JP5821268B2

JP5821268B2 - 光ファイバー電流センサー

Info

Publication number: JP5821268B2
Application number: JP2011109082A
Authority: JP
Inventors: 篠原　一人; 一人篠原
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2011-05-16
Filing date: 2011-05-16
Publication date: 2015-11-24
Anticipated expiration: 2031-05-16
Also published as: JP2012242096A

Description

本発明は、光ファイバーを用いた光ファイバー電流センサーに関する。

従来、光の伝搬をする光ファイバーが情報通信、医療機器、物理量計測などの分野に用
いられている。光ファイバーは、基本構造として光の屈折率が高く、光の伝搬路となるコ
アと呼ばれる部分と、光の屈折率が低く、伝搬される光をコア内に閉じ込めるクラッドと
呼ばれる部分との２層構造となっている。ここでコアは、光の屈折率が高いガラスが用い
られ、コア径が細く屈曲に弱いため、コアの外周に備えられるクラッドと、クラッドの外
周に被覆とを設けてコアの保護をしていることが知られている。

また、前述の光ファイバーの利用形態として、物理量計測の一つである電流計測に用い
る場合に、被計測電流によって導体の周囲に磁界が生じ、導体に周回された光ファイバー
に伝搬される光は、この磁界によって偏向面の回転が生じるファラデー効果を用いた電流
計測の方法が知られている。

ここで、光ファイバーを計測対象となる導体に周回させる場合に隣接をする導体を避け
ながら計測対象の導体に光ファーバーを周回させる場合が多く、屈曲に弱い光ファイバー
の取り扱いが容易ではなく、過誤によって光ファイバーの折損を生じさせるという課題が
あった。

特許文献１では、保護チューブに挿入された光ファイバーが保護チューブの内面に接触
をしないように、保護チューブ内に塑性材料を充填することによって緩衝部材を形成され
、保護チューブの外部から受ける振動の吸収をする緩衝部材で覆われた光ファイバーケー
ブルが開示されている。

特開２０００−１３１３５１号公報

しかしながら、保護チューブ内に充填された塑性材料によって、光ファイバーを屈曲さ
せることができる曲率が小さくなり、電流計測をおこなう導体と、他の導体が隣接する狭
い測定場所では、光ファイバーの周回をすることが容易ではなかった。特許文献１では、
前述する課題については触れられていない。

そこで、電流計測をおこなう場合に、電流計測をおこなう導体へ容易に周回させること
ができる光ファイバーセンサーが要望されていた。

本発明の目的は、計測対象の導体へ容易に周回させ取付ができる光ファイバー電流セン
サーを提供することにある。

本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下
の形態または適用例として実現することが可能である。

（適用例１）本適用例に係る光ファイバー電流センサーは、被計測電流によって導体の
周囲に生じる磁界の作用で、偏向面の回転角が変化される計測光を伝搬する光ファイバー
と、屈曲可能であって、屈曲させた形状を保持する塑性を有する塑性部と、光ファイバー
の端部と塑性部の端部とを連結する連結部とを備えることを特徴とする。

このような光ファイバー電流センサーによれば、光ファイバーへ連結部によって連結さ
れた塑性部を屈曲させ導体に周回し、塑性部の端部を牽引することで、連結部によって連
結された光ファイバーを導体に周回をすることができる。従って、導体に周回された塑性
部を作業者が握持して牽引することで、容易に光ファイバーを測定対象の導体に周回させ
ることができる光ファイバー電流センサーを実現することができる。

（適用例２）上記適用例に係る光ファイバー電流センサーにおいて、塑性部は、前記光
ファイバーと連結された端部とは反対の端部に掛合部を備えることが好ましい。

このような光ファイバー電流センサーによれば、光ファイバーと連結された端部とは反
対の端部に掛合部を備えることで、掛合部に他の塑性材や紐材など、塑性部の牽引の補助
をする牽引部材を取り付けることができ、作業者が塑性部を握持できない狭い計測場所で
も屈曲させた塑性部および光ファイバーを導体に周回させることできる。

（適用例３）上記適用例に係る光ファイバー電流センサーにおいて、連結部は管状部材
であって、光ファイバーの端部を前記連結部の一方の端部に挿入し、塑性部の掛合部を備
える端部とは反対の端部を連結部の他方の端部に挿入し、連結部に挿入された光ファイバ
ーと、連結部に挿入された塑性部との間に接着剤が充填され、光ファイバーと塑性部とが
繋止されていることが好ましい。

このような光ファイバー電流センサーによれば、塑性部と、光ファイバーとを連結部で
連結し、接着材で繋止をすることで、光ファイバーの牽引をする塑性部と、牽引される光
ファイバーとを、測定対象の導体への取付および周回の際に光ファイバーが脱落すること
の防止をすることできる。

（適用例４）上記適用例に係る光ファイバー電流センサーにおいて、光ファイバーと、
塑性部および前記連結部とを収容し、光ファイバーを光ファイバーの外部からの力から保
護する保護部を備えることが好ましい。

このような光ファイバー電流センサーによれば、光ファイバーと、連結部とを保護部に
収容することで、光ファイバーを光ファイバーの外部からの力から光ファイバーと、連結
部とを保護することができる。

（適用例５）上記適用例に係る光ファイバー電流センサーにおいて、連結部または保護
部は、連結部または保護部を、光ファイバー電流センサーの連結部または保護部以外の部
分と区別可能な識別部を備えることが好ましい。

このような光ファイバー電流センサーによれば、連結部または連結部が収容されている
保護部に識別部を備えることで、屈曲が可能な屈曲部と、屈曲させることができない光フ
ァイバーとを識別することができる。

（適用例６）上記適用例に係る光ファイバー電流センサーにおいて、光ファイバーによ
って伝搬される計測光の偏向面の回転と、分光とをさせる光学素子を備えるスプリッター
部と、計測光の発光をする発光素子と、計測光の偏向面の回転と、分光とをする光学素子
と、反射部で反射された計測光の受光をする受光素子とを備えるサーキュレーター部と、
受光素子で受光をした計測光を電気信号に変換をする信号処理表示部と、サーキュレー
ター部と、信号処理表示部とに電源の供給をする電源部とを備えることが好ましい。

このような光ファイバー電流センサーによれば、光ファイバーの端部に備えられる反射
部と、反射部によって反射された計測光の分光をするスプリッター部とを光ファイバー電
流センサーセンサーに備える。

また、発光素子と、計測光の偏向面の回転と計測光の分光とをする光学素子と、被計測
電流によって生じた磁界で偏向面が回転された計測光を受光する受光素子とをサーキュレ
ーター部に備え、電気信号に変換された偏向面を電圧に変換し、電流値として表示をする
信号処理表示部を備える。

このことで、前述の塑性部と連結された光ファイバーによって、被計測電流に比例して
生じる磁界を、当該光ファイバーに伝搬された計測光の偏向面の回転によって捕捉し、偏
向面の回転を電気信号に変換をすることで電流値の計測をすることができる。

従って、光ファイバーで計測光を伝搬し、その終端で計測光を反射させて計測光をサー
キュレーター部で受光をさせ計測をすることで、光ファイバーの端部を受光素子に接続さ
せることなく電流の計測ができ、光ファーバーの端部に塑性部を連結させて容易に測定対
象の導体に周回させることができる光ファイバー電流センサーが実現できる。

（適用例７）本適用例に係る光ファイバー電流センサーは、被計測電流によって、導体
の周囲に生じる磁界の作用で偏向面の回転角が変化される計測光を伝搬する光ファイバー
と、屈曲可能であって、屈曲させた形状の保持する塑性を有し、一方の端部に掛合部を備
える塑性部と、光ファイバーの端部を管状部材の一方の端部に挿入し、塑性部の掛合部を
備える端部とは反対の端部を管状部材の他方の端部に挿入し、管状部材に挿入された光フ
ァイバーと、管状部材に挿入された塑性部との間に接着剤が充填され、光ファイバーと塑
性部とを繋止し、連結される連結部と、連結部または保護部は、連結部または保護部を、
光ファイバーと塑性部との連結部または保護部以外の部分と区別可能な識別部とを備える
ことを特徴とする。

このような光ファイバー電流センサーによれば、光ファイバーへ連結部によって連結さ
れた塑性部を屈曲させ導体に周回し、周回された塑性部を牽引することで、連結部と連結
された光ファイバーを導体に周回させることができる。

また、光ファイバーと、連結部または連結部が収容されている保護部に識別部を備える
ことで、屈曲が可能な塑性部と、屈曲させることができない光ファイバーとを識別するこ
とができる。

従って、導体に周回された塑性部を握持して牽引することで、直接光ファイバーを屈曲
させることがないため、容易に電流センサーである光ファイバーを測定対象の導体に周回
させることができる。

光ファイバー電流センサーを用いた電流計の概念図。第１実施形態に係る光ファイバー電流センサーを示す模式図。第２実施形態に係る光ファイバー電流センサーを示す模式図。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成
要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際の
構成要素とは適宜に異ならせて記載をしている。

（第１実施形態）
図１および図２を参照して本実施形態の光ファイバー電流センサー２００について、当
該光ファイバー電流センサーが用いられる電流計１の構成と、動作と共に説明をする。図
１は、本実施形態の光ファイバー電流センサー２００を用いた電流計測の概要を示す模式
図である。図２は、光ファイバー電流センサー２００の一部を部分的に示す模式図である
。

（光ファイバー電流センサーおよび光ファイバー電流計の構成）
本発明の光ファイバー電流センサー２００は、光ファイバー電流センサーを用いた電流
計１として実施される。光ファイバー電流センサー２００（以下、「センサー」と称する
。）を用いた電流計１は、電流センサーとして用いるセンサー２００に直線偏向となる計
測光１０を伝搬させ、測定対象の導体３００に流れる被測定電流によって導体３００の周
囲に生じた磁界が、導体３００に周回された光ファイバー２２０ｂに伝搬される計測光１
０の偏向面をファラデー効果によって回転される。

ここで、電流が流れる導体３００にはアンペア周回積分の法則によって、電流に比例し
て磁界が発生するため、ファラデー効果による偏向面の回転が生じる。ファラデー効果に
よる偏向面の回転は、電流の大きさに比例することとなる。この偏向面の回転角を捕捉す
ることで、測定対象の導体３００に流れる被測定電流の計測をすることができる。

図１に示す本実施形態のセンサー２００を用いた電流計１は、計測処理部１００と、セ
ンサー２００とで構成されている。

計測処理部１００は、サーキュレーター部１１０と、信号処理表示部１２０と、電源部
１３０とを備える。また、センサー２００は、スプリッター部２１０と、光ファイバー２
２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃと、反射部２３０と、塑性部２４０と、掛合部２５０とを備
える。

（光ファイバー電流計の動作）
光ファイバー電流計１の動作と、詳細な構成について、計測光の経路に沿って説明をす
る。
サーキュレーター部１１０は、電流計測に用いる計測光１０の発光をするレーザーダイ
オード（以下、「ＬＤ」と称す。）１１１および計測光２０ａ，２０ｂの受光をするフォ
トダイオード（以下、「ＰＤ」と称す。）１１４ａ，１１４ｂを備える。また、ＬＤ１１
１で発光された計測光１０を透過させ、ＰＤ１１４ｂで受光させる計測光２０ｂの屈折さ
せる複屈折体１１２と、発光された計測光１０および受光される計測光２０ｂの偏向面を
回転させるファラデー素子１１３とを備える。

ＬＤ１１１で発光された計測光１０は、複屈折体１１２を透過し、ファラデー素子１１
３へ入射をする。ファラデー素子１１３は、永久磁石１１３ａと、当該永久磁石１１３ａ
で挟まれるように配置された光学部品１１３ｂとを備え、永久磁石１１３ａは、磁界を磁
気飽和させるように設けられ、磁気飽和した磁界が光学部品１１３ｂに与えられる。ファ
ラデー素子１１３は、ファラデー素子１１３に入射される計測光１０および計測光２０ｂ
の偏向面を回転させる特性を有する。

本実施形態では、ファラデー素子１１３に入射をする計測光１０は、その偏向面を４５
度回転されて射出される。射出された計測光１０は、計測処理部１００にコネクター１１
５ａで接続された光ファイバー２２０ａによって、センサー２００へ伝搬される。なお、
計測処理部１００に備えるその他の部分については、センサー２００の説明後に詳説をす
る。

センサー２００は、電流計測に用いる計測光１０および計測光２０，２０ａ，２０ｂの
伝搬をする光ファイバー２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃと、計測光１０を光ファイバー２
２０ｂの終端で反射をさせる反射部２３０とを備える。また、反射部２３０が備えられた
光ファイバー２２０ｂの端部と、光ファイバー２２０ｂを導体３００に周回させるため、
光ファイバー２２０ｂの牽引をする塑性部２４０とが連結され、当該塑性部２４０は、光
ファイバー２２０ｂと連結された端部とは反対の端部に掛合部２５０を備える。さらに、
計測光１０と、反射部２３０で反射された光である計測光２０との分光をするスプリッタ
ー部２１０とを備える。

光ファイバー２２０ｂは、計測対象となる導体３００へ周回をするように取りつけられ
、周回させた光ファイバー２２０ｂの端部に備えられた反射部２３０をスプリッター部２
１０に接触させるように取付る。なお、塑性部２４０と、掛合部２５０とは図２を用いて
後述をする。

光ファイバー２２０ａは、サーキュレーター部１１０に備えられるファラデー素子１１
３から射出した計測光１０を、スプリッター部２１０へ伝搬し、複屈折体２１２へ計測光
１０を入射させる。複屈折体２１２へ入射された計測光１０は、当該複屈折体２１２を透
過し、前述のファラデー素子１１３と同構造のファラデー素子２１３へ入射される。ファ
ラデー素子２１３へ入射された計測光１０は、その偏向面をさらに２２．５度回転されて
射出される。即ち、ＬＤ１１１で発光された直線偏向を基準に、６７．５度回転されて射
出される。ファラデー素子２１３から射出された計測光１０は、光ファイバー２２０ｂに
よって反射部２３０へ伝搬される。

反射部２３０は、全反射鏡２３１を備え、伝搬された計測光１０を計測光２０として光
ファイバー２２０ｂへ反射をする。

反射された計測光２０は、スプリッター部２１０に備えられたファラデー素子２１３へ
入射される。ファラデー素子２１３へ入射された計測光２０は、その偏向面を２２．５度
回転され複屈折体２１２へ射出される。即ち、複屈折体２１２に入射される計測光２０は
、被測定電流によるファラデー回転角（効果）を除くと、発光された計測光１０の偏向面
が合計４５度回転された状態で入射される。

ここで、ファラデー素子２１３から射出された計測光１０と、反射部２３０へ計測光１
０が到達し、全反射鏡２３１で反射され再びファラデー素子２１３へ入射する計測光２０
とは、導体３００に流れる被測定電流によるファラデー効果（回転角）によって、計測光
１０および計測光２０の偏向面の回転が生じる。よって、ファラデー素子２１３を通過し
た計測光１０と、ファラデー素子２１３へ入射される計測光２０とに生じる偏向面の回転
角の差分を捕捉することで、導体３００に流れる電流の計測をおこなう。偏向面の回転角
の差分は、後述をする計測処理部１００で電気信号に置換され、信号処理表示部１２０よ
って電流の表示をおこなう。

複屈折体２１２へ入射した計測光２０は、複屈折体２１２によって計測光２０ａと、計
測光２０ｂとに分光される。分光された計測光２０ａは、光ファイバー２２０ｃによって
サーキュレーター部１１０に備えられるＰＤ１１４ａへ伝搬し入射される。また、計測光
２０ｂは、光ファイバー２２０ａによって伝搬され、サーキュレーター部１１０に備えら
れるファラデー素子１１３へ入射される。なお、計測光２０ａと、計測光２０ｂとは偏向
面の回転角度が９０度異なっている。

再び計測処理部１００に戻り説明を続ける。
前述の複屈折体２１２によって分光された計測光２０は、２つに分光された計測光２０
ａ，２０ｂとして再びサーキュレーター部１１０へ入射される。計測光２０ａは、コネク
ター１１５ａで接続された光ファイバー２２０ｃによって伝搬され、ＰＤ１１４ａへ入射
し、電気信号に変換される。

また、計測光２０ｂは、光ファイバー２２０ａによって伝搬され、ファラデー素子１１
３へ入射される。ファラデー素子１１３に入射された計測光２０ｂは、偏向面を４５度回
転されて射出し、複屈折体１１２へ入射される。複屈折体１１２へ入射された計測光２０
ｂは、複屈折し、ＰＤ１１４ｂへ射出される。ここで計測光２０ｂは、被測定電流による
ファラデー効果（回転角）を除くと、発光された計測光１０の偏向面が合計９０度回転さ
れた状態で入射される。

計測光２０ｂは、ＰＤ１１４ｂに入射され電気信号に変換される。ＰＤ１１４ａと、Ｐ
Ｄ１１４ｂとで電気信号に変換された計測光２０ａ，２０ｂの偏向面の回転角度が電気信
号に変換され、変換された電気信号は、信号処理表示部１２０へ伝達される。

信号処理表示部１２０は、ＰＤ１１４ａおよびＰＤ１１４ｂで受光をし、電気信号に変
換された計測光の偏向に応じて比例した電圧の電気信号に変換をする。変換された電圧の
電気信号を表示させることで計測された電流を視認することが出来る。

電源部１３０は、サーキュレーター部１１０と、信号処理表示部１２０とに作動に必要
な電源の供給をする。

（センサーの詳細）
図２は、本実施形態のセンサー２００の連結部２４１ａ付近の一部分を模式的に示す図
である。本実施形態で用いる電流センサー２００の構成について説明をする。

図２は、反射部２３０が設けられた光ファイバー２２０ｂの端部と、塑性部２４０とが
連結された状態を示す模式図である。図２に示すセンサー２００は、反射部２３０が備え
られた光ファイバー２２０ｂの端部に、塑性部２４０が連結部２４１ａによって連結され
ている。また、塑性部２４０は、光ファイバー２２０ｂと連結された端部とは反対の端部
に、掛合部２５０を備えている。塑性部２４０は、塑性を有する部材で形成され、本実施
形態では、塑性部２４０としてアルミニウム部材に絶縁被覆を施したものを用いている。

光ファイバー２２０ｂと、塑性部２４０との連結をする連結部２４１ａは、剛性を有す
る管状部材で構成される連結部２４１ａを用いる。連結部２４１ａによる連結は、光ファ
イバー２２０ｂの反射部２３０が備えられた端部を連結部２４１ａの一方の端部に挿入し
、塑性部２４０の掛合部２５０を備える端部とは反対の端部を連結部２４１ａの他方の端
部に挿入する。

連結部２４１ａに挿入された光ファイバー２２０ｂと、連結部２４１ａに挿入された塑
性部２４０との間に接着剤が充填され、光ファイバー２２０ｂと塑性部２４０とが繋止し
、連結される。

光ファイバー２２０ｂと、塑性部２４０とが連結されることで、塑性部２４０または掛
合部２５０を牽引し、牽引した力が光ファイバー２２０ｂへ伝達される。なお、連結部２
４１aに挿入される光ファイバー２２０ｂと、塑性部２４０とは、それぞれの端部が重な
りあっても、また、空間があっても良いが、塑性部２４０に与えた力が連結される光ファ
イバー２２０ｂに伝達される際に、連結部２４１ａから脱落しないように挿入をすること
を要する。

また、図２に示すセンサー２００は、光ファイバー２２０ｂを光ファイバー２２０ｂの
外部からの力から光ファイバー２２０ｂと、連結部２４１ａとの保護をする保護部２６０
に光ファイバー２２０ｂと、連結部２４１ａと、塑性部２４０とが収容されている。保護
部２６０は、可撓性および絶縁性を有する管状部材で構成されている。本実施形態では、
可撓性および絶縁性を有する樹脂製のチューブを用いて保護部２６０の構成をしている。

図２に示すセンサー２００は、塑性部２４０を２点鎖線で表すように屈曲させることが
できる。塑性部２４０を屈曲させて導体３００に周回させ、塑性部２４０または掛合部２
５０を牽引することで、塑性部２４０に連結された光ファイバー２２０ｂへ牽引力を伝達
し、導体３００に周回させることができる。

塑性部２４０は、掛合部２５０に備えられた掛合孔２５１へ屈曲部材や紐部材（不図示
）などの補助材を取付ることで、狭い計測場所で作業者が塑性部２４０または掛合部２５
０を握持できない場合でも、補助材を握持することで導体３００への周回を容易にするこ
とができる。

センサー２００は、連結部２４１ａおよび光ファイバー２２０ｂと、塑性部２４０との
区別可能な識別部２４３を備える。また、導体３００で生じる磁界をもれなく捕捉するた
めに、反射部２３０をスプリッター部２１０に重ねることを要する。そのため、反射部２
３０が内在する連結部２４１ａが位置する保護部２６０の外面に、連結部２４１ａおよび
反射部２３０の位置を示す識別部２４３を備えている。

本実施形態の識別部２４３は、連結部２４１ａが位置する保護部２６０の外面を着色す
ることによって識別性を備えている。導体３００に塑性部２４０を屈曲させて、塑性部２
４０に連結された光ファイバー２２０ｂを取り付ける際に、作業者は、識別部２４３を識
別し、識別部２４３から掛合部２５０までの間の塑性部２４０を屈曲させてセンサー２０
０の取付をおこなう。

また、導体３００に周回させたセンサー２００は、識別部２４３を目標にスプリッター
部２１０に連結部２４１ａを重ねることで保護部２６０に収められている光ファイバー２
２０ｂを導体３００に周回させ電流計測ができる状態に取り付けることができる。

上述した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態のセンサー２００は、光ファイバー２２０ｂと、反射部２３０が備えられた
光ファイバー２２０ｂの端部とが連結部２４１ａによって連結される塑性部２４０とを備
え、塑性部２４０は連結される端部とは反対の端部に掛合部２５０を備える。また、反射
部２３０が備えられた光ファイバー２２０ｂの端部と、掛合部２５０が備えられた端部と
は反対となる塑性部２４０の端部とを対向させて連結部２４１ａに挿入し繋止することで
光ファイバー２２０ｂと、塑性部２４０との連結をする。

このことによって、例えば、塑性部２４０をＵ字型に屈曲させることで、導体３００に
光ファイバー２２０ｂの周回を開始する位置と反対となる位置に、作業者の手を介入させ
ることなく掛合部２５０が備えられた塑性部２４０の握持をすることができ、塑性部２４
０に連結された光ファイバー２２０ｂを牽引し、導体３００に周回をさせることができる
。

さらに、光ファイバー２２０ｂと、連結部２４１ａとを保護部２６０に収容し、連結部
２４１ａおよび光ファイバー２２０ｂと、塑性部２４０との区別可能な識別部２４３を備
える。このことによって、光ファイバー２２０ｂを導体３００に周回させる際に、光ファ
イバー２２０ｂおよび連結部２４１ａの外部からの力から光ファイバー２２０ｂおよび連
結部２４１ａの保護をし、過誤によって塑性部２４０以外の部分を屈曲させることと、光
ファイバー２２０ｂに過度な曲率が加わることとを防止し、光ファイバー２２０ｂの折損
の抑制をすることができる。

従って、保護具を着用した作業者が塑性部２４０の握持し、牽引する場合、光ファイバ
ー２２０ｂに直接触れることなく導体３００に周回することでき、光ファイバー２２０ｂ
の折損を抑制することができる光ファイバー電流センサー２００を実現することができる
。

（第２実施形態）
本実施形態は、第１実施形態で説明をしたセンサー２００に係る光ファイバー２２０ｂ
と、塑性部２４０との連結方法などが異なる実施形態である。その他の動作および構成は
、第１実施形態と同様であるため相違点を説明し、同様の動作および構成には同様の符号
を付して説明は省略または簡略とする。

図３は、本実施形態のセンサー２００の連結部２４１ｂ付近の一部分を模式的に示す図
である。本実施形態のセンサー２００について説明をする。

図３（ａ）は、反射部２３０が備えられた光ファイバー２２０ｂの端部と、塑性部２４
０とが連結された状態を示す模式図である。図３（ａ）に示すセンサー２００は、反射部
２３０を備える光ファイバー２２０ｂの端部と、塑性部２４０とが連結部２４１ｂによっ
て連結されている。また、塑性部２４０は、塑性を有する部材で形成され、光ファイバー
２２０ｂと連結された端部とは反対の端部に掛合部２５０を備えている。本実施形態では
第１実施形態と同様に、塑性部２４０としてアルミニウム部材に絶縁被覆を施したものを
用いている。

光ファイバー２２０ｂと、塑性部２４０との連結をする連結部２４１ｂは、絶縁性を有
する管状部材を用いている。連結部２４１ｂによる連結は、光ファイバー２２０ｂの反射
部２３０が備えられた端部を連結部２４１ａの一方の端部に挿入し、塑性部２４０の掛合
部２５０を備える端部とは反対の端部を連結部２４１ｂの他方の端部に挿入する。本実施
形態の連結部２４１ｂは、絶縁性を有し、加熱をすることで連結部２４１ｂが収縮をする
熱収縮性を備える。

連結部２４１ｂに挿入された光ファイバー２２０ｂと、連結部２４１ｂに挿入された塑
性部２４０との間に接着材が充填され、光ファイバー２２０ｂと塑性部２４０とが繋止し
、連結される。さらに、光ファイバー２２０ｂと、塑性部２４０とが挿入された連結部２
４１ｂに熱を与えることで連結部２４１ｂを熱収縮させ、挿入された光ファイバー２２０
ｂと、塑性部２４０の形状に沿って連結部２４１ｂが熱収縮し密着する。

光ファイバー２２０ｂと、塑性部２４０とが連結されることで、塑性部２４０および掛
合部２５０に与えた力を光ファイバー２２０ｂに伝達をする。なお、連結部２４１ｂに挿
入される光ファイバー２２０ｂと、塑性部２４０とは、それぞれの端部が重なりあっても
、また空間があっても良いが、塑性部２４０に与えた力が連結された光ファイバー２２０
ｂに伝達される際に、連結部２４１から抜けないように挿入をすることを要する。

図３（ｂ）に示すセンサー２００は、保護部２６０に光ファイバー２２０ｂと、連結部
２４２と、塑性部２４０とが収容されている状態を示す模式図である。保護部２６０は、
光ファイバー２２０ｂと、連結部２４２の外部からの力からから光ファイバー２２０ｂと
、連結部２４２との保護をする。保護部２６０は第１実施形態と同様に、可撓性および絶
縁性を有する管状部材で構成されている。

図３（ａ）および図３（ｂ）に示す本実施形態のセンサー２００の計測対象の導体３０
０への取付は、第１実施形態と同様に、屈曲可能な塑性部２４０を導体３００に周回させ
、塑性部２４０または掛合部２５０を牽引することで、連結された光ファイバー２２０ｂ
を牽引し、導体３００に周回させることができる。また、塑性部２４０は、掛合部２５０
に備えられた掛合孔２５１へ屈曲部材や紐部材（不図示）などの補助材を取付ることで、
狭い計測場所で作業者が塑性部２４０または掛合部２５０を握持できない場合でも、補助
材を握持することで導体３００への周回を容易にすることができる。

さらに、本実施形態のセンサー２００は、第１実施形態と同様に、連結部２４１ｂ、２
４２および光ファイバー２２０ｂと、塑性部２４０との区別可能な識別部２４３を備える
。識別部２４３は、連結部２４１ｂの表面、または保護部２６０の連結部２４２が位置す
る保護部２６０の外面に設けられている。識別部２４３を備えることで、電流計測の際に
、反射部２３０をスプリッター部２１０に重ねることができ、また過誤によって塑性部２
４０以外の部分を屈曲させることを防止する。

その他のセンサー２００と、当該センサー２００を用いる電流計１の構成および動作は
第１実施形態と同様のため説明の省略をする。

上述した第２実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態のセンサー２００は、光ファイバー２２０ｂに連結された塑性部２４０を屈
曲させることで、計測対象である導体３００に塑性部２４０を周回させることができる。
従って、導体３００に周回された塑性部２４０を牽引し、与えた力は連結部２４１ｂを通
じて光ファイバー２２０ｂに伝達することで、光ファイバー２２０ｂに直接作業者が触れ
ることなく、狭い計測場所であっても容易に光ファイバー２２０ｂを導体３００に周回さ
せることができる光ファイバー電流センサー２００を実現することができる。

本実施形態のセンサー２００は、光ファイバー２２０ｂと連結された端部とは反対の端
部に掛合部２５０を備えることで、掛合部２５０に他の塑性材や紐材などの塑性部２４０
の牽引の補助をする牽引部材を取り付けることができ、作業者が塑性部を握持できない狭
い計測場所でも容易に屈曲させた塑性部２４０および光ファイバー２２０ｂを導体３００
に周回させることできる。

本実施形態のセンサー２００は、光ファイバー２２０ｂと、光ファイバー２２０ｂと連
結部２４１ｂによって連結される塑性部２４０とを備え、塑性部２４０は、光ファイバー
２２０ｂと連結される端部とは反対の端部に掛合部２５０を備える。また、反射部２３０
が備えられた光ファイバー２２０ｂの端部と、塑性部２４０に掛合部２５０が備えられた
端部とは反対となる端部とを連結部２４１ｂに挿入し、繋止をすることで光ファイバー２
２０ｂと、塑性部２４０との連結をする。

本実施形態のセンサー２００は、塑性部２４０と、光ファイバー２２０ｂとを連結部２
４１ｂで連結し、接着材で繋止をすることで、塑性部２４０と、牽引される光ファイバー
２２０ｂとが導体３００への取付および周回の際に、光ファイバー２２０ｂが脱落するこ
との防止をすることができる。

本実施形態の電流センサー２００は、光ファイバー２２０ｂと、連結部２４１ｂとを保
護部２６０に収容することで、光ファイバー２２０ｂと、連結部２４１ｂとの外部からの
力から光ファイバー２２０ｂを保護し、光ファイバー２２０ｂの折損の防止をすることが
できる。

本実施形態の電流センサー２００は、連結部２４１ｂ，２４２および光ファイバー２２
０ｂと、塑性部２４０との区別可能な識別部２４３を備えることで、過誤によって塑性部
２４０以外の部分を屈曲させることを防止する。

本実施形態の電流センサー２００は、導体３００に周回された光ファイバー２２０ｂの
端部に備えられる反射部２３０と、光ファイバー２２０ｂによって伝搬される計測光１０
が反射部２３０によって反射され、反射光となる計測光２０の分光をするスプリッター部
２１０とを備える。

このことで、前述の塑性部２４０と連結された光ファイバー２２０ｂを導体３００に容
易に周回させることができ、被計測電流に比例して導体３００の周囲に生じる磁界を、光
ファイバー２２０ｂに伝搬された計測光１０および計測光２０の偏向面の回転によって捕
捉をすることができる。

また、計測光１０の発光をするＬＤ１１１と、発光された計測光１０の偏向面の回転お
よび計測光１０および計測光２０ｂの分光をする光学素子と、計測光２０ａおよび計測光
２０ｂを受光し、電気信号に変換をする受光素子ＰＤとを備えるサーキュレーター部１１
０とを備える。さらに、電気信号に変換された偏向面を電気信号に変換をし、電流値の表
示をする信号処理表示部１２０を備える。

このことで、ＬＤ１１１で発光された計測光１０の偏向面角度に基づき、被計測電流に
よるファラデー効果によって、偏向面の回転が生じた計測光の偏向面角度と比較し、電流
計測をすることができる。

なお、上述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更
や改良等を加えて実施することが可能である。変形例を以下に述べる。

（変形例１）第２実施形態の連結部２４１ｂは、光ファイバー２２０ｂと、塑性部２４
０とが挿入された間に接着材が充填され繋止されている。しかし、これに限定されずに、
連結部２４１ｂの熱収縮によって連結しても良い。熱収縮によって連結されることで、塑
性部２４０の交換ができ、電流計測を実施する場所に応じた塑性部２４０を適用すること
ができる。

（変形例２）第１実施形態および第２実施形態の掛合部２５０には、掛合孔２５１が備
えられている。しかし、これに限定されずに他の屈曲部材や紐部材などを引っ掛けること
ができるフックやクリップを掛合孔２５１にかえて掛合部２５０として適用することがで
きる。

（変形例３）第１実施形態および第２実施形態の識別部２４３は、着色により連結部２
４１ａまたは連結部２４１ｂを識別されている。しかし、これに限定されず視覚で識別で
きるマークや文字を付して識別部２４３として適用することができる。また、触覚で識別
できる凹凸を付して識別部２４３として適用することで、暗所作業であっても識別部２４
３を識別することができる。さらに、識別部２４３は、着色、マーク、文字、凹凸など適
宜組み合わせて構成しても良い。

（変形例４）第１実施形態および第２実施形態の識別部２４３は、着色により連結部２
４１ａまたは連結部２４１ｂを識別されている。しかし、これに限定されず屈曲が可能な
塑性部２４０であるかを示すようにしてもよい。例えば、光ファイバー２２０ｂと、連結
部２４１ａまたは連結部２４１ｂを第１の色に着色し、塑性部２４０を第２の色に着色す
ることで屈曲が可能な部分と、屈曲が不可能な部分を作業者が容易に識別することができ
る。

１…電流計、１０…計測光、２０…計測光、１００…計測処理部、１１０…サーキュレ
ーター部、１１１…ＬＤ、１１２…複屈折体、１１３…ファラデー素子、１１４ａ…ＰＤ
、１１４ｂ…ＰＤ、１１５ａ…コネクター、１２０…信号処理表示部、１３０…電源部、
２００…センサー、２２０…光ファイバー、２１０…スプリッター部、２１２…複屈折体
、２１３…ファラデー素子、２２０ａ…光ファイバー、２２０ｂ…光ファイバー、２２０
ｃ…光ファイバー、２３０…反射部、２４０…塑性部、２４１…連結部、２４３…識別部
、２５０…掛合部、２５１…掛合孔、２６０…保護部、３００…導体。

Claims

導体に流れる電流の計測をする光ファイバー電流センサーであって、
前記電流によって前記導体の周囲に生じる磁界の作用で、偏向面の回転角が変化される計測光を伝搬する光ファイバーと、
屈曲可能であって、屈曲された形状を保持可能な塑性部と、
前記光ファイバーの端部と前記塑性部の端部とを連結する連結部と、
を備えることを特徴とする光ファイバー電流センサー。
請求項１に記載の光ファイバー電流センサーであって、
前記塑性部は、前記光ファイバーと連結された端部とは反対の端部に掛合部を備えること、を特徴とする光ファイバー電流センサー。
請求項２に記載の光ファイバー電流センサーであって、
前記連結部は管状部材であって、前記光ファイバーの端部を前記連結部の一方の端部に挿入し、前記塑性部の一方の端部を前記連結部の他方の端部に挿入し、前記連結部に挿入された前記光ファイバーと、前記連結部に挿入された前記塑性部との間に接着剤が充填され、前記光ファイバーと前記塑性部とが繋止されていること、
を特徴とする光ファイバー電流センサー。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光ファイバー電流センサーであって、
前記光ファイバーと前記塑性部と前記連結部とが収容され、前記光ファイバーを前記光ファイバーの外部からの力から保護する保護部と、
を備えることを特徴とする光ファイバー電流センサー。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光ファイバー電流センサーであって、
前記連結部は、前記光ファイバー電流センサーの前記連結部以外の部分と区別可能な識別部を備えること、
を特徴とする光ファイバー電流センサー。
請求項１から請求項５に記載のいずれか一項に記載の光ファイバー電流センサーであって、
光ファイバーによって伝搬される計測光の偏向面の回転と、分光とをさせる光学素子を備えるスプリッター部と、
前記計測光の発光をする発光素子と、前記計測光の偏向面の回転と、分光とをする光学素子と、前記計測光の受光をする受光素子と、を備えるサーキュレーター部と、
前記受光素子で受光をした前記計測光を電気信号に変換をする信号処理表示部と、
前記サーキュレーター部と、前記信号処理表示部とに電源の供給をする電源部と、
を備えることを特徴とする光ファイバー電流センサー。