(57)【要約】  電流センサは、電線周りの磁束による電磁誘導により電線を流れる電流を測定する測定部と、測定結果を無線送信する無線送信部と、同じ電線周りの磁束による電磁誘導により発電を行う発電部と、発電部により充電され測定部と無線送信部に給電する蓄電池を有する。電線を流れる電流の急激な変化により測定を実行させる。電線を流れる電流の大きさにより無線送信部が送信を行うタイミングを制御する。測定部が測定を行うとき、発電部による発電を停止させる。充電不足時の測定結果を記憶保持し、充電確保で送信する。測定部は電流測定と充電電流モニタに兼用される。共通の鉄芯が測定と充電に共用する。
2014203787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の電線を流れる電流を測定する測定部と、前記測定部の測定結果を無線送信する無線送信部と、前記測定対象の電線周りの磁束による電磁誘導により発電を行う発電部と、前記発電部により充電され前記測定部および前記無線送信部に給電する蓄電池とを有することを特徴とする電流センサ。
【請求項２】
測定対象の電線を流れる電流の変化により前記測定部が測定を実行するよう制御する制御部を有することを特徴とする請求項１記載の電流センサ。
【請求項３】
測定対象の電線を流れる電流の急激な変化により前記測定部が測定を実行するよう制御する制御部を有することを特徴とする請求項２記載の電流センサ。
【請求項４】
前記制御部はさらに所定時間間隔で前記測定部が測定を実行するよう制御することを特徴とする請求項２記載の電流センサ。
【請求項５】
測定対象の電線を流れる電流の大きさにより前記無線送信部が送信を行うタイミングを制御する制御部を有することを特徴とする請求項１記載の電流センサ。
【請求項６】
前記測定部が測定を行うとき、前記発電部による発電を停止させる制御部を有することを特徴とする請求項１記載の電流センサ。
【請求項７】
前記発電部による発電を行うとき、前記測定部の測定を行わないようにする制御部を有することを特徴とする請求項１記載の電流センサ。
【請求項８】
前記測定部の測定結果を記憶する記憶部を有し、前記記憶部に測定結果を記憶保持させるとともに、測定時とは異なるタイミングで前記記憶部に記憶される測定結果を前記無線送信部に送信させる制御部を有することを特徴とする請求項１記載の電流センサ。
【請求項９】
前記制御部は、前記蓄電池から前記無線送信部への給電が不充分なときに前記記憶部に測定結果を記憶保持させるとともに、前記蓄電池から前記無線送信部への給電が確保されるときに前記記憶部に記憶される測定結果を送信させることを特徴とする請求項８記載の電流センサ。
【請求項１０】
前記測定部は、測定対象の電線を流れる電流の測定とともに、前記発電部による前記蓄電池への充電電流の測定に兼用されることを特徴とする請求項１記載の電流センサ。
【請求項１１】
前記測定部は、前記測定対象の電線周りの磁束による電磁誘導により測定対象の電線を流れる電流を測定するとともに、前記測定部および前記発電部により磁束が通る共通の鉄芯が共用されることを特徴とする請求項１記載の電流センサ。
【請求項１２】
測定対象の電線を流れる電流を測定する測定部と、前記測定対象の電線周りの磁束による電磁誘導により発電を行う発電部と、前記発電部により充電され前記測定部に給電する蓄電池とを有し、前記測定部は、測定対象の電線を流れる電流の測定とともに前記発電部による前記蓄電池への充電電流の測定に兼用されることを特徴とする電流センサ。
【請求項１３】
測定対象の電線を流れる電流の変化により前記測定部が測定を実行するよう制御する制御部を有することを特徴とする請求項１２記載の電流センサ。
【請求項１４】
前記制御部はさらに所定時間間隔で前記測定部が測定を実行するよう制御することを特徴とする請求項１３記載の電流センサ。
【請求項１５】
前記測定部が測定を行うとき、前記発電部による発電を停止させる制御部を有することを特徴とする請求項１２記載の電流センサ。
【請求項１６】
前記発電部による発電を行うとき、前記測定部の測定を行わないようにする制御部を有することを特徴とする請求項１２記載の電流センサ。
【請求項１７】
測定対象の電線周りの磁束による電磁誘導により前記測定対象の電線を流れる電流を測定する測定部と、前記測定対象の電線周りの磁束による電磁誘導により発電を行う発電部と、前記発電部により充電され前記測定部に給電する蓄電池とを有し、磁束が通る共通の鉄芯が前記測定部および前記発電部により共用されることを特徴とする電流センサ。
【請求項１８】
測定対象の電線を流れる電流の変化により前記測定部が測定を実行するよう制御する制御部を有することを特徴とする請求項１７記載の電流センサ。
【請求項１９】
前記測定部が測定を行うとき、前記発電部による発電を停止させる制御部を有することを特徴とする請求項１７記載の電流センサ。
【請求項２０】
前記発電部による発電を行うとき、前記測定部の測定を行わないようにする制御部を有することを特徴とする請求項１７記載の電流センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
専門のスキルを有するものによる工事が不要な電力計測システム等の供給のため、電磁誘導結合により非接触で電灯線の電流波形を検出する電流センサと通信手段とを有する計測装置等を提供することが提案されている。（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】再表２００９／０９９０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、より使いやすい電流センサに関してはさらに検討すべき課題が多い。【０００５】
本発明の課題は、上記に鑑み、より使いやすい電流センサを提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するため、本発明は、測定対象の電線を流れる電流を測定する測定部と、測定部の測定結果を無線送信する無線送信部と、測定対象の電線周りの磁束による電磁誘導により発電を行う発電部と、発電部により充電され前記測定部および前記無線送信部に給電する蓄電池とを有することを特徴とする電流センサを提供する。これによって測定対象を流れる電流により電源供給を受けて測定することが可能となる。【０００７】
本発明の具体的な特徴によれば、電流センサは、測定対象の電線を流れる電流の変化により前記測定部が測定を実行するよう制御する制御部を有する。これにより、電流変化を逃さず測定することができる。より具体的な特徴によれば、制御部は、測定対象の電線を流れる電流の急激な変化により測定部が測定を実行するよう制御を行う。さらに具体的な特徴によれば、制御部は所定時間間隔によっても測定部が測定を実行するよう制御する。【０００８】
本発明の他の具体的な特徴によれば、電流センサは、測定対象の電線を流れる電流の大きさにより無線送信部が送信を行うタイミングを制御する制御部を有する。これにより、充電池から発電部による充電とバランスした測定のための給電を受けることができる。【０００９】
本発明の他の具体的な特徴によれば、電流センサは、測定部が測定を行うとき、発電部による発電を停止させる制御部を有する。これによって、蓄電池の充電による影響のない電流測定が可能となる。他の具体的な特徴によれば、電流センサは、発電部による発電を行うとき、測定部の測定を行わないようにする制御部を有する。【００１０】
本発明の他の具体的な特徴によれば、電流センサは、測定部の測定結果を記憶する記憶部を有し、記憶部に測定結果を記憶保持させるとともに、測定時とは異なるタイミングで記憶部に記憶される測定結果を送信部に送信させる制御部を有する。これによって、きめ細かな測定を行うことが可能となる。より具体的な特徴によれば、制御部は、蓄電池から前記送信部への給電が不充分なときに記憶部に測定結果を記憶保持させるとともに、蓄電池から送信部への給電が確保されるときに記憶部に記憶される測定結果を送信させる。【００１１】
本発明の他の特徴によれば、測定対象の電線を流れる電流を測定する測定部と、測定対象の電線周りの磁束による電磁誘導により発電を行う発電部と、発電部により充電され測定部に給電する蓄電池とを有し、測定部は、測定対象の電線を流れる電流の測定とともに発電部による蓄電池への充電電流の測定に兼用される電流センサが提供される。これによって、電流の測定とそのための電源確保状態の確認が可能となる。【００１２】
本発明の他の特徴によれば、測定対象の電線周りの磁束による電磁誘導により測定対象の電線を流れる電流を測定する測定部と、測定対象の電線周りの磁束による電磁誘導により発電を行う発電部と、発電部により充電され前記測定部に給電する蓄電池とを有し、磁束が通る共通の鉄芯が測定部および発電部により共用される電流センサが提供される。これによって、簡単な構成により電流の測定とそのための電源確保が可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
上記のように、本発明によれば、より使いやすい電流センサが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１の全体構成を示すシステム図である。（実施例１）
【図２】図１の実施例１における電流センサの概念図およびブロック図である。
【図３】実施例１における電流センサの制御部の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例２における電流センサの概念図およびブロック図である。（実施例２）
【図５】図４の実施例２における電流センサの制御部の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施例３における電流センサの制御部の動作を示すフローチャートである。（実施例３）
【図７】本発明の実施例４における電流センサの制御部の動作を示すフローチャートである。（実施例４）
【図８】本発明の実施例５における電流センサの概念図およびブロック図である。（実施例５）
【図９】図８の実施例５における制御部の動作のタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係る電流センサの実施例１の全体構成を示すシステム図である。実施例１は、家庭におけるスマートメータシステムを構成しており、家庭内には、第１家電（例えば照明）２、第２家電（例えばテレビ）４、第３家電（例えば冷蔵庫）６等が存在する。これらの家電は、それぞれ商用電源８にコンセントを介して接続され、給電を受ける。また、これらの家電には、それぞれ、第１電流センサ１０、第２電流センサ１２および第３電流センサ１４が配置されている。第１電流センサ１０は、第１家電２に給電しているコードの周囲の磁束１６の密度を検出することで第１家電２が消費する電流の大きさを測定する。第１電流センサ１０は、近距離通信手段を持っており、測定した電流のデータを電波１８によりスマートメータ２０に送信する。第２電流センサ１２、第３電流センサ１４も同様である。【００１６】
図２は、図１の実施例１における第１電流センサ１０、第２電流センサ１２および第３電流センサ１４それぞれに共通の電流センサの概念図およびブロック図である。第１家電１０に接続される一本のコード２２にはその周囲に発生する磁束に沿う形状の鉄芯リング２４が配置されている。鉄芯リング２４にはコイル２６が巻かれており（一点鎖線２６ａで示すように図示していない部分にも巻かれている）、その引出線から取り出された電流が整流器２８を介して電源回路３０の蓄電池３２を充電する。電源回路３０には蓄電池３２の充電電圧をチェックするための電圧検知部３３が設けられている。以上のように、電流センサの電源部は、コード２２を流れる電流により発電を行い、これを蓄積する構成になっている。【００１７】
次に、電源回路３０から給電を受けて電流を検知しこれをスマートメータ２０に送信する構成について説明する。コード２２の周囲には電源部のものと同様の構成の鉄芯リング３４が配置され、コイル３６が巻かれている。コイル３６の引き出し線は電流検知部３８の抵抗４０に接続されており、電流検知部３８は抵抗４０に現れる電圧としてコード２２を流れる電流を検知する。電流検知部３８で検知された電流の大きさや変化は処理部４２で処理され、送信部４４からスマートメータ２０に送信される。制御部４６は、電流検知部３８、処理部４２における電流の検知と処理、および送信部４４における処理データの送信を制御する。電流検知部３８、処理部４２、送信部４４および制御部４６には、電源回路３０から給電（図中、太矢印線で示す）が行われる。【００１８】
図３は、図２の実施例１における電流センサの制御部４６の動作を示すフローチャートである。コード２２を流れる電流に基づいてコイル２６に電流が発生し、蓄電池３２が制御部４６の立ち上げに必要な最低レベルに充電されると制御部４６がスタンバイ状態から起動されてフローがスタートする。そして、蓄電池３２が電流検知および検知結果の送信に必要な所定電圧まで充電されているか否かがステップＳ２でチェックされる。電圧が所定以上だとステップＳ４に進み、電流検知部３８による電流検知を開始させてステップＳ６に移行する。なお、既に電流検知が開始されているときはステップＳ４では何もせずステップＳ６に移行する。【００１９】
ステップＳ６では、ステップＳ４で電流検知が開始された直後の電流測定・送信が済んでいるか否かがチェックされ、未だであればステップＳ８に進んで電流検知部３８および処理部４２による測定および送信部４４による送信を行う。次いでステップＳ１０で測定間隔を決めるためのカウンタをリセットしてカウントをスタートさせてステップＳ１２に至る。このように、電流検知開始直後にはまず一回の測定・送信が行われる。一方、ステップＳ６で電流検知開始直後の電流測定が既に済んでいることが確認された場合は測定・送信を行わずに直接ステップＳ１２に移行する。以後の測定・送信は、後述のように条件が満たされたときに実行される。【００２０】
電流検知部３８および処理部４２による電流測定はステップＳ４で電流検知開始が指示されてから継続して行われているが、ステップＳ１２では、測定電流の移動平均値が所定以上か否かがチェックされる。そして所定以上であればステップＳ１４に進み、カウントアップ値を最小（例えば２秒）に設定してステップＳ１６に移行する。一方、ステップＳ１２で測定電流の移動平均値が所定以上でなければ、ステップＳ１８に進み、カウントアップ値を最大（例えば１０秒）に設定してステップＳ１６に移行する。このようにして、電流検知部３８で検知される電流の移動平均値が大きければコイル２６の電流も大きく蓄電池３２への充電電流も大きいと見做せるのでカウントアップ値を小さくして測定・送信頻度を上げ、きめ細かい測定・送信を行う。この逆に、検知される電流の移動平均値が小さければ蓄電池３２への充電電流も小さいと考えられるのでカウントアップ値を大きくして測定・送信頻度を下げ、蓄電池３２からの電力消費を抑える。なお、ステップＳ１２からステップＳ１８では、カウントアップ値を大小二段階でしか変えていないが、段階を増やしてよりきめ細かくカウントアップ値を変更するか、または実質的に無段階で連続的にカウントアップ値を変更するよう構成してもよい。【００２１】
ステップＳ１６では設定されたカウントアップ値まで時間カウントが進むことでカウントアップに至ったか否かチェックする。カウントアップに達していなければステップＳ２０に進み、コード２２を流れる電流の急増により瞬間電流が所定以上アップしたか否かチェックする。該当しなければステップＳ２２に進み、コード２２を流れる電流の急減により瞬間電流が所定以上ダウンしたか否かチェックする。そして該当しなければステップＳ２４に移行する。なお、ステップＳ２で蓄電池３２が電流検知および検知結果の送信に必要な所定電圧まで充電されていない状態であることが確認されるとステップＳ２６に進み、電流検知を停止して電流消費を抑制し、直接ステップＳ２４に移行する。【００２２】
一方、ステップＳ１６でカウントアップが検知されたとき、またはステップＳ２０で瞬間電流が所定以上アップしたことが検知されたとき、またはステップＳ２２瞬間電流が所定以上ダウンしたことが検知されたときは、いずれもステップＳ８に戻り、測定・送信を実行する。このようにして、測定・送信は、基本的には、設定されたカウントアップ値に基づく時間間隔で定期的に行われる。そしてこの定期的なタイミングでなくても、瞬間電流が所定以上アップまたはダウンしたときには即時測定・送信が実行される。【００２３】
ステップＳ２４では、蓄電池３２が消尽されて制御部４６をスタンバイ状態とすべき状態となったか否かがチェックされる。そして該当がなければステップＳ２に戻り、以下ステップＳ２４で電池消尽が検知されない限りステップＳ２からステップＳ２６を繰り返す。この繰り返しの中で、通常は、ステップＳ１６でカウントアップが検知される毎にステップＳ８に戻り測定・送信が定期的に行われることになる。また、繰り返しの中で、瞬間電流変化に対応する臨時の測定・送信が行われる。なお、ステップＳ２０およびステップＳ２２が設けられているため、電流が急増後急減するピーク的な変化にも対応してその動きを測定送信できる。一方、ステップＳ２４で蓄電池の消尽が検知されるとフローは終了し、制御部４６はスタンバイ状態に入る。
【実施例２】
【００２４】
図４は、本発明の実施の形態に係る電流センサの実施例２における電流センサの概念図およびブロック図である。システムの全体構成は実施例１と共通であり、実施例２の電流センサは、図１に示す第１電流センサ１０、第２電流センサ１２および第３電流センサ１４等にそれぞれ採用できるので、実施例２におけるシステム全体の図示と説明は省略する。また、図４の実施例２における電流センサは、図２の実施例１における電流センサと共通する部分が多いので、同じ部分には同一番号を付し、必要のない限り説明を省略する。【００２５】
図４の実施例２における電流センサが図２の実施例１における電流センサと異なる点は、鉄芯リング５２が充電のためと電流測定のために兼用されている点、電流測定のためにホール素子５４が採用されている点、電流測定時の充電の影響を避けるためのスイッチ５６が設けられている点、測定タイミングと送信タイミングを分離するために測定値の記憶部５８が制御部６０に設けられている点である。【００２６】
以下、具体的に説明すると、実施例１と同様にして、実施例２でも、一本のコード２２の周囲に発生する磁束に沿う形状の鉄芯リング５２が配置されている。そして鉄芯リング５２にはコイル６２が巻かれている。（一点鎖線６２ａで示すように図示していない部分にも巻かれている。）そして、コイル６２の引出線から取り出された電流が整流器２８を介して電源回路３０の蓄電池３２を充電するのも実施例１と同様であるが、充電経路にはスイッチ５６が設けられており、充電が測定に影響を与えないよう、電流の測定中はスイッチ５６が開かれるようになっている。【００２７】
また、鉄芯リング５２の形成する磁気回路の一部にはホール素子５４が挿入されていて磁束がホール素子５４を横断するようになっている。なお、電源回路３０はホール素子にも給電している。コード２２を流れる電流に依存する鉄心リング５２の磁束密度はホール素子５４によって電圧に変換される。このようにして、ホール素子が接続されている電流検知部６４によってコード２２を流れる電流が検知される。電流検知部６４による電流検知は蓄電池３２の充電中にも行われ、カウントアップ値の設定のための移動平均電流の測定や瞬間電流のアップダウンの判定に使用される。しかしながら、鉄芯リング５２の兼用による測定への影響をさけるため、制御部６０は測定時にスイッチ５６を開いて一時的に充電を中断させる。【００２８】
また、制御部６０は、蓄電池３２の電圧が測定値の送信に不充分な時は、測定だけを行って測定値を記憶部５８に記憶し、蓄電池３２の電圧が充分となったときに、記憶された測定値を送信する。このため、記憶される測定値には測定時点の日時がタイムスタンプとして同時に記憶される。【００２９】
図５は、図４の実施例２における電流センサの制御部６０の動作を示すフローチャートである。図５のフローチャートは、図３の実施例１におけるフローチャートと共通する部分が多いので、同じ部分には同一のステップ番号を付し、必要のない限り説明を省略する。なお、図５において追加されているステップは太字で示している。【００３０】
図５における実施例２のフローチャートでは、ステップＳ２で蓄電池３２が電流検知および検知結果の送信に必要な所定電圧まで充電されていない状態であることが確認されるとステップＳ２８に進み、スイッチ５６を開いて発電をオフにする。そしてステップＳ３０に進み、電流検知部６４による測定を行う。このとき電圧が不充分なので送信部４４による測定は行わず、測定値は記憶部５８に記憶させる。そしてステップＳ３２に進み、スイッチ５６を閉じて発電をオンにする。その上でステップＳ２６に進み、電流検知を停止してステップＳ２４に移行する。【００３１】
図５における実施例２のフローチャートでは、ステップＳ２で蓄電池３２が電流検知および検知結果の送信に必要な所定電圧まで充電されていることが確認されるとステップＳ３４に進み、ステップＳ３０にて記憶された測定記憶値の有無をチェックする。そして記憶値があればステップＳ３６に進み、その記憶値を読み出して送信を実行してステップＳ４に進む。一方、ステップＳ３４で記憶値が検知されなければ、直接ステップＳ４に進む。【００３２】
図５における実施例２のフローチャートでは、さらに、ステップＳ６で電流検知が開始された直後の電流測定・送信が済んでいないことが確認されるとステップＳ３８に進み、スイッチ５６を開いて発電をオフにする。その上でステップＳ８に進み、電流検知部６４および処理部４２による測定および送信部４４による送信を行う。そしてステップＳ４０に進み、スイッチ５６を閉じて発電をオンにする。その上でステップＳ１０に進み、カウンタのリセット・スタートを行う。図５のフローチャートにおける測定・送信前後の発電オフ・オンは、上記のような電流検知開始直後のものだけでなく、フローの繰り返しの中でステップＳ１６でカウントアップが検知されたとき、またはステップＳ２０で瞬間電流が所定以上アップしたことが検知されたとき、またはステップＳ２２瞬間電流が所定以上ダウンしたことが検知されたときも同様である。つまり、これらの場合でも、フローはステップＳ３８で発電のオフを経てステップＳ８の測定・送信の実行に至る。
【実施例３】
【００３３】
図６は、本発明の実施の形態に係る電流センサの実施例３における電流センサの制御部の動作を示すフローチャートである。ハード構成は図４の実施例２を援用する。図６のフローチャートは、図４の実施例２におけるフローチャートと共通する部分が多いので、共通する部分はまとめて図示するとともに、同じ部分には同一のステップ番号を付し、必要のない限り説明を省略する。図６の実施例３が図５の実施例２と異なるのは、瞬間電流が所定以上アップまたはダウンした後、所定時間連続測定に入るよう構成した点である。【００３４】
まず、図６においてまとめられている図５のステップについて説明すると、図６のステップＳ５２は、図５のステップＳ２からステップＳ３４を経てステップＳ３６に至る流れ、およびステップＳ２からステップＳ２８、ステップＳ３０、ステップＳ３２、及び、ステップＳ２６を経てステップＳ２４に向かう流れである。また、図６のステップＳ５４は、図５のステップＳ３８からステップＳ８、及び、ステップＳ４０を経てステップＳ１０に至る流れである。さらに、図６のステップＳ５６は、図５のステップＳ１２からステップＳ１４またはステップＳ１８を経てステップＳ１６に向かう流れである。その内容は、図５と同様であるため、説明を省略する。【００３５】
図６において、ステップＳ５７に至ると、コード２２を流れる電流の急増により瞬間電流が所定以上アップしたか否かチェックする。該当しなければステップＳ５８に進み、コード２２を流れる電流の急減により瞬間電流が所定以上ダウンしたか否かチェックする。そして、ステップＳ５７またはステップＳ５８のいずれかに該当すれば、ステップＳ６０に進み、前回の連続測定から所定時間内であるか否かチェックする。これは短時間内に連続測定を繰り返すことによる蓄電池３２の消耗を避けるためである。ステップＳ６０で前回の連続測定から所定時間内でないことが確認されるとステップＳ６２に進み、スイッチ５６を開いて発電をオフにする。【００３６】
次にステップＳ６４に進み、電流検知部６４および処理部４２による測定および送信部４４による送信を行う。そしてステップＳ６６に進み、測定される電流に大きな変化がなく安定しているか否かチェックする。該当しなければ、ステップＳ６８に進み、連続測定がタイムアップ（例えば２秒経過）したかどうかチェックする。そして該当すればステップＳ７０に進み、スイッチ５６を閉じて発電をオンにする。また、ステップＳ６６で電流の安定が確認されたときもステップＳ７０に進み、発電をオンにする。これらは徒に連続測定を続けて蓄電池３２が消耗するのを避けるためである。一方、ステップＳ６８で連続測定タイムアップが検知されないときはステップＳ６４に戻り、以下、ステップＳ６６で電流の安定が確認されるかステップＳ６８で連続測定タイムアップが検知されない限りステップＳ６４からステップＳ６８を繰り返し、連続測定と送信を繰り返す。なお、上記のようにステップＳ７０に進んで発電をオンしたあとは、ステップＳ２４に進み、図５の実施例２のフローと同様の動作となる。
【実施例４】
【００３７】
図７は、本発明の実施の形態に係る電流センサの実施例４における電流センサの制御部の動作を示すフローチャートである。ハード構成は図４の実施例２を援用する。図７のフローチャートは、図５の実施例２のフローチャートと共通する部分が多いので、同じ部分には同一のステップ番号を付し、必要のない限り説明を省略する。（なお、一部、図６の実施例３におけるフローチャートで採用した複数ステップのまとめ図示を同じステップ番号を用いて採用している。）図７の実施例４が図５の実施例２と異なるのは、測定と送信を完全分離し、測定値を所定時間記憶蓄積した後、所定の送信タイミングにおいて一括送信するよう構成した構成した点である。なお、図７の実施例４において図５の実施例２に対し変更または追加したステップを太字で示している。【００３８】
図７の実施例では、ステップＳ３８で発電をオフした後ステップＳ７２で電流検知部６４および処理部４２による電流測定を行うとともに、その測定値を記憶部５８に記憶する。このとき測定時点の日時をタイムスタンプとして同時に記憶する。なお、この段階では送信は行わず、ステップＳ４０に移行して発電をオンする。【００３９】
また、図７の実施例では、ステップＳ２２で瞬間電流が所定以上ダウンしたことが検知されない場合、ステップＳ７４に移行し、所定の送信タイミング（例えば１分毎）か否かチェックする。そして送信タイミングであればステップＳ７６に移行して蓄電池３２が送信可能な電圧であるか否かチェックする。電圧が充分であればステップＳ７８に進み記憶部５８に記憶されている測定値を一括送信してステップＳ２４に移行する。一方、ステップＳ７４で所定の送信タイミングであることが確認されなかったとき、またはステップＳ７６で蓄電池３２が送信可能な電圧であることが確認できなかったときは、一括送信を次の機会に譲り、いずれも直接ステップＳ２４に移行する。ステップＳ２４に進んだあとは、図５の実施例２のフローと同様の動作となる。
【実施例５】
【００４０】
図８は、本発明の実施の形態に係る電流センサの実施例５における電流センサの概念図およびブロック図である。実施例５のシステムの全体構成は実施例１と共通であり、実施例５の電流センサは図１に示す第１電流センサ１０、第２電流センサ１２および第３電流センサ１４等にそれぞれ採用できるので、システム全体構成の図示と説明は省略する。また、実施例５における電流センサは、図２の実施例１における電流センサと共通する部分が多いので、同じ部分には同一番号を付し、必要のない限り説明を省略する。【００４１】
図８の実施例５における電流センサが図２の実施例１における電流センサと異なる点は、鉄芯リング７２およびこれに巻かれているコイル７４（一点鎖線７４ａで示すように図示していない部分にも巻かれている）が充電のためと電流測定のために兼用されている点、および、コイル７４の引き出し線の接続先を、制御部７６により制御されるスイッチ７８で切り換えることにより、測定時間帯と充電時間帯が時分割されている点である。【００４２】
図９は、図８の実施例５における制御部７６がスイッチ７８を切換える際のタイミング図である。図９（Ａ）は、蓄電池３２の残容量が小さくかつコード２２を流れる電流による充電電流が小さい場合を示しており、測定時間帯ｔ１のデューティーが充電時間帯ｔ２のデューティーに比べて一番小さくなっている。つまり、測定時間帯ｔ１の幅も小さく、頻度も小さい。【００４３】
図９（Ｂ）は、これに対し、蓄電池３２の残容量および充電電流の大きさに少し余裕がある場合であり、測定時間帯ｔ１の幅はそのままであるが、頻度が倍になっている。図９（Ｃ）は、蓄電池３２の残容量および充電電流の大きさにさらに余裕がある場合であり、測定時間帯ｔ１の頻度は図９（Ｂ）の場合と同じであるが、測定時間帯ｔ１の幅が大きくなっている。従って、測定時間帯ｔ１の中で連続測定をすることも可能となっている。図９（Ｄ）は、蓄電池３２の残容量および充電電流の大きさに最も余裕がある場合であり、測定時間帯ｔ１の幅が充電時間帯ｔ２の幅より大きくなっている場合である。以上の制御は、制御部７６の判断に基づいて行われ、電圧検知部３３の電圧および電流測定時の電流の大きさに基づいてその判断が行われる。【００４４】
本発明の上記各実施例に示した種々の特徴は、必ずしも個々の実施例に特有のものではなく、それぞれの実施例の特徴は、その利点が活用可能な限り、適宜、変形したり置き換えたり、組合せたりして活用することが可能である。例えば、図２の第１実施例の電流センサを実施例２におけるようなホール素子としてもよい。また、図６に示した実施例３の連続測定において、図７の実施例４におけるように測定と送信を完全分離し、測定のみ連続にして送信は所定タイミング毎に一括して行うよう構成してもよい。【００４５】
さらに、図８に示す実施例５において、測定時間帯ｔ１内においてさらに測定と送信を分離し、送信を図７の実施例４のように一括とするよう構成してもよい。この場合、図９（Ａ）のように測定時間帯ｔ１の幅および頻度を最小にした状態において、さらに、場合分けを細分化し、充電電流のより小さい場合には測定のみを行って送信は行わない場合を設けるよう構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、電流センサに適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
２２    測定対象の電線
３４、３６、５４、７２、７４  測定部
４４  無線通信部
２４、２６、５２、６２  発電部
３２  蓄電池
４６、６０、７６  制御部
５８  記憶部
５２、７２  共通の鉄芯
【図１】
2014203787.tif 000003
【図２】
2014203787.tif 000004
【図３】
2014203787.tif 000005
【図４】
2014203787.tif 000006
【図５】
2014203787.tif 000007
【図６】
2014203787.tif 000008
【図７】
2014203787.tif 000009
【図８】
2014203787.tif 000010
【図９】
2014203787.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成27年12月17日(2015.12.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の電線を流れる電流を測定する測定部と、前記測定部の測定結果を無線送信する無線送信部と、前記測定対象の電線周りの磁束による電磁誘導により発電を行う発電部と、前記発電部により充電され前記測定部および前記無線送信部に給電する蓄電池とを有することを特徴とする電流センサ。
【請求項２】
測定対象の電線を流れる電流の変化により前記測定部が測定を実行するよう制御する制御部を有することを特徴とする請求項１記載の電流センサ。
【請求項３】
前記制御部は、測定対象の電線を流れる電流の急激な変化により前記測定部が測定を実行するよう制御することを特徴とする請求項２記載の電流センサ。
【請求項４】
前記制御部はさらに所定時間間隔で前記測定部が測定を実行するよう制御することを特徴とする請求項２記載の電流センサ。
【請求項５】
測定対象の電線を流れる電流の大きさにより前記無線送信部が送信を行うタイミングを制御する制御部を有することを特徴とする請求項１記載の電流センサ。
【請求項６】
前記測定部が測定を行うとき、前記発電部による発電を停止させる制御部を有することを特徴とする請求項１記載の電流センサ。
【請求項７】
前記発電部による発電を行うとき、前記測定部の測定を行わないようにする制御部を有することを特徴とする請求項１記載の電流センサ。
【請求項８】
前記測定部の測定結果を記憶する記憶部を有し、前記記憶部に測定結果を記憶保持させるとともに、測定時とは異なるタイミングで前記記憶部に記憶される測定結果を前記無線送信部に送信させる制御部を有することを特徴とする請求項１記載の電流センサ。
【請求項９】
前記制御部は、前記蓄電池から前記無線送信部への給電が不充分なときに前記記憶部に測定結果を記憶保持させるとともに、前記蓄電池から前記無線送信部への給電が確保されるときに前記記憶部に記憶される測定結果を送信させることを特徴とする請求項８記載の電流センサ。
【請求項１０】
前記測定部は、測定対象の電線を流れる電流の測定とともに、前記発電部による前記蓄電池への充電電流の測定に兼用されることを特徴とする請求項１記載の電流センサ。
【請求項１１】
前記測定部は、前記測定対象の電線周りの磁束による電磁誘導により測定対象の電線を流れる電流を測定するとともに、前記測定部および前記発電部により磁束が通る共通の鉄芯が共用されることを特徴とする請求項１記載の電流センサ。
【請求項１２】
測定対象の電線を流れる電流を測定する測定部と、前記測定対象の電線周りの磁束による電磁誘導により発電を行う発電部と、前記発電部により充電され前記測定部に給電する蓄電池とを有し、前記測定部は、測定対象の電線を流れる電流の測定とともに前記発電部による前記蓄電池への充電電流の測定に兼用されることを特徴とする電流センサ。
【請求項１３】
測定対象の電線を流れる電流の変化により前記測定部が測定を実行するよう制御する制御部を有することを特徴とする請求項１２記載の電流センサ。
【請求項１４】
前記制御部はさらに所定時間間隔で前記測定部が測定を実行するよう制御することを特徴とする請求項１３記載の電流センサ。
【請求項１５】
前記測定部が測定を行うとき、前記発電部による発電を停止させる制御部を有することを特徴とする請求項１２記載の電流センサ。
【請求項１６】
前記発電部による発電を行うとき、前記測定部の測定を行わないようにする制御部を有することを特徴とする請求項１２記載の電流センサ。
【請求項１７】
測定対象の電線周りの磁束による電磁誘導により前記測定対象の電線を流れる電流を測定する測定部と、前記測定対象の電線周りの磁束による電磁誘導により発電を行う発電部と、前記発電部により充電され前記測定部に給電する蓄電池とを有し、磁束が通る共通の鉄芯が前記測定部および前記発電部により共用されることを特徴とする電流センサ。
【請求項１８】
測定対象の電線を流れる電流の変化により前記測定部が測定を実行するよう制御する制御部を有することを特徴とする請求項１７記載の電流センサ。
【請求項１９】
前記測定部が測定を行うとき、前記発電部による発電を停止させる制御部を有することを特徴とする請求項１７記載の電流センサ。
【請求項２０】
前記発電部による発電を行うとき、前記測定部の測定を行わないようにする制御部を有することを特徴とする請求項１７記載の電流センサ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
図５における実施例２のフローチャートでは、ステップＳ２で蓄電池３２が電流検知および検知結果の送信に必要な所定電圧まで充電されていない状態であることが確認されるとステップＳ２８に進み、スイッチ５６を開いて発電をオフにする。そしてステップＳ３０に進み、電流検知部６４による測定を行う。このとき電圧が不充分なので送信部４４による送信は行わず、測定値は記憶部５８に記憶させる。そしてステップＳ３２に進み、スイッチ５６を閉じて発電をオンにする。その上でステップＳ２６に進み、電流検知を停止してステップＳ２４に移行する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
図６は、本発明の実施の形態に係る電流センサの実施例３における電流センサの制御部の動作を示すフローチャートである。ハード構成は図４の実施例２を援用する。図６のフローチャートは、図５の実施例２におけるフローチャートと共通する部分が多いので、共通する部分はまとめて図示するとともに、同じ部分には同一のステップ番号を付し、必要のない限り説明を省略する。図６の実施例３が図５の実施例２と異なるのは、瞬間電流が所定以上アップまたはダウンした後、所定時間連続測定に入るよう構成した点である。
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月21日(2016.10.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の電線を流れる電流を測定する測定部と、前記測定部の測定結果を無線送信する無線送信部と、前記測定対象の電線周りの磁束による電磁誘導により発電を行う発電部と、前記発電部により充電され前記測定部および前記無線送信部に給電する蓄電池と、前記測定対象の電線を流れる前記電流の増加および減少のいずれの変化によっても前記測定部が測定を実行するとともに前記電流の所定の変化がなければ測定を実行しないよう制御する測定制御部とを有することを特徴とする電流センサ。
【請求項２】
前記測定制御部は、前記測定対象の電線を流れる前記電流の所定以上の急激な増加または減少により前記測定部が測定を実行するよう制御することを特徴とする請求項１記載の電流センサ。
【請求項３】
前記測定制御部はさらに所定時間間隔で前記測定部が測定を実行するよう制御することを特徴とする請求項１または２記載の電流センサ。
【請求項４】
前記測定対象の電線を流れる前記電流の大きさにより前記無線送信部が送信を行うタイミングを制御する送信制御部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の電流センサ。
【請求項５】
前記測定部が測定を行うとき、前記発電部による発電を停止させる発電制御部を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電流センサ。
【請求項６】
前記測定制御部は、前記発電部による発電を行うとき、前記測定部の測定を行わないようにすることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電流センサ。
【請求項７】
前記測定部の測定結果を記憶する記憶部を有し、前記記憶部に測定結果を記憶保持させるとともに、測定時とは異なるタイミングで前記記憶部に記憶される測定結果を前記無線送信部に送信させるタイミング制御部を有することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の電流センサ。
【請求項８】
前記タイミング制御部は、前記蓄電池から前記無線送信部への給電が不充分なときに前記記憶部に測定結果を記憶保持させるとともに、前記蓄電池から前記無線送信部への給電が確保されるときに前記記憶部に記憶される測定結果を送信させることを特徴とする請求項７記載の電流センサ。
【請求項９】
前記測定部は、前記測定対象の電線を流れる前記電流の測定とともに、前記発電部による前記蓄電池への充電電流の測定に兼用されることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の電流センサ。
【請求項１０】
前記測定部は、前記測定対象の電線周りの磁束による電磁誘導により前記測定対象の電線を流れる前記電流を測定するとともに、前記測定部および前記発電部により磁束が通る共通の鉄芯が共用されることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の電流センサ。
【請求項１１】
測定対象の電線を流れる電流を測定する測定部と、前記測定対象の電線周りの磁束による電磁誘導により発電を行う発電部と、前記発電部により充電され前記測定部に給電する蓄電池と、前記測定対象の電線を流れる前記電流の増加および減少のいずれの変化によっても前記測定部が測定を実行するとともに前記電流の所定の変化がなければ測定を実行しないよう制御する測定制御部とを有し、前記測定部は、前記測定対象の電線を流れる前記電流の測定とともに前記発電部による前記蓄電池への充電電流の測定に兼用されることを特徴とする電流センサ。
【請求項１２】
前記測定制御部は、前記測定対象の電線を流れる前記電流の所定以上の急激な増加または減少により前記測定部が測定を実行するよう制御することを特徴とする請求項１１記載の電流センサ。
【請求項１３】
前記測定制御部はさらに所定時間間隔で前記測定部が測定を実行するよう制御することを特徴とする請求項１１または１２記載の電流センサ。
【請求項１４】
前記測定部が測定を行うとき、前記発電部による発電を停止させる発電制御部を有することを特徴とする請求項１１から１３のいずれかに記載の電流センサ。
【請求項１５】
前記測定制御部は、前記発電部による発電を行うとき、前記測定部の測定を行わないようにすることを特徴とする請求項１１から１３のいずれかに記載の電流センサ。
【請求項１６】
測定対象の電線周りの磁束による電磁誘導により前記測定対象の電線を流れる電流を測定する測定部と、前記測定対象の電線周りの磁束による電磁誘導により発電を行う発電部と、前記発電部により充電され前記測定部に給電する蓄電池と、前記測定対象の電線を流れる前記電流の増加および減少のいずれの変化によっても前記測定部が測定を実行するとともに前記電流の所定の変化がなければ測定を実行しないよう制御する測定制御部とを有し、磁束が通る共通の鉄芯が前記測定部および前記発電部により共用されることを特徴とする電流センサ。
【請求項１７】
前記測定制御部は、前記測定対象の電線を流れる前記電流の所定以上の急激な増加または減少により前記測定部が測定を実行するよう制御ことを特徴とする請求項１６記載の電流センサ。
【請求項１８】
前記測定制御部はさらに所定時間間隔で前記測定部が測定を実行するよう制御することを特徴とする請求項１６または１７記載の電流センサ。
【請求項１９】
前記測定部が測定を行うとき、前記発電部による発電を停止させる発電制御部を有することを特徴とする請求項１６から１８のいずれかに記載の電流センサ。
【請求項２０】
前記測定制御部は、前記発電部による発電を行うとき、前記測定部の測定を行わないようにすることを特徴とする請求項１６から１８のいずれかに記載の電流センサ。
【国際調査報告】
2014203787.tif 000012
2014203787.tif 000013
2014203787.tif 000014
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