JP2002188754A - 弁開閉検知装置及び弁開閉管理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、無接点方式で且つコスト的に安価
な弁開閉検知装置を提供すると共に、一般に多用されて
いる手動弁においても弁の開閉状態を自動的に履歴に残
すことが出来る弁開閉管理システムを提供することを可
能にすることを目的としている。 【解決手段】 手動弁１の弁体２ａを上下移動する弁棒
２に円盤３及び電磁誘導タグ４が固定され、手動弁１に
設けられたステイ６上には、上下移動する円盤３に押圧
されて手動弁１の開閉を検知する無接点式の圧力スイッ
チ10ａ，10ｂの検知情報によりライタ端末機５を駆動す
る駆動制御部９、電磁誘導タグ４に開閉情報を送信する
ライタ端末機５、これ等の駆動電源となる太陽電池８を
設けて構成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乳製品等の製造或
いは保存設備、或いは原子力発電所設備、或いはその他
各種の産業機械設備等の貯蔵タンクや配管系に設けられ
る弁（バルブ）の開閉検知装置及びそれ等弁の開閉状態
の履歴を管理するシステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、流体を制御する弁（バルブ）は工
業用設備を始め生活用品にまで普及しており、酒造所や
ビール工場、或いは乳製品工場、更には化学プラントや
原子力プラントには多数の弁が使用されている。

【０００３】これ等弁の種類としては、ハンドルを手動
で回転させて流量を調整する手動弁や電磁石や空気圧等
を利用して自動開閉を行う自動弁がある。自動弁の場合
には中央制御室等で集中的に弁の開閉状態を遠隔監視す
ることが出来るが、一般に多用されている手動弁では弁
の開閉状態を確認するために以下のように構成したもの
が提案されている。

【０００４】即ち、図８に示すように、ハンドル51に円
盤52を取り付け、該円盤52に対向する上部位置に開側リ
ミットスイッチ54を取り付けると共に下部位置に閉側リ
ミットスイッチ55を取り付け、弁棒53の回転によりハン
ドル51と一体的に上下移動する円盤52が開閉側リミット
スイッチ54，55をオンすることで弁の開閉を検知し、こ
れ等開閉側リミットスイッチ54，55の出力信号を信号処
理装置56で処理し、表示器57で表示するものがあった
（公知例１）。

【０００５】また、特開平8-326950号公報には、図９に
示すように、テーパ円筒形ターゲット61が弁棒53と同心
円上にハンドル51の下部に固定され、該テーパ円筒形タ
ーゲット61のテーパ部の円周面上に対向する位置に手動
弁60に着脱可能に設けられた取付金具62を介して変位セ
ンサ63が配置されている。

【０００６】変位センサ63はテーパ円筒形ターゲット61
との間隙を渦電流損を利用して非接触で検知することが
出来、変位センサ63とテーパ円筒形ターゲット61との間
隙の離間間隔により渦電流の強弱が決まり、更にその検
知信号を信号変換器64によってリニアライズされたアナ
ログ電圧とし、更に半導体スイッチで無接点出力を得
て、それを弁の開閉状態として検知し、表示器65で表示
するものが提案されている（公知例２）。

【０００７】また、図10に示すように、円筒形磁気スケ
ール71が弁棒53と同心円上にハンドル51の下部に固定さ
れ、該円筒形磁気スケール71の円周面上に対向する位置
に手動弁60に着脱可能に設けられた取付金具62を介して
磁気ヘッド72が配置されている。

【０００８】円筒形磁気スケール71は、磁性体の基台に
強磁性膜を接着し、Ｎ極、Ｓ極を交互に垂直磁化した磁
気格子縞を目盛りとするスケールであって、ハンドル51
を回転させると、一定間隔でＮ極、Ｓ極を交互に垂直磁
化した円筒形磁気スケール71が回転及び上下移動し、磁
気ヘッド72から９０°の位相差を有するＡ＝ａ cosω
t、及びＢ＝ａ sin ωtの２つのアナログ信号が出力さ
れる。

【０００９】そして処理装置73に設けられたディテクタ
により磁気ヘッド72の出力信号を処理し、円筒形磁気ス
ケール71の円周方向の移動距離に合わせた高分解能のパ
ルスを出力する。ディテクタでパルス化された信号は処
理装置73の信号処理部で処理されて弁開閉位置弁開度及
び流量を表示器74により表示するものが提案されている
（公知例３）。

【００１０】前述の公知例２、３では小形軽量無接点で
あるため公知例１のような機械的接点のように接点の接
触不良による誤作動の発生や接触時のスパーク等が発生
することがなく、悪環境下でも耐久性及び信頼性に優
れ、これ等の信号出力を中央制御室に伝送することによ
り遠隔監視システムの構築を可能にするとしている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来例において、図８に示した公知例１では、開閉側リ
ミットスイッチ54，55が機械的接点であるため接点の接
触不良による誤作動の発生や接触時のスパーク等が発生
する虞があった。

【００１２】また、図９、図10に示した公知例２、３で
は、無接点方式とすることが出来るものの渦電流損や磁
気スケール等から得た信号を信号処理する工程が複雑で
あり、コスト高になるという問題があった。

【００１３】本発明は前記課題を解決するものであり、
その目的とするところは、無接点方式で且つコスト的に
安価な弁開閉検知装置を提供すると共に、一般に多用さ
れている手動弁においても弁の開閉状態を自動的に履歴
に残すことが出来る弁開閉管理システムを提供せんとす
るものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係る弁開閉検知装置は、ハンドルを回転させ
て弁体を移動させることで流体の流量や圧力を制御する
弁の開閉を検知する弁開閉検知装置において、前記弁体
に伴って移動する押圧手段が無接点式の圧力スイッチを
押圧することで弁の開閉を検知することを特徴とする。

【００１５】上記構成によれば、弁体に伴って移動する
押圧手段が無接点式の圧力スイッチを押圧することで弁
の開閉を検知することが出来る。

【００１６】例えば、その具体的な構成の一例として
は、上昇式の仕切弁等において、弁棒或いはハンドル等
の弁体と一体的に上下移動する部位に円盤状の押圧手段
を固定し、ハンドルを回転させて弁を閉じると、押圧手
段が該押圧手段よりも弁体側に設けられた第１の無接点
式の圧力スイッチを押圧して弁の閉鎖状態を検知するこ
とが出来る。

【００１７】また、ハンドルを回転させて弁を開ける
と、円盤状の押圧手段が該押圧手段よりも弁体と反対側
に設けられた第２の無接点式の圧力スイッチを押圧して
弁の開放状態を検知することが出来る。

【００１８】また、具体的な他の構成の一例としては、
非上昇式の蝶形弁、ボール弁、コック等において、弁棒
或いはハンドル等の弁体と一体的に回転移動する部位に
押圧手段を固定し、ハンドルを回動させて弁を閉じる
と、押圧手段が第１の無接点式の圧力スイッチを押圧し
て弁の閉鎖状態を検知することが出来る。

【００１９】また、ハンドルを回動させて弁を開ける
と、押圧手段が第２の無接点式の圧力スイッチを押圧し
て弁の開放状態を検知することが出来る。

【００２０】また、本発明に係る弁開閉管理システム
は、流体の流量や圧力を制御する弁の開閉を検知する弁
開閉検知手段と、前記弁開閉検知手段により検知された
弁開閉検知情報に応じてライタ端末機を駆動する駆動制
御手段と、前記駆動制御手段により駆動されたライタ端
末機により弁の開閉状態と、その開閉時刻を記憶する記
憶部を有するＲＦＩＤタグとを有することを特徴とす
る。

【００２１】上記構成によれば、弁開閉検知手段により
流体の流量や圧力を制御する弁の開閉を検知し、その弁
開閉検知情報に応じて駆動制御手段がライタ端末機を駆
動する。個々の弁には固有のＲＦＩＤタグが設けられて
おり、ライタ端末機の駆動によりＲＦＩＤタグに設けら
れた記憶部に弁の開閉状態と、その開閉時刻が自動的に
記憶される。

【００２２】前記弁開閉検知手段が前述した弁開閉検知
装置の押圧手段及び無接点式の圧力スイッチにより構成
された場合には、構成が簡単で無接点方式とすることが
出来、信号もオン、オフの単純な信号処理で済み、大幅
なコスト削減を図ることが出来る。

【００２３】また、前記弁開閉検知手段、前記ライタ端
末機、前記駆動制御手段の駆動電源を太陽電池とした場
合には、ＲＦＩＤタグもライタ端末機から受電可能であ
るため完全な自己電力供給型（スタンドアローン）とす
ることが出来、配電設備等を省略することが出来る。

【００２４】また、前記弁開閉検知手段、前記ライタ端
末機、前記駆動制御手段、前記太陽電池、前記ＲＦＩＤ
タグを弁に対して着脱可能に構成した場合には、既設の
弁に対して弁開閉検知手段、ライタ端末機、駆動制御手
段、太陽電池及びＲＦＩＤタグを装着して本発明に係る
弁開閉管理システムを利用することが出来る。

【００２５】

【発明の実施の形態】図により本発明に係る弁開閉検知
装置及び弁開閉管理システムの一例として手動弁に適用
した場合の一実施形態を具体的に説明する。図１は本発
明に係る弁開閉検知装置及びこれを利用した弁開閉管理
システムの第１実施形態の構成を示す断面説明図、図２
は円盤状のＲＦＩＤタグの構成を示す図、図３は制御系
の構成を示すブロック図、図４は弁の開閉信号を示すタ
イムチャート、図５はＲＦＩＤタグの記憶部に記憶され
た開閉状態と開閉時刻を示す図である。

【００２６】先ず、図１〜図５を用いて本発明に係る弁
開閉検知装置及び弁開閉管理システムの第１実施形態に
ついて説明する。図１において、１は手動弁であり、弁
箱１ａに形成されたネジ部１ｂに、弁体２ａが設けられ
た弁棒２に形成されたネジ部２ｂが螺合しており、弁棒
２に固定されたハンドル２ｃを回転することでハンドル
２ｃ、弁棒２及び弁体２ａが一体的に回転して図１の上
下方向に移動する。

【００２７】例えば、図１において、ハンドル２ｃを右
回転させて弁体２ａを下降させ、図１に示す状態に設定
すると弁箱１ａの流路１ｃが弁体２ａにより遮断されて
手動弁１が閉鎖され、逆にハンドル２ｃを左回転させて
弁体２ａを上昇させると、弁体２ａにより遮断されてい
た流路１ｃが開放されて手動弁１が開放される。これに
より貯蔵タンクや配管系に設けられた手動弁１の流路１
ｃを流通する液体や気体等の流体の流量や圧力を開閉制
御する。

【００２８】ハンドル２ｃの下面側には押圧手段となる
断面ハット型の円盤３が取り付けられており、ハンドル
２ｃの上面側には図２に示す円盤状のＲＦＩＤタグ４が
設けられている。ハンドル２ｃ及び円盤３の略中心部に
設けられた貫通穴には弁棒２の一部に形成された面取部
に応じた辺部が形成されており、該面取部と辺部とが係
合して係止され、ハンドル２ｃ及び円盤３が弁棒２と一
体的に回転出来るようになっている。

【００２９】本実施形態で好適に採用されるＲＦＩＤ
（Radio Frequency-IDentification）タグ１は、電磁結
合方式、電磁誘導方式のＲＦＩＤタグであり、本実施形
態では、電磁誘導方式のＲＦＩＤタグを用いた場合の一
実施形態について以下に説明する。

【００３０】ＲＦＩＤタグ４は、図２に示すように、単
線巻きで同心円盤状に形成されたアンテナコイル４ａに
制御部となる半導体ＩＣチップ４ｂが電気的に接続さ
れ、該半導体ＩＣチップ４ｂには外部から電磁誘導によ
り受電した電力を蓄電する蓄電手段となるコンデンサが
設けられている。尚、蓄電手段となるコンデンサが無
く、手動弁１の近傍に設けられた外部のライタ端末機５
から連続的に半導体ＩＣチップ４ｂに電力が供給される
ものでも良い。

【００３１】半導体ＩＣチップ４ｂの内部には記憶部と
なるメモリ４ｃが設けられており、このメモリ４ｃに手
動弁１の開閉状態と、その開閉時刻を随時記憶して図５
に例示したような履歴が残される。

【００３２】また、ＲＦＩＤタグ４は、樹脂４ｄにより
被覆されており、その中央部には貫通穴４ｅが形成され
ている。そして、ハンドル２ｃの上側からＲＦＩＤタグ
４の貫通穴４ｅを弁棒２に挿通した後、該弁棒２の上端
部に形成されたボルト部にナット２ｄを螺合締着してＲ
ＦＩＤタグ４が弁棒２及びハンドル２ｃに一体的に固定
される。

【００３３】手動弁１及び該手動弁１に接続された配管
７にはステイ６が着脱可能に取り付けられており、ステ
イ６にはＲＦＩＤタグ４との間で電磁誘導により電力及
び信号を送信出来るライタ端末機５と、該ライタ端末機
５を駆動する駆動制御手段となる駆動制御部９と、電源
となる太陽電池８が固定されている。ライタ端末機５は
ＲＦＩＤタグ４に略対面する位置に配置するのが好まし
い。

【００３４】ライタ端末機５は、開閉側無接点式の圧力
スイッチ10ａ，10ｂの検知信号に基づいて駆動される駆
動制御部９からの指令を受けると、ライタ端末機５に設
けられた制御部がコマンドやデータの通信制御を行い、
また、その制御部はＲＦＩＤタグ４との間でコマンドや
データの通信制御を行う。更にその制御部はメモリ４ｃ
を制御する。メモリ４ｃはライタ端末機５から送られる
データや予め設定されたデータ等を格納保持する。

【００３５】また、ステイ６には支持フレーム11が立設
されており、該支持フレーム11には図示しないスリット
を介して支持フレーム11の長尺方向（図１の上下方向）
に固定位置が調整可能に設定される弁開閉検知手段とな
る無接点式の圧力スイッチ10ａ，10ｂが取り付けられて
いる。

【００３６】本実施形態では、手動弁１の開放を検知す
る開側の無接点式の圧力スイッチ10ａが押圧手段となる
円盤３の上側に配置され、手動弁１の閉鎖を検知する閉
側の無接点式の圧力スイッチ10ｂが円盤３の下側に配置
されている。

【００３７】そして、ハンドル２ｃを左回転させると、
弁棒２、弁体２ａ、円盤３及びＲＦＩＤタグ４が一体的
に図１の上方向に移動し、弁体２ａが弁箱１ａの流路１
ｃを開放した時、同時に円盤３が開側の無接点式の圧力
スイッチ10ａを押圧して図４に示すように弁開放検知情
報となるワンショットパルスＰ₁が発生し、これにより
手動弁１の開放を検知する。

【００３８】また、逆に、ハンドル２ｃを右回転させる
と、弁棒２、弁体２ａ、円盤３及びＲＦＩＤタグ４が一
体的に図１の下方向に移動し、弁体２ａが弁箱１ａの流
路１ｃを閉鎖した時、同時に円盤３が閉側の無接点式の
圧力スイッチ10ｂを押圧して図４に示すように弁閉鎖検
知情報となるワンショットパルスＰ₂が発生し、これに
より手動弁１の閉鎖を検知する。

【００３９】即ち、本実施形態では、弁体２ａの移動に
伴って押圧手段となる円盤３が無接点式の圧力スイッチ
10ａ，10ｂを押圧することで手動弁１の開閉を検知する
弁開閉検知装置を構成する。

【００４０】無接点式の圧力スイッチ10ａ，10ｂの具体
例としては、圧力が加わるとスイッチがオンする圧電ゴ
ムスイッチや圧力を加えると起電力を発生するピエゾ素
子等の圧電素子を内蔵したスイッチが適用可能である。

【００４１】圧電ゴムスイッチの一例としては、ブリジ
ストン株式会社製の無接点式の圧力スイッチが適用可能
であり、その構成は、２本の導電ワイヤを夫々被覆する
シリコーン導電ゴムが離間した状態で電気的絶縁性を有
する外皮シリコーンゴム内部に配置され、外皮シリコー
ンゴムの外側から外力（圧力）が加えられた際に離間し
たシリコーン導電ゴム同士が接触して通電し導電ワイヤ
が導通するものである。

【００４２】これ等の無接点式の圧力スイッチ10ａ，10
ｂは無接点であり、且つ密閉型であるため前述した公知
例１のような機械的接点のように接点の接触不良による
誤作動の発生や接触時のスパーク等が発生することがな
く、悪環境下でも耐久性及び信頼性に優れる。また、構
成が簡単であるためコンパクト化が出来、弁の開閉検知
の出力信号も単純なパルス信号であるため信号処理の取
り扱いが容易である。

【００４３】手動弁１の開閉に応じて円盤３が無接点式
の圧力スイッチ10ａ，10ｂを押圧することにより該無接
点式の圧力スイッチ10ａ，10ｂから発生したワンショッ
トパルスＰは図示しない電気ケーブル等を介して駆動制
御部９に送られ、そのワンショットパルスＰのタイミン
グに合わせて駆動制御部９がライタ端末機５を駆動す
る。

【００４４】駆動制御部９の内部にはカレンダー機能及
び時計機能を有するクロック部９ａが設けられており、
無接点式の圧力スイッチ10ａ，10ｂから発生したワンシ
ョットパルスＰの発生年月日及び時刻を特定すると共
に、ワンショットパルスＰの開閉信号の別、及びワンシ
ョットパルスＰの発生年月日及び時刻情報をライタ端末
機５に出力する。

【００４５】駆動制御部９及びライタ端末機５には図示
しない電気ケーブルを介して駆動電源となる太陽電池８
が接続されている。また、必要に応じて無接点式の圧力
スイッチ10ａ，10ｂにも太陽電池８からバイアス電圧が
供給される。

【００４６】太陽電池８には電気二重層コンデンサ８ａ
が接続されて独立電源を構成し、手動弁１が屋外に設け
られた場合では晴天はもとより、雨天或いは曇天等の日
陰状態であっても、また、手動弁１が屋内に設けられた
場合では室内燈等の微弱な光であっても、太陽電池８に
より出力された電力は電気二重層コンデンサ８ａに効率
よく蓄電され、全く日照がない夜間であっても独立電源
として十分利用出来るようになっている。

【００４７】無接点式の圧力スイッチ10ａ，10ｂからワ
ンショットパルスＰが発生したタイミングで駆動制御部
９がライタ端末機５を駆動すると、該ライタ端末機５か
ら電磁誘導によりＲＦＩＤタグ４に電力が伝送されて該
ＲＦＩＤタグ４が駆動し、ライタ端末機５からワンショ
ットパルスＰの開閉信号の別、及びワンショットパルス
Ｐの発生年月日及び時刻情報信号が電磁誘導により伝送
されてＲＦＩＤタグ４のメモリ４ｃに書き込まれる。

【００４８】図４はワンショットパルスＰの発生タイミ
ングでＲＦＩＤタグ４のメモリ４ｃに各種情報が書き込
まれる様子を示す書き込み波形図であり、図５はＲＦＩ
Ｄタグ４のメモリ４ｃに月日時分及び開閉の別が実際に
書き込まれた具体例を示すものである。

【００４９】図５において、月日時分は夫々２桁の数字
で記録され、開閉は開放が「１」、閉鎖が「０」の１桁
で記録される。この場合、月日時分が２桁ずつ、開閉が
１桁で、１回の開／閉情報の記録で９桁を要し、１情報
単位の記録で４bitが必要であるため、１回の開／閉情
報の記録で３６(９×４＝３６)bit分必要となるため、
例えば、ＲＦＩＤタグ４のメモリ４ｃの記憶容量が２kb
itである場合には５５(２０００／３６＝５５．５）回
分まで記憶可能である。

【００５０】ＲＦＩＤタグ４のメモリ４ｃの記憶容量は
用途に応じて適宜設定すれば良く、手動弁１の開閉を毎
日頻繁に行うような場合には、時分及び開閉の別を記憶
するようにしても良いし、手動弁１の開閉を滅多に行わ
ないような場合には年月日及び開閉の別を記憶するよう
にしても良い。

【００５１】また、ＲＦＩＤタグ４はナット２ｄを取り
外すことで容易に脱着交換できるため所定の時期に新し
いＲＦＩＤタグ４に交換しても良い。また、別途、図示
しないリーダライタ端末機によりＲＦＩＤタグ４のメモ
リ４ｃに記憶されている履歴情報を読み取って別のデー
タベースに流し込み、その後、ＲＦＩＤタグ４のメモリ
４ｃに記憶された履歴情報をクリアして再利用に供して
も良い。

【００５２】上記構成によれば、手動弁１の弁体２ａの
移動に伴って押圧手段となる円盤３が無接点式の圧力ス
イッチ10ａ，10ｂを押圧することで手動弁１の開閉を検
知することが出来る。

【００５３】また、弁体２ａと一体的に上下動する円盤
３及び固定位置に配置された無接点式の圧力スイッチ10
ａ，10ｂにより流体の流量や圧力を制御する手動弁１の
開閉を検知し、無接点式の圧力スイッチ10ａ，10ｂから
発生するワンショットパルスＰに応じて駆動制御部９が
ライタ端末機５を駆動し、ＲＦＩＤタグ４のメモリ４ｃ
に手動弁１の開閉状態と、その開閉年月日や開閉時刻を
自動的に記憶して手動弁１の開閉履歴を自動的に作成す
ることが出来る。

【００５４】弁開閉検知手段として押圧手段となる円盤
３及び無接点式の圧力スイッチ10ａ，10ｂを利用したこ
とで、構成が簡単で無接点方式とすることが出来、信号
もオン、オフの単純な信号処理で済み、大幅なコスト削
減を図ることが出来る。

【００５５】また、ライタ端末機５、駆動制御部９及び
必要に応じて無接点式の圧力スイッチ10ａ，10ｂの駆動
電源を太陽電池８としたことで、ＲＦＩＤタグ４もライ
タ端末機５から受電可能であるため完全な自己電力供給
型（スタンドアローン）とすることが出来、配電設備等
を省略することが出来、大幅なコストダウンを図ること
が出来る。

【００５６】また、円盤３、ＲＦＩＤタグ４、無接点式
の圧力スイッチ10ａ，10ｂ、ライタ端末機５、駆動制御
部９及び太陽電池８を手動弁１に対して着脱可能に構成
したことで、既設の手動弁１に対しても容易に装着して
本発明に係る弁開閉管理システムを利用することが出来
る。

【００５７】また、従来、ＲＦＩＤタグは、内部に埋設
されたアンテナコイルを貫く磁界の変化により電力の受
電及び信号の送受信を可能にするものであるためＲＦＩ
Ｄタグの設置場所付近にＲＦＩＤタグの通信や電力搬送
を行う際に生じる磁界に対して反磁界を発生させる金属
や磁石等の導電性を有する部材が存在すると、その導電
性を有する部材の影響によって渦電流により磁束が減少
して利用出来なくなるという固定観念があったためにＲ
ＦＩＤタグの近辺から磁性体や金属物品を排除するのが
常識であった。

【００５８】従って、金属製の手動弁１にＲＦＩＤタグ
４を取り付ける構成は従来では一般に行われていなかっ
た。

【００５９】そこで、本発明者等は、金属や磁性体等の
導電性を有する部材へのＲＦＩＤタグの有効利用を目的
として、ＲＦＩＤタグの設置場所付近に導電性を有する
部材が存在すると、該導電性を有する部材の影響によっ
て磁界が減衰して使用出来なくなるという従来の固定観
念を排除して、金属製の手動弁１にＲＦＩＤタグ４を取
り付けても該ＲＦＩＤタグ４が利用出来ることを実験的
に見い出し、これによりＲＦＩＤタグ４を利用して自動
的に弁開閉の履歴を残すシステムを実現させたものであ
る。

【００６０】即ち、例えば、ＲＦＩＤタグでは外部のリ
ードライト端末機から送信された交流磁界をＲＦＩＤタ
グに内蔵されたアンテナコイルの共振周波数により受信
する。その際に従来のＲＦＩＤタグは、通信距離を伸ば
すために周波数偏移変調（ＦＳＫ；Frequency Shift Ke
ying）方式で無線周波は、例えば、１２５kHzと１１７k
Hzの２波を使用し、尚且つ受信電力を増やすためアンテ
ナコイルにフェライトコアを使い、コイルの線径を太く
して複数巻きにして通信距離を伸ばす方式が一般的であ
った。

【００６１】無線周波を２波使う周波数偏移変調（ＦＳ
Ｋ）は、金属や磁性体等の導電性を有する部材が近づく
と受信周波数がずれて受信電力が低下すると共に通信エ
ラーが発生して通信が出来なくなり通信距離が極端に低
下し、実用上、使用不可能になるためＲＦＩＤタグは、
金属や磁性体等の導電性を有する部材に取り付けて使用
することは不可能であるとの固定観念が支配的であっ
た。

【００６２】しかしながら、最近では無線周波は、１波
の振幅偏移変調（ＡＳＫ；Amplitude Shift Keying）の
無線通信方式を使い、共振周波数帯域も広い、線径も数
十ミクロンの空心アンテナコイルで特殊な送受信回路を
組み込んだ消費電力の非常に少ないＣＭＯＳ−ＩＣを使
ったＲＦＩＤタグが提案された。

【００６３】このタグは金属や磁性体等の導電性を有す
る部材が近くにあっても振幅偏移変調（ＡＳＫ）の無線
通信方式を使い、ＦＳＫに比べて共振周波数帯域が広い
ため、周波数がずれても受信電力は低下せず、無線通信
も殆んど影響を受けないことが本発明者等が行った実験
結果により判明した。

【００６４】更に、本発明者等が行った実験結果によれ
ば、磁界は狭い隙間であっても回析現象により狭い隙間
から伝搬することが判明したものであり、導電性を有す
る部材に囲まれた場合であっても、分割された導電性を
有する部材同士の接合面やネジ部等の接触面、或いはス
リットや切り欠きや穴等の物理的な僅かな隙間である磁
束漏洩路が形成されるだけでＲＦＩＤタグと外部のリー
ドライト端末機との間で電力送電媒体及び情報通信媒体
である交流磁界を相互に送受信することが出来ることを
見い出したものである。

【００６５】そこで、前述のようにＲＦＩＤタグ４を金
属製のハンドル２ｃやナット２ｄに直接当接させて配置
しても支障無く電力や信号を送受信することが出来るも
のである。

【００６６】次に図６及び図７を用いて本発明に係る弁
開閉検知装置及びこれを利用した弁開閉管理システムの
第２実施形態について説明する。図６は本発明に係る弁
開閉検知装置及びこれを利用した弁開閉管理システムの
第２実施形態の構成を示す断面説明図、図７は本発明に
係る弁開閉検知装置及びこれを利用した弁開閉管理シス
テムの第２実施形態の構成を示す平面説明図である。
尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符
号を付して説明を省略する。

【００６７】本実施形態においても、図６及び図７に示
すように、コックからなる手動弁１及びその配管７に対
してステイ６が着脱可能に取り付けられており、該ステ
イ６上には弁開閉検知手段となる無接点式の圧力スイッ
チ10ａ，10ｂ、ＲＦＩＤタグ４、ライタ端末機５、駆動
制御部９及び太陽電池８が取り付けられている。

【００６８】本実施形態のコックからなる手動弁１は、
弁箱１ａに対して円錐状の栓からなる弁体２ａが回転可
能に軸支されており、弁体２ａに栓口２ｅが形成されて
いる。そして、レバーからなるハンドル２ｃを回動させ
ることにより栓口２ｅが一体的に回転移動して流路１ｃ
の開閉を行う。これにより貯蔵タンクや配管系に設けら
れた手動弁１の流路１ｃを流通する液体や気体等の流体
の流量や圧力を開閉制御する。

【００６９】図７において、ハンドル２ｃを配管７に沿
った方向に回動した時、栓口２ｅは流路１ｃと平行した
開放位置に設定される。この時のハンドル２ｃの姿勢位
置に応じた位置に設けられた支持フレーム11ａに開側の
無接点式の圧力スイッチ10ａが取り付けられており、押
圧手段を兼ねるハンドル２ｃにより無接点式の圧力スイ
ッチ10ａが押圧されて図４に示したワンショットパルス
Ｐ₁が発生し、これにより手動弁１の開放を検知する。

【００７０】また、ハンドル２ｃを配管７と直交する方
向に回動した時、栓口２ｅは流路１ｃと直交した閉鎖位
置に設定される。この時のハンドル２ｃの姿勢位置に応
じた位置に設けられた支持フレーム11ｂに閉側の無接点
式の圧力スイッチ10ｂが取り付けられており、押圧手段
を兼ねるハンドル２ｃにより無接点式の圧力スイッチ10
ｂが押圧されて図４に示したワンショットパルスＰ₂が
発生し、これにより手動弁１の閉鎖を検知する。

【００７１】支持フレーム11ｂの天板11b1にはボルト２
ｆ及びナット２ｄによりＲＦＩＤタグ４が着脱可能に固
定されており、ＲＦＩＤタグ４に対面する位置でステイ
６上には該ＲＦＩＤタグ４との間で電磁誘導により電力
及び信号を送信出来るライタ端末機５が取り付けられて
いる。

【００７２】そして、前述の第１実施形態と同様に手動
弁１の開閉に応じてハンドル２ｃが無接点式の圧力スイ
ッチ10ａ，10ｂを押圧することにより該無接点式の圧力
スイッチ10ａ，10ｂから発生したワンショットパルスＰ
は図示しない電気ケーブル等を介して駆動制御部９に送
られ、そのワンショットパルスＰのタイミングに合わせ
て駆動制御部９がライタ端末機５を駆動する。

【００７３】駆動制御部９の内部に設けられたカレンダ
ー機能及び時計機能を有するクロック部９ａにより無接
点式の圧力スイッチ10ａ，10ｂから発生したワンショッ
トパルスＰの発生年月日及び時刻を特定すると共に、ワ
ンショットパルスＰの開閉信号の別、及びワンショット
パルスＰの発生年月日及び時刻情報をライタ端末機５に
出力する。

【００７４】無接点式の圧力スイッチ10ａ，10ｂからワ
ンショットパルスＰが発生したタイミングで駆動制御部
９がライタ端末機５を駆動すると、該ライタ端末機５か
ら電磁誘導によりＲＦＩＤタグ４に電力が伝送されて該
ＲＦＩＤタグ４が駆動し、ライタ端末機５からワンショ
ットパルスＰの開閉信号の別、及びワンショットパルス
Ｐの発生年月日及び時刻情報信号が電磁誘導により伝送
されてＲＦＩＤタグ４のメモリ４ｃに書き込まれる。

【００７５】本実施形態ではＲＦＩＤタグ４を金属製の
支持フレーム11ｂやボルト２ｆやナット２ｄに直接当接
させて配置しても前記第１実施形態において前述したよ
うに支障無く電力や信号を送受信することが出来るもの
である。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成さ
れ、同様な効果を得ることが出来るものである。

【００７６】尚、前記第１実施形態ではハンドル２ｃが
弁棒２及び弁体２ａと一体的に上昇する上昇式弁の一例
について説明したが、ハンドル２ｃが固定位置で回転
し、弁棒２及び弁体２ａのみが上昇するような構成の手
動弁１であっても弁棒２に円盤３を着脱可能に固定する
ことで同様に適用出来る。

【００７７】また、前記第２実施形態では非上昇式弁の
一例としてコックに適用した場合について説明したが、
他の非上昇式弁として蝶形弁、ボール弁等にも適用可能
である。

【００７８】また、前記各実施形態では、手動により開
閉する手動弁１に適用した場合の一例について説明した
が、人力によらないで他の種々の動力源により自動的に
弁の開閉を可能にした自動弁の開閉履歴を残す弁開閉管
理システムとしても同様に適用出来るものである。

【００７９】

【発明の効果】本発明は、上述の如き構成と作用とを有
するので、無接点方式で且つコスト的に安価な弁開閉検
知装置を提供すると共に、一般に多用されている手動弁
においても弁の開閉状態を自動的に履歴に残すことが出
来る弁開閉管理システムを提供することが出来、これに
よって徹底した弁開閉履歴管理システムを構築すること
が出来る。

【００８０】即ち、流体の流量や圧力を制御する弁の開
閉を検知する弁開閉検知手段を弁体と一体的に移動する
押圧手段及び無接点式の圧力スイッチにより構成した場
合には、構成が簡単で無接点方式とすることが出来、信
号もオン、オフの単純な信号処理で済み、大幅なコスト
削減を図ることが出来る。

【００８１】また、弁開閉検知手段、ライタ端末機、駆
動制御手段の駆動電源を太陽電池とした場合には、ＲＦ
ＩＤタグもライタ端末機から受電可能であるため完全な
自己電力供給型（スタンドアローン）とすることが出
来、配電設備等を省略することが出来る。

【００８２】また、弁開閉検知手段、ライタ端末機、駆
動制御手段、太陽電池、ＲＦＩＤタグを弁に対して着脱
可能に構成した場合には、既設の弁に対しても弁開閉検
知手段、ライタ端末機、駆動制御手段、太陽電池及びＲ
ＦＩＤタグを容易に装着して本発明に係る弁開閉管理シ
ステムを利用することが出来、経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る弁開閉検知装置及びこれを利用し
た弁開閉管理システムの第１実施形態の構成を示す断面
説明図である。

【図２】円盤状のＲＦＩＤタグの構成を示す図である。

【図３】制御系の構成を示すブロック図である。

【図４】弁の開閉信号を示すタイムチャートである。

【図５】ＲＦＩＤタグの記憶部に記憶された開閉状態と
開閉時刻を示す図である。

【図６】本発明に係る弁開閉検知装置及びこれを利用し
た弁開閉管理システムの第２実施形態の構成を示す断面
説明図である。

【図７】本発明に係る弁開閉検知装置及びこれを利用し
た弁開閉管理システムの第２実施形態の構成を示す平面
説明図である。

【図８】公知例１を説明する図である。

【図９】公知例２を説明する図である。

【図10】公知例３を説明する図である。

【符号の説明】

１…手動弁 １ａ…弁箱 １ｂ…ネジ部 １ｃ…流路 ２…弁棒 ２ａ…弁体 ２ｂ…ネジ部 ２ｃ…ハンドル ２ｄ…ナット ２ｅ…栓口 ２ｆ…ボルト ３…円盤 ４…ＲＦＩＤタグ ４ａ…アンテナコイル ４ｂ…半導体ＩＣチップ ４ｃ…メモリ ４ｄ…樹脂 ４ｅ…貫通穴 ５…ライタ端末機 ６…ステイ ７…配管 ８…太陽電池 ８ａ…電気二重層コンデンサ ９…駆動制御部 ９ａ…クロック部 10ａ，10ｂ…無接点式の圧力スイッチ 11，11ａ，11ｂ…支持フレーム 11b1…天板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 潤 東京都新宿区西新宿１丁目22番２号 羽田 ヒューム管株式会社内 (72)発明者 内山 知樹 東京都新宿区西新宿１丁目22番２号 羽田 ヒューム管株式会社内 (72)発明者 木田 茂 東京都新宿区西新宿１丁目22番２号 羽田 ヒューム管株式会社内 Ｆターム(参考） 3H065 AA01 BA01 BA05 BA07 BB15 5B035 BB09 BC00 CA23 5B058 CA17 YA20

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハンドルを回転させて弁体を移動させる
   ことで流体の流量や圧力を制御する弁の開閉を検知する
   弁開閉検知装置において、 前記弁体に伴って移動する押圧手段が無接点式の圧力ス
   イッチを押圧することで弁の開閉を検知することを特徴
   とする弁開閉検知装置。
2. 【請求項２】 流体の流量や圧力を制御する弁の開閉を
   検知する弁開閉検知手段と、 前記弁開閉検知手段により検知された弁開閉検知情報に
   応じてライタ端末機を駆動する駆動制御手段と、 前記駆動制御手段により駆動されたライタ端末機により
   弁の開閉状態と、その開閉時刻を記憶する記憶部を有す
   るＲＦＩＤタグと、 を有することを特徴とする弁開閉管理システム。
3. 【請求項３】 前記弁開閉検知手段は請求項１に記載し
   た弁開閉検知装置の押圧手段及び無接点式の圧力スイッ
   チにより構成されたことを特徴とする請求項２に記載の
   弁開閉管理システム。
4. 【請求項４】 前記弁開閉検知手段、前記ライタ端末
   機、前記駆動制御手段のうち少なくとも１つは太陽電池
   を駆動電源とすることを特徴とする請求項２または請求
   項３に記載の弁開閉管理システム。
5. 【請求項５】 前記弁開閉検知手段、前記ライタ端末
   機、前記駆動制御手段、前記太陽電池、前記ＲＦＩＤタ
   グのうち少なくとも１つは弁に対して着脱可能に構成さ
   れたことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記
   載の弁開閉管理システム。