(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024088377
(43)【公開日】2024-07-02
(54)【発明の名称】センサユニット
(51)【国際特許分類】
G01R 15/18 20060101AFI20240625BHJP
H02G 1/02 20060101ALI20240625BHJP
H02G 7/00 20060101ALI20240625BHJP
G01D 11/30 20060101ALI20240625BHJP
【FI】
G01R15/18 Z
H02G1/02
H02G7/00
G01R15/18 A
G01D11/30 S
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022203512
(22)【出願日】2022-12-20
(71)【出願人】
【識別番号】000000262
【氏名又は名称】株式会社ダイヘン
(74)【代理人】
【識別番号】100115749
【弁理士】
【氏名又は名称】谷川 英和
(74)【代理人】
【識別番号】100166811
【弁理士】
【氏名又は名称】白鹿 剛
(72)【発明者】
【氏名】大瀧 泰生
(72)【発明者】
【氏名】甲斐 寿文
(72)【発明者】
【氏名】鳴川 雄太
(72)【発明者】
【氏名】三田 慎一
(72)【発明者】
【氏名】神谷 敦
【テーマコード(参考)】
2G025
5G352
5G367
【Fターム(参考)】
2G025AA03
2G025AA04
2G025AB14
2G025AC01
5G352AC02
5G352AM01
5G367BB13
(57)【要約】
【課題】電線に常時設置するのに適した構造を有するセンサユニットを、比較的軽量に構成する。
【解決手段】計測対象の電線90に設置されて電線90の通電状態に関する計測を行うセンサユニット1は、環状のセンサ45と回路部とを有し電線90の通電状態に関する計測を行う計測手段5と、計測手段5を収容するように構成されており、電線90を囲むようにして配置される樹脂製の筐体2とを備える。筐体2は、筐体2の内部に形成されているリブ状の隔壁又は外表部によって区画されたセンサ配置部2Sを有し、環状のセンサ45は、電線90を囲むように筐体2が当該電線90に設置された状態で当該電線90を囲むようにセンサ配置部2Sの内側に収容されている。センサユニット1は、電線に常時設置するのに適した構造を有し、比較的軽量に構成可能である。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
計測対象の電線に設置されて当該電線の通電状態に関する計測を行うセンサユニットであって、
前記電線を囲むように構成された環状のセンサと、前記環状のセンサと接続される回路部とを有し、前記電線の通電状態に関する計測を行う計測手段と、
前記環状のセンサ及び前記回路部を収容するように構成されており、前記電線を囲むようにして配置される筐体とを備え、
前記筐体の内部には、複数のリブ状の隔壁が形成されており、
前記筐体は、前記リブ状の隔壁又は外表部によって区画されたセンサ配置部を有しており、
前記環状のセンサは、前記電線を囲むように前記筐体が当該電線に設置された状態で当該電線を囲むように前記センサ配置部の内側に収容されている、センサユニット。
【請求項2】
前記センサ配置部には、前記電線の長手方向に対して平行な方向に延びるリブ状の配置部内隔壁部が設けられており、
前記配置部内隔壁部は、前記環状のセンサが通るように形成されたスリットを有する、請求項1に記載のセンサユニット。
【請求項3】
前記環状のセンサは、ロゴスキーコイルである、請求項1又は2に記載のセンサユニット。
【請求項4】
樹脂製であって、前記筐体にそれぞれスナップフィットにより固定される第一キャップ及び第二キャップを備え、
前記ロゴスキーコイルは、前記第一キャップに取り付けられる第一端部と、前記第二キャップに取り付けられる第二端部とを有する1本の線状の部材であり、
前記電線の周りの周方向において前記第一キャップと前記第二キャップとが互いに隣接するように配置されることにより、前記ロゴスキーコイルが前記電線を囲む環状をなすように構成されている、請求項1又は2に記載のセンサユニット。
【請求項5】
前記筐体は、第一筐体及び第二筐体に分割可能に構成されており、
前記第一キャップが前記第一筐体に取り付けられており、
前記第二キャップが前記第二筐体に取り付けられており、
前記第一筐体と前記第二筐体とで前記電線を挟むようにして前記電線に配置されるように構成されている、請求項4に記載のセンサユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、センサユニットに関し、特に、計測対象の電線に設置して当該電線の通電状態に関する計測を行うために用いられるセンサユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、電線に配置されて、当該電線の通電状態を計測するための様々な機器が用いられている。
【0003】
例えば、下記特許文献1には、電線に吊り下げて配置する検電装置の構成が記載されている。この検電装置は、電線を所定の箇所に配置した後で上部ホルダを押さえることにより電線を挟持させて、電線に配設することができるように構成されている。
【0004】
また、特に活線に対して作業を行う場合には、いわゆる間接活線工具を用いて作業を行う無停電工法(間接活線工法と言ってもよい)が採用される。このような間接活線工具を用いて電線に取り付けられるように構成されたセンサユニットがある(例えば、下記特許文献2、特許文献3参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平5-335164号公報
【特許文献2】特開2007-104832号公報
【特許文献3】特開2009-002705号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、このようなセンサユニットとしては、電線に常時設置されて、電線の通電状態に関する計測を行う用途に用いられるものがある。電線に常時設置されるセンサユニットは、電線に取り付けたままで利用されるため、上述のような従来の検電装置に比較して、記憶媒体や、外部への通信設備、バッテリー等、これまで不要だった各装置を搭載する必要があるものである。そうすると、それらを収容するための筐体部のサイズや重量が増加することとなる。従来の検電装置のように、電線を囲むように配置されるセンサ部と、センサ部と共に用いられる上述のような他の装置類を収容する筐体部とが分かれている場合、筐体部が大きく、重くなると、電線から重心が比較的離れた位置になる。そうすると、風や振動の影響を受けてセンサユニットが振り子のように揺れ、電線の損傷に繋がる可能性がある。また、電線のうち、狭い範囲の一部分に常時負荷がかかることとなり、断線等のトラブルが引き起こされる可能性が増加する。一方で、筐体と一体となって電線を包み込む形で固定するようなセンサを構成する場合には、上述の特許文献に記載されているようなフック部と筐体部とが分かれている構成と比較して、筐体を含め、センサユニットが大型化することとなる。特に、重心バランスを改善した各部の配置を採用したり、電線へかかる負荷を分散させることを考慮したり、単純に構成を増加させたりしようとすることは、センサユニットの大型化に繋がりやすい。しかしながら、このようにセンサユニットが大型化すると、重量が増加し、間接活線工具等を用いた工法や、その他の取り扱いの場面において、取り扱いにくくなる。このような問題点に対して、筐体の軽量化等を試みて単にセンサユニットを軽量にすると、センサユニットの耐久性や強度が下がってしまい、常時設置して使用するのに適さなくなる可能性がある。
【0007】
この発明は、このような問題点を鑑みてなされたものであり、比較的軽量であって電線に常時設置するのに適した構造を有するセンサユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本第一の発明のセンサユニットは、計測対象の電線に設置されて当該電線の通電状態に関する計測を行うセンサユニットであって、電線を囲むように構成された環状のセンサと、環状のセンサと接続される回路部とを有し、電線の通電状態に関する計測を行う計測手段と、環状のセンサ及び回路部を収容するように構成されており、電線を囲むようにして配置される筐体とを備え、筐体の内部には、複数のリブ状の隔壁が形成されており、筐体は、リブ状の隔壁又は外表部によって区画されたセンサ配置部を有しており、環状のセンサは、電線を囲むように筐体が当該電線に設置された状態で当該電線を囲むようにセンサ配置部の内側に収容されている、センサユニットである。
【0009】
かかる構成により、電線に常時設置するのに適した構造を有するセンサユニットを、比較的軽量に構成することができる。
【0010】
また、本第二の発明のセンサユニットは、第一の発明に対して、センサ配置部には、電線の長手方向に対して平行な方向に延びるリブ状の配置部内隔壁部が設けられており、配置部内隔壁部は、環状のセンサが通るように形成されたスリットを有する、センサユニットである。
【0011】
かかる構成により、センサユニットの剛性をより高めることができる。
【0012】
また、本第三の発明のセンサユニットは、第一又は二の発明に対して、環状のセンサは、ロゴスキーコイルである、センサユニットである。
【0013】
かかる構成により、センサとして軽量なロゴスキーコイルを用いて電線の電流に関する計測を行うことができ、センサユニットをさらに軽量に構成することができる。
【0014】
また、本第四の発明のセンサユニットは、第一から三のいずれか一つの発明に対して、樹脂製であって、筐体にそれぞれスナップフィットにより固定される第一キャップ及び第二キャップを備え、ロゴスキーコイルは、第一キャップに取り付けられる第一端部と、第二キャップに取り付けられる第二端部とを有する1本の線状の部材であり、電線の周りの周方向において第一キャップと第二キャップとが互いに隣接するように配置されることにより、ロゴスキーコイルが電線を囲む環状をなすように構成されている、センサユニットである。
【0015】
かかる構成により、比較的軽量な第一キャップ及び第二キャップを用いる構造により、軽量なセンサユニットを容易に組み立てることができる。
【0016】
また、本第五の発明のセンサユニットは、第四の発明に対して、筐体は、第一筐体及び第二筐体に分割可能に構成されており、第一キャップが第一筐体に取り付けられており、第二キャップが第二筐体に取り付けられており、第一筐体と第二筐体とで電線を挟むようにして電線に配置されるように構成されている、センサユニットである。
【0017】
かかる構成により、分割可能な筐体で電線を挟むようにして、容易に電線にセンサユニットを設置することができる。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、電線に常時設置するのに適した構造を有するセンサユニットを、比較的軽量に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【
図1】本実施の形態に係るセンサユニットの閉状態を説明する図
【
図4】同センサユニットを異なる方向から見た分解斜視図
【
図7】同センサユニットのロゴスキーコイルの取付構造を示す斜視図
【
図8】同センサユニットのロゴスキーコイルの取付構造を示す側断面図
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、センサユニット等の実施形態について図面を参照して説明する。
【0021】
なお、以下の説明において、図面において示される座標は、各図同士で共通している。座標の上、下を上下方向ということがあり、右、左を左右方向ということがあり、手前、奥を前後方向ということがある。上下方向は、説明のために観念する水平面に対して、垂直な方向である。上下方向、左右方向、前後方向は、互いに垂直な方向である。左右方向は、第一方向と言ってもよく、前後方向は、第二方向と言ってもよい。以下において、このように各方向を示して各部の形状や位置関係を説明することがあるが、これらは、特定の利点に関して明示するものを除いて、あくまで説明の便宜のために定義したものであって本発明に係るセンサユニット等の使用時における向きや姿勢などを限定するものではない。
【0022】
(実施の形態)
【0023】
本実施の形態の概要は、次の通りである。すなわち、センサユニットにおいて環状のセンサが用いられており、環状のセンサは、筐体に設けられたポケット構造を利用して収容されている。ポケット構造とは、肉抜き部であると言ってもよい。すなわち、センサユニットは、軽量化が実現され、かつ、丈夫な構造を有している。環状のセンサとしては、例えば、ロゴスキーコイルが用いられており、より軽量にセンサユニットを構成することが可能となっている。
【0024】
本実施の形態において、筐体は、開閉可能な構造を有し、電線を挟み込むようにして、電線に配置可能に構成されている。センサユニットは、上下に分割され、ヒンジ部を介して回転することにより開閉可能な筐体を有している。センサユニットの上側の筐体には、電線に掛けられる凹形をなす部位が設けられている。電線は、センサユニット1の凹部に掛けられ、その外周に環状のセンサが配置されるようになっている。以下、このようなセンサユニット1の構成について説明する。
【0025】
本実施の形態において、センサユニット1は、例えば、三相交流の高圧電力の配電系統において用いられる地絡事故判定システム等に用いられる。配電系統は、電線(配電線)を通じて、変電所から各需要家に配電する。センサユニット1は、配電系統において、任意の箇所の電線に配置可能に構成されている。例えば、センサユニット1は、配電系統において、変電所や開閉器同士の間の線路毎に配置されたり、幹線からの分岐点同士の間の区間毎に配置されたりするが、これらに限られない。
【0026】
センサユニット1は、電線に常時設置されて、当該電線の通電状態に関する計測を行うことができるように構成されている。通電状態に関する計測を行うとは、電線を流れる電流に関する計測を行うこと、電線の電圧に関する計測を行うこと又はこれらの両方を行うことをいう。すなわち、本実施の形態においては、センサユニット1は、取り付け対象となっている電線の電流及び電圧を計測可能に構成されている。なお、いずれか一方のみを計測可能であってもよい。なお、常時設置されるとは、所定の期間にわたって設置されることを含む表現である。
【0027】
センサユニット1は、例えば、センサユニット1の外部の処理装置(図示せず)に、信号線を介して計測結果を出力することができる。これにより、処理装置において、センサユニット1の計測結果を利用することができる。計測結果の利用とは、例えば、計測結果又はそれを用いて取得した種々の情報を蓄積したりすることや、外部の装置に出力したりすることであるが、これらに限られない。なお、処理装置がセンサユニット1の内部に収納されていてもよい。センサユニット1は、かかる処理装置を含む装置であってもよいし、かかる処理装置を含まない装置であってもよい。センサユニット1は、センサヘッドと呼ばれたりプローブと呼ばれたりしてもよい。
【0028】
まず、本実施の形態に係るセンサユニット1の大まかな構成について説明する。
【0029】
図1は、本実施の形態に係るセンサユニット1の閉状態を説明する図である。
図2は、同センサユニット1の開状態を説明する図である。
図3は、同センサユニット1の分解斜視図である。
図4は、同センサユニット1を異なる方向から見た分解斜視図である。
【0030】
図1において、上段には左上方手前側から見た斜視図が示されており、下段には左側面図が示されている。
図2において、上段には左下方手前側から見た斜視図が示されており、下段には左側面図が示されている。なお、以下の図やその説明において、主要な構成要素についてのみ言及したり図示したりしているが、言及や図示のない構成要素を含んでセンサユニット1が構成されていてもよい。
【0031】
図に示されるように、センサユニット1は、大まかに、筐体2の内部に、種々の構成要素が収納された構成を有している。筐体2の内部には、例えば、計測手段5やシールド部材7などが収容されている。筐体2は、計測手段5等を内部に収容するように構成されており、後述するようにして、配置位置Pに位置させた電線90を囲むようにして、当該電線90に配置される。
【0032】
本実施の形態において、筐体2は、側面視で、全体として楕円柱形状を有している。すなわち、センサユニット1は、左右方向が高さ方向となる楕円柱形状を有している。なお、筐体2の形状はこれに限られない。
【0033】
筐体2は、第一筐体10と、第二筐体20とを有している。筐体2は、第一筐体10と第二筐体20との2つに分割可能に構成されている。筐体2は、第一筐体10と第二筐体20との間に電線90を挟み込むようにして、電線90に設置されるように構成されている。
【0034】
本実施の形態において、第一筐体10は、第一ヒンジ部11、上ユニット配置部13、収容部14及び工具取付部18を備える。第一筐体10は、例えば樹脂製である。第一筐体10は、例えば、樹脂を用いて一体成型されて構成されている。一部に樹脂以外の素材が設けられていてもよい。また、一部の構成要素又は2以上の部材が接着や機械的な方法(例えば、ネジ止めなど)により結合されて構成されていてもよい。
【0035】
第二筐体20は、第二ヒンジ部21及び下ユニット配置部23を備える。第二筐体20は、例えば樹脂製である。第二筐体20は、例えば、樹脂を用いて一体成型されて構成されている。一部に樹脂以外の素材が設けられていてもよい。また、一部の構成要素又は2以上の部材が接着や機械的な方法(例えば、ネジ止めなど)により結合されて構成されていてもよい。
【0036】
第一筐体10及び第二筐体20のそれぞれは、肉盗み部を有している。肉盗み部は、樹脂の成形を適切に行うことができるように、かつ、各筐体10,20が必要な強度や剛性を有するように、適宜設けられ得る。肉盗み部は、第一筐体10及び第二筐体20のそれぞれの内部の空間が、後述するようなリブ状の隔壁175,275や筐体2の外表面により区画されて設けられていると言ってもよい。肉盗み部は、筐体2が薄肉化された部位であると言ってもよい。このように肉盗み部が設けられている構造を、ポケット構造と言ってもよい。このような肉盗み部が多数設けられていることにより、筐体2は、必要な強度や剛性を確保しつつ、比較的軽量に構成することができるようになっている。
【0037】
本実施の形態において、第一筐体10と第二筐体20とは、ヒンジ部3を介して互いに回転可能に組み合わされている。ヒンジ部3は、第一筐体10の奥に設けられた第一ヒンジ部11と、第二筐体20の奥に設けられた第二ヒンジ部21とで構成されている。第一ヒンジ部11と第二ヒンジ部21とが係合しており、回転軸を中心に第一筐体10と第二筐体20とが互いに回転可能になっている。ヒンジ部3の回転軸は、例えば、左右方向に平行である。ヒンジ部3は、筐体2の奥側に配置されている。すなわち、第二筐体20は、第一筐体10に対して、その手前側が下方に変位する方向に回転可能である。
【0038】
筐体2は、
図2に示されるようなヒンジ部3を中心に第一筐体10と第二筐体20との間が開く開状態と、
図1に示されるような第一筐体10と第二筐体20との間が閉まる閉状態とに可逆的に状態を変化させることができるようになっている。
【0039】
本実施の形態において、センサユニット1は、通常、第一筐体10が上側、第二筐体20が下側に位置するような姿勢で、電線90に取り付けられて用いられる。このような通常の姿勢を、説明の便宜上、通常姿勢という。通常姿勢において、第一筐体10の姿勢が開状態と閉状態とで同一となる場合、閉状態における第二筐体20の位置は、開状態における第二筐体20の位置よりも、上方にあるといえる。なお、第一筐体10を上側筐体と言い、第二筐体20を下側筐体と言ってもよい。
【0040】
閉状態における第一筐体10と第二筐体20との間の角度と、開状態における第一筐体10と第二筐体20との間の角度との差の最大値は、90度以下になるように構成されている。より好ましくは、本実施の形態において、開状態における第一筐体10に対する第二筐体20の角度と、閉状態における第一筐体10に対する第二筐体20の角度との差は、60度以下になるように構成されている。このような角度制限を設けることは、例えばヒンジ部3の構造を設定することにより実現可能であるが、制限方法はこれに限られない。なお、これに限れず、開状態においてより広い角度になるまで第一筐体10に対して第二筐体20を回転させることができるように構成されていてもよい。ヒンジ部が奥側にあり、筐体2の開閉可能な角度範囲が上記のような所定の角度以下になるように構成されているので、筐体2が開閉される場合に重心の位置が変化しにくく、第一筐体10が上側にある姿勢のままでセンサユニット1が安定しやすくなっている。筐体2の開閉可能な角度範囲が60度以下である場合、筐体2が開閉される場合の重心の位置がより変化しにくくなる。
【0041】
筐体2は、開状態から、第一筐体10と第二筐体20との間の配置位置Pに電線90が配置されるようにして閉状態にすることができるように構成されている。すなわち、センサユニット1が電線90に適切に取り付けられている状態で、電線90は、センサユニット1に対して所定の配置位置Pに位置する。配置位置Pは、閉状態においてセンサユニット1を用いて適切に測定を行うことができる、センサユニット1に対する電線90の位置であるといえる。本実施の形態において、後述するように、収容部14に配置された電線90の位置が、配置位置Pであるといえる。
【0042】
なお、本実施の形態において、筐体2は、係合手段24を有している。係合手段24は、閉状態において、第一筐体10と第二筐体20とが互いに係合するように構成された構造である。係合手段24を係合構造と言ってもよい。本実施の形態において、係合手段24は、第一筐体10と第二筐体20との少なくとも一方に設けられたスナップフィットを有している。スナップフィットとは、ここでは、所定の方向に延びる梁状の部位の一部に他の部材に係合可能な係合部が形成された構造をいう。スナップフィットの梁状の部位は、所定の方向に対して垂直な方向において可撓性を有しており、係合部が他の部材に対して近づいたり遠ざかったりするように変位可能に構成されている。
【0043】
係合手段24は、例えば、第二筐体20から上方に突出する部位に形成されたスナップフィット部242と、第一筐体10に形成された被係合部142とで構成されている。すなわち、スナップフィット部242は、例えば左右方向において、被係合部142に係合可能な部位を有するように構成されている。また、被係合部142は、左右方向において、スナップフィット部242に係合可能な形状を有している。被係合部142は、閉状態において、スナップフィット部242が係合可能である。開状態から閉状態になる際に、第一筐体10に対して第二筐体20が変位するのに伴って、スナップフィット部242の一部が被係合部142に接触してスナップフィット部242の一部が変形する。そのまま閉状態になると、被係合部142にスナップフィット部242が係合して、スナップフィット部242の変形が若干緩和される。これにより、係合手段24により第一筐体10と第二筐体20とが互いに係合した状態が得られる。当該係合を解除させるような大きな外力等が加わらなければ、係合手段24により閉状態において筐体2が係合した状態が維持される。係合手段24は、左右方向において、第一筐体10に対する第二筐体20の位置を規制可能であると言ってもよい。
【0044】
なお、本実施の形態において、係合手段24を構成するスナップフィット部242と被係合部142との対は、左右方向において互いに異なる複数箇所に設けられている。具体的には、スナップフィット部242と被係合部142との対は、筐体2の右側面の近傍と、左側面の近傍との2箇所に設けられている。このように、長手方向において異なる2箇所に係合手段24が設けられていることにより、係合手段24により筐体2が係合した状態がより安定して維持される。
【0045】
なお、係合手段24は、第一筐体10側から第二筐体20側に突出するスナップフィットを有するものであってもよい。また、第二筐体20(又は第一筐体10)に、閉状態において第一筐体10(又は第二筐体20)に嵌入するような突起部が形成されており、第一筐体10(又は第二筐体20)において当該突起部に係合可能なスナップフィットが形成されていてもよい。また、係合手段24の構成はこれに限られない。スナップフィットを用いた構造とは異なる構造が用いられていてもよい。
【0046】
工具取付部18は、例えば、第一筐体10の左側面に設けられている。すなわち、工具取付部18は、第一筐体10のうち、配置位置Pにある電線90の長手方向における一方の端部近傍に設けられている。なお、工具取付部18は、第一筐体10のうち異なる部位に設けられていてもよいし、第二筐体20に設けられていてもよい。上述のとおり、工具取付部18は、第一筐体10のその他の部位と、樹脂により一体成型されて構成されている。なお、工具取付部18の一部が、第一筐体10と樹脂により一体成型されていてもよい。また、成型された第一筐体10に、工具取付部18が組みつけられていてもよい。
【0047】
ここで、工具取付部18は、第一筐体10のうち、前後方向において収容部14とヒンジ部3すなわち第一ヒンジ部11との間に設けられている。換言すると、工具取付部18は、配置位置Pにある電線90に直交する方向のうち水平な方向である前後方向において、ヒンジ部3と電線90との間にあるといえる。
【0048】
図1において、配置位置Pに配置されている電線90が、二点鎖線で示されている。配置位置Pにある電線90は、センサユニット1の略中央部を通過する。センサユニット1に対して配置位置Pにある電線90の長手方向は、センサユニット1の左右方向に略一致する。電線90に垂直などの方向においても、電線90から筐体2の外表面までの距離がある程度確保されるようになっている。
【0049】
収容部14は、配置位置Pに配置されている電線90を収容可能に構成された部位である。収容部14に電線90が配置されていることにより、筐体2の内側に電線90が収容されている状態で、筐体2が閉状態となりうる。本実施の形態において、収容部14は、第一筐体10に形成されている。なお、収容部14は、第一筐体10と第二筐体20との両方に設けられていたりしてもよい。
【0050】
収容部14は、側面視で、第二筐体20に対向する第一筐体10の面から、第二筐体20から離れる方向に向けて凹むように形成された凹部である。換言すると、収容部14は下方に向けて開放された凹部である。収容部14は、左右方向に沿うような溝状の凹部を構成している。すなわち、収容部14は、左右方向において互いに凹部部分が重なるように第一筐体10に形成されており、これにより左右方向が長手方向となるようにして電線90を収容可能である。本実施の形態において、第一筐体10には、左右の両側面の近傍部位において、左右方向に対して略垂直な板状部が複数設けられている。収容部14は、それぞれの板状部の一部を欠くように形成されており、第一筐体10の全体として、左右方向が長手方向となるようにして電線90が収容部14に収容可能となっている。
【0051】
閉状態であって通常姿勢である場合において、第一筐体10は、筐体2のうち上側半分を占める部位であるといえ、第二筐体20は、筐体2のうち下半分を占める部位であるといえる。通常姿勢である閉状態の筐体2は、筐体2の中央部を通る水平面を境にして上下2つの部位(第一筐体10、第二筐体20)に分割されていると言ってもよい。
【0052】
なお、筐体2は、3つ以上の部位に分かれていてもよい。また、第一筐体10と第二筐体20とが、より複雑な境界で分かれていてもよい。
【0053】
第一筐体10において、上ユニット配置部13は、第一筐体10の底面(第二筐体20に対向する面)から上方に窪むように形成されている。上ユニット配置部13には、後述するように、ケーブル接触部60が配置される。
【0054】
第二筐体20において、下ユニット配置部23は、第二筐体20の上面(第一筐体10に対向する面)から下方に窪むように形成されている。下ユニット配置部23には、後述するように、検知部51が配置される。
【0055】
なお、筐体2は、閉状態において、第一筐体10と第二筐体20とが締結部材88により締結されて用いられる。これにより、外力、外乱等により意図せず開状態になってしまうことを防止することができる。締結部材88は、例えば、第一筐体10側に形成された雌ねじに係合するボルトであり、筐体2の手前側と奥側とにそれぞれ設けられている。締結部材88は、第二筐体20の表面に形成された窪部203が座面となるように配置される。締結部材88は、センサユニット1の下側から工具を用いて締め付けを行うことができるようになっている。したがって、間接活線工具等を用いて容易にセンサユニット1の設置作業を行うことができる。
【0056】
また、筐体2の底部には、センサユニット1が高所から脱落してしまうことを予備的に防止するためのテザー部材(図示せず)を接続することができるテザー取付部205が設けられている。テザー取付部205は、第二筐体20に一体に形成された環状部であるが、これに限られず、例えば第二筐体20に取り付けられるアイボルト等であってもよい。
【0057】
本実施の形態において、筐体2の底部には、信号線93を接続するためのコネクタ81が配置されている。通常姿勢において底面となる位置にコネクタ81が設けられているので、センサユニット1と信号線93との接続について、耐候性を高めることができる。
【0058】
計測手段5は、計測部と言ってもよい。計測手段5は、筐体2の内側に収容されており、閉状態において配置位置Pにある電線90の通電状態に関する計測を行う。本実施の形態において、計測手段5は、電流センサ部40と、電圧センサ部50と、回路部5bとを含む。計測手段5は、電線90の電流と電圧とを計測可能に構成されている。
【0059】
本実施の形態において、電流センサ部40は、環状のセンサ45を有する。すなわち、後述するように、電流センサ部40は、筐体2が閉状態である場合において電線90を囲む環状部を有するように構成されている。電流センサ部40は、環状のセンサ45によって、電線90の電流を検知可能に構成されている。
【0060】
本実施の形態において、環状のセンサ45としては、例えば、ロゴスキーコイルが用いられる。以下の説明において、環状のセンサ45をロゴスキーコイル45と呼ぶことがある。なお、環状のセンサ45は、ロゴスキーコイルに限られず、電線を囲む磁気コア(環状部の一例)と当該磁気コアに巻回されたコイルとを有するカレントトランス(CT)型の方式により電線の電流を検知可能に構成されているものであってもよい。
【0061】
本実施の形態において、第二キャップ42の内部において、ロゴスキーコイル45から、計測手段5において電流を計測するための回路が設けられている回路部5bに接続するための接続線45bが引き出される。
【0062】
電圧センサ部50は、おおまかに、検知部51と、ケーブル接触部60と、付勢部材69とを含んでいる。電圧センサ部50は、検知部51によって、配置位置Pにある電線90の電圧を検知可能に構成されている。
【0063】
検知部51は、閉状態において配置位置Pにある電線90に沿うように位置する。検知部51は、検知部筐体52と、絶縁性パッド54と、カバー56とを含んでいる。検知部51は、全体として箱形に形成されている。検知部51は、下ユニット配置部23に収容される。すなわち、検知部51は、第二筐体20に取り付けられている。
【0064】
絶縁性パッド54は、検知部筐体52の上面に配置されている。検知部筐体52の内部において、絶縁性パッド54の下方には、電線90の周囲の電界を検知するための電極(図示せず)が配置されている。電極は、計測手段5において電圧を計測するための回路が設けられている回路部5bに接続されている。
【0065】
カバー56は、検知部筐体52の下側を覆うように構成されている。検知部筐体52とカバー56とで覆われている内部には、計測手段5を構成する電極や回路基板等が配置された回路部5bが収容されている。すなわち、回路部5bは、筐体2の内部に収容されている。回路部5b等の内部の部材について、検知部筐体52とカバー56とで覆われることにより、一定程度の防水性能が確保されている。
【0066】
ケーブル接触部60は、閉状態において、検知部51の上方に位置する。ケーブル接触部60は、第一筐体10に配置されており、配置位置Pにある電線90に接触可能に構成されている。ケーブル接触部60は、全体として箱形の外径形状を有している。ケーブル接触部60は、第一筐体10の上ユニット配置部13に収容される。
【0067】
閉状態において、ケーブル接触部60と検知部51との間の配置位置Pに電線90が位置する。配置位置Pにある電線90は、ケーブル接触部60と検知部51との間に挟持される。すなわち、収容部14に収容されている電線90は、ケーブル接触部60と検知部51とで挟持された状態となる。
【0068】
ケーブル接触部60の下部には、接触パッド64が取り付けられている。接触パッド64は、配置位置Pにある電線90に接触し、電線90を検知部51に向けて押し付けるように構成されている。接触パッド64には、左右方向に沿って上方に窪むように構成されたガイド面641が設けられている。電線90は、ガイド面641に当接して、前後方向における位置が適切な配置位置Pとなるように位置決めがされた状態で検知部51に向けて押し付けられる。
【0069】
本実施の形態において、付勢部材69は、例えばコイルばねである。付勢部材69は、その他のばねであったり、ゴムやスポンジ等の、圧縮された状態で反発力を発生させる部材であったりしてもよい。付勢部材69は、自然状態から圧縮された状態で配置されている。付勢部材69は、ケーブル接触部60の上面と、第一筐体10の内面との間に配置されている。付勢部材69は、ケーブル接触部60を下に付勢することができる。これにより、閉状態において、電線90を、ケーブル接触部60と検知部51との間で確実に挟持することができる。
【0070】
なお、付勢部材69は、検知部51と第二筐体20との間に配置されて、第二筐体20を上方に付勢するように設けられていてもよい。また、付勢部材69は、第一筐体10側と第二筐体20側との両方に設けられていてもよい。すなわち、付勢部材69は、ケーブル接触部60と検知部51との少なくとも1つを他方に向けて付勢するように、ケーブル接触部60と検知部51との少なくとも1つと筐体2との間に配置されていればよい。
【0071】
シールド部材7は、例えば、銅箔等、金属製のシートである。シールド部材7は、閉状態において、配置位置Pにある電線90と、当該電線90に沿って配置される計測手段5の部材とを囲むように配置されている。
【0072】
より具体的には、本実施の形態において、シールド部材7は、電圧センサ部50の周囲を、側面視で一周囲むことができるように配置されている。例えば、ケーブル接触部60及び付勢部材69と、第一筐体10の内面との間に、シールド部材7が配置されている。また、検知部51と第二筐体20の内面との間にシールド部材7が配置されている。このような上側と下側とのシールド部材7は、ヒンジ部3に近い奥側において電気的に繋がっている。閉状態において、電圧センサ部50と電線90とが導体であるシールド部材7により囲まれていることにより、電線90の周囲の電界が、周囲の状況の影響を受けることを防止することができ、適切に、検知部51により電線90の電圧を測定することができる。
【0073】
ここで、本実施の形態において、電流センサ部40のロゴスキーコイル45は、筐体に設けられたポケット構造を利用して収容されている。以下、このような構造について説明する。
【0074】
図5は、同センサユニット1の第一筐体10を示す斜視図である。
【0075】
本実施の形態において、第一筐体10は、上コイル配置部15を備える。上コイル配置部15には、後述するように、電流センサ部40の構成部材が配置される。
【0076】
上コイル配置部15は、第一筐体10の右側面である外表部171の近傍部位に設けられている。上コイル配置部15は、上ユニット配置部13の右側に設けられていると言ってもよい。上コイル配置部15は、第一筐体10の底面から上方に窪むように形成されている。すなわち、上コイル配置部15は、第一筐体10の内側に設けられている凹部である。上コイル配置部15は、第一筐体10の底面において下方に開口するように構成されている。上コイル配置部15と上ユニット配置部13とは、例えば、第一筐体10に形成されているリブ状の隔壁175により区画されている。本実施の形態において、第一筐体10は、リブ状の隔壁175又は外表部171によって当該第一筐体10の内部の他の部位とは区画された上コイル配置部15を有していると言ってもよい。第一筐体10の内側には、左右方向において互いに異なる位置に設けられ、左右方向に対して略垂直な面を有する2つの第一壁部17が形成されていると言ってもよい。この場合、2つの第一壁部17は、隔壁175及び外表部171のそれぞれの、互いに対向する面であるといえる。
【0077】
上コイル配置部15のうち手前側には、キャップ配置部16が設けられている。キャップ配置部16は、収容部14よりも第一ヒンジ部11から離れている位置に設けられている。上コイル配置部15には、前後方向に対して略垂直に立ち上がるリブ状の配置部内隔壁部162が形成されている。すなわち、上コイル配置部15には、配置位置Pにある電線90の長手方向に対して略平行な方向に延びる配置部内隔壁部162が形成されている。配置部内隔壁部162は、例えば、隔壁175や外表部171に対して略垂直なリブ状をなしている。キャップ配置部16は、上コイル配置部15のうち、配置部内隔壁部162により区画されている部位であるといえる。キャップ配置部16は、第一筐体10の底面において下方に開口するように構成されている。
【0078】
キャップ配置部16の内側面には、係合部161が形成されている。係合部161は、第一キャップ41に係合可能な部位である。係合部161は、例えば、キャップ配置部16の下端部近傍に形成されている。
【0079】
本実施の形態において、配置部内隔壁部162には、スリット163が形成されている。スリット163は、例えば、ロゴスキーコイル45の線径より若干大きな幅寸法を有している。すなわち、スリット163は、環状のセンサ45が通るように形成されている。配置部内隔壁部162は、ロゴスキーコイル45をはめ込み可能な切欠き状の部位であるスリット163を有していると言ってもよい。
【0080】
図6は、同センサユニット1の第二筐体20を示す斜視図である。
【0081】
本実施の形態において、第二筐体20は、下コイル配置部25を備える。下コイル配置部25には、後述するように、電流センサ部40の構成部材が配置される。
【0082】
下コイル配置部25は、第二筐体20の右側面である外表部271の近傍部位に設けられている。下コイル配置部25は、下ユニット配置部23の右側に設けられていると言ってもよい。下コイル配置部25は、第二筐体20の上面から下方に窪むように形成されている。すなわち、下コイル配置部25は、第二筐体20の内側に設けられている凹部である。下コイル配置部25は、第二筐体20の上面において上方に開口するように構成されている。下コイル配置部25と下ユニット配置部23とは、例えば、第二筐体20に形成されているリブ状の隔壁275により区画されている。本実施の形態において、第二筐体20は、リブ状の隔壁275又は外表部271によって当該第二筐体20の内部の他の部位とは区画された上コイル配置部15を有していると言ってもよい。第二筐体20の内側には、左右方向において互いに異なる位置に設けられ、左右方向に対して略垂直な面を有する2つの第二壁部27が形成されていると言ってもよい。この場合、2つの第二壁部27は、隔壁275及び外表部271のそれぞれの、互いに対向する面であるといえる。
【0083】
なお、本実施の形態において、左右方向において、第二筐体20の外表部271は第一筐体10の外表部171と略同じ位置にあり、第二筐体20の隔壁275は第一筐体10の隔壁175と略同じ位置にある。すなわち、配置位置Pにある電線90の長手方向において、2つの第一壁部17のそれぞれと同じ位置に設けられるように、2つの第二壁部27が形成されている。
【0084】
下コイル配置部25のうち手前側には、キャップ配置部26が設けられている。キャップ配置部26は、閉状態において収容部14よりも第二ヒンジ部21から離れている位置に設けられている。下コイル配置部25には、前後方向に対して略垂直に立ち上がるリブ状の配置部内隔壁部262が形成されている。すなわち、下コイル配置部25には、配置位置Pにある電線90の長手方向に対して略平行な方向に延びる配置部内隔壁部262が形成されている。配置部内隔壁部262は、例えば、隔壁275や外表部271に対して略垂直なリブ状をなしている。キャップ配置部26は、下コイル配置部25のうち、配置部内隔壁部262により区画されている部位であるといえる。キャップ配置部26は、第二筐体20の上面において上方に開口するように構成されている。
【0085】
キャップ配置部26の内側面には、係合部261が形成されている。係合部261は、第二キャップ42に係合可能な部位である。係合部261は、例えば、キャップ配置部26の上端部近傍に形成されている。
【0086】
本実施の形態において、配置部内隔壁部262には、スリット263が形成されている。スリット263は、例えば、ロゴスキーコイル45の線径より若干大きな幅寸法を有している。すなわち、スリット263は、環状のセンサ45が通るように形成されている。配置部内隔壁部262は、ロゴスキーコイル45をはめ込み可能な切欠き状の部位であるスリット263を有していると言ってもよい。
【0087】
図7は、同センサユニット1のロゴスキーコイル45の取付構造を示す斜視図である。
図8は、同センサユニット1のロゴスキーコイル45の取付構造を示す側断面図である。
【0088】
本実施の形態において、ロゴスキーコイル45は、閉状態において配置位置Pにある電線90の周囲を囲むように、筐体2の右側に収容されている。ロゴスキーコイル45は、閉状態において上コイル配置部15と下コイル配置部25とで構成される空間であるセンサ配置部2Sに収容される。すなわち、本実施の形態において、閉状態において、筐体2の内部には、上コイル配置部15と下コイル配置部25とで構成されるセンサ配置部2Sが設けられているといえる。ロゴスキーコイル45は、センサ配置部2S内に収容されている。換言すると、環状のセンサ45は、電線90を囲むように筐体2が当該電線90に設置された状態で、当該電線90を囲むように、センサ配置部2Sの内側に収容されている。
【0089】
上述のように、筐体2の内部には、複数のリブ状の隔壁175,275が形成されている。センサ配置部2Sは、リブ状の隔壁175,275又は外表部によって区画されている。すなわち、センサ配置部2Sは、リブ状の隔壁175,275又は外表部171,271によって筐体2の内部の他の部位(例えば、上ユニット配置部13や、下ユニット配置部23)とは区画された部位である。センサ配置部2Sは、リブ状の配置部内隔壁部162,262によって区画されている。センサ配置部2Sにリブ状の配置部内隔壁部162,262が形成されていることによって、センサ配置部2Sが形成されている部位の筐体2の剛性を高めることができる。
【0090】
ロゴスキーコイル45は、2つのキャップ41,42を用いて、筐体2に保持される。すなわち、本実施の形態において、本実施の形態において、電流センサ部40は、第一キャップ41と、第二キャップ42とを含んでいる。
【0091】
ロゴスキーコイル45は、第一端部451と第二端部452とを有する1本の線状の部材である。ロゴスキーコイル45の各端部451,452は、第一キャップ41と第二キャップ42とのそれぞれにはまり込んでいる。
【0092】
第一キャップ41は、第一筐体10のキャップ配置部16に取り付けられる。第一キャップ41は、樹脂製の部材である。第一キャップ41は、スナップフィット構造を有し、キャップ配置部16に形成された係合部161に係合可能に構成されている。すなわち、第一キャップ41は、キャップ配置部16において、第一筐体10の底面近傍に配置されている。第一キャップ41は、第一端部451が第一キャップ41の下端部近傍に位置するようにして、ロゴスキーコイル45に取り付けられている。例えば、第一端部451の近傍部位は、第一キャップ41に接着されている。
【0093】
第二キャップ42は、第二筐体20のキャップ配置部26に取り付けられる。第二キャップ42は、樹脂製の部材である。第二キャップ42は、スナップフィット構造を有し、キャップ配置部26に形成された係合部261に係合可能に構成されている。すなわち、第二キャップ42は、キャップ配置部26において、第二筐体20の上面近傍に配置されている。第二キャップ42は、第二端部452が第二キャップ42の上端部近傍に位置するようにして、ロゴスキーコイル45に取り付けられている。例えば、第二端部452の近傍部位は、第二キャップ42に接着されている。
【0094】
第一キャップ41は、ロゴスキーコイル45が第一端部451から上方に伸びるような姿勢となるようにして、キャップ配置部16の開口部から上方はめ込まれる。そして、第一キャップ41がスナップフィットにより係合部161に係合した状態になることにより、第一キャップ41がキャップ配置部16に固定される。この場合において、ロゴスキーコイル45の第一端部451側の一部は、スリット163を通るようにして上方にはめ込まれ、上コイル配置部15の内部に収容される。
【0095】
第二キャップ42は、ロゴスキーコイル45が第二端部452から下方に伸びるような姿勢となるようにして、キャップ配置部26の開口部から下方にはめ込まれる。そして、第二キャップ42がスナップフィットにより係合部261に係合した状態になることにより、第二キャップ42がキャップ配置部26に固定される。この場合において、ロゴスキーコイル45の第二端部452側の一部は、スリット263を通るようにして下方にはめ込まれ、下コイル配置部25の内部に収容される。
【0096】
このように第一キャップ41が第一筐体10に固定されているので、第一端部451は、筐体2が閉状態である場合に配置位置Pにある電線90よりもヒンジ部3から離れた位置において、第一筐体10に固定されているといえる。また、第二キャップ42が第二筐体20に固定されているので、第二端部452は、筐体2が閉状態である場合に配置位置Pにある電線90よりもヒンジ部3から離れた位置において、第二筐体20に固定されているといえる。ロゴスキーコイル45は、上コイル配置部15及び下コイル配置部25のうち、配置位置Pにある電線90よりもヒンジ部3に近い領域を通るように配置されている。
【0097】
第二キャップ42は、
図8にステップS1として示されるように筐体2が閉状態である場合に、配置位置Pにある電線90の周りの周方向において第一キャップ41に隣接するようにして固定されている。本実施の形態においては、第一筐体10と第二筐体20との境界面近傍において、第一キャップ41と第二キャップ42とが、上下に隣接するようにして固定されている。第一キャップ41と第二キャップ42とは、互いに対向する平面を有している。筐体2が閉状態である場合においては、第一キャップ41の下端部と第二キャップ42の上端部とが近接している。すなわち、筐体2が閉状態である場合においては、第一端部451と第二端部452とが近接している状態となる。ロゴスキーコイル45は、筐体2が閉状態である場合において配置位置Pにある電線90を囲む環状をなすようにして、センサ配置部2Sに収容されている。
【0098】
ロゴスキーコイル45は、第一筐体10に固定された第一キャップ41に第一端部451が固定され、第二筐体20に固定された第二キャップ42に第二端部452が固定されて、センサ配置部2Sに配置されている。そのため、
図8にステップS2として示されるように筐体2が開状態になる場合、第一キャップ41に対する第二キャップ42の位置が変化するのに伴って、ロゴスキーコイル45が撓むようになっている。この場合においても、ロゴスキーコイル45は、上コイル配置部15や下コイル配置部25にはまり込んだ状態が維持されるため、配置しようとする電線90にロゴスキーコイル45が干渉したり、ロゴスキーコイル45の配線状況が意図しないものとなったりすることが防止される。筐体2が開状態である場合、ロゴスキーコイル45の第一端部451と第二端部452とがセンサユニット1の手前側で分離した状態となる。したがって、図に矢印Rで示すように、開状態において、センサユニット1の外部にある電線90を、収容部14まで導入することが容易に可能となる。なお、ロゴスキーコイル45は、このように開状態である場合に撓み、筐体2の開閉を阻害しないような十分な長さを有している。
【0099】
このように、本実施の形態においては、ロゴスキーコイル45が、筐体2の肉盗み部としての役割を有すると言えるセンサ配置部2Sに収容されている。筐体2は、ロゴスキーコイル45や回路部5b等を含む計測手段5と一体となって、電線90を包み込む形で固定可能に構成されており、上述の特許文献に記載されているようなフック部と筐体部とが分かれている構成と比較して、重心バランスを改善し、電線90へかかる負荷を分散することが可能である。したがって、センサユニット1は、電線90への常時設置に適した構造を有しているといえる。筐体2を単に軽量化する場合と比較して、筐体2の内部にリブ状の隔壁が設けられているので、センサユニット2の耐久性や強度をより向上させ、常時設置して使用するのに適した構造を実現することができる。筐体2の軽量化と、ロゴスキーコイル45の収納とを両立させることができ、センサユニット1の軽量化を実現することができると共に、重量バランスの改善も容易に行うことができる。環状のセンサ45として鉄心等を有しないロゴスキーコイルを用いているので、より軽量にセンサユニット1を構成することができる。
【0100】
本実施の形態においては、閉状態であって電線90が所定の配置位置Pに位置した状態で、ロゴスキーコイル45が筐体2内の所定のセンサ配置部2Sに位置する。電線90が配置される位置が決まっているため、ロゴスキーコイル45を必要な長さ以上に長くする必要がなく、センサユニット1をより軽量に構成することができる。
【0101】
スナップフィットにより筐体2に固定される樹脂製のキャップ41,42を用いてロゴスキーコイル45を配置する構造が採用されているので、金属製品を用いずにロゴスキーコイル45を保持することができる。センサユニット1をより軽量に構成することが可能となる。センサユニット1を容易に組み立てることができる。
【0102】
(その他)
【0103】
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものである。
【0104】
上述の実施の形態のうち、一部の構成要素や機能が省略されていてもよい。また、他の構成要素が追加されていてもよい。
【0105】
例えば、センサユニットは、間接活線工具を用いた作業にのみ用いられるものに限られない。また、センサユニットの設置作業は、無停電工法により行われるものに限られない。このように構成されたセンサユニットを、作業者が直接持ち上げて電線に取り付ける作業を行うことも可能である。
【0106】
また、シールド部材は、筐体の内部に収容されていなくてもよい。また、例えばセンサユニットに電圧センサ部が設けられていない場合に、シールド部材も設けられていなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0107】
以上のように、本発明にかかるセンサユニットは、ロゴスキーコイルを用いて、電線を流れる電流を非接触で高精度に計測できるという効果を有し、センサユニット等として有用である。
【符号の説明】
【0108】
1 センサユニット、2 筐体、2S センサ配置部、3 ヒンジ部、5 計測手段、5b 回路部、10 第一筐体、14 収容部、15 上コイル配置部、16 キャップ配置部、17 第一壁部、20 第二筐体、24 係合手段、25 下コイル配置部、26 キャップ配置部、27 第二壁部、40 電流センサ部、41 第一キャップ、42 第二キャップ、45 環状のセンサ(ロゴスキーコイル)、50 電圧センサ部、90 電線、162,262 配置部内隔壁部、163,263 スリット、175,275 隔壁、261 係合部、451 第一端部、452 第二端部、P 配置位置