JP6296920B2 - クランプセンサおよび測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、内周部が平面視略弧状の一対のセンサ部でクランプ対象をクランプした状態においてクランプ対象についての被検出量を検出するクランプセンサ、およびそのクランプセンサを備えてクランプ対象についての被測定量を測定する測定装置に関するものである。

この種のクランプセンサとして、下記特許文献１において出願人が開示したクランプセンサが知られている。このクランプセンサは、平面視略円弧状にそれぞれ形成された可動側センサおよび固定側センサを備えて構成されている。この場合、各センサは、各々の基端部に連結ピンが挿通されることにより、基端部を中心として回動可能に連結されている。このクランプセンサを用いて、例えば電線に流れる電流を検出する際には、可動側センサの基端部に設けられたレバーを握持する。この際に、可動側センサが回動して、各センサの各先端部同士が離反する。次いで、離間部分に電線を通し、続いて、レバーに対する握持状態を解除する。この際に、ばねの付勢力によって各センサの各先端部同士が当接して、各センサによって構成される環状体によって電線が取り囲まれてクランプされる。次いで、各センサによって電線に流れる電流が検出される。

特開２００７−１７１８８号公報（第４−５頁、第１図）

ところが、上記のクランプセンサには、改善すべき以下の課題がある。すなわち、このクランプセンサでは、一対のセンサで構成される環状体で電線を取り囲んでクランプする。この場合、例えば、数多くの電線が入り組んでいるときには、環状体の直径が大きいクランプセンサを用いてそれらの電線の１つをクランプするのが困難なことがある。一方、環状体の直径が小さいクランプセンサを用いることで、入り組んでいる数多くの電線の中の１つを比較的容易にクランプすることができる。しかしながら、環状体の直径が小さいクランプセンサでは、太い電線をクランプすることができないこととなる。このように、従来のクランプセンサには、一対のセンサで構成される環状体の直径（クランプセンサの大きさ）によって使用形態が制約されることがあり、この点の改善が望まれている。

本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、様々な使用形態においてクランプ対象を確実にクランプし得るクランプセンサおよび測定装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載のクランプセンサは、内周部が平面視略弧状にそれぞれ形成されると共に先端部同士が開閉するように基端部を中心として回動可能に構成された一対のセンサ部を備えて、当該各センサ部でクランプ対象をクランプした状態において当該クランプ対象についての被検出量を検出可能に構成されたクランプセンサであって、前記各センサ部は、前記内周部の曲率が互いに異なる平面視略弧状に形成されて当該各センサ部の長さ方向に沿って並んだ複数の構成部位をそれぞれ備えて構成され、前記各構成部位は、前記先端部側の当該構成部位ほど、前記曲率が小さくなるように形成されている。

また、請求項２記載のクランプセンサは、請求項１記載のクランプセンサにおいて、前記各構成部位は、前記先端部側の当該構成部位ほど、内周部から外周部までの長さが短くなるように形成されている。

また、請求項３記載の測定装置は、請求項１または２記載のクランプセンサと、当該クランプセンサによって検出された前記被検出量に基づいて前記クランプ対象についての被測定量を測定する測定部とを備えている。

請求項１記載のクランプセンサ、および請求項３記載の測定装置では、内周部の曲率が互いに異なる平面視略弧状に形成されて、各センサ部の長さ方向に沿って並んだ複数の構成部位をそれぞれ備えて各センサ部が構成され、先端部側の構成部位ほど内周部の曲率が小さくなるように形成されている。このため、このクランプセンサおよび測定装置によれば、クランプセンサの先端部側を基端部側よりも十分に狭めた形状とすることができる。したがって、このクランプセンサおよび測定装置によれば、入り組んでいる複数のクランプ対象の中の１つをクランプして被測定量を測定する使用形態において、その１つのクランプ対象だけを確実にクランプすることができる。また、このクランプセンサおよび測定装置では、基端部側の構成部位ほど内周部の曲率が大きいため、対向する基端部側の各構成部位における内周部同士の最大の離間距離を対向する先端部側の構成部位における内周部同士の最大の離間距離よりも長くすることができる。したがって、このクランプセンサおよび測定装置によれば、クランプ対象としての大口径の電線をクランプして被測定量を測定する使用形態において、各センサ部の基端部側に電線を位置させることで、大口径の電線を確実にクランプすることができる。このように、このクランプセンサおよび測定装置によれば、様々な使用形態においてクランプ対象を確実にクランプすることができる。

また、請求項２記載のクランプセンサ、および請求項３記載の測定装置では、先端部側の構成部位ほど、内周部から外周部までの長さが短くなるように各構成部位が形成されている。このため、このクランプセンサおよび測定装置によれば、一方のセンサ部における先端部の外周部から他方のセンサ部における先端部の外周部までの長さ、つまりクランプセンサの先端部の幅をさらに狭めることができるため、入り組んでいる複数のクランプ対象の中の１つをクランプして被測定量を測定する使用形態において、その１つのクランプ対象だけをより確実にクランプすることができる。

測定装置１の構成を示す平面図である。 クランプセンサ２の構成を示す平面図である。 測定装置１の使用方法を説明する第１の説明図である。 測定装置１の使用方法を説明する第２の説明図である。 測定装置１の使用方法を説明する第３の説明図である。 測定装置１の使用方法を説明する第４の説明図である。 測定装置１の使用方法を説明する第５の説明図である。 測定装置１の使用方法を説明する第６の説明図である。

以下、クランプセンサおよび測定装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、測定装置の一例としての測定装置１の構成について、図面を参照して説明する。図１に示す測定装置１は、例えば図３，６にそれぞれ示す電線２００ａ，２００ｂ（クランプ対象の一例であって、以下、区別しないときには「電線２００」ともいう）に流れる電流（被測定量の一例）を測定可能に構成されている。具体的には、測定装置１は、クランプセンサ２および本体部３を備えて構成されている。

クランプセンサ２は、クランプセンサの一例であって、図１に示すように、一対のセンサ部１１を備え、図５，８に示すように、各センサ部１１で電線２００を取り囲み、かつ各先端部２２同士が閉じた状態（閉状態）において、電線２００に流れる電流によって生じる磁界（クランプ対象についての被検出量）を検出可能に構成されている。

各センサ部１１は、磁気コアの周囲に被覆導線が巻線された図外のセンサ本体をそれぞれ備えて、図２に示すように、全体として平面視略弧状（内周部２３および外周部２４の双方が平面視略弧状）にそれぞれ形成されている。また、各センサ部１１は、各基端部２１に挿通された連結ピン１２（図１，２参照）によって本体部３に取り付けられて、連結ピン１２（基端部２１）を中心として回動可能に構成されている。また、各センサ部１１は、各先端部２２同士が閉じる向きに図外のばねによって付勢されている。

また、各センサ部１１は、図２に示すように、各センサ部１１の長さ方向に沿って並んだ２つ（複数の一例）の構成部位１００ａ，１００ｂ（以下、区別しないときには「構成部位１００」ともいう）をそれぞれ備えて構成されている。この場合、各構成部位１００ａ，１００ｂは、内周部２３の曲率が互いに異なる平面視略弧状に形成されている。

具体的には、このクランプセンサ２では、図２に示すように、センサ部１１の先端部２２側（クランプセンサ２の先端部２ｂ側）に位置する構成部位１００ｂにおける内周部２３の曲率が、センサ部１１の基端部２１側（クランプセンサ２の基端部２ａ側）に位置する構成部位１００ａにおける内周部２３の曲率よりも小さくなるように（構成部位１００ｂにおける内周部２３の曲率半径Ｒ２が構成部位１００ａにおける内周部２３の曲率半径Ｒ１よりも長くなるように）、つまり、センサ部１１の先端部２２側の構成部位１００ほど、内周部２３の曲率が小さくなるように形成されている。このため、このクランプセンサ２では、同図に示すように、全体として、先端部２ｂ側が基端部２ａ側よりも狭められた形状となっている。

また、このクランプセンサ２では、構成部位１００ｂにおける内周部２３の曲率が構成部位１００ａにおける内周部２３の曲率よりも小さい、つまり構成部位１００ａにおける内周部２３の曲率が構成部位１００ｂにおける内周部２３の曲率よりも大きいため、図２に示すように、各センサ部１１の先端部２２同士が閉じた閉状態において、対向する各構成部位１００ａの各内周部２３同士の最大の離間距離Ｌ１が対向する各構成部位１００ｂの各内周部２３同士の最大の離間距離Ｌ２よりも長くなっている。

また、このクランプセンサ２では、センサ部１１の先端部２２側（クランプセンサ２の先端部２ｂ）に位置する構成部位１００ｂにおける内周部２３から外周部２４までの長さ（厚みの平均値）Ｔ２が、基端部２１側に位置する構成部位１００ａにおける内周部２３から外周部２４までの長さ（厚みの平均値）Ｔ１よりも短く（薄く）なるように各センサ部１１が形成されている。つまり、このクランプセンサ２では、先端部２２側の構成部位ほど、内周部２３から外周部２４までの長さが短くなるように各センサ部１１が形成されている。

本体部３は、図１に示すように、測定部５１、表示部５２、操作部５３およびレバー５４を備えて構成されている。測定部５１は、クランプセンサ２によって検出された被検出量（この例では、磁界）に基づいてクランプ対象としての電線２００についての被測定量（例えば、電線２００に流れる電流）を測定する。

表示部５２は、測定部５１の制御に従い、測定部５１によって測定された電流の測定値等を表示する。操作部５３は、操作ボタン（操作キー）を備えて構成され、操作ボタンに対する操作に応じて操作信号を測定部５１に出力する。レバー５４は、本体部３の側部に配設されて、操作に応じてクランプセンサ２の各センサ部１１を回動させる。この場合、レバー５４に対して握持操作（押し込み操作）をしたときには、各センサ部１１の各先端部２２同士が開く（離間する）向きに各センサ部１１が回動し、握持操作を解除したときには、図外のばねの付勢力によって各先端部２２同士が閉じる（当接する）向きに各センサ部１１が回動する。

次に、測定装置１の使用方法について、図面を参照して説明する。

最初に、図３に示すように、クランプ対象としての大口径の電線２００ａをクランプして、電線２００ａに流れる電流を測定する際の測定装置１の使用方法について説明する。

まず、同図に示すように、本体部３のレバー５４に対して握持操作（矢印Ａの向きに押し込む操作）を行う。この際に、図外のばねの付勢力に抗して、クランプセンサ２における各センサ部１１の各先端部２２同士が開く向きに各センサ部１１が回動する。この場合、同図に示すように、各センサ部１１の各先端部２２同士が電線２００ａの直径よりも大きく開くようにレバー５４を大きく押し込む。

次いで、図３に示すように、各先端部２２の間に電線２００ａを通し、続いて、図４に示すように、電線２００ａが各センサ部１１の基端部２１側に位置するように（電線２００ａが各構成部位１００ａの各内周部２３に対向するように）測定装置１を移動させる。次いで、図５に示すように、レバー５４に対する握持状態を解除する。この際に、図外のばねの付勢力によって各先端部２２同士が閉じる向きに各センサ部１１が回動する。これにより、各センサ部１１によって電線２００ａが取り囲まれてクランプされる。

続いて、本体部３の操作部５３を操作して、電流の測定を指示する。この際に、クランプセンサ２が電線２００ａに流れる電流によって生じる被検出量としての磁界を検出する。また、本体部３の測定部５１が、クランプセンサ２によって検出された磁界に基づいて電線２００ａに流れる電流を測定する。次いで、測定部５１は、電流の測定を表示部５２に表示させる。

このクランプセンサ２では、構成部位１００ａにおける内周部２３の曲率が構成部位１００ｂにおける内周部２３の曲率よりも大きいため、図２に示すように、各センサ部１１の先端部２２同士が閉じた閉状態において、対向する各構成部位１００ａの各内周部２３同士の最大の離間距離Ｌ１が対向する各構成部位１００ｂの各内周部２３同士の最大の離間距離Ｌ２よりも長くなっている。このため、大口径の電線２００ａをクランプする際には、上記したように、各センサ部１１の基端部２１側（各構成部位１００ａに対向する位置）に電線２００ａを位置させることで、図５に示すように、電線２００ａを確実にクランプすることができる結果、電線２００ａに流れる電流を正確に測定することが可能となっている。つまり、一対のセンサ部１１の各構成部位１００ａによって大口径の電線２００ａについての被検出量の検出に適した大口径ケーブル用検出部が構成される。

次に、図６に示すように、複数の小口径の電線２００ｂが入り組んでいる場合において、その中の１つの電線２００ｂをクランプ対象としてクランプして、電線２００ｂに流れる電流を測定する際の測定装置１の使用方法について説明する。

まず、本体部３のレバー５４に対して握持操作を行い、各先端部２２同士が開く向きに各センサ部１１を回動させる。この場合、図６に示すように、各先端部２２同士がクランプ対象の電線２００ｂに隣接する他の電線２００ｂ同士の離間距離よりも小さく、かつ電線２００ｂの直径よりも大きく開くように、レバー５４の押し込み量を少なめに調整する。

続いて、図７に示すように、各先端部２２の間に電線２００ｂを通し、次いで、電線２００ｂが各センサ部１１の先端部２２側に位置するように（電線２００ｂが各構成部位１００ｂの各内周部２３に対向するように）測定装置１を移動させる。続いて、図８に示すように、レバー５４に対する握持状態を解除する。この際に、図外のばねの付勢力によって各先端部２２同士が閉じる向きに各センサ部１１が回動する。これにより、各センサ部１１によって電線２００ｂが取り囲まれてクランプされる。

ここで、このクランプセンサ２では、各センサ部１１の各構成部位１００ｂにおける内周部２３の曲率が構成部位１００ａにおける内周部２３の曲率よりも小さくなるように各センサ部１１が形成されているため、このクランプセンサ２では、先端部２ｂ側が基端部２ａ側よりも狭められた形状となっている（図２参照）。また、このクランプセンサ２では、各構成部位１００ｂにおける内周部２３から外周部２４までの長さＴ２が、各構成部位１００ａにおける内周部２３から外周部２４までの長さＴ１よりも短くなるように各センサ部１１が形成されているため、各センサ部１１の一方における先端部２２の外周部２４から他方における先端部２２の外周部２４までの長さ（幅）が十分に短くなっている。

このため、図７，８に示すように、複数の小口径の電線２００ｂが入り組んでいる場合においても、クランプ対象の電線２００ｂと隣接する他の電線２００ｂとの間にセンサ部１１の先端部２２を進入させて、クランプ対象の電線２００ｂだけを各先端部２２の間に通し、これによってクランプ対象の電線２００ｂだけを確実にクランプすることが可能となっている。つまり、一対のセンサ部１１の各構成部位１００ｂによって小口径の電線２００ｂについての被検出量の検出に適した小口径ケーブル用検出部が構成される。

次いで、本体部３の操作部５３を操作して、電流の測定を指示する。この際に、クランプセンサ２が電線２００ｂに流れる電流によって生じる被検出量としての磁界を検出する。また、本体部３の測定部５１が、クランプセンサ２によって検出された磁界に基づいて電線２００ｂに流れる電流を測定する。続いて、測定部５１は、電流の測定を表示部５２に表示させる。

このように、このクランプセンサ２および測定装置１では、内周部２３の曲率が互いに異なる平面視略弧状に形成されて、各センサ部１１の長さ方向に沿って並んだ複数（本例では２つ）の構成部位１００をそれぞれ備えて各センサ部１１が構成され、先端部２２側の構成部位１００ほど内周部２３の曲率が小さくなるように形成されている。このため、このクランプセンサ２および測定装置１によれば、クランプセンサ２の先端部２ｂ側を基端部２ａ側よりも十分に狭めた形状とすることができる。したがって、このクランプセンサ２および測定装置１によれば、入り組んでいる複数の電線２００ｂの中の１つをクランプして被測定量を測定する使用形態において、クランプ対象の電線２００ｂだけを確実にクランプすることができる。また、このクランプセンサ２および測定装置１では、構成部位１００ａにおける内周部２３の曲率が構成部位１００ｂにおける内周部２３の曲率よりも大きいため、対向する各構成部位１００ａの内周部２３同士の最大の離間距離Ｌ１を対向する構成部位１００ｂの内周部２３同士の最大の離間距離Ｌ２よりも長くすることができる。したがって、このクランプセンサ２および測定装置１によれば、大口径の電線２００ａをクランプして被測定量を測定する使用形態において、各センサ部１１の基端部２１側（各構成部位１００ａの各内周部２３に対向する位置）に電線２００ａを位置させることで、大口径の電線２００ａを確実にクランプすることができる。このように、このクランプセンサ２および測定装置１によれば、様々な使用形態においてクランプ対象の電線２００を確実にクランプすることができる。

また、このクランプセンサ２および測定装置１では、先端部２２側の構成部位１００ほど、内周部２３から外周部２４までの長さが短くなるように各構成部位１００が形成されている。このため、このクランプセンサ２および測定装置１によれば、一方のセンサ部１１における先端部２２の外周部２４から他方のセンサ部１１における先端部２２の外周部２４までの長さ、つまりクランプセンサ２の先端部２ｂの幅をさらに狭めることができるため、入り組んでいる複数の電線２００ｂの中の１つをクランプして被測定量を測定する使用形態において、クランプ対象の電線２００ｂだけをより確実にクランプすることができる。

なお、クランプセンサおよび測定装置の構成は、上記の構成に限定されない。例えば、２つの構成部位１００を備えてセンサ部１１を構成した例について上記したが、３つ以上の構成部位１００を備えてセンサ部１１を構成し、先端部２２側の構成部位１００ほど内周部２３の曲率が小さくなるように各構成部位１００を形成する構成を採用することもできる。

また、先端部２２側の構成部位１００ほど、内周部２３から外周部２４までの長さが短くなるように各構成部位１００を形成した例について上記したが、内周部２３から外周部２４までの長さが互いに等しくなるように各構成部位１００を形成する構成を採用することもできる。また、先端部２２側の構成部位１００ほど、内周部２３から外周部２４までの長さが長く（厚く）なるように各構成部位１００を形成する構成を採用することもできる。

また、内周部２３および外周部２４の双方が平面視略弧状に形成されたセンサ部１１を用いる例について上記したが、内周部２３だけを平面視略弧状に形成し、外周部２４を平面視略弧状以外の形状（直線を組み合わせた平面視形状）に形成したセンサ部を用いる構成を採用することもできる。

また、クランプセンサ２が被検出量としての磁界を検出し、測定部５１が被測定量としての電流を測定する例について上記したが、被検出量や被測定量は、磁界や電流に限定されず、電圧、電力および抵抗などの各種の物理量が含まれる。

１ 測定装置
２ クランプセンサ
１１ センサ部
２１ 基端部
２２ 先端部
５１ 測定部
１００ａ，１００ｂ 構成部位
２００ａ，２００ｂ 電線
Ｔ１，Ｔ２ 長さ

Claims (3)

1. 内周部が平面視略弧状にそれぞれ形成されると共に先端部同士が開閉するように基端部を中心として回動可能に構成された一対のセンサ部を備えて、当該各センサ部でクランプ対象をクランプした状態において当該クランプ対象についての被検出量を検出可能に構成されたクランプセンサであって、
   前記各センサ部は、前記内周部の曲率が互いに異なる平面視略弧状に形成されて当該各センサ部の長さ方向に沿って並んだ複数の構成部位をそれぞれ備えて構成され、
   前記各構成部位は、前記先端部側の当該構成部位ほど、前記曲率が小さくなるように形成されているクランプセンサ。
2. 前記各構成部位は、前記先端部側の当該構成部位ほど、前記内周部から外周部までの長さが短くなるように形成されている請求項１記載のクランプセンサ。
3. 請求項１または２記載のクランプセンサと、当該クランプセンサによって検出された前記被検出量に基づいて前記クランプ対象についての被測定量を測定する測定部とを備えている測定装置。

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