CN108885128A - 传感器模块和无线传感器装置 - Google Patents

Abstract

根据本公开的一种模式的传感器模块包括传感器部件以及被构造成容纳所述传感器部件的壳体。所述壳体包括：接触部件，所述接触部件由弹性体形成并且包括与所述传感器模块的安装目标接触的接触表面；以及磁铁，所述磁铁被沿着所述接触部件的接触表面设置。

Description

传感器模块和无线传感器装置

技术领域

本申请涉及传感器模块和无线传感器设备。

本申请要求于2016年4月5日提交的日本专利申请No.2016-076213的优先权，其全部内容通过引用并入在本文中。

背景技术

作为使用诸如无线LAN(局域网)的通信服务的系统，M2M(机器到机器)系统是已知的(例如，参见专利文献1)。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本特开专利公报No.2015-19221

发明内容

根据某个实施例，传感器模块包括传感器部件以及被构造成容纳传感器部件的壳体。壳体包括：接触部件，所述接触部件由弹性体形成并且包括与传感器模块的安装目标接触的接触表面；以及磁铁，所述磁铁被沿着接触部件的接触表面设置。

根据另一实施例，传感器模块包括传感器部件以及被构造成容纳传感器部件的壳体。壳体包括设置在传感器模块的与安装目标接触的侧面上的端部处的三个或更多个磁铁，所述三个或更多个磁铁每个具有包括向传感器部件的相反侧面突出的弯曲表面的形状。

根据另一实施例，无线传感器设备包括：上述的传感器模块；以及无线终端装置，所述无线终端装置连接到传感器模块并且被构造成基于从传感器模块获得的信息通过无线通信来发送信号。

附图说明

图1是示出实施例1中的传感器模块的结构的示意横截面图。

图2是示出实施例1中的传感器模块的结构的示意平面图。

图3是示出包括无线传感器设备的振动监视系统的构造的示意图。

图4是示出实施例2中的传感器模块的结构的示意横截面图。

图5是示出实施例2中的传感器模块的结构的示意平面图。

图6是示出实施例3中的传感器模块的结构的示意横截面图。

图7是示出实施例3中的传感器模块的结构的示意平面图。

具体实施方式

[要由本公开解决的问题]

在M2M系统中，每个在其中安装有无线装置的设备不经由人发送/接收信息，并且诸如在工厂中操作的机器的振动、温度等的信息例如由传感器模块检测以被自动地报告给服务器。例如，为了通过使用这种M2M系统来监视工厂中的大量机器中的每一个的操作状态，传感器模块需要被安装在工厂中的各个地方，诸如在各种机器的表面等上。

传感器模块将被安装到的机器等的表面具有各种形状。例如，当安装目标的表面是平坦表面时，传感器模块的接触表面——其是与安装目标接触的面——的形状可以是平坦的。当安装目标的表面是圆柱形表面时，传感器模块的接触表面的形状可以是圆柱形的。

然而，当采用具有被调整为安装目标的相应的各种表面形状的接触表面的这种传感器模块时，存在传感器模块的通用性降低的问题。

因此，在本公开的某个方面中，目的是为了提供可被容易地安装到具有各种表面形状的安装目标的传感器模块以及包括该传感器模块的无线传感器设备。

[本公开的效果]

根据本公开，可提供可被容易地安装到具有各种表面形状的安装目标的传感器模块。

[实施方式的概要]

首先，列举要描述的本公开的实施例。

根据本公开的一个方面的传感器模块包括传感器部件以及被构造成容纳传感器部件的壳体。壳体包括：接触部件，所述接触部件由弹性体形成并且包括与传感器模块的安装目标接触的接触表面；以及磁铁，所述磁铁被沿着接触部件的接触表面设置。

在根据上述一个方面的传感器模块中，磁铁被沿着接触部件的接触表面设置。这使得能够通过磁力安装到由磁性体形成的安装目标。此外，在根据上述一个方面的传感器模块中，接触部件由弹性体形成。因此，当传感器模块将被安装到安装目标时，弹性体变形成对应于安装目标的表面的形状。结果，传感器模块可被稳定地安装到具有各种表面形状的安装目标。因此，根据上述一个方面的传感器模块，可提供可被容易地安装到具有各种表面形状的安装目标的传感器模块。

在根据上述一个方面的传感器模块中，壳体可以包括三个或更多个磁铁。这使得能够通过磁力更稳定地安装到由磁性体形成的安装目标。

根据本公开另一方面的传感器模块包括传感器部件以及被构造成容纳传感器部件的壳体。壳体包括设置在传感器模块的与安装目标接触的侧面上的端部处的三个或更多个磁铁，所述三个或更多个磁铁每个具有包括向传感器部件的相反侧面突出的弯曲表面的形状。

在根据上述另一方面的传感器模块中，磁铁被设置在壳体的与安装目标接触的侧面上的端部处。这使得能够通过磁力安装到由磁性体形成的安装目标。在上述另一方面的传感器模块中，采用了每个具有包括向传感器部件的相反侧面突出的弯曲表面的形状的三个或更多个磁铁。作为存在三个或更多个磁铁并且每个磁铁具有这种弯曲表面的结果，传感器模块可被稳定地安装到具有各种表面形状的安装目标。因此，根据上述另一方面的传感器模块，可提供可被容易地安装到具有各种表面形状的安装目标的传感器模块。

在根据上述另一方面的传感器模块中，壳体还可包括接触部件，所述接触部件由弹性体形成并且包括与传感器模块的安装目标接触的接触表面。因此，当传感器模块将被安装到安装目标时，弹性体变形成对应于安装目标的表面的形状。结果，传感器模块可被稳定地安装到具有各种表面形状的安装目标。

在上述传感器模块中，在设置有所有磁铁的面的平面图中，传感器部件的重心可以位于通过连接所有磁铁的预定位置而获得的多边形内部。因此，可更稳定地保持壳体中的传感器部件。

在上述传感器模块中，磁铁可以被保持为可绕磁铁的重心旋转。因此，当要安装传感器模块时，磁铁旋转并且形成适于安装传感器模块的磁场。

在上述传感器模块中，壳体还可以包括被构造成保持磁铁的磁铁保持部件。磁铁保持部件可以由磁性体形成。因此，方便传感器模块的组装。

在上述传感器模块中，壳体还可以包括被构造成保持磁铁的磁铁保持部件。磁铁保持部件可以由非磁性体形成。因此，磁铁可容易地在传感器模块中旋转，使得磁铁形成适当的磁场。

在上述传感器模块中，传感器部件可以是被构造成检测振动的振动传感器部件。上述传感器模块适合于包括振动传感器部件的传感器模块。

在上述传感器模块中，磁铁可以具有球形形状。因此，传感器模块可被更稳定地安装到具有各种表面形状的安装目标。

根据本公开的一个方面的无线传感器设备包括：上述的传感器模块；以及无线终端装置，所述无线终端装置连接到传感器模块并且被构造成基于从传感器模块获得的信息通过无线通信来发送信号。根据本申请的无线传感器设备，可通过无线通信来发送基于来自安装到具有各种表面形状的安装目标中的每一个的传感器模块的信息的信号。

[本发明的实施例的细节]

在下文中，将参考附图描述根据本公开的传感器模块和无线传感器设备的实施例。在附图中，相同或对应的部件通过相同的附图标记来表示，并且不重复其描述。

(实施例1)

参考图1和图2，对实施例1中的传感器模块1进行描述。图1对应于沿着图2中所示的线I-I的横截面图。传感器模块1包括传感器部件10和容纳传感器部件10的壳体20。例如，传感器部件10具有传感器被安装在印刷电路上的结构。设置在印刷电路上的传感器例如是振动传感器、温度传感器等。也就是说，传感器部件10例如是检测振动的振动传感器部件、检测温度的温度传感器部件等。

壳体20包括外壳21、支撑构件22、填料片23、螺母24、平头螺钉25、第一保持构件26、第二保持构件27、弹性片材28、球形磁铁29和O形环31。外壳21具有中空圆柱形形状。外壳21将传感器部件10容纳在其内部空间中。作为形成有螺纹的区域的外壳接合部件21A形成在外壳21的内壁上。

电线41连接到外壳21。电线41电连接到传感器部件10，并且将在传感器部件10中获得的信息作为电信号来发送。

支撑构件22具有圆柱形形状。支撑构件22将传感器部件10支撑在外壳21的内部空间中。作为形成有螺纹的区域的支撑构件接合部件22A形成在支撑构件22的外周边表面上。通过支撑构件22被拧入外壳21，支撑构件接合部件22A和外壳接合部件21A彼此啮合。结果，支撑构件22相对于外壳21被固定。作为支撑构件22的一个端面的支撑面22B接触传感器部件10，由此支撑构件22支撑传感器部件10。

支撑构件22的内周边表面包括：连接到支撑面22B的大直径部分22E；与大直径部分22E相比具有较小直径的小直径部分22D；以及台阶面22F，所述台阶面22F与大直径部分22E和小直径部分22D交叉(正交)并且连接大直径部分22E和小直径部分22D。具有盘状形状并且具有与大直径部分22E相对应的直径的填料片23被设置在由大直径部分22E围绕的空间中。填料片23由台阶面22F支撑。例如，填料片23由橡胶形成。通过设置填料片23，已进入支撑构件22的内周边区域的水等被阻止到达传感器部件10。螺母24被设置在由小直径部分22D围绕的空间中。O形环31被设置在支撑构件22的外周边表面与外壳21的内周边表面之间。例如，O形环31由橡胶形成。通过设置O形环31，已在支撑构件22与外壳21之间进入的水等被阻止到达传感器部10。

第一保持构件26具有环形形状。第一保持构件26在其一个端面处在与支撑构件22的支撑面22B相反的侧面接触端面22C。第一保持构件26在其另一端面处具有第一磁铁保持面26A，其每个是具有与球形磁铁29相对应的形状的凹面。

第二保持构件27具有环形和板状形状。在第二保持构件27中，形成了每个由保持球形磁铁29的第二磁铁保持面27A围绕的通孔。第二保持构件27被设置以便被搁放在端面上并且在与第一保持构件26的支撑构件22相反的侧面与端面接触。当以平面方式观察时，第一保持构件26和第二保持构件27被设置为使得由每个第一磁铁保持面26A围绕的区域和由每个第二磁铁保持面27A围绕的区域彼此重叠。第一磁铁保持面26A和第二磁铁保持面27A被形成以便当以平面方式观察时对应于正方形的顶点。

在本实施例中，设置了四个球形磁铁29。四个球形磁铁29由上述的四个第一磁铁保持面26A和四个第二磁铁保持面27A保持。结果，当以平面方式观察时，四个球形磁铁29被设置以便位于正方形的顶点处。具体地，球形磁铁29被设置为使得四个球形磁铁29的预定位置分别位于正方形的顶点处。例如，预定位置是相应的四个球形磁铁29的中心。

平头螺钉25穿透第二保持构件27的内周边区域和第一保持构件26的内周边区域并且平头螺钉25的前端部分被拧入保持在由支撑构件22的小直径部分22D围绕的空间中的螺母24。螺母24的头部由形成在第二保持构件27的内周边表面处的锥形面27B支撑。因此，第一保持构件26和第二保持构件27相对于支撑构件22被固定。

弹性片材28具有盘状形状。弹性片材28由弹性体形成。在本实施例中，弹性片由作为弹性体的橡胶形成。每个围绕盘状形状的空间的四个环形壁28B形成在弹性片材28中。每个球形磁铁29的一部分进入由对应的环形壁28B围绕的空间。例如，弹性片材28在其一个主表面处被粘附并固定到第二保持构件27。弹性片材28的在与第二保持构件27相反的另一主表面是与传感器模块1的安装目标接触的接触表面28A。弹性片材28用作接触部件。每个球形磁铁29被沿着接触表面28A设置。

假定了实施例1中的传感器模块1通常被处理为使得接触表面28A用作底面。因此，作为实施例1中的传感器模块1的示意平面图的图2是当传感器模块1被放置为使得作为底面的接触表面28A与水平面对准并且从垂直于其的底面正上方观察传感器模块1时获得的图。另外在下面的实施例中，传感器模块1的示意平面图是以类似方式获得的那些。“以平面方式观察”在本说明书中具有与“在平面图中看”相同的含义，并且特别地，意指从垂直于底面的方向看目标的面。

在传感器模块1中，磁铁被沿着接触表面28A设置。这使得能够通过磁力安装到由磁性体形成的安装目标。在传感器模块1中，接触部件是通过由橡胶形成的弹性片材28来实现的。因此，当传感器模块1将被安装到安装目标时，弹性片材28变形成对应于安装目标的表面的形状。结果，传感器模块1可被稳定地安装到具有各种表面形状的安装目标。因此，传感器模块1是可被容易地安装到具有各种表面形状的安装目标的传感器模块。

在本实施例中，采用由橡胶形成的弹性片材28。因此，弹性片材28与安装目标之间的摩擦系数(静摩擦系数)大。结果，传感器模块1可被牢固地固定到安装目标。

参考图2，在本实施例的传感器模块1中，当以平面方式观察时，传感器部件10的重心G位于通过连接所有多个(在本实施例中为四个)球形磁铁29的预定位置(例如，中心)而获得的多边形内部。因此，可更稳定地保持壳体20中的传感器部件10。

作为磁铁保持部件的第一保持构件26和第二保持构件27可以由磁性体形成。因此，方便传感器模块1的组装。更具体地，作为第一保持构件26和第二保持构件27中的至少一个由磁性体形成的结果，如果在球形磁铁29被设置在球形磁铁29应该被保持在第一保持构件26和第二保持构件27中的一个中并且球形磁铁29通过磁力来保持的部分处的状态下执行组装，则可平稳地执行组装。

同时，作为磁铁保持部件的第一保持构件26和第二保持构件27可以由非磁性体形成。因此，球形磁铁29可以容易地在传感器模块1中旋转，使得球形磁铁29形成适当的磁场。

在上述实施例中，已经描述了第一保持构件26和第二保持构件27借助于螺母24和平头螺钉25相对于支撑构件22被固定的情况。然而，固定方法不限于此，并且可以通过另一方法来执行固定。

接下来，描述包括传感器模块1的无线传感器设备和包括该无线传感器设备的监视系统的一个示例。参考图3，本实施例的监视系统是在振动方面监视工厂中的机器的操作状态的振动监视系统。此振动监视系统包括无线传感器设备100、第一接入点61、第二接入点62、服务器71和客户端计算机81、82。

无线传感器设备100包括：传感器模块1；以及无线终端装置51，所述无线终端装置51通过电线41连接到传感器模块1并且基于从传感器模块1获得的信息通过无线通信来发送信号。传感器模块1被安装到作为安装目标(监视目标)的机器90。在这种情况下，包括在传感器模块1中的传感器部件10是振动传感器部件。

有关机器90的振动状态并且由传感器模块1中的传感器部件10获得的信息经由电线41被发送到无线终端装置51。已经接收到信息的无线终端装置51通过无线通信向第一接入点61基于该信息发送包括有关振动的信息的信号。已经接收到信号的第一接入点61通过无线通信将信号发送到第二接入点62。已经接收到信号的第二接入点62通过无线通信将信号发送到服务器71。已经接收到信号的服务器71在其中存储有关基于该信号而获得的振动的信息。振动监视系统除了包括上述之外还包括大量无线传感器设备100和接入点，每个包括有关用作工厂中的监视目标的对应机器的振动的信息的信号被发送到服务器71，并且有关振动和基于每个信号而获得的信息被存储在服务器71中。除了客户端计算机81、82之外，安装在各个地方的大量客户计算机连接到服务器71。服务器71已经在其中存储了用于在包括客户计算机81、82的大量客户计算机上显示所存储的有关振动的信息的软件。结果，可在安装在各个地方的客户计算机处监视用作工厂中的监视目标的机器的振动状态。

在上述实施例中，已经描述了包括振动传感器部件的传感器模块1连接到无线终端装置51的情况。然而，代替包括振动传感器部件的传感器模块1，或者除了包括振动传感器部件的传感器模块1之外，可以连接包括另一传感器部件的传感器模块，诸如包括温度传感器部件的传感器模块1。

(实施例2)

接下来，参考图4和图5，对实施例2中的传感器模块1进行描述。实施例2中的传感器模块1基本上具有与实施例1中的传感器模块1的结构类似的结构。然而，实施例2中的传感器模块1与实施例1中的传感器模块1的不同之处在于未采用弹性片材28。

本实施例中的传感器模块1的壳体20包括三个或更多个球形磁铁29，所述球形磁铁29被设置在传感器模块1的与安装目标接触的侧面上的端部处并且每个包括向传感器部件10的相反侧面突出的弯曲表面。通常，实施例2中的传感器模块1被处理为使得传感器模块1的与安装目标接触的侧面上的端部用作底面。

在实施例2中的传感器模块1中，每个球形磁铁29被设置在壳体20的与安装目标接触的侧面上的端部处。这使得能够通过磁力安装到由磁性体形成的安装目标。在实施例2中的传感器模块1中，采用了每个具有包括向传感器部件10的相反侧面突出的弯曲表面的形状的三个或更多个(在本实施例中为四个)球形磁铁29。作为存在三个或更多个球形磁铁29并且每个球形磁铁29具有这种弯曲表面的结果，传感器模块1可被稳定地安装到具有各种表面形状的安装目标。因此，实施例2中的传感器模块1是可被容易地安装到具有各种表面形状的安装目标的传感器模块。

在实施例2中的传感器模块1中，当像图5中所示的那样以平面方式观察时，传感器部件10的重心G可以位于通过连接所有多个(在本实施例中为四个)球形磁铁29的预定位置(例如，中心)而获得的多边形内部。因此，可更稳定地保持壳体20中的传感器部件10。

(实施例3)

接下来，参考图6和图7，对实施例3中的传感器模块1进行描述。实施例3中的传感器模块1基本上具有与实施例1中的传感器模块1的结构类似的结构。然而，实施例3中的传感器模块1与实施例1中的传感器模块1的不同之处在于所采用的球形磁铁29的数量是三个。

具体地，参考图6和图7，当以平面方式观察时，球形磁铁29被设置以便位于等边三角形的顶点处。具体地，球形磁铁29被设置为使得三个球形磁铁29的预定位置分别位于等边三角形的顶点处。例如，预定位置是相应的三个球形磁铁29的中心。另外利用具有此结构的传感器模块1，可获得与实施例1中的效果类似的效果。

在上述实施例中，已经描述了采用具有相同大小的球形磁铁29的情况。然而，球形磁铁29可以具有不同的大小。

在上述实施例1和3中，已经描述了采用四个或三个球形磁铁29的情况。然而，要采用的球形磁铁29的数量可以是一个或两个，或者可以是五个或更多个。从获得适当的磁力而不使结构变得比必要的更复杂的观点来看，球形磁铁29的数量优选地为三个或四个。代替球形磁铁29，可以采用具有其它形状的磁铁。

在实施例2中，已经描述了采用四个球形磁铁29的情况。然而，要采用的球形磁铁29的数量可以是三个或更多的任何数量。从获得适当的磁力而不使结构变得比必要的更复杂的观点来看，球形磁铁29的数量优选地为三个或四个。

如上所述，本申请涉及包括传感器部件的传感器模块。然而，如果发送器-接收器被容纳在具有类似结构的壳体中，则可构造具有高可安装性的接入点。

应该注意的是，本文中所公开的实施例在所有方面仅仅是说明性的，而不应该被认为在任何方面是限制性的。本发明的范围不是由上述描述来限定的，而是由权利要求的范围来限定的，并且旨在包括相当于权利要求的范围的含义以及本范围内的所有修改。

参考符号列表

1 传感器模块

10 传感器部件

100 无线传感器设备

20 壳体

21 外壳

21A 外壳接合部件

22 支撑构件

22A 支撑构件接合部件

22B 支撑面

22C 端面

22D 小直径部分

22E 大直径部分

22F 台阶面

23 填料片

24 螺母

25 平头螺钉

26 保持构件

26A 磁铁保持面

27 保持构件

27A 磁铁保持面

27B 锥形面

28 弹性片材

28A 接触表面

28B 环形壁

29 球形磁铁

31 O形环

41 电线

51 无线终端装置

61 第一接入点

62 第二接入点

71 服务器

81、82 客户端计算机

90 机器

Claims (11)

1.一种传感器模块，包括：

传感器部件；以及

壳体，所述壳体被构造成容纳所述传感器部件，其中

所述壳体包括：

接触部件，所述接触部件由弹性体形成并且包括与所述传感器模块的安装目标接触的接触表面；以及

磁铁，所述磁铁被沿着所述接触部件的所述接触表面设置。

2.根据权利要求1所述的传感器模块，其中

所述壳体包括三个或更多个所述磁铁。

3.一种传感器模块，包括：

传感器部件；以及

壳体，所述壳体被构造成容纳所述传感器部件，其中

所述壳体包括设置在所述传感器模块的与安装目标接触的一侧上的端部处的三个或更多个磁铁，所述三个或更多个磁铁每个都具有包括向所述传感器部件的相反侧突出的弯曲表面的形状。

4.根据权利要求3所述的传感器模块，其中

所述壳体还包括接触部件，所述接触部件由弹性体形成并且包括与所述传感器模块的所述安装目标接触的接触表面。

5.根据权利要求2至4中的任一项所述的传感器模块，其中

在设置有所有所述磁铁的面的平面图中，所述传感器部件的重心位于通过连接所有所述磁铁的预定位置而获得的多边形的内部。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的传感器模块，其中

所述磁铁被保持为绕所述磁铁的重心是可旋转的。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的传感器模块，其中

所述壳体还包括被构造成保持所述磁铁的磁铁保持部件，并且所述磁铁保持部件由磁性体形成。

8.根据权利要求1至6中的任一项所述的传感器模块，其中

所述壳体还包括被构造成保持所述磁铁的磁铁保持部件，并且所述磁铁保持部件由非磁性体形成。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的传感器模块，其中

所述传感器部件是被构造成检测振动的振动传感器部件。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的传感器模块，其中

所述磁铁具有球形形状。

11.一种无线传感器设备，包括：

根据权利要求1至10中的任一项所述的传感器模块；以及

无线终端装置，所述无线终端装置连接到所述传感器模块并且被构造成基于从所述传感器模块获得的信息通过无线通信来发送信号。