JP4550311B2 - フレキシブルセンサ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、測定対象導体の外周を取り囲むように設置されて、その測定対象導体を流れる電流を検出するフレキシブルセンサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
この種のフレキシブルセンサとして、図12に示すフレキシブルセンサ31が従来から知られている。このフレキシブルセンサ31は、図外の測定器に接続するための接続ケーブル2と、測定対象導体X(図15参照)の外周に巻き回されて測定対象導体Xに流れる電流を検出するためのセンサケーブル3と、センサケーブル3の端部3a,3bを取外し可能に連結する連結機構34とを備えている。連結機構34は、端部3aに固定された筒状のベース部41と、端部3bに固定されてベース部41によって取り外し可能に保持されるキャップ42とを備えている。
【0003】
このフレキシブルセンサ31を用いて測定対象導体Xに流れる電流を測定する際には、測定対象導体Xの外周に沿ってセンサケーブル3を設置する。この際に、図13に示すように、まず、ベース部41の着脱用アーム41a,41aを摘んで変形させることにより、係合用凸状部42aに対する係合用爪部41b,41bの係合を解除する。次に、ベース部41とキャップ42とを互いに離間させた後、フレキシブルセンサ31を測定対象導体Xの外周に巻き回す。次いで、キャップ42をベース部41に挿入する。この際には、図14に示すように、係合用凸状部42aがベース部41の縁部に当接するまでキャップ42を押し込むことにより、係合用爪部41b,41bが係合用凸状部42aに係合する。これにより、端部3a,3bがベース部41およびキャップ42を介して連結され、フレキシブルセンサ31の設置が完了する。この状態では、同図および図15に示すように、端部3a,3bの各々の端面が互いに向き合った状態に維持される。一方、電流測定の際には、測定対象導体Xに電流が流れることによりセンサケーブル3を貫通する磁界が変化し、その磁界の変化に起因する電圧がセンサケーブル3に誘起する。この場合、図外の測定器が、接続ケーブル2を介して入力されるこの誘起電圧を測定する。これにより、測定対象導体Xを流れる電流が測定される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のフレキシブルセンサ31には、以下の問題点がある。すなわち、従来のフレキシブルセンサ31では、測定対象導体Xの外周に設置した際に、端部3a,3bの各々の端面が互いに向き合った状態に維持されている。したがって、図15に示すように、センサケーブル3の端部3aと端部3bとの間に隙間Sが形成される。この場合、同図に実線で示すように、測定対象導体Xが隙間Sの近傍に位置するときと、同図に一点鎖線で示すように、測定対象導体Xがセンサケーブル3の中央部近傍に位置するときとでは、センサケーブル3の誘起電圧が相違する。したがって、測定対象導体Xに流れる電流が同じ電流値であるにも拘わらず、測定器によって測定される電流値は、測定対象導体Xとフレキシブルセンサ31との位置関係によって変動する。このため、測定対象導体Xに流れる電流を高い精度で検出するのが困難であるという問題点が存在する。
【0005】
また、従来のフレキシブルセンサ31では、キャップ42をベース部41に連結するための係合用爪部41bと、係合用爪部41bの係合を解除するための着脱用アーム41aとがベース部41の本体部分から突出形成されている。このため、着脱用アーム41aに物が当たった場合、係合用凸状部42aと係合用爪部41bとの係合が解除されて、端部3a,3bが互いに離間する。かかる場合には、フレキシブルセンサ31が測定対象導体Xから外れて電流測定が不能となる。また、さらに強い衝撃が着脱用アーム41aに加えられた場合には、その衝撃によって着脱用アーム41aが破損してしまうという問題点もある。
【0006】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、高精度の検出能力を有するフレキシブルセンサを提供することを主目的とする。また、誤った連結の解除や連結機構の破損を防止し得るフレキシブルセンサを提供することを他の目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく請求項1記載のフレキシブルセンサは、測定対象導体の外周に巻き回されて当該測定対象導体に流れる電流を検出するセンサケーブルと、当該センサケーブルの両端部を取り外し可能に連結する連結機構とを備えたフレキシブルセンサであって、前記連結機構は、前記センサケーブルの両端部同士が当該センサケーブルのケーブル長方向において互いに重なり合うように当該両端部を連結することを特徴とする。
【0008】
請求項2記載のフレキシブルセンサは、請求項1記載のフレキシブルセンサにおいて、前記連結機構は、前記センサケーブルにおける一方の端部に固定されると共に他方の端部を取り外し可能に保持するベース部と、前記他方の端部に固定されて前記ベース部によって保持される保持部とを備えて構成されていることを特徴とする。
【0009】
請求項3記載のフレキシブルセンサは、請求項2記載のフレキシブルセンサにおいて、前記保持部は、前記他方の端部を被覆可能なキャップ状に形成されると共に前記ベース部によって保持されるための保持用凹部が形成されて構成され、前記ベース部は、前記保持用凹部に係合可能な保持用凸部と、当該保持用凸部の前記保持用凹部に対する係合を解除する解除部材とを備えていることを特徴とする。
【0010】
請求項4記載のフレキシブルセンサは、請求項3記載のフレキシブルセンサにおいて、前記保持用凹部は、前記センサケーブルの外周に沿って溝状に形成されていることを特徴とする。
【0011】
請求項5記載のフレキシブルセンサは、請求項3または4記載のフレキシブルセンサにおいて、前記ベース部は、その内部に挿入された前記一方の端部に固定される第1の筒状部と、前記保持部を挿入可能な第2の筒状部とを前記ケーブル長方向に沿って並設して構成されていることを特徴とする。
【0012】
請求項6記載のフレキシブルセンサは、請求項5記載のフレキシブルセンサにおいて、前記第2の筒状部は、当該第2の筒状部の径方向に弾性変形可能に構成されると共に当該径方向の内側に向けて前記保持用凸部が突出形成された弾性変形部を備え、前記ベース部は、前記第2の筒状部に回転可能に取り付けられて前記弾性変形部を被覆するキャップ部材を備え、前記解除部材は、前記キャップ部材の内部に配設されると共に当該キャップ部材の回転時に前記弾性変形部を前記径方向の外側に向けて弾性変形させて前記保持用凹部と前記保持用凸部との係合を解除することを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るフレキシブルセンサの好適な実施の形態について説明する。なお、従来のフレキシブルセンサ31と同一の構成要素については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【0014】
最初に、フレキシブルセンサ1の構成について、図面を参照して説明する。
【0015】
フレキシブルセンサ1は、図1に示すように、図外の測定器に接続するための接続ケーブル2と、測定対象導体X(図9参照)の外周に巻き回されるセンサケーブル3と、センサケーブル3の端部3a,3bを取り外し可能に連結する連結機構4とを備えている。この場合、センサケーブル3は、コイル支持体の外周面に絶縁導線を巻き回して形成したロゴスキーコイルであって、その絶縁導線が接続ケーブル2を介して図外の測定器に接続される。
【0016】
連結機構4は、図2に示すように、ベース部11、キャップ12および解除用ノブ13を備えている。ベース部11は、本発明における第1の筒状部に相当しセンサケーブル3の一方の端部3aに固定される筒状部21と、本発明における第2の筒状部に相当し他方の端部3bに固定されたキャップ12を挿入可能な筒状部22とを一体化して構成されている。この場合、図3に示すように、筒状部22には、その径方向に弾性変形可能な一対の弾性変形部23,23と、解除用ノブ13を回転可能に保持するための係合用突起24aが径方向外向きに突出形成された弾性変形部24,24とを備えている。また、弾性変形部23には、本発明における保持用凸部に相当しキャップ12を取り外し可能に保持する係合用爪部23aが筒状部22の径方向の内側に向けて突出形成されている。一方、キャップ12は、本発明における保持部に相当し、図4に示すように、全体として有底筒状に形成されて端部3bに固定される。このキャップ12の外周面には、本発明における保持用凹部に相当し係合用爪部23a,23aが係合可能な係合用溝部12aが形成されている。
【0017】
解除用ノブ13は、本発明におけるキャップ部材に相当し、図5に示すように、有底筒状に形成されている。この解除用ノブ13は、筒状部22に取り付けられて弾性変形部23を被覆する。また、解除用ノブ13には、ベース部11の係合用突起24a,24aが係合可能な係合用溝部13a,13a(同図では一方の係合用溝部13aのみを図示している)が形成されると共に、筒状部22に解除用ノブ13を取り付けた際に弾性変形部23の先端部23bに当接可能な突起部13bが底面に形成されている。この場合、突起部13bは小判形に形成され、その短尺方向の幅H1は、弾性変形部23,23における先端部23b,23b間の距離よりも短めに形成されている。また、その長尺方向の幅H2は、先端部23b,23b間の距離よりも長めに形成されている。
【0018】
このフレキシブルセンサ1の組立てに際しては、まず、センサケーブル3の端部3aをベース部11の筒状部21に挿入して固定する。この際に、図2に示すように、端部3aに接続された接続ケーブル2を予め挿通用孔21aに挿通させて筒状部21の外部に引き出しておく。次に、筒状部22に解除用ノブ13を装着する。この際には、解除用ノブ13の係合用溝部13a,13aに筒状部22の係合用突起24a,24aが係合し、これにより、解除用ノブ13が、筒状部22の端部を被覆しつつ回転自在に筒状部22に取り付けられる。次いで、センサケーブル3の端部3bにキャップ12を被覆して固定する。以上の工程で、フレキシブルセンサ1の組立てが完了する。
【0019】
次に、フレキシブルセンサ1の使用方法について、図面を参照して説明する。
【0020】
このフレキシブルセンサ1を用いて測定対象導体Xに流れる電流を測定する際には、まず、測定対象導体Xの外周に沿ってセンサケーブル3を設置する。この際には、まず、図6の矢印Aの向きでベース部11の筒状部22にキャップ12を挿入する。この際には、図7に示すように、キャップ12の先端部が係合用爪部23a,23aに当接することにより、弾性変形部23,23が互いに離間する向き(筒状部22の径方向外側)に弾性変形させられる。次いで、同図の矢印Aの向きでキャップ12をさらに押し込むと、図8に示すように、係合用爪部23a,23aがキャップ12の先端部を乗り越えて係合用溝部12aに進入して係合する。これにより、端部3a,3bがベース部11およびキャップ12を介して連結され、図9に示すように、フレキシブルセンサ1の設置が完了する。この場合、このフレキシブルセンサ1では、図8に示すように、キャップ12に係合する係合用爪部23aを含む弾性変形部23全体が解除用ノブ13の内側に配設されている。したがって、フレキシブルセンサ1に物が当たった際にも、係合用溝部12aと係合用爪部23aとの誤った係合解除が回避される。
【0021】
一方、電流測定に際しては、図外の測定器が、センサケーブル3に誘起した電圧を接続ケーブル2を介して入力して測定する。この場合、このフレキシブルセンサ1では、端部3aに固定されるベース部11の筒状部21と、端部3bに固定されたキャップ12を挿入する筒状部22とがセンサケーブル3のケーブル長方向に沿って並設されている。このため、図10に示すように、センサケーブル3の端部3a,3b同士がセンサケーブル3のケーブル長方向(測定対象導体Xの外周方向)において互いに重なり合わされて配置される。したがって、センサケーブル3は、等価的に閉ループ構造となる。このため、従来のフレキシブルセンサ31とは異なり、同図に実線で示すように、測定対象導体Xが連結機構4の近傍に位置するときと、同図に一点鎖線で示すように、測定対象導体Xが連結機構4から離間するセンサケーブル3の中央部近傍に位置するときとで、センサケーブル3の誘起電圧が一定となる。したがって、フレキシブルセンサ1は、測定対象導体Xとフレキシブルセンサ1との位置関係に拘わらず、測定対象導体Xに流れる電流値に応じた電圧を高精度でかつ安定して検出する。
【0022】
一方、フレキシブルセンサ1を測定対象導体Xから取り外す際には、ベース部11の筒状部22に対して解除用ノブ13を回転させ、係合用溝部12aに対する係合用爪部23aの係合を解除する。この場合、解除用ノブ13の回転時には、図11に示すように、突起部13bが弾性変形部23,23の先端部23b,23bに当接する。これにより、突起部13bのカム的作用により、弾性変形部23,23が互いに離間する向き(筒状部22の径方向外側)に弾性変形して、係合用溝部12aと係合用爪部23aとの係合が解除される。この状態で、センサケーブル3の端部3b側(キャップ12側)を同図の矢印Bの向きで引き抜く。これにより、連結機構4による端部3a,3bの連結が解除され、フレキシブルセンサ1が測定対象導体Xから取り外される。
【0023】
このように、このフレキシブルセンサ1によれば、センサケーブル3の端部3a,3b同士をセンサケーブル3のケーブル長方向(測定対象導体Xの外周方向)で互いに重なり合わせて連結することにより、センサケーブル3と測定対象導体Xとの位置関係に拘わらず、常に安定して電流値に応じた電圧を高精度で検出することができる。また、このフレキシブルセンサ1によれば、端部3a,3bを連結するための弾性変形部23,23が解除用ノブ13によって被覆されているため、従来のフレキシブルセンサ31とは異なり、弾性変形部23,23に対する外力の印加を回避することができる。このため、弾性変形部23,23の破損や、誤った連結解除を確実に防止することができる。
【0024】
なお、本発明は、上記した発明の実施の形態に限定されず、適宜変更が可能である。例えば、本発明の実施の形態では、センサケーブル3としてロゴスキーコイルを採用した例について説明したが、本発明におけるセンサケーブルはこれに限定されず、各種センシング用のコイルおよび導線を採用することができる。また、本発明における連結機構の構成は、フレキシブルセンサ1における連結機構4の構成に限定されず、端部3a,3b同士を互いに重なり合わせて連結できる限り、各種構成を採用することができる。
【0025】
【発明の効果】
以上のように、請求項1記載のフレキシブルセンサによれば、連結機構がセンサケーブルの両端部同士をセンサケーブルのケーブル長方向(測定対象導体の外周方向)において互いに重なり合うように連結することにより、測定対象導体とセンサケーブルとの位置関係に拘わらず、測定対象導体に流れる電流を高精度で安定的に検出することができる。
【0026】
また、請求項2記載のフレキシブルセンサによれば、センサケーブルにおける一方の端部に固定されると共に他方の端部を取り外し可能に保持するベース部と、他方の端部に固定されてベース部によって保持される保持部とを有する連結機構を備えたことにより、例えば剥き出し状態のセンサケーブル端部を連結する構成とは異なり、ベース部および保持部を介して連結することで、センサケーブル端部の変形を招くことなく、連結および連結解除を繰り返して行うことができる。
【0027】
さらに、請求項3記載のフレキシブルセンサによれば、ベース部によって保持されるための保持用凹部が形成された保持部と、保持用凸部および解除部材を有するベース部とを備えたことにより、保持用凹部と保持用凸部とを係合させるだけでセンサケーブルの両端部同士を連結することができ、また、解除部材で保持用凹部と保持用凸部との係合を解除することにより、センサケーブルの両端部同士の連結を容易に解除することができる。この結果、フレキシブルセンサを測定対象導体に対して容易に着脱することができる。
【0028】
また、請求項4記載のフレキシブルセンサによれば、センサケーブルの外周に沿って保持用凹部を溝状に形成したことにより、センサケーブルが捻れている状態であっても保持用凹部と保持用凸部との位置合わせが容易となるため、両者を容易に連結させることができる。
【0029】
さらに、請求項5記載のフレキシブルセンサによれば、一方の端部に固定するための第1の筒状部と、保持部を挿入可能な第2の筒状部とがセンサケーブルのケーブル長方向に沿って並設して構成されたベース部を備えたことにより、センサケーブルの両端部を第1および第2の筒状部によって保護しつつ、両者を連結することができる。
【0030】
また、請求項6記載のフレキシブルセンサによれば、弾性変形部および解除部材がキャップ部材によって被覆されているため、弾性変形部の破損や、外力の印加に起因する保持用凹部と保持用凸部との誤った係合解除を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るフレキシブルセンサ1の外観斜視図である。
【図2】フレキシブルセンサ1における連結機構4近傍の断面図である。
【図3】フレキシブルセンサ1におけるベース部11の外観斜視図である。
【図4】フレキシブルセンサ1におけるキャップ12の外観斜視図である。
【図5】フレキシブルセンサ1における解除用ノブ13の外観斜視図である。
【図6】キャップ12をベース部11に挿入する直前の状態を示す断面図である。
【図7】キャップ12をベース部11に挿入している状態の断面図である。
【図8】係合用爪部23a,23aが係合用溝部12a,12aに係合して、キャップ12がベース部11に連結された状態の断面図である。
【図9】フレキシブルセンサ1,1・・を測定対象導体Xの外周に設置した状態の斜視図である。
【図10】フレキシブルセンサ1のセンサケーブル3と測定対象導体Xとの位置関係を説明するための説明図である。
【図11】係合用溝部12a,12aに対する係合用爪部23a,23aの係合を解除してキャップ12をベース部11から取り外している状態の断面図である。
【図12】従来のフレキシブルセンサ31の外観斜視図である。
【図13】係合用凸状部42aに対する係合用爪部41b,41bの係合を解除した状態の外観斜視図である。
【図14】フレキシブルセンサ31における連結機構34近傍の断面図である。
【図15】フレキシブルセンサ31のセンサケーブル3と測定対象導体Xとの位置関係を説明するための説明図である。
【符号の説明】
1 フレキシブルセンサ
2 接続ケーブル
3 センサケーブル
3a,3b 端部
4 連結機構
11 ベース部
12 キャップ
12a 係合用溝部
13 解除用ノブ
13a 係合用溝部
13b 突起部
21 筒状部
22 筒状部
23 弾性変形部
23a 係合用爪部
23b 先端部
S 隙間
X 測定対象導体
Claims (6)
- 測定対象導体の外周に巻き回されて当該測定対象導体に流れる電流を検出するセンサケーブルと、当該センサケーブルの両端部を取り外し可能に連結する連結機構とを備えたフレキシブルセンサであって、
前記連結機構は、前記センサケーブルの両端部同士が当該センサケーブルのケーブル長方向において互いに重なり合うように当該両端部を連結することを特徴とするフレキシブルセンサ。 - 前記連結機構は、前記センサケーブルにおける一方の端部に固定されると共に他方の端部を取り外し可能に保持するベース部と、前記他方の端部に固定されて前記ベース部によって保持される保持部とを備えて構成されていることを特徴とする請求項1記載のフレキシブルセンサ。
- 前記保持部は、前記他方の端部を被覆可能なキャップ状に形成されると共に前記ベース部によって保持されるための保持用凹部が形成されて構成され、前記ベース部は、前記保持用凹部に係合可能な保持用凸部と、当該保持用凸部の前記保持用凹部に対する係合を解除する解除部材とを備えていることを特徴とする請求項2記載のフレキシブルセンサ。
- 前記保持用凹部は、前記センサケーブルの外周に沿って溝状に形成されていることを特徴とする請求項3記載のフレキシブルセンサ。
- 前記ベース部は、その内部に挿入された前記一方の端部に固定される第1の筒状部と、前記保持部を挿入可能な第2の筒状部とを前記ケーブル長方向に沿って並設して構成されていることを特徴とする請求項3または4記載のフレキシブルセンサ。
- 前記第2の筒状部は、当該第2の筒状部の径方向に弾性変形可能に構成されると共に当該径方向の内側に向けて前記保持用凸部が突出形成された弾性変形部を備え、前記ベース部は、前記第2の筒状部に回転可能に取り付けられて前記弾性変形部を被覆するキャップ部材を備え、前記解除部材は、前記キャップ部材の内部に配設されると共に当該キャップ部材の回転時に前記弾性変形部を前記径方向の外側に向けて弾性変形させて前記保持用凹部と前記保持用凸部との係合を解除することを特徴とする請求項5記載のフレキシブルセンサ。
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