JP2020077579A - フレキシブルセンサコネクタ、及びセンサシステム - Google Patents

Abstract

【課題】センサ設置環境の拡張性を高める技術を提供する。【解決手段】本発明は、天然木で構成された長尺状の基材２と、基材の両側面に貼り付けられた銅線テープ３ａ，３ｂと、銅線テープの両端に設けられた接続部４とを有するフレキシブルセンサコネクタである。接続部４とは、鬼目ナット５またはボルト６であり、基材と前記銅線テープには、前記銅線テープの両端の位置にネジ孔が設けられており、鬼目ナットまたはボルトは、銅線テープへの接続状態を維持しつつ前記ネジ孔に螺合される。【選択図】図１

Description

本発明は、センサ設置環境の拡張性に寄与するフレキシブルセンサコネクタ（FSC；Flexible Sensor Connector）、及びそれを用いたセンサシステムに関する。

従来、工場や倉庫等のインフラ設備では、設置機器の異常、故障、又は劣化、不法侵入者の検知、製造ラインにおける従業員の存否、あるいはインフラ設備内の側溝の水の漏水等を的確に検知し、管理者に通知することなどが嘱望されている。

例えば、特許文献１では、通信技術を用いて、インフラ設備の異常、故障、または劣化に関わるデータをサーバ側で取得する技術が開示されている。同文献では、複数のセンサユニットと、各センサユニットと通信可能なサーバとを備え、センサユニットは、イベントが検知された場合に、サーバに、イベントが発生した事を示すイベント情報を送信する通信手段を備え、サーバは、少なくとも１つのセンサユニットからイベント情報が通知された場合に、複数のセンサユニットから、イベント情報を通知したセンサユニットとは異なるセンサユニットを少なくとも一つ特定する特定手段と、特定手段で特定されたセンサユニットからイベントに関するデータを取得するサーバ通信手段とを備えるシステムが開示されている。そして、各センサユニットは、インフラ設備に設けられている。

国際公開ＷＯ２０１７／１６３９５４号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術は、インフラ設備に設けられるセンサユニットが通信機能を備えることを前提としており、インフラ設備内に当該技術を導入する場合には、コストが高く、また通信環境が整備されていなければならない。

敷地面積の広い工場や倉庫等の施設では、その全般にわたり通信環境を整えようとすると、コスト高となることから、当該施設に簡易に有線で各種センサを設置し、当該センサの状態を監視することが嘱望されているが、そのようなセンサ設置環境の拡張性に寄与するコネクタは従来存在しない。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、センサ設置環境の拡張性を高める技術を提供することにある。

上記した課題を解決するために、本発明の第１の態様に係るフレキシブルセンサコネクタは、天然木で構成された長尺状の基材と、前記基材の両側面に貼り付けられた銅線テープと、前記銅線テープの両端に設けられた接続部とを有する。

本発明の第２の態様に係るフレキシブルセンサコネクタは、第１の態様において、前記接続部とは、鬼目ナットまたはボルトであり、前記基材と前記銅線テープには、前記銅線テープの両端の位置にネジ孔が設けられており、前記鬼目ナットまたはボルトは、前記銅線テープへの接続状態を維持しつつ前記ネジ孔に螺合される。

一方、本発明の第３の態様に係るセンサシステムは、複数のフレキシブルセンサコネクタと、複数のセンサスイッチと、前記フレキシブルセンサコネクタ同士を接続する第１接続線と、前記フレキシブルセンサコネクタと前記センサスイッチとを接続する第２接続線と、前記複数のフレキシブルセンサコネクタの１つに接続される無線部と、を備え、前記フレキシブルセンサコネクタは、天然木で構成された長尺状の基材と、前記基材の両側面に貼り付けられた銅線テープと、前記銅線テープの両端に設けられた接続部とを有する。

そして、本発明の第４の態様に係るセンサシステムは、第３の態様において、前記接続部とは、鬼目ナットまたはボルトであり、前記基材と前記銅線テープには、前記銅線テープの両端の位置にネジ孔が設けられており、前記鬼目ナットまたはボルトは、前記銅線テープへの接続状態を維持しつつ前記ネジ孔に螺合される。

本発明によれば、センサ設置環境の拡張性を高める技術を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るフレキシブルセンサコネクタの構成図である。 同コネクタ間、或いはコネクタとセンサスイッチ間をつなぐジョイント線の構成図である。 磁気開閉スイッチの構成図である。 フロートスイッチの構成図である。 モーメンタリスイッチの構成図である。 振動スイッチの構成図である。 マットスイッチの構成図である。 同コネクタを用いたセンサシステムの構成例を示す図である。 同コネクタを用いたセンサシステムの他の構成例を示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態について説明する。

図１（ａ）乃至図１（ｅ）には、本発明の一実施形態に係るフレキシブルセンサコネクタの構成を示し説明する。より詳細には、図１（ａ）は、フレキシブルセンサコネクタの上面図、図１（ｂ）は正面図、図１（ｃ）は下面図である。また、図１（ｄ）は、フレキシブルセンサコネクタの構成要素の１つである鬼目ナット、図１（ｅ）は構成要素の１つであるボルトの構成を示す図である。

これらの図に示されるように、フレキシブルセンサコネクタ１は、杉、檜、又は樫などの天然木からなる長尺の基材２の対向する両側面に銅線テープ３ａ，３ｂが貼付されており、当該銅線テープ３ａ，３ｂの両端には、ネジ孔が形成され、当該ネジ孔にそれぞれ接続部４としての鬼目ナット５又はボルト６が、銅線テープへの接続状態（導通状態）を維持しつつ、螺合されている。銅線テープ３ａ，３ｂは基材２の両側面に、長手方向の端から端にわたり貼付されている。基材２は、天然木で構成されていることから、加工が容易であり、多種多様なサイズ（長さ、幅など）のものを用意することが可能である。

このように構成されるフレキシブルセンサコネクタ１は、各種センサスイッチを目的に応じて自由に繋ぎ合わせ、施工するための部品として機能する。また、複数のフレキシブルセンサコネクタ１を専用のジョイント線でつなぎ合わせることで、任意の長さを実現することも容易に実現可能である。さらに、詳細は後述するが、ＭＰＢＳ（Multi-port Bluetooth（登録商標） Sensor）に接続することで、無線センサシステムを形成する。

図２（ａ）、図２（ｂ）には、コネクタ間、或いはコネクタとセンサスイッチ間をつなぐ配線の構成を示し説明する。より詳細には、図２（ａ）は、フレキシブルセンサコネクタ１間をつなぐジョイント線１０を示し、図２（ｂ）は、フレキシブルセンサコネクタ１とセンサスイッチ間をつなぐジョイント線１１を示す。

フレキシブルセンサコネクタ１同士をつなぐ場合には、ジョイント線１０の金具１０ａを接続部４にネジ止めする。一方、フレキシブルセンサコネクタ１とセンサスイッチとをつなぐ場合には、ジョイント線１１の金具１１ａをフレキシブルセンサコネクタ１の接続部４にネジ止めし、コネクタ１１ｂをセンサスイッチのコネクタに接続する。このようなジョイント線１０，１１を用いることで、複数のフレキシブルセンサコネクタ１と複数のセンサスイッチとで設置を所望とするインフラ施設の規模に合致したセンサシステムを構築することが可能である。

以下、図３乃至図７を参照して、本実施形態に係るフレキシブルセンサコネクタを用いたセンサシステムに採用可能な各種センサスイッチを説明する。

図３には、磁気開閉スイッチの構成を示し説明する。

同図に示されるように、磁気開閉スイッチ１２は、磁石部１２ａとスイッチ部１２ｂとで構成されており、スイッチ部１２ｂのコネクタ１２ｃ、１２ｄには、フレキシブルセンサコネクタ１に一端がネジ止めされたジョイント線１１の他端のコネクタが接続されるようになっている。このような構成において、磁気開閉スイッチ１２は、磁石部１２ａがスイッチ部１２ｂから離れると、回路が切断されるので、異常を検知することができるようになっている。例えば、磁石部１２ａを窓に、スイッチ部１２ｂを窓枠に設置すれば、窓の開閉を検知することも可能である。

図４（ａ）、図４（ｂ）には、フロートスイッチの構成を示し説明する。より詳細には図４（ａ）はフロートスイッチ１３の平面図、図４（ｂ）はフロートスイッチ１３の正面図である。これらの図に示されるように、フロートスイッチ１３は、上下方向に移動自在なフロート部１３ａを備えており、フロート部１３ａが上部１３ｂに触れると、回路が接続されるようになっている。従って、インフラ施設の側溝等の水回りに当該フロートスイッチ１３を設置すれば、側溝等における水位の上昇とともにフロート部１３ａが水に浮かんで上昇するので、水位の異常を検知することが可能となる。フロートスイッチ１３は、ジョイント線１１によりフレキシブルセンサコネクタ１に接続される。

図５（ａ）、図５（ｂ）には、モーメンタリスイッチの構成を示し説明する。より詳細には、図５（ａ）はモーメンタリスイッチ１４の平面図、図５（ｂ）はモーメンタリスイッチ１４の正面図である。これらの図に示されるように、モーメンタリスイッチ１４は、押下部１４ａを備えており、当該押下部１４ａを押下するたびに、回路の接続／切断の状態が切り替わるようになっている。例えば、インフラ施設の重要な設備に当該モーメンタリスイッチ１４を設置すれば、当該設備を持ち上げたときに、回路の接続状態が切り替わるので盗難等を検知することが可能となる。モーメンタリスイッチ１４は、ジョイント線１１によりフレキシブルセンサコネクタ１に接続される。

図６（ａ）、図６（ｂ）には、振動スイッチの構成を示し説明する。より詳細には、図６（ａ）は振動スイッチ１５の正面図、図６（ｂ）は振動スイッチ１５の平面図である。これらの図に示される振動センサ１５は、振動を感知すると、回路が接続するように機能するものである。振動スイッチ１５は、ジョイント線１１によりフレキシブルセンサコネクタ１に接続される。

図７（ａ）、図７（ｂ）には、マットスイッチの構成を示し説明する。より詳細には、図７（ａ）は、マットスイッチ１６の平面図、図７（ｂ）は、マットスイッチ１６の側面図である。これらの図に示されるマットスイッチ１６は、歩行者等が踏むと、回路が接続するように機能するものである。マットスイッチ１６は、ジョイント線１１によりフレキシブルセンサコネクタ１に接続される。

以上のセンサスイッチは、一例であって、これ以外の多種多様なセンサスイッチを本フレキシブルセンサコネクタとの組み合わせで採用できることは勿論である。

次に、図８には、インフラ施設内に設置される、フレキシブルセンサコネクタを用いた無線センサシステムの構成例を示し説明する。

同図に示されるように、この例では、インフラ施設内に、５つのフレキシブルセンサコネクタ１Ａ乃至１Ｅが設置される。そして、フレキシブルセンサコネクタ１Ａ乃至１Ｅの各一端の接続部は、ジョイント線１０により接続される。そして、フレキシブルセンサコネクタ１Ｅの他端同士はジョイント線１０により接続される。そして、各フレキシブルセンサコネクタ１Ａ乃至１Ｅの間には、ジョイント線１１を介して、各窓１００Ａ乃至１００Ｄに配設された磁気開閉スイッチ１２に接続される。そして、フレキシブルセンサコネクタ１Ａのフレキシブルセンサコネクタ１Ｂとの接続端と反対側の端の接続部には、ＭＰＢＳ２０が接続される。以上の接続関係により、各センサスイッチが直列接続された無線センサシステムが構築される。このような構成において、いずれかの窓１００Ａ乃至１００Ｄが開くと、磁気開閉スイッチ１２がＯＦＦ信号を送出し、全ての窓１００Ａ乃至１００Ｄが閉まるとＯＮ信号を送出する。ＭＰＢＳ２０は、信号を受信すると、無線通信により外部ホストに窓の状態信号を送出する。これにより、遠隔から、窓の開閉状態を監視することが可能となる。

図９には、インフラ施設内に設置される、フレキシブルセンサコネクタを用いたセンサシステムの他の構成例を示し説明する。

同図に示されるように、この例では、インフラ施設内に、５つのフレキシブルセンサコネクタ１Ａ乃至１Ｅが設置される。そして、フレキシブルセンサコネクタ１Ａ乃至１Ｅの各接続部は、ジョイント線１０により接続される。そして、フレキシブルセンサコネクタ１Ａ乃至１Ｅの一端の対向する接続部には、それぞれフロートスイッチ１３Ａ乃至１３Ｅがジョイント線１１により接続されている。そして、フレキシブルセンサコネクタ１Ａのフレキシブルセンサコネクタ１Ｂとの接続端と反対側の端の接続部には、ＭＰＢＳ２０が接続される。以上の接続関係により、各センサスイッチが並列接続された無線センサシステムが構築される。このような構成において、各フロートスイッチ１３Ａ乃至１３Ｅが設置されたインフラ施設内の側溝のいずれかの水位が増し溢れると、当該側溝に設置されたフロートスイッチ１３Ａ乃至１３ＥがＯＮ信号を送出する。ＭＰＢＳ２０は、ＯＮ信号を受信すると、無線通信により外部サーバに窓の状態信号を送出する。これにより、遠隔から、側溝の水位状態を監視することが可能となる。

上記のほか、本実施形態に係るフレキシブルセンサコネクタは、次のように活用することも可能である。但し、これも一例であって、これには限定されない。

第１に、工場等に複数の窓がある場合において、東の全ての窓に磁気開閉スイッチをフレキシブルセンサコネクタを用いて直列接続で１系統設置し、南の窓に同様に直列接続で１系統設置し、西の窓に同様に直列接続で１系統設置すると、いずれかの窓が開いた場合に、どの方向の窓が開いたのかを把握することが可能となる。これは、工場など、窓が多い施設に最適である。また、作業に集中しているときの侵入には、人感センサが利用できないので、この方式が必要となる。各センサが通信機能を備えている必要はないので、大幅なコストダウンも実現される。

第２に、工場などのシャッター周りの側溝上部にフロートスイッチをフレキシブルセンサコネクタを用いて並列接続で設置すると、いずれかの側溝が水であふれたことを知ることができる。

第３に、工場等に設置された棚すべてに振動スイッチをフレキシブルセンサコネクタを用いて直列接続で設置すれば、深夜、工具などを持ち出そうとすると、それを緊急事態としてリアルタイムで感知することができる。

第４に、工場などの製造ラインを稼働させるときに、人が侵入してはならない場所にマットスイッチをフレキシブルセンサコネクタを用いて並列接続で設置すれば、当該製造ラインの作動ボタンを押してラインを稼働するときに、人が存在しないかを知ることができるので、安全性の向上を図ることが可能となる。

第５に、テープスイッチをフレキシブルセンサコネクタを用いて直列接続で設置し、当該テープスイッチの上に手提げ金庫や備品を乗せておけば、何れかを持ち去ろうと持上げたときに、それを異常としてリアルタイムで検知することができる。

以上説明したように、本発明の一実施形態によれば、目的に応じたセンサスイッチを工場や倉庫等のインフラ施設に設置する場合に、それらを、景観を損ねることなく、有線で直列／並列接続できる。したがって、無線環境がインフラ施設の全域にわたり完備されていないような環境には好適である。また、基材が天然木で構成されていることから、その加工が容易であり、多種多様なサイズのフレキシブルセンサコネクタを設置側のニーズに合わせて生産することも容易である。さらに、シンプルな構成であることから、センサシステム構築に対するコストも大幅に削減することが可能である。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能である。

例えば、前述した実施形態では、直方体、長尺状の基材を用いたフレキシブルセンサコネクタを挙げて説明したが、形状はこれに限定されるものでなく、多様な形状に成型することが可能であることは勿論である。また、接続部を両端に設ける例を示したが、銅線テープを一部遮断して、その端々で複数の接続部を設けてもよい。

１…フレキシブルセンサコネクタ
２…基材
３ａ，３ｂ…銅線テープ
４…接続部
１０…ジョイント線
１１…ジョイント線。

上記した課題を解決するために、本発明の第１の態様に係るフレキシブルセンサコネクタは、複数のフレキシブルセンサコネクタと、複数のセンサスイッチと、前記フレキシブルセンサコネクタ同士を接続する第１接続線と、前記フレキシブルセンサコネクタと前記センサスイッチとを接続する第２接続線と、前記複数のフレキシブルセンサコネクタの１つに接続される無線部と、を備え、前記フレキシブルセンサコネクタは、天然木で構成された長尺状の基材と、前記基材の両側面に貼り付けられた銅線テープと、前記銅線テープの両端に設けられた接続部とを有する。

そして、本発明の第２の態様に係るセンサシステムは、第１の態様において、前記接続部とは、鬼目ナットまたはボルトであり、前記基材と前記銅線テープには、前記銅線テープの両端の位置にネジ孔が設けられており、前記鬼目ナットまたはボルトは、前記銅線テープへの接続状態を維持しつつ前記ネジ孔に螺合される。

Claims (4)

1. 天然木で構成された長尺状の基材と、
   前記基材の両側面に貼り付けられた銅線テープと、
   前記銅線テープの両端に設けられた接続部と、を有する
   フレキシブルセンサコネクタ。
2. 前記接続部とは、鬼目ナットまたはボルトであり、
   前記基材と前記銅線テープには、前記銅線テープの両端の位置にネジ孔が設けられており、前記鬼目ナットまたはボルトは、前記銅線テープへの接続状態を維持しつつ前記ネジ孔に螺合される
   請求項１に記載のフレキシブルセンサコネクタ。
3. 複数のフレキシブルセンサコネクタと、
   複数のセンサスイッチと、
   前記フレキシブルセンサコネクタ同士を接続する第１接続線と、
   前記フレキシブルセンサコネクタと前記センサスイッチとを接続する第２接続線と、
   前記複数のフレキシブルセンサコネクタの１つに接続される無線部と、を備え、
   前記フレキシブルセンサコネクタは、
   天然木で構成された長尺状の基材と、
   前記基材の両側面に貼り付けられた銅線テープと、
   前記銅線テープの両端に設けられた接続部と、を有する
   センサシステム。
4. 前記接続部とは、鬼目ナットまたはボルトであり、
   前記基材と前記銅線テープには、前記銅線テープの両端の位置にネジ孔が設けられており、前記鬼目ナットまたはボルトは、前記銅線テープへの接続状態を維持しつつ前記ネジ孔に螺合される
   請求項３に記載のセンサシステム。

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