JP6539134B2 - クランプセンサ - Google Patents

Description

本発明は、被測定電路を活線状態のまま挿通して電流を測定し得るクランプセンサに関し、さらに詳しく言えば、必要に応じてフレキシブルセンサとしても使用できるようにしたクランプセンサに関する。

例えば特許文献１に記載されているように、一般的なクランプセンサは、手で把持される計器本体を備え、上記計器本体に、内部にそれぞれ電流センサを有する開閉可能な一対のアームメンバーを含むクランプアームと、上記クランプアームを開閉する操作レバーとが設けられている。

各アームメンバー内には、磁性鋼板の積層体からなる例えばＣ字形の磁気コアにコイルボビンを装着した電流センサが設けられ、クランプアームを閉じることにより、各アームメンバー内の電流センサ同士が突き合わされ電流検出用の閉ループが形成される。

このクランプセンサによれば、各アームメンバーを開くことにより、被測定電路を切断することなく活線状態のままクランプアーム内に挿通することができるが、実際に使用するうえで、次のような制約がある。

まず第１に、被測定電路の径がクランプアームの開き幅よりも大径である場合が挙げられる。次に、複数本の被測定電路が狭い間隔で配線されて混み合っているような場合である。このような場合には、隣接する被測定電路が邪魔となって、目的とする被測定電路をクランプアーム内に挿通することができない。

クランプセンサと同じく、被測定電路を切断することなく活線状態のまま挿通して測定し得る電流計として、特許文献２に記載されているように、中空で可撓性を有する絶縁チューブの外周にコイル線を螺旋状に巻き付けてなるロゴウスキーコイル型のフレキシブルセンサ（コアレス電流センサとも言う）がある。

このフレキシブルセンサによれば、被測定電路の径に見合った長さのものを選択することにより、大径の被測定電路であっても測定することができる。また、柔軟かつ屈曲可能な特性を生かして、配線が混み入った箇所であっても、目的とする被測定電路に取り付けることができる。

しかしながら、フレキシブルセンサの場合、被測定電路の周りに配置したのち、ループを形成するため、その両端を係止部材で連結する必要があり、クランプセンサに比べて作業性がよくない。また、被測定電路の径に対して長さが長すぎる場合、被測定電路との間の間隔が大きくなり、検出精度が悪くなる。

このように、クランプセンサとフレキシブルセンサは一長一短であるため、複数の異なる導体径の被測定電路が混在する測定現場では、クランプセンサとフレキシブルセンサの２種類を用意する必要があり、これにはコストがかかるばかりでなく、持ち運びにも不便である。

特開２００４−１２５４１０号公報 特開２０１３−２２８２７５号公報

そこで、本発明の課題は、必要に応じてフレキシブルセンサとしても使用できるようにしたクランプセンサを提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明は、手で把持される計器本体を備え、上記計器本体に、内部にそれぞれ電流センサを有する開閉可能な一対のアームメンバーを含むクランプアームと、上記クランプアームを開閉する操作レバーとが設けられているクランプセンサにおいて、上記電流センサとして、中空で柔軟な絶縁チューブの外周にコイル線を螺旋状に巻回してなるロゴウスキーコイル型のフレキシブルセンサが用いられており、上記フレキシブルセンサは、少なくとも上記クランプアームの周長よりも長い長さを有し、上記一方のアームメンバーの先端部から上記計器本体内を経由して上記他方のアームメンバーの先端部にかけて摺動可能に挿通されており、上記クランプアームが開かれた状態で、上記アームメンバーの先端部から引き出し可能であることを特徴としている。

本発明において、上記フレキシブルセンサの両端には、上記フレキシブルセンサを環状に保持する解離可能な係合部材が設けられている。

また好ましい態様として、上記計器本体には、上記クランプアームに対して接近・離反する方向に沿って移動可能な摺動ピンが設けられ、上記フレキシブルセンサの上記計器本体内に引き込まれている中間の折返し部に上記摺動ピンが係止され、上記摺動ピンにより、上記フレキシブルセンサの上記アームメンバーの先端部から引き出し長さが調節される。

さらに好ましい態様として、上記摺動部材には、上記操作レバーを介して上記クランプアームを開状態に保持するためのロック手段が設けられているとよい。

本発明によれば、クランプアームの先端部からフレキシブルセンサからなる電流センサを引出可能としたことにより、通常のクランプセンサとして使用できるばかりでなく、被測定電路をクランプアームによって挟むことができない場合や被測定電路が混み合っている場合には、フレキシブルセンサをクランプアームから引き出して先端同士を互いに係合することにより対応できる。

本発明の一実施形態に係るクランプセンサの内部構造を模式的に示す正面図。 上記クランプセンサのクランプアームを開いた状態の正面図。 上記クランプセンサの開口部から電流センサを引き出した状態の正面図。 上記クランプセンサの使用状態の一例を示す模式図。 上記クランプセンサの電流センサの引出形態の変形例を示す正面図。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１に示すように、このクランプセンサ１は計器本体２を備え、計器本体２には、内部にそれぞれ電流センサ５を有する開閉可能な一対のアームメンバー４ａ，４ｂを含むクランプアーム４と、クランプアームを開閉する操作レバー３とが設けられている。

計器本体２は、好ましくは片手で把持可能な長方形状を呈し、図示しないが、その内部には、電気測定用の回路基板や電池などが収納されている。同じく図示しないが、計器本体２の前面（パネル面）には、測定値などを表示する表示モニタや各種操作部材などが設けられている。

本発明において、電流センサ５には、中空で可撓性を有する絶縁チューブの外周に沿って導電コイル線を螺旋状に巻回するロゴウスキーコイル型のフレキシブルセンサ５０が用いられている。

フレキシブルセンサ５０は、少なくともクランプアーム４の周長よりも長い長さを有し、一方のアームメンバー４ａの先端部４２ａから計器本体２内を経由して他方のアームメンバー４ｂの先端部４２ｂにかけて摺動可能に挿通されている。フレキシブルセンサ５０は、計器本体２内において中間がＵ字状に折り曲げられている。以下の説明において、そのＵ字状の折返し部分を折返し部５ａとする。

フレキシブル５０の各先端には、フレキシブルセンサ５０の端部同士を連結するためのキャップ５１，５２が設けられている。この実施形態において、キャップ５１，５２は雌雄嵌合型の連結部材であって、一方のキャップ５１はオス型であり、他方のキャップ５２はメス型である。

クランプアーム４は、左右一対のＣ字型のアームメンバ４ａ，４ｂを有し、アームメンバ４ａ，４ｂの先端同士を互いに向き合わせて合致させることにより、中央に被測定電路Ｅを挿通するための環状の挿通部Ｈが形成される。

アームメンバ４ａ，４ｂは、内部にフレキシブルセンサ５０が無理なく摺動可能となりうるような中空体であり、下端側には計器本体２に設けられた回転軸２６に差し込まれる軸受部４１が設けられている。

アームメンバ４ａ，４ｂは、この回転軸２６を中心に回動することにより、アームメンバ４ａ，４ｂの先端４２ａ，４２ｂが、対向するアームメンバ４ａ，４ｂの先端４２ａ，４２ｂと近接または離反する方向に開閉する。

アームメンバ４ａ，４ｂの下端側には、操作レバー３のプッシュロッド３３によって押圧される開閉レバー４４が設けられている。開閉レバー４４は、アームメンバ４ａ，４ｂの軸受部４１よりも下側に突設されており、その側面の一部にプッシュロッド３３が当接するようになっている。

アームメンバー４ａの開閉レバー４４とアームメンバー４ｂの開閉レバー４４との間には、圧縮バネＳが配置されている。圧縮バネＳは、各開閉レバー４４を互いに離反する方向に常にバネ付勢している。これにより、アームメンバー４ａ，４ｂの先端４２ａ，４２ｂが、常に互いに近接する方向（閉方向）にバネ付勢される。

操作レバー３は、計器本体２の互いに対向する各側面に左右一対となって設けられている。この実施形態において、操作レバー３は、左側面の操作レバー３ａと、右側面の操作レバー３ｂとを備えている。

各操作レバー３ａ，３ｂは、その下端３１に計器本体２に設けられた回転軸２５に軸支される軸受部３１１を有し、回転軸２５を中心に上端側が自由端として回動するようになっている。計器本体２の側面には、側面開口部２４が設けられており、この側面開口部２４から操作レバー３の側面が突出するようになっている。

操作レバー３ａ，３ｂの上端には、操作レバー３ａ，３ｂが側面開口部２４から抜け落ちないようにするためのストッパー３２が設けられている。ストッパー３２は、側面開口部２４の開口縁に沿って当接する凸部であり、ストッパー３２が側面開口部２４に引っ掛かることにより、操作レバー３の開き方向の動きが規制されるようになっている。

操作レバー３ａ，３ｂの上端の内周面には、操作レバー３ａ，３ｂを内側に押し込むと同時にクランプアーム４の開閉レバー４４を押圧して、クランプアーム４を開閉するための、プッシュロッド３３が突設されている。

プッシュロッド３３は、クランプアーム４の開閉レバー４４に向かって突設された凸リブであり、その先端はクランプアーム４の開閉レバー４４に沿ってスムーズに移動しやすいように面取りされている。

各操作レバー３ａ，３ｂにはさらに、操作レバー３ａ，３ｂを常に押圧した状態（クランプアーム４が開いた状態）を維持するためのロック手段の一方をなす係止爪３４が設けられている。

係止爪３４は、操作レバー３ａ，３ｂの内側の側面の（図１では右側面）からほぼ垂直に立設されており、その先端にはフック部３４１が突設されている。フック部３４１は、後述する計器本体２内に設けられたロック部２３に係止される。

計器本体２にはさらに、計器本体２内に引き込まれたフレキシブルセンサ５０の引出量を調節する長さ調節レバー２１（摺動部材）が設けられている。長さ調節レバー２１は、計器本体２の上下方向（図１では上下方向）に沿って延在するスライド溝２１１に沿ってスライド可能に配置されている。長さ調節レバー２１の一部には、フレキシブルセンサ５０の折返し部５ａの内面側に係合する係合ピン２２を備えている。係合ピン２２は、長さ調節レバー２１の基部２３１の中央からほぼ垂直に突設され、フレキシブルセンサ５０の折返し部５ａの内側に係合されている。

この実施形態において、長さ調節レバー２１は、計器本体２の表面側（図１では裏面側）に突出した図示しないスライダーを有し、このスライダーを手で上下にスライドさせることにより、フレキシブルセンサ５０の引出量を任意に調節することができようになっている。また、長さ調節レバー２１には、引出感を得るためクリック手段などが設けられていることが好ましい。

長さ調節レバー２１には、上述した操作レバー３の係止爪３４と協働し、クランプアーム４を開状態とした状態を保持するロック手段の他方をなすロック部２３が設けられている。図１に示すように、ロック部２３は、水平方向（図１では左右方向）に延在する基部２３１と、基部２３１の両端を上方に向かって直角に折り曲げてなる係止部２３２，２３２とを有するＵ字型に形成されている。

これによれば、図３に示すように、クランプアーム４を押圧して開状態とした状態で、長さ調節レバー２１を最上部までスライドさせ、係止爪３４をロック部２３に係止することにより、操作レバー３から手を離してもクランプアーム４の開状態を維持することができる。より好ましい態様としては、ロック部２３と係止爪３４との係合面を山切り状の凹凸面とすることで、係合状態をより強固にすることができる。

次に、本発明のクランプセンサ１の使用手順の一例について説明する。まず初めに通常のクランプセンサとして使用する場合には、計器本体２を片手で把持し、指で一方の操作レバー３ａを内側に向けて押圧することにより、プッシュロッド３３が開閉レバー４４の外側を押圧して回転軸２６を中心にアームメンバー４ａが反時計回りに回転する。

同時に他方の操作レバー３ｂを押圧すると、アームメンバー４ｂは時計回りに回転することにより、各アームメンバー４ａ、４ｂの先端４２ａ，４２ｂが左右に開いて開口部４４が現れ、この開口部Ｏから被測定電路Ｅを挿通部Ｈ内に導き入れることができる。

しかるのち、操作レバー３から指を離すことで、操作レバー３が圧縮バネＳのバネ復元力によって自動的に外側に開かれるとともに、併せてクランプアーム４の各アームメンバー４ａ，４ｂも自動的に閉じる。これにより、挿通部Ｈ内に被測定電路Ｅが収納される。

また、図４に示すように、複数の被測定電路Ｅ１，Ｅ２が混み合って配置されていたり、被測定電路Ｅ１，Ｅ２の径が太い場合など、クランプアーム４の開口部４４から被測定電路Ｅ１，Ｅ２を通すことができないような状況においては、まず、上述した方法でクランプアーム４を開いたのち、ロック部２３と係止爪３４と係止させてクランプアーム４を開状態で保持する。

次に、クランプアーム４の先端４２ａ側に配置されたキャップ５１を手で持ってフレキシブルセンサ５０を所定長さを引き出すとともに、一方の被測定電路Ｅ２の回りにフレキシブルセンサ５０を通したのち、キャップ５１をキャップ５２に連結することにより、被測定電路Ｅ２に対応できる。

測定後は、計器本体２を手で持って、長さ調節レバー２１を下にスライドさせることにより、フレキシブルセンサ５０がアームメンバー４ａの内部を通って計器本体２の中に自動的に引き込まれて収納され、再び通常のクランプセンサとして使用可能な標準形態となる。

この実施形態において、フレキシブルセンサ５０はキャップ５１側が引出可能となっており、キャップ５２はアームメンバー４ｂに固定されているが、キャップ５２側を引出可能としてもよい。さらには、図５に示すように、キャップ５１側とキャップ５２側の両方から引出可能としてもよい。

また、この実施形態において、クランプアーム４は、左右一対のアームメンバー４ａ、４ｂが同期的に左右に開閉するようになっているが、いずれか一方のみが開閉するタイプであってもよく、クランプアーム４が開いた開口部４４からフレキシブルセンサ５０が引出可能であれば、その他の態様も本発明に含まれる。

以上説明したように、本発明によれば、クランプアームの先端部からフレキシブルセンサからなる電流センサを引出可能としたことにより、通常のクランプセンサとして使用できるばかりでなく、被測定電路がクランプアームによって挟むことができない場合や混み合っている場合には、フレキシブルセンサをクランプアーム引き出して対応することができる。

１ クランプセンサ
２ 計器本体
２１ 長さ調節レバー
２２ 摺動ピン
２３ ロック部
３ 開閉レバー
４ クランプアーム
５ 電流センサ
Ｈ 挿通部

Claims (4)

1. 手で把持される計器本体を備え、上記計器本体に、内部にそれぞれ電流センサを有する開閉可能な一対のアームメンバーを含むクランプアームと、上記クランプアームを開閉する操作レバーとが設けられているクランプセンサにおいて、
   上記電流センサとして、中空で柔軟な絶縁チューブの外周にコイル線を螺旋状に巻回してなるロゴウスキーコイル型のフレキシブルセンサが用いられており、
   上記フレキシブルセンサは、少なくとも上記クランプアームの周長よりも長い長さを有し、上記一方のアームメンバーの先端部から上記計器本体内を経由して上記他方のアームメンバーの先端部にかけて摺動可能に挿通されており、上記クランプアームが開かれた状態で、上記アームメンバーの先端部から引き出し可能であることを特徴とするクランプセンサ。
2. 上記フレキシブルセンサの両端には、上記フレキシブルセンサを環状に保持する解離可能な係合部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のクランプセンサ。
3. 上記計器本体は、上記クランプアームに対して接近・離反する方向に沿って移動可能な摺動部材を有し、上記摺動部材には、上記フレキシブルセンサの上記計器本体内に引き込まれている中間の折返し部に対する係合ピンが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のクランプセンサ。
4. 上記摺動部材と上記操作レバーとの間には、上記クランプアームを開状態に保持するためのロック手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のクランプセンサ。

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