JP2018180887A - センサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のセンサを設けながら、これらの占める空間を小さく抑えることができるセンサ装置を提供することを目的とする。【解決手段】筐体１１と、筐体１１内に収容された複数の内部センサ１２と、筐体１１上に設けられるとともに、筐体１１の外部に設けられた外部センサと接続可能なインタフェース１４と、筐体１１内に収容されるとともに、内部センサ１２、インタフェース１４に接続される外部センサを制御する制御部と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、センサ装置に関する。

船舶等においては、火災報知器や煙検知器等により火災などの災害を検知している。例えば特許文献１には、複数のセンサを用いてセンサネットワークを構築し、災害を検知する技術が開示されている。

特開２００５−３１６５３３号公報

ところが、特許文献１に記載の技術では、複数のセンサを複数の箇所に配置しているため、複数のセンサが占める空間が大きくなる。一方、内部空間が限られた船舶等においては、複数のセンサを設けながら、これらの占める空間を小さく抑えたいという要望があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、複数のセンサを設けながら、これらの占める空間を小さく抑えることができるセンサ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明の一態様に係るセンサ装置は、筐体と、前記筐体内に収容された複数の内部センサと、前記筐体上に設けられるとともに、前記筐体の外部に設けられた外部センサと接続可能なインタフェースと、前記筐体内に収容されるとともに、前記内部センサ、および前記インタフェースに接続される前記外部センサを制御する制御部と、を備えている。

この構成によれば、センサ装置の筐体内に複数の内部センサが収容されているので、各センサの筐体を共有させることが可能となり、複数のセンサを個別に複数の箇所に配置するような構成と比較して、複数のセンサ全体としてコンパクトな構成とすることができる。これにより、複数のセンサを設けながら、これらの占める空間を小さく抑えることができる。

また、上記のセンサ装置は、前記筐体内に、前記内部センサとともに用いられる内部機能素子が収容されてもよい。

この構成によれば、筐体内に、前記内部センサとともに用いられる内部機能素子として、例えば、ＬＥＤライトやスピーカ等といった避難誘導素子を筐体内に収容することで、災害発生時の避難誘導を確実に行うこと等ができる。これにより、災害発生時における人員の退避時間を短縮することで安全性の向上を図る等、センサ装置に他の機能を付加することができる。

また、上記のセンサ装置は、前記筐体内に、前記内部機能素子として、内部電源が収容されてもよい。

この構成によれば、筐体内に内部電源が収容されているので、災害の発生により、仮に電力の供給が遮断された場合でも、内部電源からの電力によりセンサ装置を稼働させることができる。

また、上記のセンサ装置は、前記筐体内に、前記内部機能素子として、前記内部センサおよび前記外部センサのうちの少なくとも一方が検出し、前記制御部が取得した検出値情報を、無線で外部に送信する無線通信部が収容されてもよい。

この構成によれば、筐体内に無線通信部が収容されているので、災害の発生により、仮に外部との有線による通信が遮断された場合であっても、無線通信部を用いて、制御部が取得した検出値情報を外部に送信することができる。

また、上記のセンサ装置は、前記インタフェースに前記外部センサが接続され、前記外部センサは、前記筐体よりも下方に位置してもよい。

この構成によれば、例えば内部センサとして煙センサを設け、外部センサとして、空気よりも比重の大きな気体や浸水を検出するセンサを設ける場合等に、それぞれのセンサを特性に合わせた位置に配置することで、それぞれのセンサを円滑に機能させることができる。

また、上記のセンサ装置は、前記筐体を、この筐体が取付けられる取付部に固定する固定部材を備え、前記固定部材は、弾性部材を介して前記筐体又は前記取付部と接続されてもよい。

この構成によれば、筐体又は取付部と、固定部材と、が弾性部材を介して接続されているので、災害の発生、又は船舶の運行等により、筐体の取付部に衝撃が加えられたとしても、弾性部材によりこの衝撃を緩衝することができる。このため、筐体内の内部センサとして、一般的な汎用センサを用いながら、センサ装置の耐衝撃性能を向上させることができる。これにより、内部センサ自体を、耐衝撃性能を備えた仕様とする必要が無く、センサ装置のコスト削減を図ることができる。

本発明のセンサ装置によれば、複数のセンサを設けながら、これらの占める空間を小さく抑えることができる。

本発明の一実施形態に係るセンサ装置が船舶に用いられる状態を示す船体部分の針路と直交する縦断面模式図である。 図１に示すセンサ装置の（ａ）正面図、（ｂ）下面図である。 図１に示すセンサ装置の機能構成を示す概略ブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について、図１から図３を参照して説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るセンサ装置１０は、例えば船舶１等に用いられる。以下の説明において、船舶１の甲板２側を上方とし、船底３側を下方とする。
船舶１の内部には、隔壁４により複数の水密区画５が画成されている。複数の水密区画５のうち、上方に位置する水密区画５は、喫水線Ｌよりも上方に位置し、下方に位置する水密区画５は、喫水線Ｌよりも下方に位置している。

センサ装置１０は、複数の水密区画５に各別に配設されている。センサ装置１０は、複数の水密区画５における天井５Ａの取付部５Ｂに各別に配設され、水密区画５内に配設された外部センサ１３と接続されている。外部センサ１３は浸水感知センサ１３Ａであり、複数の水密区画５のうち、喫水線Ｌと同等以下の高さに位置する水密区画５に配設されている。

図２および図３に示すように、センサ装置１０は、筐体１１と、筐体１１内に収容された複数の内部センサ１２と、筐体１１上に設けられるとともに、筐体１１の外部に設けられた外部センサ１３と接続可能なインタフェース１４と、筐体１１内に収容されるとともに、内部センサ１２、およびインタフェース１４に接続される外部センサ１３を制御する制御部１５と、を備えている。

内部センサ１２およびインタフェース１４はそれぞれ、制御部１５と有線で接続されている。このため、内部センサ１２又は外部センサ１３が検出した検出値情報は、制御部１５を介して船舶１の中央指令室等伝えられる。また、制御部１５には外部電源が供給されており、平常時は外部電源により、内部センサ１２、外部センサ１３、後述する内部機能素子２０、および後述する外部機能素子が稼働する。

筐体１１は、正面視で上底が下底よりも大きな台形形状を呈するとともに、下面視で正方形を呈する正四角錐台形状をなしている。筐体１１の外表面のうち、正面視で台形の上底をなす上面１１Ａ、および台形の下底をなす下面１１Ｂそれぞれの中心軸線は、上下方向に沿って延びるとともに、互いに共通軸上に位置している。以下、この共通軸を軸線Ｏという。また、上下方向と直交する方向を水平方向という。

図１および図２に示すように、センサ装置１０は、筐体１１を、筐体１１が取付けられる天井５Ａの取付部５Ｂに固定する固定部材１６を備えている。筐体１１の取付部５Ｂは、各水密区画５の天井５Ａにおける水平方向の中央部に位置している。
固定部材１６は、弾性部材１７を介して筐体１１と接続されている。なお、筐体１１に固定された固定部材１６が、弾性部材１７を介して天井５Ａの取付部５Ｂに接続されてもよい。

弾性部材１７は、上下方向に延びるコイルバネ状の防振マウントであり、筐体１１の上面１１Ａにおける角部分に各別に接続されている。弾性部材１７は筐体１１と固定部材１６との絶縁機能を備えている。
なお、弾性部材１７としては、コイルバネではない構成であってもよい。図示の例では弾性部材１７は４つ配設されている。なお、弾性部材１７の数量としては３つ以下であってもよいし、５つ以上であってもよい。

図２に示すように、筐体１１内には、内部センサ１２として、火災センサ１２Ａ、煙センサ１２Ｂ、温度センサ１２Ｃ、可視光カメラ１２Ｄ、および赤外線カメラ１２Ｅを備えている。火災センサ１２Ａは炎から発生する赤外線（熱）を、煙センサ１２Ｂは炎から発生する煙を、温度センサ１２Ｃは炎により上昇した室温の変化を、それぞれ検出することにより、水密区画５内での火災の発生を検出する。
また、温度センサ１２Ｃは、火災等の発生した水密区画５内のみならず、隣接する水密区画５内での温度を検知することで、被害の拡大の程度を探知することができる。

可視光カメラ１２Ｄは水密区画５内の様子を可視光により撮像し、赤外線カメラ１２Ｅは火災の被害状況を赤外線により撮像する。
なお、可視光カメラ１２Ｄで撮像する水密区画５内の様子としては、火災又は浸水の被害状況、船体構造、配管、および電線等の船舶１における各種設備の損傷状況、水密区画５内の乗員の存否の確認等が含まれる。また、可視光カメラ１２Ｄでは、災害発生時に関わらず、平常時における船舶１内への不審者の侵入、若しくは侵入した不審者による各種の機器動作、ハッキング、又は不審物の残置等といった不審行為の有無を監視することもできる。

火災センサ１２Ａ、煙センサ１２Ｂ、温度センサ１２Ｃ、可視光カメラ１２Ｄ、および赤外線カメラ１２Ｅは、筐体１１の下面１１Ｂから水密区画５内に向けて露出している。可視光カメラ１２Ｄおよび赤外線カメラ１２Ｅは、軸線Ｏを水平方向のうちの一方向に挟む位置に各別に配置されている。
以下、前記一方向を左右方向といい、下面視で水平方向のうち、左右方向と直交する方向を前後方向という。

火災センサ１２Ａ、煙センサ１２Ｂ、および温度センサ１２Ｃは、軸線Ｏを中心とする同心円状に、互いに周方向に間隔をあけて配置されている。
火災センサ１２Ａおよび煙センサ１２Ｂは、筐体１１の下面１１Ｂにおける前後方向の一方側の端部のうち、左右方向の両端部に各別に配置されている。温度センサ１２Ｃは、筐体１１の下面１１Ｂにおける前後方向の他方側の端部のうち、左右方向の中央部に配置されている。

火災センサ１２Ａと煙センサ１２Ｂとの左右方向の間、および温度センサ１２Ｃの左右方向の両外側には、内部センサ１２を増設するための拡張スロット１８が各別に配設されている。拡張スロット１８に他の内部センサ１２を配設することにより、センサ装置１０のセンサ機能を拡張することができる。これにより、将来的に求められる多様な目的に備えることができる。

インタフェース１４は、筐体１１の上面１１Ａ上に配設されている。インタフェース１４は、上面視で矩形状をなし、軸線Ｏと同軸に配置されたハブ１９に配設されている。インタフェース１４は、ハブ１９における水平方向の外側を向く側面から、水平方向の外側に向けて突出する角筒状をなしている。なお、インタフェース１４は、ハブ１９の側面から水平方向の内側に向けて窪む凹部であってもよい。
インタフェース１４の外周面には、図示しないパッキンが全周にわたって配設され、外部センサ１３が液密に接続される。図示の例では、インタフェース１４はハブ１９に４つ配設され、そのうちの１つが、水密区画５内の下方に設けられた外部センサ１３と接続されている。

インタフェース１４は、図示しない防水蓋を備えている。防水蓋がインタフェース１４に外嵌されることにより、外部センサ１３が接続されていない状態において、インタフェース１４の開口部を液密に封止する。防水蓋およびインタフェース１４のうちの少なくともいずれか一方には、他方と係合することで、互いの離間を抑止する係合爪が設けられている。

また本実施形態では、筐体１１内に、内部センサ１２とともに用いられる内部機能素子２０として、避難誘導素子であるＬＥＤライト２０Ａおよびスピーカ２０Ｂが収容されている。ＬＥＤライト２０Ａおよびスピーカ２０Ｂは、筐体１１において、正面視で台形の脚をなす斜面１１Ｃの内側に各別に収容され、斜面１１Ｃから水密区画５内に向けて露出している。
図示の例では、ＬＥＤライト２０Ａおよびスピーカ２０Ｂはそれぞれ、筐体１１内に４つずつ収容されている。なお、ＬＥＤライト２０Ａおよびスピーカ２０Ｂはそれぞれ、３つ以上であってもよいし、５つ以上であってもよい、また、ＬＥＤライト２０Ａおよびスピーカ２０Ｂは、互いに異なる数量ずつ筐体１１内に収容されていてもよい。

ＬＥＤライト２０Ａは、災害の発生等による水密区画５内の停電時に、非常灯として水密区画５内を照射することで、乗員の避難経路の確保に用いられるとともに、可視光カメラ１２Ｄによる水密区画５内の様子の撮像を可能にする。
スピーカ２０Ｂは、災害の発生等による乗員に対する水密区画５内からの避難指示や避難誘導等といった各種の放送を行うために用いられる。
ＬＥＤライト２０Ａおよびスピーカ２０Ｂが筐体１１の各斜面１１Ｃから外部に露出しているので、筐体１１から水密区画５内の全体を照射することができるとともに、水密区画５内の全体にわたって、避難誘導等の音声を行き届かせることができる。

また本実施形態では、図３に示すように、筐体１１内に、内部機能素子２０として、内部電源２０Ｃが収容されている。内部電源２０Ｃはバッテリーであり、災害の発生等により水密区画５内への電力の供給が遮断された際に、内部センサ１２、外部センサ１３、制御部１５、内部機能素子２０、および外部機能素子に電力を供給する。これにより、停電時においても、継続してセンサ装置１０による被害状況の確認を行うことができる。

また本実施形態では、筐体１１内に、内部機能素子２０として、内部センサ１２および外部センサ１３のうちの少なくとも一方が検出し、制御部１５が取得した検出値情報を、無線で外部に送信する無線通信部２０Ｄが収容されている。
無線通信部２０Ｄは制御部１５が取得した検出値情報を、例えば船舶１の中央指令室等に向けて送信する。このように、検出値情報を無線で中央指令室で処理することで、災害の発生により有線での通信が遮断された場合であっても、継続してセンサ装置１０による被害状況の確認を行うことができる。

また本実施形態では、図１に示すように、インタフェース１４に外部センサ１３としての浸水感知センサ１３Ａが接続され、外部センサ１３は、筐体１１よりも下方に位置している。浸水感知センサ１３Ａは、水密区画５内の水位を感知することにより、浸水の発見、および探知を行う。
図示の例では、浸水感知センサ１３Ａは、水密区画５の床部に設けられている。これにより、水密区画５内の浸水を早期に感知することができる。なお、浸水感知センサ１３Ａは、水密区画５内に上下方向に間隔をあけて複数設けられてもよい。

また、外部センサ１３として、浸水感知センサ１３Ａに替えて、例えば、放射線検知センサ、化学剤検知センサ、硫化水素検知センサ、一酸化炭素、二酸化炭素、酸素濃度計測センサ、音感知センサ（いずれも図示せず）等を採用してもよい。
これらのうち、放射線検知センサ、化学剤検知センサ、および硫化水素検知センサは、放射線、ガス類、および硫化水素による水密区画５内の汚染状況の発見、および探知を行う。一酸化炭素、二酸化炭素、および酸素濃度計測センサは、これらの各濃度を計測することで、水密区画５内における空気の密閉、循環状態や、火災発生の探知を行う。音感知センサは、水密区画５内の音を感知することで、漏水による噴水や各部の損傷による噴気等を発見、および探知を行う。なお、外部センサ１３として上述したものはあくまで例示であり、その他のセンサを採用してもよいし、これらのうちのいくつかを任意に組み合わせてもよい。
なお、インタフェース１４には、外部センサ１３に代えて、例えば外付けの予備電源やＬＥＤライト、またはスピーカ等といった外部機能素子が接続されてもよい。

以上説明したように、本実施形態に係るセンサ装置１０によれば、センサ装置１０の筐体１１内に複数の内部センサ１２が収容されている。このため、各センサの筐体を共有させることが可能となり、複数のセンサを個別に複数の箇所に配置するような構成と比較して、複数のセンサ全体としてコンパクトな構成とすることができる。これにより、複数のセンサを設けながら、これらの占める空間を小さく抑えることができる。

また、センサ装置１０において、メインとなる機能を備えた内部センサ１２および内部機能素子２０を筐体１１の内部に収容し、補助的な機能を備えた外部センサ１３および外部機能素子をインタフェース１４により選択的に接続することにより、センサ装置１０の仕様に自由度を与えることができる。これにより、センサ装置１０に必要な機能を補助的に加えることができるとともに、最低限の機能を備えたセンサ装置１０のコストおよびサイズを抑えることができる。

また、１つのセンサ装置で複数の情報を得ることが可能になり、探知精度を向上させることができるとともに、乗員により目視での探知が不要となり、船舶１の少人数運用への対応、乗員の安全性の向上を図ることができる。
また、１つのセンサに複数のセンサ機能を総合することで、船舶１全体で装備するセンサの数量を少なくすることができる。

また、筐体１１内に、内部センサ１２とともに用いられる内部機能素子２０として、ＬＥＤライト２０Ａやスピーカ２０Ｂ等といった避難誘導素子を収容することで、災害発生時の避難誘導を確実に行うことができる。これにより、災害発生時における乗員の退避時間を短縮することで安全性の向上を図る等、センサ装置１０に他の機能を付加することができる。
また、筐体１１内に内部電源２０Ｃが収容されているので、災害の発生により、仮に電力の供給が遮断された場合でも、内部電源２０Ｃからの電力によりセンサ装置１０を稼働させることができる。

また、筐体１１内に無線通信部２０Ｄが収容されているので、災害の発生により、仮に外部との有線による通信が遮断された場合であっても、無線通信部２０Ｄを用いて、制御部１５が取得した検出値情報を外部に送信することができる。
また、例えば内部センサ１２として煙センサ１２Ｂを設け、外部センサ１３として、空気よりも比重の大きな気体や浸水を検出するセンサを設ける場合等に、それぞれのセンサを特性に合わせた位置に配置することで、それぞれのセンサを円滑に機能させることができる。

また、筐体１１と固定部材１６とが弾性部材１７を介して接続されているので、災害の発生、又は船舶の運行等により、筐体１１の取付部５Ｂに衝撃が加えられたとしても、弾性部材１７によりこの衝撃を緩衝することができる。このため、筐体内の内部センサとして、一般的な汎用センサを用いながら、センサ装置の耐衝撃性能を向上させることができる。これにより、内部センサ自体を、耐衝撃性能を備えた仕様とする必要が無く、センサ装置のコスト削減を図ることができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上記実施形態では、筐体１１内に内部機能素子２０として、ＬＥＤライト２０Ａおよびスピーカ２０Ｂが収容されている構成を示したが、このような態様に限られない。筐体１１内にＬＥＤライト２０Ａおよびスピーカ２０Ｂが収容されなくてもよい。

また、上記実施形態では、筐体１１内に内部機能素子２０として、内部電源２０Ｃが収容されている構成を示したが、このような態様に限られない。筐体１１内に内部電源２０Ｃが収容されなくてもよい。
また、上記実施形態では、筐体１１内に内部機能素子２０として、無線通信部２０Ｄが収容されている構成を示したが、このような態様に限られない。筐体１１内に無線通信部２０Ｄが収容されなくてもよい。

また、上記実施形態では、インタフェース１４に接続された外部センサ１３としての浸水感知センサ１３Ａが、筐体１１よりも下方に位置している構成を示したが、このような態様に限られない。浸水感知センサ１３Ａは、センサ装置１０と上下方向に同等の位置に設けられてもよいし、筐体１１を天井５Ａ以外の部分に設け、外部センサ１３を筐体１１よりも上方に設けてもよい。

また、上記実施形態では、センサ装置１０が固定部材１６を備え、固定部材１６が弾性部材１７を介して筐体１１と接続されている構成を示したが、このような態様に限られない。筐体１１は弾性部材１７を介さずに固定部材１６に接続されてもよいし、センサ装置１０が固定部材１６を備えず、筐体１１が直接、取付部５Ｂに固定されてもよい。

１０ センサ装置
１１ 筐体
１２ 内部センサ
１３ 外部センサ
１４ インタフェース
１５ 制御部
１６ 固定部材
１７ 弾性部材
２０ 内部機能素子

Claims (6)

1. 筐体と、
   前記筐体内に収容された複数の内部センサと、
   前記筐体上に設けられるとともに、前記筐体の外部に設けられた外部センサと接続可能なインタフェースと、
   前記筐体内に収容されるとともに、前記内部センサ、および前記インタフェースに接続される前記外部センサを制御する制御部と、を備えるセンサ装置。
2. 前記筐体内に、前記内部センサとともに用いられる内部機能素子が収容されている請求項１に記載のセンサ装置。
3. 前記筐体内に、前記内部機能素子として、内部電源が収容されている請求項２に記載のセンサ装置。
4. 前記筐体内に、前記内部機能素子として、前記内部センサおよび前記外部センサのうちの少なくとも一方が検出し、前記制御部が取得した検出値情報を、無線で外部に送信する無線通信部が収容されている請求項２又は３に記載のセンサ装置。
5. 前記インタフェースに前記外部センサが接続され、
   前記外部センサは、前記筐体よりも下方に位置している請求項１から４のいずれか１項に記載のセンサ装置。
6. 前記筐体を、この筐体が取付けられる取付部に固定する固定部材を備え、
   前記固定部材は、弾性部材を介して前記筐体又は前記取付部と接続されている請求項１から５のいずれか１項に記載のセンサ装置。

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