品90と基板との間に狭い空間がある場合であっても、上記実施形態の電流センサ10を用いることができる。このような場合であっても、その電子部品の端子を容易にセンサケーブル1で取り囲むことが可能である。
また、センサケーブル1の太さ(直径)は、物理的に可能であれば1mm未満に形成してもよい。
100 測定装置
10 電流センサ(フレキシブルセンサ)
1 センサケーブル
2 本体部
3 ホルダ
5 付勢ばね(付勢部材)
10a ロゴスキーコイル
11 先端部
13 基端部
21 筒部
22 貫通孔
24 挿入孔
26 溝部
40 測定部
91 端子(測定対象)
310 電流センサ(フレキシブルセンサ)
302 本体部
303 ホルダ
10 電流センサ(フレキシブルセンサ)
1 センサケーブル
2 本体部
3 ホルダ
5 付勢ばね(付勢部材)
10a ロゴスキーコイル
11 先端部
13 基端部
21 筒部
22 貫通孔
24 挿入孔
26 溝部
40 測定部
91 端子(測定対象)
310 電流センサ(フレキシブルセンサ)
302 本体部
303 ホルダ
Claims (7)
- 測定対象を取り囲んだ状態で当該測定対象についての物理量を検出するフレキシブルセンサであって、
弾性を有しており、少なくとも一部が湾曲した形状に形成されて、前記測定対象についての物理量を検出するセンサケーブルと、
前記センサケーブルが挿通する貫通孔を有する本体部と、
前記センサケーブルの基端部が取り付けられ、前記本体部に対して相対移動するホルダと、を備え、
前記センサケーブルは、前記本体部と前記ホルダとの相対移動に伴い前記貫通孔から進退する、
フレキシブルセンサ。 - 請求項1に記載のフレキシブルセンサであって、
前記センサケーブルは、前記本体部に対して前記ホルダを後退させると前記貫通孔から前記本体部内に後退する、
フレキシブルセンサ。 - 請求項2に記載のフレキシブルセンサであって、
前記本体部に対して前記ホルダを前進させるように付勢する付勢部材を備える、
フレキシブルセンサ。 - 請求項3に記載のフレキシブルセンサであって、
前記本体部は、前記センサケーブルの先端部が挿入される挿入孔を有し、
前記付勢部材は、前記先端部を前記挿入孔に挿入させるように付勢する、
フレキシブルセンサ。 - 請求項1から3のいずれか一つに記載のフレキシブルセンサであって、
前記本体部は、前記センサケーブルの先端部が側面から嵌められる溝部を有する、
フレキシブルセンサ。 - 請求項2に記載のフレキシブルセンサであって、
前記本体部に対して前記ホルダを後退させるように付勢する付勢部材を備える、
フレキシブルセンサ。 - 請求項1から6のいずれか一つに記載のフレキシブルセンサと、
前記フレキシブル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、
測定装置。
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JP2018211457A JP2020076707A (ja) | 2018-11-09 | 2018-11-09 | フレキシブルセンサ及び測定装置 |
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- 2018-11-09 JP JP2018211457A patent/JP2020076707A/ja active Pending
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