(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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
【図１】
0004550311.tif 000002
【図２】
0004550311.tif 000003
【図３】
0004550311.tif 000004
【図４】
0004550311.tif 000005
【図５】
0004550311.tif 000006
【図６】
0004550311.tif 000007
【図７】
0004550311.tif 000008
【図８】
0004550311.tif 000009
【図９】
0004550311.tif 000010
【図１０】
0004550311.tif 000011
【図１１】
0004550311.tif 000012
【図１２】
0004550311.tif 000013
【図１３】
0004550311.tif 000014
【図１４】
0004550311.tif 000015
【図１５】
0004550311.tif 000016