(57)【要約】【課題】光ファイバ収納ケース外周部の校正試験用の巻線を簡素な構成とし、且つ、光ファイバコイルの交換時に簡便に光ファイバコイルを取り出すこと。【解決手段】被測定電流に対して周回配置される、ファラデー素子である光ファイバコイル72と、該光ファイバコイル72を包囲し、絶縁体70と前記光ファイバコイルの周囲を１周以上取り囲んだ導体71とからなる収納ケースとを備える。【選択図】図１
2017015571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定電流に対して周回配置される、ファラデー素子である光ファイバコイルと、
前記光ファイバコイルを包囲し、絶縁体と前記光ファイバコイルの周囲を１周以上取り囲んだ導体とからなる収納ケースと
を備えることを特徴とする光電流センサのセンサヘッド。
【請求項２】
前記収納ケースは、筒状の絶縁体と、当該絶縁体の周囲にソレノイドコイル状に巻き付けた電線による導体とからなり、前記筒状の絶縁体を被測定電流に対して周回配置されるよう、コイル状に巻回形成したことを特徴とする請求項１記載の光電流センサのセンサヘッド。
【請求項３】
前記筒状の絶縁体の両端を樹脂で封止したことを特徴とする請求項２記載の光電流センサのセンサヘッド。
【請求項４】
前記収納ケースは、複数の厚銅基板を組合せて形成したことを特徴とする請求項１記載の光電流センサのセンサヘッド。
【請求項５】
前記複数の厚銅基板の少なくとも一部は、隣接する厚銅基板とネジ止めし、基板の厚銅部分を電気的に接触させることで、前記光ファイバコイルの周囲を前記厚銅部分が１周以上取り囲むことを特徴とする請求項４記載の光電流センサのセンサヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定電流の回りに周回は位置した光ファイバコイルを用いて電流を測定する光電流センサのセンサヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
被測定電流の周りに周回配置した光ファイバコイルを用いて電流を測定する光電流センサが、主に電力向けの電流センサとして幅広く使用されている。（特許文献１）
この光電流センサのセンサヘッドを構成する前記光ファイバコイルは、外部からの応力により破損し、もしくは光学特性が著しく悪化する可能性があるため、専用の収納ケースに収納された状態で保管される。
【０００３】
光ファイバコイルの電流出力の校正は、被測定電流が流れる一次導体に電流を通電するか、もしくは、光ファイバコイルの前記収納ケースに外部より試験巻線である電線を巻きつけ、その試験巻線に電流を流すことで校正を実施する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１１１５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、実際に測定を行なうフィールドでは、一次導体に任意に電流を流すことがきわめて困難なケースも有るので、通常は光ファイバコイルの収納ケースに外部から試験巻線（電線）を巻きつけたものをセンサヘッドとするものが多い。
【０００６】
このような構成で、光ファイバコイルに不具合が生じて交換が必要になった場合、試験巻線を解き、もしくは切断した上で、光ファイバコイル収納ケースから不具合が生じた光ファイバコイルを取り出す必要があり、作業が大変煩雑なものとなる。
【０００７】
本発明は前記のような実情に鑑みてなされたもので、光ファイバ収納ケースの外周部に構成した校正試験用の巻線をできうる限り簡素な構成とし、且つ、光ファイバコイルに不具合が生じて交換が必要になった場合でも、簡便に光ファイバコイルを取り出すことが可能な光電流センサのセンサヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態に係る光電流センサのセンサヘッドは、被測定電流に対して周回配置される、ファラデー素子である光ファイバコイルと、前記光ファイバコイルを包囲し、絶縁体と前記光ファイバコイルの周囲を１周以上取り囲んだ導体とからなる収納ケースとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光ファイバ収納ケースの外周部に構成した校正試験用の巻線をできうる限り簡素な構成とし、且つ、光ファイバコイルに不具合が生じて交換が必要になった場合でも、簡便に光ファイバコイルを取り出すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る光ファイバコイルの収納ケースの原理構成を示す図。
【図２】同実施形態に係る光ファイバコイルを形成した構成を示す図。
【図３】同実施形態に係る光ファイバコイルの収納ケースの水密構造を説明する図。
【図４】第２の実施形態に係るコイル収納ケースを構成する厚銅基板の分解構成を示す図。
【図５】同実施形態に係るコイル収納ケースの組み立て構成と光ファイバコイルの収納状態とを示す斜視図。
【図６】同実施形態に係るコイル収納ケースの外観構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。  
（第１の実施形態）  
まず図１乃至図３を用い、第１の実施形態に係る光電流センサのセンサヘッドの、特に光ファイバコイルの収納ケースの構成について参照して説明する。
【００１２】
図１は、同実施形態に係るコイル収納ケース６５を示し、円筒状の絶縁チューブ７０の外周に、ソレノイドコイル状に電線７１を巻回した構造とする。絶縁チューブ７０は、例えばコルゲート管やナイロンチューブ等、屈曲性を有する様々なものを用いて構わない。ソレノイドコイル状に巻きつけられた電線７１と絶縁チューブ７０は、例えば接着剤等で固定される。  
さらに絶縁チューブ７０中に光ファイバ７２を通線する。
【００１３】
図２に示すように、光ファイバ７２を通線した後のコイル収納ケース６５をコイル状に屈曲形成することで、内部の光ファイバ７２が全体としてファラデー素子である光ファイバコイルを形成することになる。
【００１４】
前記のような構成とすれば光ファイバコイルを形成する光ファイバ７２に不具合が生じても、前記図１に示した如くコイル収納ケース６５を直線上にすることで、簡単に光ファイバ７２を抜き出すことができ、ソレノイドコイル状に巻きつけられた電線７１で構成される試験巻線を解く必要も、切断する必要もないという利点を生じる。
【００１５】
図３は、同実施形態に係るコイル収納ケース６５の絶縁チューブ７０の両端を樹脂７３ａ，７３ｂにより封止し、水密構造とした構成を示す。同図では、ソレノイドコイル状に巻きつけられた電線７１の構成を省略して表現している。
【００１６】
光ファイバ７２によるコイルを用いた光電流センサは、屋外での使用も多い。この場合、光ファイバ７２の表面に水滴などが付着して氷結すると、光ファイバ７２に応力を加え、特性を悪化させることがある。そのため、本図に示すように絶縁チューブ７０の両端を樹脂７３ａ，７３ｂなどで封止することにより、絶縁チューブ７０内を水密構造とすることで、前記のような水滴が付着する可能性を排除できる。
【００１７】
（第２の実施形態）  
図４乃至図６は、第２の実施形態に係る光電流センサのセンサヘッドの、特に光ファイバコイルの収納ケースの構成を示す図である。
【００１８】
図６は同実施形態に係るコイル収納ケース６６の外観構成を示す斜視図である。同図に示すようにコイル収納ケース６６では、プリント基板製法により製作された、絶縁体と導体とからなる厚銅基板（１９含む）を組合せて形成されている。
【００１９】
図４は、図６に示とた複数の厚銅基板１０〜１９を分解して示す例である。図４（Ａ）で示す下底板１０、外側板１１〜１４、及び内側板１５〜１８と、図４（Ｂ）で示す上底板１９とによりケーシングが構成される。
【００２０】
これら各厚銅基板１０〜１９はいずれも、図５（Ｃ）に示すように例えばガラス入りエポキシ樹脂のような絶縁体部ＩＳの表面に、厚銅部ＣＵが導体として形成、積層される。図示するように厚銅部ＣＵは絶縁体部ＩＳの表面から若干突出して形成されるもので、例えば肉厚が２ｍｍ程度までの厚さを持つことで、１０［Ａ］オーダーの大電流を容易に通電することができる。
【００２１】
さらに１枚の外側板１４には、後述する光ファイバコイルをケーシング内部に導入するための光ファイバ貫通孔２０を形成する。
【００２２】
図５（Ａ）は、上底板１９を除く他の厚銅基板１０〜１８を組み立てた状態で、前記光ファイバ貫通孔２０を介してケーシング内部に光ファイバコイル４０を導入している。光ファイバコイル４０の先端にはミラー４１が形成される。
【００２３】
図５（Ｂ）は、前記光ファイバコイル４０を導入後に上底板１９である。この上底板１９には、一対の金属ネジＭＢにより電線ＥＣが接続され、前記厚銅部ＣＵに通電可能となっている。
【００２４】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）において、それぞれの厚銅基板１０〜１９は、ネジ止めで組み立ても良いし、接着で組み立てもよいが、各厚銅基板の厚銅部ＣＵが互いに電気的に接触するように構成される。なお、前記図４（Ｃ）で示した如く厚銅部ＣＵは絶縁体部ＩＳの表面に対して若干突出した状態となっているため、組み合わされる厚銅基板間で互いの厚銅部ＣＵが電気的に接触しやすい構造となっている。
【００２５】
厚銅基板間の厚銅部ＣＵが接触する部分は、はんだ材などで電気的に接続してもよい。図５（Ａ）のようにミラー４１が組まれた光ファイバコイル４０の収納ケースの一部６０の中に光ファイバコイル４０を挿入し、図５（Ｂ）に示す上底板１９で蓋をすることで、図６に示す全体のコイル収納ケース６６が完成する。なお、各厚銅基板１０〜１９の厚銅部ＣＵは、全体として内部の光ファイバコイル４０を少なくとも１周以上取り囲むように、プリント基板製法により各厚銅基板１０〜１９上に形成されている。
【００２６】
本実施形態では、上底板１９を除く他の厚銅基板１０〜１８が、内部の光ファイバコイル４０の軸方向上の位置に対して同位置となるような配線パターンの厚銅部ＣＵとしている一方で、上底板１９では内部の光ファイバコイル４０の軸方向上の位置に対して斜めの配線パターンの厚銅部ＣＵとすることで、組み立て後に厚銅部ＣＵが全体としてソレノイドコイル状に巻きつけられた電線として機能するものとなる。
【００２７】
図５（Ｂ）の上底板１９の厚銅基板では、前述した如く厚銅部ＣＵに試験電流を通電できるように金属ネジＭＢで固定された電線ＥＣが示されているが、試験電流を通電するための電線ＥＣは、直接厚銅部ＣＵにはんだ材などで電気的に接続しても構わない。
【００２８】
図６の例では、コイル収納ケースの一部分６０と厚銅基板１９は、４箇所のコーナー部でそれぞれ金属ネジＭＢのネジ止めにより蓋をするような形としている。この場合、接着とは異なり、容易に上底板１９を厚銅基板１９をコイル収納ケースの一部分６０から取り外すことができ、且つ、ケーシング内部に実装された光ファイバコイル４０を容易に取り出すことができる。
【００２９】
なお、前記図６では光ファイバコイル４０の一端が、コイル収納ケース６６の外に導出されるような１つの光ファイバ貫通穴２０が厚銅基板１４に設けられているが、光ファイバコイルの様態により、複数箇所の光ファイバ用の貫通穴があって良いし、どのような箇所に光ファイバ用の貫通穴が開いていても構わない。また、図面上、金属ネジＭＢを締着するための加工穴などの表記は省いているが、必要に応じて、厚銅基板上に加工穴を設けることができるものとする。
【００３０】
以上に述べた如く前記第１及び第２のいずれの実施形態によっても、光ファイバ収納ケースの外周部に構成した校正試験用の巻線をできうる限り簡素な構成とし、且つ、光ファイバコイルに不具合が生じて交換が必要になった場合でも、簡便に光ファイバコイルを取り出すことが可能となる。
【００３１】
また特に上記第２の実施形態では、コイル収納ケース６６を複数の厚銅基板１０〜１９を組合せて形成するものとしたので、ケーシングの剛体構造により、光ファイバコイル４０に対してソレノイドコイル状に巻きつけられた電線としての動作特性が安定しており、高い信頼性を持った光電流センサのセンサヘッドを実現できる。
【００３２】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３３】
１０〜１９…厚銅基板、
２０…光ファイバ用貫通穴、
４０…光ファイバコイル、
４１…ミラー、
６０…コイル収納ケース（部分）、
６５…コイル収納ケース、
６６…コイル収納ケース、
７０…絶縁チューブ、
７１…ソレノイドコイル状電線、
７２…光ファイバ、
７３ａ，７３ｂ…樹脂、
ＣＵ…厚銅部、
ＥＣ…電線、
ＩＳ…絶縁体部、
ＭＢ…金属ネジ。
【図１】
2017015571.tif 000003
【図２】
2017015571.tif 000004
【図３】
2017015571.tif 000005
【図４】
2017015571.tif 000006
【図５】
2017015571.tif 000007
【図６】
2017015571.tif 000008