JP4551629B2 - 電流センサー - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，電線に流れる電流を検出するための電流センサー素子をセンサーケースに収納した電流センサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，このような電流センサーとしては，特許文献１に示すような分割クランプ形の変流器が知られている（図１１）。このような従来の電流センサーのセンサー素子は，電線の周囲に環状に磁性体のコアを配し，そのコアにコイルを巻いて，電線に流れる電流によって発生する磁束の変化をコアで捕捉し，コアの磁束の変化をコイルで電圧に変換するというしくみである。コアは分割形となっていて分割点を手動で開いてその隙間から被測定電線をコア内に導入した後に分割点を閉じて計測するようなものであった。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−６８７４９号公報 （第９図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，前述の従来の電流センサーでは，第一に環状で閉じた形のコアを使用しているために電線を環状コアの外から内へ導入しなければならず，計測時の装着・取り外しには手動でコアの口を開く閉じるといった操作が必要であって，第二に，多くの電流センサーでは，計測可能な電流や対象電線の範囲を広く設定しようとするためコアは電流によって発生する磁束で飽和しないボリュームが必要となり，さらにコアの内径も小さくできず全体として形状が大きく重くなるという問題があった。
したがって，従来の電流センサーでは，１本の電線に流れる電流を時間をかけて正確に測定するという用途には向いているものの，密集する複数の電線の１本１本に流れる電流を同時に個別に計測し，また別の個所の同様な測定を繰り返して行うというような用途には向いていなかった。そのためには，電線への取付・取外が容易で時間がかからず，外形がスリムで密集した電線の１本１本にも取付可能な小型で軽量の電流センサーが望まれる。
【０００５】
そこで，本件の発明は，電線への取付・取外が容易で時間がかからず，外形がスリムで，密集した電線の１本１本にも取付可能な小型で軽量の電流センサーを提供することを目的としている。このような電流センサーは，住宅等における分電盤やコンセント・照明等の電気配線を行った場合，配線の接続を確認するために配線試験装置を用いて電気配線の確認する際，コンセントや照明側から信号電流を注入し，分電盤側で各分岐回路に接続される電線毎に信号電流を検出して個々のコンセントや照明が所定の分岐回路に接続されているかどうかを確認するような装置に用いることを想定している。もちろんそれだけに限定されるものではない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために，
本発明の請求項１では，電線が密集しているような場所で複数用いる電流センサーであって，電線に流れる電流で信号を発生する磁束によって信号を発生するコイルまたはホール素子からなるセンサー素子と，該センサー素子を内装する本体部材と，該本体部材に対し回動自在に保持され，鳥の嘴状に電線を挟込む方向に弾性付勢される可動片部材とを備えてセンサーケースを構成する一方，前記本体部材と可動片部材には磁性体のコアを配さず樹脂材料で成形し，該センサーケースには，電線を挟込まない状態および電線を挟込む状態ともに常に，前記本体部材と可動片部材とから構成される一カ所を開口した袋状内周縁部が形成され，前記内周縁部の開口端部は適当な間隔を持たせて電線挿入部とし，該電線挿入部である前記開口端部から奥側の内周縁部に進むにつれて傾斜面を有する乗り越え突起が形成されて，前記乗り越え突起を超えて挟込まれた電線と前記センサー素子との位置関係を一定に保持する前記本体部材と可動片部材とから構成される電線保持部が形成されるとともに，前記可動片部材の回動中心を境にした開口端部の反対側には開口操作のための押圧部を形成し，一端部側を前記開口端部とし，他端部側にセンサーケースを持つための指持部を設け，前記センサーケース全体を棒状で細長い形状としたことを特徴として， 電流センサーを構成したものである。
【０００９】
また請求項３では，前記可動片部材の軸支部を境にした開口端部の反対側には開口操作のための押圧部を形成したことを特徴として請求項２記載の電流センサーを提供したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の実施の形態について，図面を用いて詳細に説明する。
【００１２】
図１，図２は本件発明の電流センサーの一実施例を示した構造図である。電流センサーは，１のセンサーケースの本体部材と，４の可動片部材と，１０の付勢手段と，１２のセンサー素子を有して構成されている。センサーケースの本体部材１及び，可動片部材４は樹脂材料等の絶縁材料により成形されていて全体として細長い棒状の形状をしている。
【００１３】
センサーケースの本体部材１は，指持部２と，略くさび状に成形された先端部３と，後述する可動挟込片部材４を回動自在に保持する保持部１１を有し，本体内部には，図２に示すように，センサー素子１２の配設位置を固定するための位置決め部１３と，センサー素子１２と電気的に接続された電流検出リード線１４を配設固定するための互い違いに設けられた複数のリブ１５が設けられている。
【００１４】
可動片部材４は略中央部に回転中心７を設け，一方に５の挟込片を，他方には６の押圧部が設けられている。可動片部材４は回転中心７を軸としてセンサーケースの本体部材１の保持部１１に嵌め込み装着され，回動自在に保持される。押圧部を押圧することにより，回転中心７を中心として，開動作を行い，押圧を止めると後述する付勢手段により閉動作を行う。
【００１５】
また，付勢手段１０はセンサーケースの本体部材１と，前記押圧部６との間に嵌め込まれており，本実施例ではつるまきばねを用い，挟込片５を常に略くさび状の先端部３の方向に，適当な間隔に至るまで互いに近接するように付勢せしめる。
【００１６】
図３には電流センサーに電線１９を挟み込んだ状態の図を示している。電線１９は，８の電線突き当て部と，乗り越え突起１８により生じる９の窪んだ電線保持部と，５の挟込片とで保持され，常に同じ位置で電線を保持することができる。
【００１７】
センサー素子１２にはコイルを用いている。図４にその拡大図を示している。センサー素子１２は，コイル部１２１と，コイル部両端から延出するリード線１２２が設けられており，コイル部１２１とリード線１２２を嵌め込み固定するように位置決め部１３が設けられている。また，コイル部を外部磁場からシールドして測定精度を向上させるために磁性材料を用いてシールドしている（図示しない）。従来の例で示したように分割型或いはクランプ型の変流器においては，貫通させる電線の周囲を囲むように環状に磁性体を配置しているため，重くなり，挟み込んだ変流器自体の重さが電線にとって負担になるという問題があったが，本実施例においては，電流検出手段としてコイルを用いており，またその大きさは通常のリード電子部品程度の大きさであるため，重さが軽く，また，樹脂成型された本体と相まって，電線に挟んだ場合でも重さは電線の負担にならない。
【００１８】
電線に電流信号が流れた場合には電線の周囲に磁束が発生するが，コイルは，このうち該コイルと鎖交する磁束を検出し，誘導起電力を生じる。この誘導起電力を検出することにより電線１９を流れる電流を検出することができる。位置が固定されたセンサー素子１２と，電線を同じ位置で保持する構造とが相まって，常に電線１９と，センサー素子１２との位置関係を一定に保て，コイルと鎖交する磁束の検出を安定して行うことが可能である。本例ではセンサー素子としてコイルを用いているが，ホール素子でもよい。
【００１９】
図５には，電流センサーの開口端部２０の図を示している。点線で可動片４と，センサー本体部材の隠線を示している。略くさび状の先端部３と，対向して配設された可動片部材４の挟込片５との間は，回転中心７を中心として，鳥の嘴状に可動軸支され回動動作するが，図９中ａで示したセンサーケース本体１の内部の平坦部分と，図９中ｂで示した可動片４の角部が当接することで，位置が保たれ，常に開口間隔が設けられるようになっており，該開口間隔は，乗り越え突起１８から先端部へ向かうにつれて広くなるように形成されている。また，先端部分は測定対象とする電線の直径よりも広い間隔に保って構成しているが，電線そのものが丸いので，間隔は直径より小さくてもよく適当な寸法に設定してあれば問題ない。
また，乗り越え突起１８の部分で開口間隔は最短になっており，電線の保持部分においては電線を抱え込むように広くなっている。先端部３から乗り越え突起１８，電線保持部９，電線突き当て部８，挟込片５の内側で袋状内周縁を形成している。
【００２０】
これにより，電線１９に電流センサーを挟み込む場合，指持部２を持って，開口端部２０から電線に押し当てていくと（図６の状態），挟込片５は回転中心を中心として開動作を行い，電線は略くさび状の先端部３の斜辺を滑りながら，センサー本体部材１の奥のほうに入りこんでいく。乗り越え突起１８を乗り越えると（図７の状態），電線は電線保持部９に滑り込み，同時に，挟込片５は付勢手段１０により閉動作を行い，窪んだ電線保持部９と，電線突き当て部８と，挟込片５とにより電線は挟み込み保持される（図８の状態）。このように，電流センサーを電線に向けて押し当てるようにすれば，可動片４の押圧部６を押圧せずとも電線を挟み込むことが可能である。
【００２１】
さて，乗り越え突起１８から窪んだ電線保持部９に至る面は傾斜面となるように構成されている。このため，電線の保持を効果的に行えるようになっているが，さらに，電流センサーを電線から取り外す場合においても効果を奏する。電流センサーを電線から取り外す場合においては，指持部２を持って引き抜く動作を行う。この場合，乗り越え突起１８と窪んだ電線保持部９との間が傾斜面になるように構成されているため，付勢手段１０による付勢に抗して，電線は突起１８を乗り越えるように移動していく。挟込片５は開動作を行い，乗り越え突起１８を電線が乗り越え（図７の状態），略くさび状の斜辺を滑りながら電線が移動していくとともに，挟込片５は閉動作を行い，電線から電流センサーを取り外すことができる。このように，電流センサーを電線から引き抜くようにすれば，可動挟込片４の押圧部６を押圧せずとも電線から取り外すことが可能である。
【００２２】
可動片４は，センサー本体部材１の略中央部から指持部２とは反対の方向に配設されており，本体部材と比べて小さく構成されている。また，押圧部６はセンサー本体部材１から大きく突出しないように構成されており，電流センサー筐体の外郭全体として細長い棒状になるように形成している。押圧部が指持部と同様の大きさに構成されている場合，電線が密集しているような場所で電流センサーを複数用いる場合には，センサー同士が重なり合って電線の挟み込み時や取り外し時に作業効率が優れないという場合があるため，押圧部をセンサー本体部１から大きく突出しないように構成している。このように電流センサー筐体の外郭全体として細長い棒状になるように形成しているため，電線が密集しているような場所で電流センサーを複数用いる場合においても，作業効率を下げずに効率的に作業を行うことを可能としている。
【００２３】
なお，本実施例では，付勢手段１０としてつるまきばねの例を挙げているが，その他にも，板ばねを用いたり，また，図１０に示したように，センサーケースの本体部材と可動片部材を弾性を持たせるよう一体樹脂成形し，付勢手段１０を用いずに弾性付勢するように電流センサーを構成してもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本件の発明によれば，電線への取付・取外が容易で時間がかからず，外形がスリムで密集した電線の１本１本にも取付可能な小型で軽量の電流センサーを提供できるとともに，電線に装脱着操作を行う場合にクランプの開閉操作が不要で，電線に向けて差込もしくは引き抜き操作のみで装脱着を可能とした作業効率の良い電流センサーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例を示した電流センサーの斜視図である。
【図２】 電流センサーの内部構造図である。
【図３】 電線を挟んだ状態を示した図である。
【図４】 電流検出手段の拡大図である。
【図５】 電線を挟まない状態を示した図である。
【図６】 電線を挟むときの説明図。
【図７】 電線を挟むときの説明図。
【図８】 電線を挟むときの説明図。
【図９】 電流センサーの開口端部を示した図である。
【図１０】 電流センサーの他の実施例
【図１１】 従来の例を示した図である。
【符号の説明】
１ センサーケースの本体部材
２ 指持部
３ 先端部
４ 可動片
５ 挟込片
６ 押圧部
７ 回転中心
８ 電線突き当て部
９ 電線保持部
１０ 付勢手段
１１ 保持部
１２ センサー素子
１３ 位置決め部
１４ 電流検出リード線
１５ リブ
１６ 開口間隔ａ
１７ 開口間隔ｂ
１８ 乗り越え突起
１９ 電線
２０ 開口端部
２１ 内周縁部
１２１ コイル部
１２２ リード線

Claims (1)

1. 電線が密集しているような場所で複数用いる電流センサーであって，
   電線に流れる電流で信号を発生する磁束によって信号を発生するコイルまたはホール素子からなるセンサー素子と，
   該センサー素子を内装する本体部材と，
   該本体部材に対し回動自在に保持され，鳥の嘴状に電線を挟込む方向に弾性付勢される可動片部材とを備えてセンサーケースを構成する一方，前記本体部材と可動片部材には磁性体のコアを配さず樹脂材料で成形し，
   該センサーケースには，電線を挟込まない状態および電線を挟込む状態ともに常に，前記本体部材と可動片部材とから構成される一カ所を開口した袋状内周縁部が形成され，
   前記内周縁部の開口端部は適当な間隔を持たせて電線挿入部とし，該電線挿入部である前記開口端部から奥側の内周縁部に進むにつれて傾斜面を有する乗り越え突起が形成されて，
   前記乗り越え突起を超えて挟込まれた電線と前記センサー素子との位置関係を一定に保持する前記本体部材と可動片部材とから構成される電線保持部が形成されるとともに，前記可動片部材の回動中心を境にした開口端部の反対側には開口操作のための押圧部を形成し，一端部側を前記開口端部とし，他端部側にセンサーケースを持つための指持部を設け，
   前記センサーケース全体を棒状で細長い形状としたことを特徴とする電流センサー。

Images