JP2019074438A - 測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ファンを用いずにセンサの検出結果の信頼性を高めた測定装置を提供する。【解決手段】筐体１０と、筐体内に設けられる基板２０と、基板上に設けられる発熱素子２２と、基板上に設けられるセンサ３０とを含み、筐体は、発熱素子に第１方向で対向する位置に穴部１２を有し、かつ、センサの近傍の位置に通風穴１４を有する。【選択図】図１

Description

本開示は、測定装置に関する。

センサに向けて風をファンにより強制的に送る技術が知られている。

特開昭62-66149号公報

しかしながら、上記のような従来技術では、ファンを用いずに、センサの検出結果の信頼性を高めることが難しい。ファンを用いると、ファンを駆動する電力が必要であるという問題がある。ファンを用いない場合は、センサが収容される筐体内に熱がこもる等に起因して、センサの検出結果の信頼性が低くなるおそれがある。

そこで、１つの側面では、本発明は、ファンを用いずにセンサの検出結果の信頼性を高めることを目的とする。

１つの側面では、筐体と、
前記筐体内に設けられる基板と、
前記基板上に設けられる発熱素子と、
前記基板上に設けられるセンサとを含み、
前記筐体は、前記発熱素子に第１方向で対向する位置に穴部を有し、かつ、前記センサの近傍の位置に通風穴を有する、測定装置が提供される。

１つの側面では、本発明によれば、ファンを用いずにセンサの検出結果の信頼性を高めることが可能となる。

実施例１による測定装置の外観を概略的に示す斜視図である。 実施例１による穴部の断面を模式的に示す図である。 実施例２による測定装置の外観を概略的に示す斜視図である。 実施例２による穴部等の断面を模式的に示す図である。 実施例３による測定装置の外観を概略的に示す斜視図である。 実施例３による穴部等の断面を模式的に示す図である。

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。

［実施例１］
図１は、実施例１による測定装置１の外観を概略的に示す斜視図である。図２は、穴部１２の断面を模式的に示す図である。図１には、直交する３軸Ｘ，Ｙ，Ｚが定義されている。Ｚ方向は、測定装置１の厚み方向に対応し、以下では、説明上、Ｚ方向の正側を"上側"とする。また、以下では、側面とは、Ｘ方向又はＹ方向を法線とする面を指す。

測定装置１は、筐体１０と、基板２０と、発熱素子２２と、センサ３０とを含む。実施例１では、一例として、測定装置１は、更に、バッテリ３２と、通信部３４とを含む。

測定装置１は、センサ３０等を含む各種センサ（図示せず）を用いて、測定装置１の位置における環境情報を取得する装置である。環境情報は、例えば温湿度情報、位置情報、加速度情報、紫外線情報、気圧情報、照度情報等である。実施例１では、一例として、環境情報は、温湿度を含む。

筐体１０は、例えば、図１に示すように、Ｚ方向の辺の長さが一番短い略直方体の形態である。筐体１０は、基板２０や発熱素子２２等の構成要素を内部に収容する。筐体１０は、樹脂等で形成され、実施例１では、一例として、透明な樹脂により形成される。従って、図１では、筐体１０の内部が見える状態が示される。

筐体１０は、穴部１２を有し、かつ、通風穴１４を有する。

穴部１２は、発熱素子２２にＺ方向（第１方向の一例）で対向する位置に設けられる。実施例１では、一例として、穴部１２は、筐体１０の上面に設けられる。また、穴部１２は、図２に示すように、周囲にフランジ等を備えていない貫通穴である。穴部１２の穴形状は任意であるが、例えば円形である。穴部１２は、図１にて矢印Ｒ１で模式的に示すように、発熱素子２２から生じる熱で温まる空気（筐体１０の内部の空気）を、筐体１０外へと放出させる機能（以下、「穴部１２による内気放出機能」と称する）を有する。

穴部１２は、図２に示すように、通気性を有する膜１２１を備えてもよい。膜１２１は、防水性及び通気性を有する膜（素材）であってもよいし、比較的大きな異物の侵入を防止するための簡易なメッシュ構造の素材であってもよい。

通風穴１４は、センサ３０の近傍の位置に設けられる。"通風穴１４がセンサ３０の近傍の位置に設けられる"とは、通風穴１４とセンサ３０との間に、通風穴１４からセンサ３０に向かう空気の流れを阻害する他の構成要素が存在しない態様であればよい。

通風穴１４は、同様に、周囲にフランジ等を備えていない貫通穴である。但し、変形例では、通風穴１４は、周囲にフランジ等を備える筒状の形態であってもよい。通風穴１４の穴形状は任意であるが、例えば円形である。通風穴１４は、穴部１２と同様に、通気性を有する膜（図示せず）を有してもよい。

通風穴１４は、図１にて矢印Ｒ２で模式的に示すように、筐体１０外の空気をセンサ３０へと直接的に導く機能（以下、「通風穴１４によるセンサ３０への外気導入機能」）と称する）を有する。通風穴１４によるセンサ３０への外気導入機能を高めるため、通風穴１４は、Ｙ方向（第２方向の一例）でセンサ３０と対向する。例えば、通風穴１４は、センサ３０の近傍の側面に設けられる。この場合、センサ３０及び通風穴１４は、通風穴１４の中心を通るＹ方向の平行な線分がセンサ３０のセンシング部（図示せず）上を通る位置関係となるように設けられる。

基板２０は、例えばソリッド型のプリント基板である。但し、基板２０は、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）等であってもよい。基板２０は、筐体１０内のＸＹ平面内に延在する。実施例１では、一例として、基板２０は、上面視（Ｚ方向に視たビュー）で、筐体１０内の略全体にわたり延在する。この場合、基板２０は、筐体１０内における基板２０よりも下側の空間と上側の空間との間の空気の流通を阻害することになる。尚、変形例では、基板２０は、上面視で、筐体１０内の一部にだけ延在する態様であってもよい。また、基板２０に代えて、メイン基板とサブ基板といった複数の基板が用いられてもよい。尚、基板２０は、筐体１０に固定される。

発熱素子２２は、例えばＬＳＩ（Large-Scale Integration）のチップや、他のＩＣ（Integrated Circuit）チップ等である。変形例では、発熱素子２２は、バッテリ３２等であってもよい。実施例１では、一例として、発熱素子２２は、基板２０の上側表面に設けられる。但し、変形例では、発熱素子２２は、基板２０の下側表面に設けられてもよい。この場合、それに応じて、穴部１２は筐体１０の下面に設けられる。

センサ３０は、測定装置１の位置における気体（雰囲気）に関連する情報を取得するセンサである。本実施例では、一例として、センサ３０は、温湿度センサである。変形例では、センサ３０は、温度センサであってもよいし、湿度センサであってもよい。或いは、センサ３０は、気中の酸素濃度等を測定するセンサであってもよい。センサ３０は、好ましくは、基板２０の上側表面及び下側表面のうちの、発熱素子２２と同じ側の表面に設けられる。実施例１では、一例として、センサ３０は、発熱素子２２と同じ側の表面である基板２０の上側表面に設けられる。

尚、測定装置１は、センサ３０以外のセンサとして、気圧センサ、ＵＶ/照度センサ、６軸センサ等を備えてよい。６軸センサは、加速度や地磁気を検出するセンサである。

バッテリ３２は、測定装置１の電源として機能する。即ち、測定装置１の各種電子部品（発熱素子２２、センサ３０、通信部３４等）は、バッテリ３２からの電力に基づいて動作する。測定装置１は、バッテリ３２を備えることで、外部電源を必要とせずに動作できる。バッテリ３２は、例えば図１に示すように、コイン電池の形態であってよい。

通信部３４は、センサ３０等を含む各種センサ（図示せず）から得られる環境情報を外部機器に送信する。外部機器は、任意であり、スマートフォンやタブレット、ＰＣ（Personal Computer）等であってよい。通信方式は任意であるが、例えばBluetooth（登録商標）である。或いは、通信部３４は、尚、測定装置１は、外部機器と接続できるコネクタ等を備えてもよい。測定装置１は、通信部３４を備えることで、IoT（Internet of Things）を実現できるセンサネットワークモジュールとして機能できる。

ところで、実施例１では、測定装置１は、ファンのような強制的な送風手段を有していない。このため、センサ３０への強制的な送風が不能である。かかる構成では、センサ３０が収容される筐体１０内に熱がこもる等に起因して、センサ３０の検出結果の信頼性が低くなるおそれがある。

この点、実施例１では、センサ３０への強制的な送風が不能であるものの、センサ３０の検出結果の信頼性を高めることができる。具体的には、実施例１によれば、穴部１２及び通風穴１４を備えることで、穴部１２による内気放出機能と通風穴１４によるセンサ３０への外気導入機能とによって、センサ３０の検出結果の信頼性を高めることができる。即ち、通風穴１４によるセンサ３０への外気導入機能によって、発熱素子２２からの熱で温められる空気が上に上昇して穴部１２から放出され易くなり、穴部１２による内気放出機能が促進され、かつ、穴部１２による内気放出機能によって、筐体１０外の空気が通風穴１４を介して筐体１０内にセンサ３０へと入り易くなり、通風穴１４によるセンサ３０への外気導入機能が促進される。このようにして、通風穴１４によるセンサ３０への外気導入機能が促進されると、筐体１０内外での空気の対流が促進される。この結果、筐体１０内の空気が筐体１０外の空気と略同じ状態となるので、センサ３０の検出結果の信頼性が高まることになる。

ここで、実施例１において、筐体１０は、好ましくは、穴部１２及び通風穴１４以外に通風穴を有していない。"通風穴"とは、電源スイッチのような操作部（図示せず）用の僅かな隙間は含まない。この場合、穴部１２から放出される空気量を略同じ量の空気を通風穴１４を介して筐体１０内に導入できるので、通風穴１４によるセンサ３０への外気導入機能をさらに促進できる。この結果、センサ３０の検出結果の信頼性を更に高めることができる。

また、実施例１において、好ましくは、穴部１２は、筐体１０の角部の近傍に設けられる。図１に示す例では、穴部１２は、筐体１０の角部Ｃ１の近傍に設けられる。角部Ｃ１の近傍とは、平面視で、筐体１０の中心に比べて角部Ｃ１の方が近く、かつ、他の角部Ｃ１〜Ｃ４に比べて角部Ｃ１の方が近い態様であればよい。これにより、煙突効果により、筐体１０の角部Ｃ１で接続される各壁面に沿った穴部１２への空気の流れが促進されるので、穴部１２による内気放出機能が更に促進される。

尚、実施例１おいては、発熱素子２２とセンサ３０とは、Ｘ方向で略同一の位置に配置されるが、これに限られない。例えば、センサ３０は、Ｘ方向でバッテリ３２と同じ位置に配置されてもよい。この場合も、穴部１２による内気放出機能、及び、通風穴１４によるセンサ３０への外気導入機能は依然として促進される。また、例えば、通風穴１４は、Ｘ方向で負側の側面に設けられてもよい。

また、実施例１おいては、通風穴１４は、１つだけ設けられるが、これに限られない。即ち、通風穴１４は、複数個設けられてもよい。また、通風穴１４は、複数の微小な穴の集合であってもよい。

また、実施例１において、発熱素子２２や、バッテリ３２通信部３４等の配置は任意である。但し、発熱素子２２とセンサ３０とは、好ましくは、センサ３０の検出結果が発熱素子２２による熱放射の影響を実質的に受けないような距離だけ互いに離れて配置される。

［実施例２］
以下の実施例２の説明において、上述した実施例１と同様であってよい構成要素については、同一の参照符号を用いて説明を省略する場合がある。

図３は、実施例２による測定装置１Ａの外観を概略的に示す斜視図である。図４は、穴部１２Ａの断面を模式的に示す図である。図４には、穴部１２Ａの直下の発熱素子２２も模式的に示される。

測定装置１Ａは、筐体１０Ａと、基板２０と、発熱素子２２と、センサ３０とを含む。実施例２では、一例として、測定装置１Ａは、更に、バッテリ３２と、通信部３４とを含む。

筐体１０Ａは、上述した実施例１による筐体１０に対して、穴部１２が穴部１２Ａで置換された点が異なる。

穴部１２Ａは、発熱素子２２にＺ方向（第１方向の一例）で対向する位置に設けられる。穴部１２Ａは、図３にて矢印Ｒ１で模式的に示すように、発熱素子２２から生じる熱で温まる空気（筐体１０Ａの内部の空気）を、筐体１０Ａ外へと放出させる機能（以下、「穴部１２Ａによる内気放出機能」と称する）を有する。

穴部１２Ａは、図４に示すように、周囲にフランジ１２４を備える円筒状の形態である。即ち、穴部１２Ａは、Ｚ方向に延在する筒状の形態である。穴部１２Ａは、Ｚ方向で発熱素子２２の近傍まで延在してよい。筒状の形態の穴部１２Ａである場合、穴部１２Ａが煙突として機能することで煙突効果が期待できる。従って、煙突効果によって穴部１２Ａによる内気放出機能がより促進される。

穴部１２Ａは、好ましくは、図４に示すように、発熱素子２２に近い側の方が遠い側よりも断面積が大きい。即ち、穴部１２Ａは、好ましくは、測定装置１の側面から視て末広がりの形態である。具体的には、穴部１２Ａの穴形状が円形であるとすると、図３に示すように、直径ｄ１は直径ｄ２よりも小さい。尚、図３では、直径の変化は、穴部１２Ａの下部においてのみ実現されているが、全体にわたって実現されてもよいし、段差として実現されてもよい。

尚、穴部１２Ａは、上述した実施例１による穴部１２のように通気性を有する膜（図示せず）を有してもよい。

実施例２によっても、上述した実施例１と同様の効果が得られる。実施例２によれば、上述のように穴部１２ＡがＺ方向に延在する筒状の形態であるので、煙突効果によって穴部１２Ａによる内気放出機能がより促進される。これにより、センサ３０の検出結果の信頼性を更に高めることができる。

［実施例３］
以下の実施例３の説明において、上述した実施例１と同様であってよい構成要素については、同一の参照符号を用いて説明を省略する場合がある。

図５は、実施例３による測定装置１Ｂの外観を概略的に示す斜視図である。図６は、穴部１２を通る測定装置１Ｂの一部の断面（ＸＺ平面で切断したときの断面）を模式的に示す図である。

測定装置１Ｂは、筐体１０Ｂと、基板２０と、発熱素子２２と、センサ３０とを含む。実施例３では、一例として、測定装置１Ｂは、更に、バッテリ３２と、通信部３４とを含む。

筐体１０Ｂは、上述した実施例１による筐体１０に対して、仕切り板１６が追加された点が異なる。

仕切り板１６は、穴部１２の近傍の位置から、Ｙ方向（第３方向の一例）かつＺ方向（第１方向の一例）に延在する。仕切り板１６は、図５に示すように、Ｚ方向で基板２０の近傍まで延在してよい。例えば、仕切り板１６は、発熱素子２２の上面の高さ付近まで延在してもよい。但し、変形例では、仕切り板１６は、Ｚ方向で、発熱素子２２の上面より下方に延在してもよいし、基板２０に当接してもよい。

実施例３によっても、上述した実施例１と同様の効果が得られる。実施例３によれば、上述のように仕切り板１６を備えるので、煙突効果によって仕切り板１６に沿った穴部１２への空気の流れが促進される。即ち、仕切り板１６による煙突効果によって穴部１２による内気放出機能がより促進される。これにより、センサ３０の検出結果の信頼性を更に高めることができる。

尚、実施例３において、センサ３０は、通風穴１４とともに、Ｙ方向に視て、仕切り板１６よりもＸ方向の正側に配置されてもよい。この場合、センサ３０の検出結果が発熱素子２２による熱放射の影響を受ける可能性を更に低減できる。

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

例えば、上述した実施例１（実施例２及び実施例３の場合も同様）では、測定装置１は、穴部１２が１つだけ設けられるが、これに限られない。複数の発熱素子に対して同様の穴部１２が設けられてもよい。例えば、穴部１２は、発熱量が比較的多い発熱素子に設けられてよく、発熱量が比較的多い発熱素子が複数あれば、複数設けられてよい。

１、１Ａ、１Ｂ 測定装置
１０、１０Ａ、１０Ｂ 筐体
１２、１２Ａ 穴部
１４ 通風穴
１６ 板
２０ 基板
２２ 発熱素子
３０ センサ
３２ バッテリ
３４ 通信部
１２１ 膜

Claims (12)

1. 筐体と、
   前記筐体内に設けられる基板と、
   前記基板上に設けられる発熱素子と、
   前記基板上に設けられるセンサとを含み、
   前記筐体は、前記発熱素子に第１方向で対向する位置に穴部を有し、かつ、前記センサの近傍の位置に通風穴を有する、測定装置。
2. 前記第１方向は、前記基板に垂直な方向であり、
   前記通風穴は、前記第１方向に交差する第２方向で前記センサと対向する、請求項１に記載の測定装置。
3. 前記穴部は、前記第１方向に延在する筒状の形態である、請求項１又は２に記載の測定装置。
4. 前記筒状の形態は、前記発熱素子に近い側の方が遠い側よりも断面積が大きい、請求項３に記載の測定装置。
5. 前記筐体は、前記穴部の近傍の位置から、前記第１方向に交差する第３方向にかつ前記第１方向に延在する仕切り板を更に有する、請求項１又は２に記載の測定装置。
6. 前記穴部及び前記通風穴のうちの少なくともいずれか一方は、通気性を有する膜を備える、請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の測定装置。
7. 前記穴部は、前記筐体の角部の近傍に設けられる、請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載の測定装置。
8. 前記筐体内に設けられるバッテリを更に含み、
   前記発熱素子及び前記センサは、前記バッテリからの電力に基づいて動作する、請求項１〜７のうちのいずれか１項に記載の測定装置。
9. 前記筐体内に設けられ、外部と通信可能な通信部を更に含み、前記通信部は前記バッテリからの電力に基づいて動作する、請求項８に記載の測定装置。
10. 前記センサは、温湿度センサである、請求項１〜９のうちのいずれか１項に記載の測定装置。
11. 前記筐体は、前記穴部及び前記通風穴以外に通風穴を有していない、請求項１〜１０のうちのいずれか１項に記載の測定装置。
12. ファンを備えない、請求項１〜１１のうちのいずれか１項に記載の測定装置。

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