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(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】P2024091431
(43)【公開日】2024-07-04
(54)【発明の名称】フレキシブルセンサ及び測定装置
(51)【国際特許分類】
G01R 15/18 20060101AFI20240627BHJP
【ＦＩ】
G01R15/18 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023180365
(22)【出願日】2023-10-19
(31)【優先権主張番号】P 2022207210
(32)【優先日】2022-12-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000227180
【氏名又は名称】日置電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【弁理士】
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100116403
【弁理士】
【氏名又は名称】前川 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100162880
【弁理士】
【氏名又は名称】上島 類
(72)【発明者】
【氏名】野村 淳士
(72)【発明者】
【氏名】瓶子 利夫
(72)【発明者】
【氏名】林 和延
【テーマコード（参考）】
2G025
【Ｆターム（参考）】
2G025AA00
2G025AB14
2G025AC01
(57)【要約】
【課題】より測定精度を高めること。
【解決手段】測定対象を取り囲んだ状態で測定対象についての物理量を検出するフレキシブルセンサ（１０）は、弾性を有し、測定対象についての物理量を検出する検出体（１）と、検出体の一端部を保持する第１の保持部（２）と、検出体の他端部を保持する第２の保持部（３）と、を備え、物理量の検出の際に、検出体のうち、第１の保持部及び第２の保持部に保持されていない部分（１３）は、保持されてない部分（１３）が真円（Ｃ）に沿う長さであり、第１の保持部及び第２の保持部に保持される部分（１１，１２）は、真円に接する一対の接線上の一対の接点（ｓ１，ｓ２）から前記一対の接線に沿った直線方向に延びて互いに交差する状態で配置されている。
【選択図】図８
【解決手段】測定対象を取り囲んだ状態で測定対象についての物理量を検出するフレキシブルセンサ（１０）は、弾性を有し、測定対象についての物理量を検出する検出体（１）と、検出体の一端部を保持する第１の保持部（２）と、検出体の他端部を保持する第２の保持部（３）と、を備え、物理量の検出の際に、検出体のうち、第１の保持部及び第２の保持部に保持されていない部分（１３）は、保持されてない部分（１３）が真円（Ｃ）に沿う長さであり、第１の保持部及び第２の保持部に保持される部分（１１，１２）は、真円に接する一対の接線上の一対の接点（ｓ１，ｓ２）から前記一対の接線に沿った直線方向に延びて互いに交差する状態で配置されている。
【選択図】図８
【特許請求の範囲】
【請求項1】
測定対象を取り囲んだ状態で前記測定対象についての物理量を検出するフレキシブルセンサであって、
弾性を有し、前記測定対象についての物理量を検出する検出体と、
前記検出体の一端部を保持する第１の保持部と、
前記検出体の他端部を保持する第２の保持部と、を備え、
前記検出体のうち、前記第１の保持部及び前記第２の保持部に保持されていない部分は、前記保持されていない部分が真円に沿う長さであり、前記第１の保持部及び前記第２の保持部に保持される部分は、前記真円に接する一対の接線上の一対の接点から前記一対の接線に沿った直線方向に延びて互いに交差する状態で配置されていることを特徴とする電流センサ。
弾性を有し、前記測定対象についての物理量を検出する検出体と、
前記検出体の一端部を保持する第１の保持部と、
前記検出体の他端部を保持する第２の保持部と、を備え、
前記検出体のうち、前記第１の保持部及び前記第２の保持部に保持されていない部分は、前記保持されていない部分が真円に沿う長さであり、前記第１の保持部及び前記第２の保持部に保持される部分は、前記真円に接する一対の接線上の一対の接点から前記一対の接線に沿った直線方向に延びて互いに交差する状態で配置されていることを特徴とする電流センサ。
【請求項2】
前記第１の保持部及び前記第２の保持部に保持される部分は、前記真円に外接する正ｎ角形の隣り合う前記真円との接点からその接点間の前記正ｎ角形の頂点に向かう直線方向に沿った状態で配置されていることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルセンサ。
【請求項3】
前記検出体が前記第１の保持部及び前記第２の保持部に保持される長さは、それぞれ前記真円に外接する正ｎ角形の隣り合う前記真円との接点からその接点間の前記正ｎ角形の頂点までの長さであることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルセンサ。
【請求項4】
前記第１の保持部及び前記第２の保持部に保持される部分は、前記測定対象を取り囲む真円に外接する正ｎ角形の隣り合う前記真円との接点からその接点間の前記正ｎ角形の頂点に向かう直線方向に沿った状態で配置され、
前記検出体が前記第１の保持部及び前記第２の保持部に保持される長さは、それぞれ前記正ｎ角形の隣り合う前記真円との接点からその接点間の前記正ｎ角形の頂点までの長さであり、
前記検出体の長さは、前記真円の半径をｒとしたとき、
であることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルセンサ。
前記検出体が前記第１の保持部及び前記第２の保持部に保持される長さは、それぞれ前記正ｎ角形の隣り合う前記真円との接点からその接点間の前記正ｎ角形の頂点までの長さであり、
前記検出体の長さは、前記真円の半径をｒとしたとき、
【請求項5】
前記第１の保持部及び前記第２の保持部に保持される部分は、それぞれ前記真円に接する一対の接線上の一対の接点から前記一対の接線に沿って直線方向に延びて交差する点までの長さであることを特徴とする請求項４に記載のフレキシブルセンサ。
【請求項6】
前記第１の保持部及び前記第２の保持部に保持される部分は、それぞれ前記測定対象を取り囲む真円に接する一対の接線上の一対の接点から前記一対の接線に沿って直線方向に延びて交差する点までの長さであり、前記検出体の長さは、前記真円の中点から前記一対の接点の内角をθ（θ＜π／２）、前記真円の半径をｒとしたとき、
であることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルセンサ。
【請求項7】
前記第１の保持部と前記第２の保持部の少なくとも一方は、一端に開口し、前記検出体の一端部又は他端部を挿入自在な収容部を有することを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルセンサ。
【請求項8】
前記収容部は、一つの直線方向に沿って延びるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルセンサ。
【請求項9】
前記第１の保持部と前記第２の保持部の少なくとも一方は、前記収容部から表面にわたって連通する孔を有することを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルセンサ。
【請求項10】
前記孔は、前記収容部に収容される前記検出体の端部に対向する位置に形成されていることを特徴とする請求項９に記載のフレキシブルセンサ。
【請求項11】
前記検出体の一端部の端部と前記検出体の他端部の端部とが上下に重なって配置されることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルセンサ。
【請求項12】
請求項１から請求項１１のいずれかに記載のフレキシブルセンサと、
前記フレキシブルセンサによって検出される検出信号に基づいて、前記測定対象についての物理量を測定する測定部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
前記フレキシブルセンサによって検出される検出信号に基づいて、前記測定対象についての物理量を測定する測定部と、
を備えることを特徴とする測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、測定対象についての物理量を検出するフレキシブルセンサ及び測定装置に関する。
【背景技術】
【0002】
測定対象に流れる電流値を検出する電流センサが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
電流センサは、絶縁性を有する中空の可撓性部材に導電線が螺旋状に巻回されたコイル体と、コイル体を保持する保持部とを備えている。電流センサを用いて測定対象に流れる電流値を検出する際には、コイル体を環状に撓ませて測定対象をコイル体で取り囲み、コイル体を保持部にて保持する。これにより、コイル体がロゴスキーコイルを構成し、測定対象に流れる電流値を検出することができる。
電流センサは、絶縁性を有する中空の可撓性部材に導電線が螺旋状に巻回されたコイル体と、コイル体を保持する保持部とを備えている。電流センサを用いて測定対象に流れる電流値を検出する際には、コイル体を環状に撓ませて測定対象をコイル体で取り囲み、コイル体を保持部にて保持する。これにより、コイル体がロゴスキーコイルを構成し、測定対象に流れる電流値を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－１９６９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
電流センサにおいては、測定対象に対するコイル体の取り囲み方によって、測定精度が異なってしまうため、より測定精度を高めることができる構造の電流センサが求められている。
【0005】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、より測定精度を高めることができるフレキシブルセンサ及び測定装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の課題を解決するため、測定対象を取り囲んだ状態で前記測定対象についての物理量を検出するフレキシブルセンサであって、
弾性を有し、前記測定対象についての物理量を検出する検出体と、
前記検出体の一端部を保持する第１の保持部と、
前記検出体の他端部を保持する第２の保持部と、を備え、
前記検出体のうち、前記第１の保持部及び前記第２の保持部に保持されていない部分は、真円に沿う長さであり、前記第１の保持部及び前記第２の保持部に保持される部分は、前記真円に接する一対の接線上の一対の接点から前記一対の接線に沿った直線方向に延びて互いに交差する状態で配置されていることを特徴とする。
弾性を有し、前記測定対象についての物理量を検出する検出体と、
前記検出体の一端部を保持する第１の保持部と、
前記検出体の他端部を保持する第２の保持部と、を備え、
前記検出体のうち、前記第１の保持部及び前記第２の保持部に保持されていない部分は、真円に沿う長さであり、前記第１の保持部及び前記第２の保持部に保持される部分は、前記真円に接する一対の接線上の一対の接点から前記一対の接線に沿った直線方向に延びて互いに交差する状態で配置されていることを特徴とする。
【0007】
また、前記第１の保持部及び前記第２の保持部に保持される部分は、前記真円に外接する正ｎ角形の隣り合う前記真円との接点からその接点間の前記正ｎ角形の頂点に向かう直線方向に沿った状態で配置されていることが好ましい。
【0008】
また、前記検出体が前記第１の保持部及び前記第２の保持部に保持される長さは、それぞれ前記真円に外接する正ｎ角形の隣り合う前記真円との接点からその接点間の前記正ｎ角形の頂点までの長さであることが好ましい。
【0009】
また、前記第１の保持部及び前記第２の保持部に保持される部分は、前記測定対象を取り囲む真円に外接する正ｎ角形の隣り合う前記真円との接点からその接点間の前記正ｎ角形の頂点に向かう直線方向に沿った状態で配置され、前記検出体が前記第１の保持部及び前記第２の保持部に保持される長さは、それぞれ前記正ｎ角形の隣り合う前記真円との接点からその接点間の前記正ｎ角形の頂点までの長さであり、前記検出体の長さは、前記真円の半径をｒとしたとき、
であることが好ましい。
【0010】
また、前記第１の保持部及び前記第２の保持部に保持される部分は、前記真円に接する一対の接線上の一対の接点から前記一対の接線に沿って直線方向に延びて互いに交差する状態で配置することが好ましい。
【0011】
また、前記第１の保持部及び前記第２の保持部に保持される部分は、それぞれ前記前記真円に接する一対の接線上の一対の接点から前記一対の接線に沿って直線方向に延びて交差する点までの長さであることが好ましい。
【0012】
また、前記第１の保持部及び前記第２の保持部に保持される部分は、それぞれ前記測定対象を取り囲む真円に接する一対の接線上の一対の接点から前記一対の接線に沿って直線方向に延びて交差する点までの長さであり、前記検出体の長さは、前記真円の中点から前記一対の接点までの一対の線分の間の角度をθ（θ＜π／２）とし、前記真円の半径をｒとしたとき、
であることが好ましい。
【0013】
また、前記第１の保持部と前記第２の保持部の少なくとも一方は、一端に開口し、前記検出体の一端部又は他端部を挿入自在な収容部を有することが好ましい。
【0014】
また、前記収容部は、一つの直線方向に沿って延びるように形成されていることが好ましい。
【0015】
また、前記第１の保持部と前記第２の保持部の少なくとも一方は、前記収容部から表面にわたって連通する孔を有することが好ましい。
【0016】
また、前記孔は、前記収容部に収容される前記検出体の端部に対向する位置に形成されていることが好ましい。
【0017】
また、前記検出体の一端部の端部と前記検出体の他端部の端部とは、上下に重なって配置されることが好ましい。
【0018】
本発明の一態様は、測定装置であって、上記のフレキシブルセンサと、前記フレキシブルセンサによって検出される検出信号に基づいて、前記測定対象についての物理量を測定する測定部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0019】
本発明の態様によれば、より測定精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】フレキシブルセンサを備える測定装置の構成を示す図である。
【図2】非測定時におけるフレキシブルセンサの平面図である。
【図3】測定時におけるフレキシブルセンサの平面図である。
【図4】測定時における検出体の両端部の拡大斜視図である。
【図5】測定時におけるフレキシブルセンサの内部構造を示す斜視図である。
【図6】第２の保持部の斜視図である。
【図7】第２の保持部に検出体の先端部を挿入した状態を示す斜視図である。
【図8】測定時における検出体の各部の配置について説明する図である。
【図9】第一の実施の形態の検出体の長さの算出方法を説明する図である。
【図10】第二の実施の形態の検出体の長さの算出方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
本発明の好ましい第一の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す実施の形態は例示であり、本発明の範囲において種々の形態をとりうる。
【0022】
＜測定装置＞
最初に、測定装置について説明する。
図１に示すように、測定装置１００は、測定対象についての物理量を検出するフレキシブルセンサ１０と、フレキシブルセンサ１０から出力される検出信号を積分する積分回路３０と、積分回路３０から出力される信号に基づき測定対象についての物理量を測定する測定部４０と、を備えている。
測定対象としては、交流電流が流れる電源ライン、基板上に実装された電子部品の端子などが挙げられる。測定対象についての物理量としては、測定対象に流れる交流電流の値、交流電力の値、測定対象の周囲に生じる交流磁界の値などが挙げられる。
最初に、測定装置について説明する。
図１に示すように、測定装置１００は、測定対象についての物理量を検出するフレキシブルセンサ１０と、フレキシブルセンサ１０から出力される検出信号を積分する積分回路３０と、積分回路３０から出力される信号に基づき測定対象についての物理量を測定する測定部４０と、を備えている。
測定対象としては、交流電流が流れる電源ライン、基板上に実装された電子部品の端子などが挙げられる。測定対象についての物理量としては、測定対象に流れる交流電流の値、交流電力の値、測定対象の周囲に生じる交流磁界の値などが挙げられる。
【0023】
（フレキシブルセンサ）
図１～図５に示すように、フレキシブルセンサ１０は、測定対象を取り囲んだ状態で、この測定対象に流れる交流電流を検出する。フレキシブルセンサ１０は、弾性変形自在に形成され、測定対象に流れる交流電流を検出する検出体１と、検出体１の一端部（基端部）１１を保持する第１の保持部２と、検出体１の他端部（先端部）１２を保持する第２の保持部３と、を備えている。
図１～図５に示すように、フレキシブルセンサ１０は、測定対象を取り囲んだ状態で、この測定対象に流れる交流電流を検出する。フレキシブルセンサ１０は、弾性変形自在に形成され、測定対象に流れる交流電流を検出する検出体１と、検出体１の一端部（基端部）１１を保持する第１の保持部２と、検出体１の他端部（先端部）１２を保持する第２の保持部３と、を備えている。
【0024】
検出体１は、可撓性を有し、測定対象を取り囲む際に撓ませることが可能である。検出体１は、弾性を有しており、外力を取り去ると、元の形状又はほぼ元の形状に回復する。
検出体１の基端部１１は、第１の保持部２に挿入されて保持される部分であり、直線状に形成されている。
検出体１の先端部１２は、第２の保持部３に挿入されて保持される部分であり、直線状に形成されている。
検出体１の基端部１１と先端部１２との間の中途部１３は、測定対象を取り囲みやすくするために、予め湾曲した所定の曲率を有する形状に形成されている。中途部１３は、例えば、測定対象の物理量を検出する場合のように、測定対象を取り囲んだ状態で、図８に示す真円Ｃに沿うように配置される。
したがって、検出体１は、長手方向（軸線方向）の両端部が直線状に形成されており、それ以外の部分は所定の曲率を有するように湾曲して形成されている。すなわち、検出体１は、直線部分と湾曲部分との境界に変曲点を有することになる。
なお、検出体１の基端部１１及び先端部１２は、必ずしも直線状に形成する必要はなく、湾曲するように形成されていてもよい。また、検出体１の中途部１３は、必ずしも湾曲させる必要はなく、両端部と同様に直線状に形成されていてもよい。
検出体１の基端部１１は、第１の保持部２に挿入されて保持される部分であり、直線状に形成されている。
検出体１の先端部１２は、第２の保持部３に挿入されて保持される部分であり、直線状に形成されている。
検出体１の基端部１１と先端部１２との間の中途部１３は、測定対象を取り囲みやすくするために、予め湾曲した所定の曲率を有する形状に形成されている。中途部１３は、例えば、測定対象の物理量を検出する場合のように、測定対象を取り囲んだ状態で、図８に示す真円Ｃに沿うように配置される。
したがって、検出体１は、長手方向（軸線方向）の両端部が直線状に形成されており、それ以外の部分は所定の曲率を有するように湾曲して形成されている。すなわち、検出体１は、直線部分と湾曲部分との境界に変曲点を有することになる。
なお、検出体１の基端部１１及び先端部１２は、必ずしも直線状に形成する必要はなく、湾曲するように形成されていてもよい。また、検出体１の中途部１３は、必ずしも湾曲させる必要はなく、両端部と同様に直線状に形成されていてもよい。
【0025】
図８に示すように、検出体１の基端部１１及び先端部１２は、例えば、測定対象の物理量を検出する場合のように、検出体１で測定対象を取り囲んだ状態で、中途部１３が形成する真円Ｃに外接する正ｎ角形Ｐの隣り合う真円Ｃとの接点ｔ１，ｔ２からその接点ｔ１，ｔ２間の正ｎ角形Ｐの頂点ｖに向かう直線方向に沿った状態で配置される。
検出体１の基端部１１及び先端部１２の長さ（検出体１が第１の保持部２に保持される長さ及び検出体１が第２の保持部３に保持される長さ）は、正ｎ角形Ｐの隣り合う真円Ｃとの接点ｔ１，ｔ２からその接点ｔ１，ｔ２間の正ｎ角形Ｐの頂点ｖまでの長さである。
検出体１の基端部１１及び先端部１２の長さ（検出体１が第１の保持部２に保持される長さ及び検出体１が第２の保持部３に保持される長さ）は、正ｎ角形Ｐの隣り合う真円Ｃとの接点ｔ１，ｔ２からその接点ｔ１，ｔ２間の正ｎ角形Ｐの頂点ｖまでの長さである。
【0026】
検出体１は、長手方向（延在方向）に沿って形成されるロゴスキーコイルを有する。すなわち、検出体１は、可撓性を有するロゴスキーコイル方式の電流センサである。
ロゴスキーコイルは、絶縁性を有する中空の可撓性部材に導電線が螺旋状に巻回されている。可撓性部材は、例えば、ＦＥＰ樹脂や、ＰＥＥＫ樹脂等により構成されている。ＦＥＰ樹脂であれば、曲げ弾性率が０．５５～０．６７ＧＰａ程度、ＰＥＥＫ樹脂であれば、曲げ弾性率が３．７ＧＰａ程度であり、ロゴスキーコイルに用いる可撓性部材として好ましい。
巻回された導電線は、検出体１の基端部１１から先端部１２にわたって延在しており、先端部１２で折り返されて基端部１１に戻るように巻回されている。
ロゴスキーコイルは、基端部１１が第１の保持部２に保持されるとともに、先端部１２が第２の保持部３に保持された状態（図３～図５に示す状態）で、環状になるように両端部同士が互いに重なって対向するように近接する。すなわち、検出体１は、例えば、測定対象の物理量を検出する場合のように、測定対象を取り囲んだ状態で、基端部１１の端面と先端部１２の端面とが重なる方向に僅かな間隔をあけて互いに対向するように、第１の保持部２及び第２の保持部３に保持される。
これにより、ロゴスキーコイルを形成する検出体１の基端部１１と先端部１２との間の隙間を小さくすることができ、検出体１に近接する他の導体から発生する磁束によるノイズの影響を小さくすることができる。
ロゴスキーコイルは、絶縁性を有する中空の可撓性部材に導電線が螺旋状に巻回されている。可撓性部材は、例えば、ＦＥＰ樹脂や、ＰＥＥＫ樹脂等により構成されている。ＦＥＰ樹脂であれば、曲げ弾性率が０．５５～０．６７ＧＰａ程度、ＰＥＥＫ樹脂であれば、曲げ弾性率が３．７ＧＰａ程度であり、ロゴスキーコイルに用いる可撓性部材として好ましい。
巻回された導電線は、検出体１の基端部１１から先端部１２にわたって延在しており、先端部１２で折り返されて基端部１１に戻るように巻回されている。
ロゴスキーコイルは、基端部１１が第１の保持部２に保持されるとともに、先端部１２が第２の保持部３に保持された状態（図３～図５に示す状態）で、環状になるように両端部同士が互いに重なって対向するように近接する。すなわち、検出体１は、例えば、測定対象の物理量を検出する場合のように、測定対象を取り囲んだ状態で、基端部１１の端面と先端部１２の端面とが重なる方向に僅かな間隔をあけて互いに対向するように、第１の保持部２及び第２の保持部３に保持される。
これにより、ロゴスキーコイルを形成する検出体１の基端部１１と先端部１２との間の隙間を小さくすることができ、検出体１に近接する他の導体から発生する磁束によるノイズの影響を小さくすることができる。
【0027】
検出体１の全体は、フッ素樹脂などの樹脂材料で覆われている。これにより、測定対象を取り囲む際に検出体１が測定対象又はこれに隣接する他の部材に引っ掛かって検出体１に傷が付くのを防ぐことができる。
【0028】
図３～図５に示すように、第１の保持部２は、測定対象を検出体１で取り囲む際に、作業者によって操作される部分である。
第１の保持部２は、検出体１の基端部１１を保持する。第１の保持部２は、箱状に形成されており、一方向に長尺に形成されている。第１の保持部２において、長手方向に沿って対向する一対の側壁部２１，２２には、それぞれ開口２１ａ，２２ａが形成されている。
開口２１ａには、第１の保持部２に収容される整合回路２０と積分回路３０とを連結するケーブル５０が挿入される。
開口２２ａには、第１の保持部２に保持される検出体１の基端部１１が挿入される。ここで、開口２２ａから第１の保持部２に挿入される検出体１の基端部１１は、上述したように、検出体１の一端部において、直線状に形成されている部分である。
第１の保持部２は、その表面に第２の保持部３が設けられている。検出体１により測定対象を取り囲んだ状態で検出体１の先端部１２を第２の保持部３に挿入して保持することにより、測定対象の物理量を検出することができる。
第１の保持部２は、その長手方向が第２の保持部３の長手方向に対して交差している。具体的には、図８に示すように、第１の保持部２は、その長手方向が、検出体１の中途部１３が形成する真円Ｃに外接する正ｎ角形Ｐの隣り合う真円Ｃとの接点ｔ１，ｔ２のうち、接点ｔ１からその接点ｔ１，ｔ２間の正ｎ角形Ｐの頂点ｖに向かう直線方向に沿った状態で配置される。
なお、整合回路２０は、検出体１側のインピーダンスと測定部４０側のインピーダンスとの整合をとるための回路である。検出体１の基端部１１と整合回路２０は、ケーブル５１（図１参照）によって電気的に接続されている。
第１の保持部２は、検出体１の基端部１１を保持する。第１の保持部２は、箱状に形成されており、一方向に長尺に形成されている。第１の保持部２において、長手方向に沿って対向する一対の側壁部２１，２２には、それぞれ開口２１ａ，２２ａが形成されている。
開口２１ａには、第１の保持部２に収容される整合回路２０と積分回路３０とを連結するケーブル５０が挿入される。
開口２２ａには、第１の保持部２に保持される検出体１の基端部１１が挿入される。ここで、開口２２ａから第１の保持部２に挿入される検出体１の基端部１１は、上述したように、検出体１の一端部において、直線状に形成されている部分である。
第１の保持部２は、その表面に第２の保持部３が設けられている。検出体１により測定対象を取り囲んだ状態で検出体１の先端部１２を第２の保持部３に挿入して保持することにより、測定対象の物理量を検出することができる。
第１の保持部２は、その長手方向が第２の保持部３の長手方向に対して交差している。具体的には、図８に示すように、第１の保持部２は、その長手方向が、検出体１の中途部１３が形成する真円Ｃに外接する正ｎ角形Ｐの隣り合う真円Ｃとの接点ｔ１，ｔ２のうち、接点ｔ１からその接点ｔ１，ｔ２間の正ｎ角形Ｐの頂点ｖに向かう直線方向に沿った状態で配置される。
なお、整合回路２０は、検出体１側のインピーダンスと測定部４０側のインピーダンスとの整合をとるための回路である。検出体１の基端部１１と整合回路２０は、ケーブル５１（図１参照）によって電気的に接続されている。
【0029】
図３～図７に示すように、第２の保持部３は、測定対象を検出体１で取り囲む際に、作業者によって操作される部分である。
第２の保持部３は、検出体１の先端部１２を保持する。第２の保持部３は、中空部分を有する円筒状に形成されており、一方向に長尺に形成されている。第２の保持部３は、長手方向に沿った一端に開口３ａが形成されており、一端から他端に向かう軸線方向（一つの直線方向）に沿って延びる収容部３１が形成されている。
収容部３１には、第２の保持部３に保持される検出体１の先端部１２が挿入される。ここで、収容部３１から第２の保持部３に挿入される検出体１の先端部１２は、上述したように、検出体１の他端部において、直線状に形成されている部分である。
収容部３１は、検出体１の先端部１２が挿入自在な大きさに形成されている。すなわち、検出体１の先端部１２を収容部３１に挿入した際に、先端部１２と中途部１３との境界が第２の保持部３の開口３ａに位置することが好ましい。
収容部３１における開口３ａとは反対側の端部には、収容部３１から第２の保持部３の表面にわたって連通する孔３２が形成されている。すなわち、孔３２は、収容部３１に収容される検出体１の先端部１２に対向する位置に形成されており、孔３２を介して、収容部３１に挿入されている検出体１の先端部１２を視認することができるようになっている。なお、孔はスリット状であってもよい。
第２の保持部３は、その長手方向が第１の保持部２の長手方向に対して交差するように第１の保持部２に固定されている。具体的には、図８に示すように、第２の保持部３は、その長手方向が、検出体１の中途部１３が形成する真円Ｃに外接する正ｎ角形Ｐの隣り合う真円Ｃとの接点ｔ１，ｔ２のうち、接点ｔ２からその接点ｔ１，ｔ２間の正ｎ角形Ｐの頂点ｖに向かう直線方向に沿った状態で配置される。
なお、第２の保持部３は、第１の保持部２と一体に形成されていてもよいし、接着等により第１の保持部２に固定されていてもよい。
第２の保持部３は、検出体１の先端部１２を保持する。第２の保持部３は、中空部分を有する円筒状に形成されており、一方向に長尺に形成されている。第２の保持部３は、長手方向に沿った一端に開口３ａが形成されており、一端から他端に向かう軸線方向（一つの直線方向）に沿って延びる収容部３１が形成されている。
収容部３１には、第２の保持部３に保持される検出体１の先端部１２が挿入される。ここで、収容部３１から第２の保持部３に挿入される検出体１の先端部１２は、上述したように、検出体１の他端部において、直線状に形成されている部分である。
収容部３１は、検出体１の先端部１２が挿入自在な大きさに形成されている。すなわち、検出体１の先端部１２を収容部３１に挿入した際に、先端部１２と中途部１３との境界が第２の保持部３の開口３ａに位置することが好ましい。
収容部３１における開口３ａとは反対側の端部には、収容部３１から第２の保持部３の表面にわたって連通する孔３２が形成されている。すなわち、孔３２は、収容部３１に収容される検出体１の先端部１２に対向する位置に形成されており、孔３２を介して、収容部３１に挿入されている検出体１の先端部１２を視認することができるようになっている。なお、孔はスリット状であってもよい。
第２の保持部３は、その長手方向が第１の保持部２の長手方向に対して交差するように第１の保持部２に固定されている。具体的には、図８に示すように、第２の保持部３は、その長手方向が、検出体１の中途部１３が形成する真円Ｃに外接する正ｎ角形Ｐの隣り合う真円Ｃとの接点ｔ１，ｔ２のうち、接点ｔ２からその接点ｔ１，ｔ２間の正ｎ角形Ｐの頂点ｖに向かう直線方向に沿った状態で配置される。
なお、第２の保持部３は、第１の保持部２と一体に形成されていてもよいし、接着等により第１の保持部２に固定されていてもよい。
【0030】
（積分回路）
図１に示すように、積分回路３０は、測定対象に流れる電流により、検出体１の導電線に誘起される電圧を示す検出信号を、測定対象に流れる電流の振幅に比例した信号に変換する。積分回路３０は、変換した信号を測定部４０に検出信号として出力する。
図１に示すように、積分回路３０は、測定対象に流れる電流により、検出体１の導電線に誘起される電圧を示す検出信号を、測定対象に流れる電流の振幅に比例した信号に変換する。積分回路３０は、変換した信号を測定部４０に検出信号として出力する。
【0031】
（測定部）
図１に示すように、測定部４０は、積分回路３０からの検出信号に基づいて、測定対象に関する物理量を測定する。例えば、測定部４０は、積分回路３０から検出信号を受信すると、その検出信号に基づいて測定対象に流れる交流電流を測定する。測定部４０は、他の物理量として、受信した検出信号に基づいて交流電力又は磁界の強さなどを測定するものであってもよい。測定部４０は、測定した物理量についての波形を画面に表示する。測定部４０は、例えば、オシロスコープ、電力計、又は電流計などによって構成される。
図１に示すように、測定部４０は、積分回路３０からの検出信号に基づいて、測定対象に関する物理量を測定する。例えば、測定部４０は、積分回路３０から検出信号を受信すると、その検出信号に基づいて測定対象に流れる交流電流を測定する。測定部４０は、他の物理量として、受信した検出信号に基づいて交流電力又は磁界の強さなどを測定するものであってもよい。測定部４０は、測定した物理量についての波形を画面に表示する。測定部４０は、例えば、オシロスコープ、電力計、又は電流計などによって構成される。
【0032】
＜フレキシブルセンサの使用形態＞
次に、フレキシブルセンサ１０の使用形態について説明する。
図２に示すように、検出体１の先端部１２が基端部１１に重ねられていない状態、すなわち、検出体１の先端部１２が第２の保持部３に保持されていない状態においては、フレキシブルセンサ１０は開いた状態である。この状態から、作業者は、測定対象を検出体１で取り囲み、検出体１の先端部１２を第２の保持部３に挿入して第２の保持部３で先端部１２を保持すると、図３に示す状態になる。
図３～図５に示すように、検出体１の先端部１２が第２の保持部３に保持されることで、検出体１の先端部１２の先端は、基端部１１の先端に重なるように配置されると共に、図３、図８に示すように、中途部１３は、真円Ｃに沿うように配置される。また、検出体１の先端部１２と基端部１１は、互いの延在方向に沿った直線がなす角度θが真円Ｃに外接する正ｎ角形Ｐの内角と同じになるように配置される。なお、正ｎ角形Ｐのｎについては、第１の保持部２及び第２の保持部３の長さをどの程度にするかによって異なってくる。
すなわち、検出体１の先端部１２が第２の保持部３に保持された状態において、検出体１の大部分は真円Ｃに沿っており、両端に位置する基端部１１及び先端部１２は、真円Ｃに外接する正ｎ角形の隣り合う真円Ｃとの接点ｔ１，ｔ２からその接点ｔ１，ｔ２間の正ｎ角形Ｐの頂点ｖに向かう直線方向に沿った状態で配置される。
検出体１の先端部１２が第２の保持部３から取り外されると、弾性を有する検出体１は、図２に示すような元の形状に戻る。
次に、フレキシブルセンサ１０の使用形態について説明する。
図２に示すように、検出体１の先端部１２が基端部１１に重ねられていない状態、すなわち、検出体１の先端部１２が第２の保持部３に保持されていない状態においては、フレキシブルセンサ１０は開いた状態である。この状態から、作業者は、測定対象を検出体１で取り囲み、検出体１の先端部１２を第２の保持部３に挿入して第２の保持部３で先端部１２を保持すると、図３に示す状態になる。
図３～図５に示すように、検出体１の先端部１２が第２の保持部３に保持されることで、検出体１の先端部１２の先端は、基端部１１の先端に重なるように配置されると共に、図３、図８に示すように、中途部１３は、真円Ｃに沿うように配置される。また、検出体１の先端部１２と基端部１１は、互いの延在方向に沿った直線がなす角度θが真円Ｃに外接する正ｎ角形Ｐの内角と同じになるように配置される。なお、正ｎ角形Ｐのｎについては、第１の保持部２及び第２の保持部３の長さをどの程度にするかによって異なってくる。
すなわち、検出体１の先端部１２が第２の保持部３に保持された状態において、検出体１の大部分は真円Ｃに沿っており、両端に位置する基端部１１及び先端部１２は、真円Ｃに外接する正ｎ角形の隣り合う真円Ｃとの接点ｔ１，ｔ２からその接点ｔ１，ｔ２間の正ｎ角形Ｐの頂点ｖに向かう直線方向に沿った状態で配置される。
検出体１の先端部１２が第２の保持部３から取り外されると、弾性を有する検出体１は、図２に示すような元の形状に戻る。
【0033】
＜測定精度を向上させるメカニズム＞
次に、上記構成を有するフレキシブルセンサ１０を用いて測定精度を向上させるメカニズムについて説明する。
フレキシブルセンサ１０の検出体１は、ロゴスキーコイルであり、絶縁性を有する中空の可撓性部材に導電線が螺旋状に巻回されている。そのため、導電線の間隔を可能な限り均一にすることが検出精度を高めるうえで好ましく、測定対象を取り囲んだ状態で、検出体１は変曲点を有しない真円Ｃに配置することが好ましい。また、検出体１の端部間にできる隙間を極力減らすことが検出精度を高めるうえで好ましい。
その一方で、検出体１の両端は、物理量の測定時の作業性を考慮すると、直線状に形成することが好ましいため、検出体１の両端の直線部分を作業に支障が出ない範囲で収めつつ、検出体１全体として、できる限り真円Ｃに近づける必要がある。
次に、上記構成を有するフレキシブルセンサ１０を用いて測定精度を向上させるメカニズムについて説明する。
フレキシブルセンサ１０の検出体１は、ロゴスキーコイルであり、絶縁性を有する中空の可撓性部材に導電線が螺旋状に巻回されている。そのため、導電線の間隔を可能な限り均一にすることが検出精度を高めるうえで好ましく、測定対象を取り囲んだ状態で、検出体１は変曲点を有しない真円Ｃに配置することが好ましい。また、検出体１の端部間にできる隙間を極力減らすことが検出精度を高めるうえで好ましい。
その一方で、検出体１の両端は、物理量の測定時の作業性を考慮すると、直線状に形成することが好ましいため、検出体１の両端の直線部分を作業に支障が出ない範囲で収めつつ、検出体１全体として、できる限り真円Ｃに近づける必要がある。
【0034】
以上を考慮すると、検出体１の中途部１３は、測定対象を取り囲んだ状態で、図８に示すような真円Ｃに沿う長さとし、第１の保持部２及び第２の保持部３に保持される直線状の基端部１１及び先端部１２は、中途部１３が形成する真円Ｃに外接する正ｎ角形Ｐ（正多角形でｎ≧４が好ましい。）の隣り合う真円Ｃとの接点ｔ１，ｔ２からその接点ｔ１，ｔ２間の正ｎ角形Ｐの頂点ｖに向かう直線方向に沿った形状とすることが好ましい。また、検出体１の基端部１１及び先端部１２の長さは、それぞれ正ｎ角形Ｐの隣り合う真円Ｃとの接点ｔ１，ｔ２からその接点ｔ１，ｔ２間の正ｎ角形Ｐの頂点ｖまでの長さであることが好ましい。
【0035】
また、検出体１の長さは、以下の式により算出することができる。
図９に示すように、真円Ｃの半径をｒ、真円Ｃの中心Ｏと正ｎ角形Ｐの頂点ｖとを結ぶ直線をｑ、半径ｒと直線ｑとがなす角度をθａとすると、θａは、以下の式１で表される。
（式１）
ここで、検出体１の基端部１１の長さ（接点ｔ１と頂点ｖとを結ぶ直線の長さ）は、正ｎ角形Ｐの一辺の長さｌｎの半分に相当することから、以下の式２で表される。
（式２）
また、検出体１の先端部１２の長さ（接点ｔ２と頂点ｖとを結ぶ直線の長さ）は、正ｎ角形Ｐの一辺の長さｌｎの半分に相当することから、上記の式２で表される。すなわち、検出体１の基端部１１の長さと先端部１２の長さの和は、正ｎ角形Ｐの一辺の長さｌｎに相当する。
また、検出体１の中途部１３の長さｌｃは、真円Ｃの円周の長さ２πｒから接点ｔ１と接点ｔ２とを結ぶ円弧の長さを引いたものであることから、以下の式３で表される。
（式３）
したがって、検出体１の長さｌは、基端部１１の長さと先端部１２の長さの和である長さｌｎと、中途部１３の長さｌｃとの和となるため、以下の式４で表すことができる。
（式４）
図９に示すように、真円Ｃの半径をｒ、真円Ｃの中心Ｏと正ｎ角形Ｐの頂点ｖとを結ぶ直線をｑ、半径ｒと直線ｑとがなす角度をθａとすると、θａは、以下の式１で表される。
（式１）
（式２）
また、検出体１の中途部１３の長さｌｃは、真円Ｃの円周の長さ２πｒから接点ｔ１と接点ｔ２とを結ぶ円弧の長さを引いたものであることから、以下の式３で表される。
（式３）
（式４）
【0036】
真円Ｃに外接する正ｎ角形のｎ（角数）が小さいほど、検出体１の基端部１１及び先端部１２の長さが大きくなるので、検出体１による検出精度が低下する。
真円Ｃに外接する正ｎ角形のｎ（角数）が大きいほど、検出体１の基端部１１及び先端部１２の長さが小さくなるので、検出体１を真円Ｃに近づけることができるが、第１の保持部２及び第２の保持部３の長さも小さくなるので、測定時の作業性が低下する。また、基端部１１と第１の保持部２との摩擦、先端部１２と第２の保持部３との摩擦も小さくなるので、検出体１を摩擦力のみで各保持部２，３に固定することが困難になる。また、基端部１１と先端部１２とがなす角度が大きくなるので、検出体１が重なり、干渉しあうおそれもある。
また、基端部１１及び先端部１２の長さに過不足があっても、検出体１の両端部間の隙間が大きくなるので、測定精度が低下する。
以上を考慮すると、検出体１の先端部１２と基端部１１は、互いの延在方向に沿った直線がなす角度θが１２０°～１５０°程度であることが好ましいので、真円Ｃに外接する正ｎ角形は、正六角形、正八角形、正十角形のいずれかにすることが好ましく、特に、正八角形であることがより好ましい。
真円Ｃに外接する正ｎ角形のｎ（角数）が大きいほど、検出体１の基端部１１及び先端部１２の長さが小さくなるので、検出体１を真円Ｃに近づけることができるが、第１の保持部２及び第２の保持部３の長さも小さくなるので、測定時の作業性が低下する。また、基端部１１と第１の保持部２との摩擦、先端部１２と第２の保持部３との摩擦も小さくなるので、検出体１を摩擦力のみで各保持部２，３に固定することが困難になる。また、基端部１１と先端部１２とがなす角度が大きくなるので、検出体１が重なり、干渉しあうおそれもある。
また、基端部１１及び先端部１２の長さに過不足があっても、検出体１の両端部間の隙間が大きくなるので、測定精度が低下する。
以上を考慮すると、検出体１の先端部１２と基端部１１は、互いの延在方向に沿った直線がなす角度θが１２０°～１５０°程度であることが好ましいので、真円Ｃに外接する正ｎ角形は、正六角形、正八角形、正十角形のいずれかにすることが好ましく、特に、正八角形であることがより好ましい。
【0037】
以上のように、フレキシブルセンサ１０及び測定装置１００によれば、弾性を有する検出体１の先端部１２を第２の保持部３に挿入し、第２の保持部３で先端部１２を保持して測定対象を取り囲んだ状態において、検出体１の中途部１３は真円Ｃに沿う長さとし、基端部１１及び先端部１２は、真円Ｃに外接する正ｎ角形Ｐの隣り合う真円Ｃとの接点ｔ１，ｔ２からその接点ｔ１，ｔ２間の正ｎ角形Ｐの頂点ｖに向かう直線方向に沿った状態で配置される。これは、検出体１を真円Ｃの接線上の一対の接点ｔ１，ｔ２から直線方向に延びて互い交差する状態で配置されているとも言える。この配置にされることによって検出体１の保持されていない部分の形を真円Ｃに近づけることができるので、測定対象の物理量の測定精度をより高めることができる。
また、検出体１の基端部１１及び先端部１２は、それぞれ正ｎ角形Ｐの隣り合う真円Ｃとの接点ｔ１，ｔ２からその接点ｔ１，ｔ２間の正ｎ角形Ｐの頂点ｖまでの長さと等しくすることにより、基端部１１の先端と先端部１２の先端とを最も接近させることができる。これにより、検出体１の両端部の隙間を極力小さくすることができ、真円Ｃ及び正ｎ角形Ｐから外れた検出体１の部分がなくなるので、測定対象の物理量の測定精度をより高めることができる。
また、検出体１の基端部１１及び先端部１２は、それぞれ正ｎ角形Ｐの隣り合う真円Ｃとの接点ｔ１，ｔ２からその接点ｔ１，ｔ２間の正ｎ角形Ｐの頂点ｖまでの長さと等しくすることにより、基端部１１の先端と先端部１２の先端とを最も接近させることができる。これにより、検出体１の両端部の隙間を極力小さくすることができ、真円Ｃ及び正ｎ角形Ｐから外れた検出体１の部分がなくなるので、測定対象の物理量の測定精度をより高めることができる。
【0038】
また、第２の保持部３は、検出体１の先端部１２を挿入する収容部３１を有しているので、検出体１が弾性力によって元の形状に戻ろうとした際に、その弾性力で先端部１２を収容部３１の内壁に接触させて先端部１２を収容部３１内で固定することができる。これにより、先端部１２を収容部３１に挿入するという簡単な機構で検出体１の先端部１２を第２の保持部３に取り付けることができる。
また、収容部３１は、その軸線方向（一つの直線方向）に沿って延びるように形成されているので、検出体１の先端部１２を簡単に収容部３１に挿入することができる。
また、第２の保持部３には、収容部３１から表面にわたって連通する孔３２が形成されているので、収容部３１に検出体１の先端部１２が挿入されているか否かを簡単に確認することができる。特に、収容部３１に収容される検出体１の先端部１２に対向する位置に孔３２を形成することで、先端部１２が収容部３１の奥まで確実に挿入されているか否かを確認することができ、作業者による検出体１の収容部３１への挿入深さのバラツキを抑えることができる。
また、検出体１の先端部１２は、直線状に形成されているので、曲線上に形成されている場合と比べ、先端部１２を第２の保持部３に容易に差し込むことができる。
また、検出体１の基端部１１は、直線状に形成されているので、作業者の指で第１の保持部２を測定対象に向かって押し出した際に、その力を検出体１に伝えやすくすることができる。さらに、検出体１の基端部１１は、直線状に形成されているので、第１の保持部２の構造を単純にできる。
また、検出体１の両端部１２、１１は、直線状に形成されているので、検出体１の先端部１２を第２の保持部３に差し込んだ後に検出体１２が形成する形が対称となるため、その対称な方向に測定対象の位置がずれても対称性によって打ち消されることから測定する電流値への影響を少なくできるので、電流値を高精度に測定することができる。
また、検出体１として必要な長さを上記の式４を用いて求めることができるので、フレキシブルセンサ１０の設計を簡単に行うことができる。
また、収容部３１は、その軸線方向（一つの直線方向）に沿って延びるように形成されているので、検出体１の先端部１２を簡単に収容部３１に挿入することができる。
また、第２の保持部３には、収容部３１から表面にわたって連通する孔３２が形成されているので、収容部３１に検出体１の先端部１２が挿入されているか否かを簡単に確認することができる。特に、収容部３１に収容される検出体１の先端部１２に対向する位置に孔３２を形成することで、先端部１２が収容部３１の奥まで確実に挿入されているか否かを確認することができ、作業者による検出体１の収容部３１への挿入深さのバラツキを抑えることができる。
また、検出体１の先端部１２は、直線状に形成されているので、曲線上に形成されている場合と比べ、先端部１２を第２の保持部３に容易に差し込むことができる。
また、検出体１の基端部１１は、直線状に形成されているので、作業者の指で第１の保持部２を測定対象に向かって押し出した際に、その力を検出体１に伝えやすくすることができる。さらに、検出体１の基端部１１は、直線状に形成されているので、第１の保持部２の構造を単純にできる。
また、検出体１の両端部１２、１１は、直線状に形成されているので、検出体１の先端部１２を第２の保持部３に差し込んだ後に検出体１２が形成する形が対称となるため、その対称な方向に測定対象の位置がずれても対称性によって打ち消されることから測定する電流値への影響を少なくできるので、電流値を高精度に測定することができる。
また、検出体１として必要な長さを上記の式４を用いて求めることができるので、フレキシブルセンサ１０の設計を簡単に行うことができる。
【0039】
次に、本発明の好ましい第二の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す実施の形態は例示であり、本発明の範囲において種々の形態をとりうる。
【0040】
＜フレキシブルセンサの使用形態＞
第二の実施の形態におけるフレキシブルセンサ１０の使用形態について説明する。なお、第一の実施の形態におけるフレキシブルセンサと同等の構成については、重複する説明となるため適宜省略する。
図３～図５に示すように、検出体１の先端部１２が第２の保持部３に保持されることで、検出体１の先端部１２の先端は、検出体１の基端部１１の先端に重なるように配置されると共に、図３、図１０に示すように、中途部１３は、真円Ｃに沿う長さである。また、検出体１の先端部１２と基端部１１は、互いの延在方向に沿った直線がなす角度φ＝π－θが真円Ｃに接する一対の接線上の一対の接点からその一対の接線に沿って延びる直線が交差する内角と同じになるように配置される。なお、角度φについては、第１の保持部２及び第２の保持部３の長さをどの程度にするかによって異なってくる。
すなわち、検出体１の先端部１２が第２の保持部３に保持された状態において、検出体１の大部分は真円Ｃに沿っており、両端に位置する基端部１１及び先端部１２は、真円Ｃに接する一対の接線と真円Ｃとの接点ｓ１，ｓ２からそれら接線に沿った直線方向に延びて頂点ｗに向かう状態で配置する。
検出体１の先端部１２が第２の保持部３から取り外されると、弾性を有する検出体１は、図２に示すような元の形状に戻る。
第二の実施の形態におけるフレキシブルセンサ１０の使用形態について説明する。なお、第一の実施の形態におけるフレキシブルセンサと同等の構成については、重複する説明となるため適宜省略する。
図３～図５に示すように、検出体１の先端部１２が第２の保持部３に保持されることで、検出体１の先端部１２の先端は、検出体１の基端部１１の先端に重なるように配置されると共に、図３、図１０に示すように、中途部１３は、真円Ｃに沿う長さである。また、検出体１の先端部１２と基端部１１は、互いの延在方向に沿った直線がなす角度φ＝π－θが真円Ｃに接する一対の接線上の一対の接点からその一対の接線に沿って延びる直線が交差する内角と同じになるように配置される。なお、角度φについては、第１の保持部２及び第２の保持部３の長さをどの程度にするかによって異なってくる。
すなわち、検出体１の先端部１２が第２の保持部３に保持された状態において、検出体１の大部分は真円Ｃに沿っており、両端に位置する基端部１１及び先端部１２は、真円Ｃに接する一対の接線と真円Ｃとの接点ｓ１，ｓ２からそれら接線に沿った直線方向に延びて頂点ｗに向かう状態で配置する。
検出体１の先端部１２が第２の保持部３から取り外されると、弾性を有する検出体１は、図２に示すような元の形状に戻る。
【0041】
＜測定精度を向上させるメカニズム＞
次に、第二の実施の形態のフレキシブルセンサ１０を用いて測定精度を向上させるメカニズムについて説明する。
フレキシブルセンサ１０の検出体１は、ロゴスキーコイルであり、絶縁性を有する中空の可撓性部材に導電線が螺旋状に巻回されている。そのため、導電線の間隔を可能な限り均一にすることが検出精度を高めるうえで好ましく、測定対象を取り囲んだ状態で、検出体１は変曲点を有しない真円Ｃに配置することが好ましい。また、検出体１の端部間にできる隙間を極力減らすことが検出精度を高めるうえで好ましい。
その一方で、検出体１の両端は、物理量の測定時の作業性を考慮すると、直線状に形成することが好ましいため、検出体１の両端の直線部分を作業に支障が出ない範囲で収めつつ、検出体１全体として、できる限り真円Ｃに近づける必要がある。
次に、第二の実施の形態のフレキシブルセンサ１０を用いて測定精度を向上させるメカニズムについて説明する。
フレキシブルセンサ１０の検出体１は、ロゴスキーコイルであり、絶縁性を有する中空の可撓性部材に導電線が螺旋状に巻回されている。そのため、導電線の間隔を可能な限り均一にすることが検出精度を高めるうえで好ましく、測定対象を取り囲んだ状態で、検出体１は変曲点を有しない真円Ｃに配置することが好ましい。また、検出体１の端部間にできる隙間を極力減らすことが検出精度を高めるうえで好ましい。
その一方で、検出体１の両端は、物理量の測定時の作業性を考慮すると、直線状に形成することが好ましいため、検出体１の両端の直線部分を作業に支障が出ない範囲で収めつつ、検出体１全体として、できる限り真円Ｃに近づける必要がある。
【0042】
以上を考慮すると、検出体１の中途部１３は、測定対象を取り囲んだ状態で、図１０に示すような真円Ｃに沿う長さとし、第１の保持部２及び第２の保持部３に保持される直線状の基端部１１及び先端部１２は、真円Ｃに接する一対の接線上の一対の接点ｓ１，ｓ２から一対の接線に沿って直線方向に延びて交差する形状とすることが好ましい。また、検出体１の基端部１１及び先端部１２の長さは、それぞれ真円Ｃに接する一対の接線上の一対の接点ｓ１，ｓ２から一対の接線に沿って直線方向に延びて交差する点ｗまでの長さであることが好ましい。
【0043】
また、検出体１の長さは、以下の式により算出することができる。
図１０に示すように、真円Ｃの半径をｒ、真円Ｃの中点Ｏから接点ｓ１に延びる線分と真円Ｃの中点Ｏから接点ｓ２に延びる線分の内角をθ（θ＜π／２）とすると、検出体１の基端部１１の長さと先端部１２の長さの和である長さ２ｘ（接点ｓ１と点ｗとを結ぶ直線の長さと接点ｓ２と点ｗとを結ぶ直線の長さの和）は、以下の式６で表される。
（式６）
また、検出体１の中途部１３の長さｌは、真円Ｃの円周の長さ２πｒから接点ｓ１と接点ｓ２とを結ぶ円弧の長さを引いたものであることから、以下の式７で表される。
（式７）
したがって、検出体１の長さＬは、基端部１１の長さと先端部１２の長さの和である長さ２ｘと、中途部１３の長さｌとの和となるため、以下の式８で表すことができる。
（式８）
図１０に示すように、真円Ｃの半径をｒ、真円Ｃの中点Ｏから接点ｓ１に延びる線分と真円Ｃの中点Ｏから接点ｓ２に延びる線分の内角をθ（θ＜π／２）とすると、検出体１の基端部１１の長さと先端部１２の長さの和である長さ２ｘ（接点ｓ１と点ｗとを結ぶ直線の長さと接点ｓ２と点ｗとを結ぶ直線の長さの和）は、以下の式６で表される。
（式６）
（式７）
（式８）
【0044】
真円Ｃの中点Ｏから接点ｓ１に延びる線分と真円Ｃの中点Ｏから接点ｓ２に延びる線分の内角θが大きいほど、検出体１の基端部１１及び先端部１２の長さが大きくなるので、検出体１による検出精度が低下する。
真円Ｃの中点Ｏから接点ｓ１に延びる線分と真円Ｃの中点Ｏから接点ｓ２に延びる線分の内角θが小さいほど、検出体１の基端部１１及び先端部１２の長さが小さくなるので、検出体１を真円Ｃに近づけることができるが、第１の保持部２及び第２の保持部３の長さも小さくなるので、測定時の作業性が低下する。また、基端部１１と第１の保持部２との摩擦、先端部１２と第２の保持部３との摩擦も小さくなるので、検出体１を摩擦力のみで各保持部２，３に固定することが困難になる。また、基端部１１と先端部１２とがなす角度が大きくなるので、検出体１が重なり、干渉しあうおそれもある。
また、基端部１１及び先端部１２の長さに過不足があっても、検出体１の両端部間の隙間が大きくなるので、測定精度が低下する。
真円Ｃの中点Ｏから接点ｓ１に延びる線分と真円Ｃの中点Ｏから接点ｓ２に延びる線分の内角θが小さいほど、検出体１の基端部１１及び先端部１２の長さが小さくなるので、検出体１を真円Ｃに近づけることができるが、第１の保持部２及び第２の保持部３の長さも小さくなるので、測定時の作業性が低下する。また、基端部１１と第１の保持部２との摩擦、先端部１２と第２の保持部３との摩擦も小さくなるので、検出体１を摩擦力のみで各保持部２，３に固定することが困難になる。また、基端部１１と先端部１２とがなす角度が大きくなるので、検出体１が重なり、干渉しあうおそれもある。
また、基端部１１及び先端部１２の長さに過不足があっても、検出体１の両端部間の隙間が大きくなるので、測定精度が低下する。
【0045】
以上のように、フレキシブルセンサ１０及び測定装置１００によれば、弾性を有する検出体１の先端部１２を第２の保持部３に挿入し、第２の保持部３で先端部１２を保持して、検出体１の中途部１３は真円Ｃに沿う長さであり、両端に位置する基端部１１及び先端部１２は、真円Ｃに接する一対の接線と真円Ｃとの接点ｓ１，ｓ２からそれら接線に沿って直線状に延びて頂点ｗに向かう状態で配置される。言い換えると、弾性を有する検出体を真円Ｃの一対の接線上の一対の接点ｓ１，ｓ２から直線方向に延びて互い交差する状態で配置される。この配置にされることによって検出体１の保持されていない部分の形を真円Ｃに近づけることができるため、測定対象の物理量の測定精度をより高めることができる。
また、検出体１の基端部１１及び先端部１２は、それぞれ真円Ｃに接する一対の接線と真円Ｃとの接点ｓ１，ｓ２からそれら接線に沿った直線方向に延びる頂点ｗまでの長さと等しくすることにより、基端部１１の先端と先端部１２の先端とを最も接近させることができる。これにより、検出体１の両端部の隙間を極力小さくすることができ、真円Ｃ及び正ｎ角形Ｐから外れた検出体１の部分がなくなるので、測定対象の物理量の測定精度をより高めることができる。
また、検出体１の基端部１１及び先端部１２は、それぞれ真円Ｃに接する一対の接線と真円Ｃとの接点ｓ１，ｓ２からそれら接線に沿った直線方向に延びる頂点ｗまでの長さと等しくすることにより、基端部１１の先端と先端部１２の先端とを最も接近させることができる。これにより、検出体１の両端部の隙間を極力小さくすることができ、真円Ｃ及び正ｎ角形Ｐから外れた検出体１の部分がなくなるので、測定対象の物理量の測定精度をより高めることができる。
【0046】
＜その他＞
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。また、例えば、上記実施の形態における各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更することができる。
例えば、本明細書における真円は、若干歪んだ真円（真円より直径が１０％程度まで増減したもの）であってもよい。
また、本明細書における直線は、若干歪んだ直線（真の直線の位置から直線の一部が直線の長さの１０％程度まで離れているもの）であってもよい。
また、検出体１の中途部１３が形成する真円Ｃに外接する正ｎ角形Ｐは、例として挙げた正八角形に限らず、自由に正多角形を選択することができる。ただし、上述したように、正四角形のように、ｎが小さい場合には、検出体１の基端部１１及び先端部１２が長くなって真円Ｃから遠ざかる形状となるので好ましくなく、正二十角形のように、ｎが大きい場合には、検出体１の基端部１１及び先端部１２が短くなって各保持部２，３が小さくなり、作業者による把持が困難になって作業性が低下するので好ましくない。よって、双方の要求を満たすバランスの良い正ｎ角形Ｐを選択する必要がある。
また、検出体１の基端部１１と先端部１２は、検出体１が形成する真円Ｃの平面方向に直交する方向に重ねているが、同一平面内で極力隙間できないように重ねて配置してもよい。
また、検出部１の基端部１１と先端部１２を中途部１３が形成する真円Ｃに沿って形成してもよい。この場合、湾曲する基端部１１と先端部１２に合わせて第１の保持部２及び第２の保持部３を形成してもよいし、第１の保持部２及び第２の保持部３の内部の収容部位のみをそれぞれ基端部１１及び先端部１２に合わせて形成してもよい。
また、収容部３１は、第２の保持部３に設けられている場合に限らず、第１の保持部２に設けられていてもよい。すなわち、第１の保持部２と第２の保持部３の少なくとも一方に設けられていればよい。収容部３１に連通する孔３２に関しても同様である。
また、検出体１の先端部１２に第２の保持部３を取り付けておき、第２の保持部３を第１の保持部２に着脱自在とした構成であってもよい。この場合、第１の保持部２に第２の保持部３を収容する凹部及び第２の保持部３を係止する係止部を設けておき、第１の保持部２に第２の保持部３が係止された状態で測定対象の物理量を測定することができる。
また、収容部３１は、検出部１の先端部１２を挿入できるものでなく、第１の保持部２や第２の保持部３に溝を設け、先端部１２を溝に嵌め込めるようにしてもよい。
また、検出体１の基端部１１の端部と検出体１の先端部１２の端部は、上下に重ならず同一の面で接するように配置してもよい。
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。また、例えば、上記実施の形態における各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更することができる。
例えば、本明細書における真円は、若干歪んだ真円（真円より直径が１０％程度まで増減したもの）であってもよい。
また、本明細書における直線は、若干歪んだ直線（真の直線の位置から直線の一部が直線の長さの１０％程度まで離れているもの）であってもよい。
また、検出体１の中途部１３が形成する真円Ｃに外接する正ｎ角形Ｐは、例として挙げた正八角形に限らず、自由に正多角形を選択することができる。ただし、上述したように、正四角形のように、ｎが小さい場合には、検出体１の基端部１１及び先端部１２が長くなって真円Ｃから遠ざかる形状となるので好ましくなく、正二十角形のように、ｎが大きい場合には、検出体１の基端部１１及び先端部１２が短くなって各保持部２，３が小さくなり、作業者による把持が困難になって作業性が低下するので好ましくない。よって、双方の要求を満たすバランスの良い正ｎ角形Ｐを選択する必要がある。
また、検出体１の基端部１１と先端部１２は、検出体１が形成する真円Ｃの平面方向に直交する方向に重ねているが、同一平面内で極力隙間できないように重ねて配置してもよい。
また、検出部１の基端部１１と先端部１２を中途部１３が形成する真円Ｃに沿って形成してもよい。この場合、湾曲する基端部１１と先端部１２に合わせて第１の保持部２及び第２の保持部３を形成してもよいし、第１の保持部２及び第２の保持部３の内部の収容部位のみをそれぞれ基端部１１及び先端部１２に合わせて形成してもよい。
また、収容部３１は、第２の保持部３に設けられている場合に限らず、第１の保持部２に設けられていてもよい。すなわち、第１の保持部２と第２の保持部３の少なくとも一方に設けられていればよい。収容部３１に連通する孔３２に関しても同様である。
また、検出体１の先端部１２に第２の保持部３を取り付けておき、第２の保持部３を第１の保持部２に着脱自在とした構成であってもよい。この場合、第１の保持部２に第２の保持部３を収容する凹部及び第２の保持部３を係止する係止部を設けておき、第１の保持部２に第２の保持部３が係止された状態で測定対象の物理量を測定することができる。
また、収容部３１は、検出部１の先端部１２を挿入できるものでなく、第１の保持部２や第２の保持部３に溝を設け、先端部１２を溝に嵌め込めるようにしてもよい。
また、検出体１の基端部１１の端部と検出体１の先端部１２の端部は、上下に重ならず同一の面で接するように配置してもよい。
【符号の説明】
【0047】
１ 検出体
１１ 基端部
１２ 先端部
１３ 中途部
２ 第１の保持部
２１ 側壁部
２２ 側壁部
２１ａ 開口
２２ａ 開口
３ 第２の保持部
３１ 収容部
３２ 孔
１０ フレキシブルセンサ
２０ 整合回路
３０ 積分回路
４０ 測定部
１００ 測定装置
Ｃ 真円
Ｐ 正ｎ角形
ｔ１，ｔ２ 接点
ｖ 頂点
１１ 基端部
１２ 先端部
１３ 中途部
２ 第１の保持部
２１ 側壁部
２２ 側壁部
２１ａ 開口
２２ａ 開口
３ 第２の保持部
３１ 収容部
３２ 孔
１０ フレキシブルセンサ
２０ 整合回路
３０ 積分回路
４０ 測定部
１００ 測定装置
Ｃ 真円
Ｐ 正ｎ角形
ｔ１，ｔ２ 接点
ｖ 頂点
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】