JP4213309B2 - 無線式マットスイッチ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、人体などが乗って押圧力を受けると接触状態となるシート状スイッチ体を有するマットスイッチで、検出信号を無線信号により送信するようにした無線式マットスイッチ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
マットスイッチは、例えば、建物の出入口や工場の生産ラインなどの床に敷いて用いるもので、人の出入りの状況や人の存在を検知する手段として用いられている。マットスイッチを警報装置やカウンタなどに信号線を介して接続しておくことで、侵入者を検知して自動的に警報を発するようにしたり、出入りする人の数をカウントするなどの用途に用いられている。
【0003】
上述の場合に、マットスイッチを建物の外に配置して警報装置を建物内部に配設するときには、両者の間を結ぶ信号線を建物の壁を貫通して配設する必要があり、完成した建物に設ける場合や賃貸などの建物では工事に制約を受けたり配線工事に多くの費用がかかってしまう不具合があった。
【0004】
そこで、近年ではこのような配線の手間を省くために、マットスイッチの内部に無線送信機を一体に設け、マットスイッチがオンするとこれを無線信号により送信するように構成し、外部の受信回路により無線信号を受信してオン信号を生成するようにしたものが考えられている。これにより、マットスイッチのオン信号を受信回路を介して警報装置などの負荷となる機器に接続することで建物への配線を行なわないで簡単に設置することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような無線式の構成においても、次のような不具合があった。すなわち、この構成では、マットスイッチのオン状態を検出して無線信号として送信する無線送信機を、例えばマット本体の一隅にケースに入れた状態で配設する構成が考えられるが、このケースを金属製として人が乗っても変形しない程度の強度に形成することで一体に設けることができる。
【0006】
この無線送信機から送出する無線信号はケースとは別途に設けたアンテナを介して送信する必要があるので、例えば、マット本体の外周部分に突出するようにアンテナユニットを設けることになる。このアンテナユニットは、ある程度の長さを稼ぐために例えばヘリカルコイルとして形成したアンテナを円筒状のケースに収容してマットの周縁部から突出するように配設する。
【0007】
ところが、通常は、マットスイッチの配設場所は、その上を人が通行する場所や、人を検出したい場所などに配設するので、このようにマット本体から露出させる構成のアンテナユニットは、通行する人が踏んで損傷を受けたりあるいは通行人がつまずいて転倒したりするなどの不具合があり、これらを解消する構成が要望されている。
【0008】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、無線式マットスイッチにおいて、アンテナのための特別な配設をしなくとも良く、無線信号を良好に伝達させることのできる構成を有する無線式マットスイッチ装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明では、
対向するシート状の電極を備え押圧力が加わると導通状態になるスイッチを備えたシート状スイッチ体と、
このシート状スイッチ体を外側から覆うように配設されるマット外皮体と、
前記シート状スイッチ体の導通状態を検出してこれを無線信号により外部に送信する通信機と、
前記マット外皮体の内部に収容され前記通信機を内部に配設すると共にこの通信機から送信する無線信号のアンテナとして機能するように通信機のアンテナ端子が接続されている金属製のケースとを設け、
前記通信機は、前記シート状スイッチ体が導通した状態を検出した時点でこれを無線信号として送信すると共に、導通状態を検出しないときには所定時間間隔で非導通状態に対応した無線信号を送信するようにしたところに特徴を有する。
【0010】
上記構成とすることにより、シート状スイッチ体が押圧力を受けて導通状態になると、通信機は、無線信号により外部に送信する。このとき、無線信号は、通信機が配設される金属製のケースをアンテナとして放射されるようになる。これにより、アンテナを別途に設けなくともケースそのものをアンテナとして機能させることから、マット外皮体の外部に突出する部位をなくして人がつまずいたりすることもなく、安全且つコンパクトな構成とすることができ、且つ、シート状スイッチ体が導通した状態を迅速に検知して無線信号を送信することができると共に、しかも、非導通状態では定期的にこれを無線信号として送信することができるようになる。
【0014】
請求項2の発明では、上記構成において、前記シート状スイッチ体による検出結果を記憶可能な記憶手段を設けたところに特徴を有する。この構成によれば、上述の検出動作において送信するデータを記憶手段に記憶して蓄積することができ、例えば、無線信号による送信が確実に受信されていない場合でもデータが失われることがなくなる。また、例えば、カウンタなどとして構成している場合に、検出状態をすぐに無線信号として送信する必要のない場合などで、カウントしている検出回数を適宜のタイミングで取得したい場合などにも、記憶手段に蓄積しているデータを無線通信により授受することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
(第1の参考例)
以下、無線式マットスイッチ装置を利用した警報装置に適用した場合の第1の参考例について図1ないし図5を参照しながら説明する。
図1ないし3は無線式マットスイッチ装置1の外観構成を示すもので、絶縁性を有するゴムなどにより外皮を矩形シート状(例えば、60cm×70cm、厚さ1cm程度)に形成されたマット外皮体2には、内部に略全面に渡って配設されたシート状の対向電極3,4が設けられており、これらの間には図3に示すように、スペーサ5が配設されている。この場合、対向電極3,4は、例えば、フレキシブルな導電性薄膜材料で形成されており、スペーサ5はゴムなどの絶縁性材料で形成されている。これら対向電極3,4およびスペーサ5によりシート状スイッチ体6が構成されている。
【0016】
このシート状スイッチ体6は、押圧力がない状態では、対向電極3,4はスペーサ5により離間された状態に保持され、オフ状態となっている。そして、マット外皮体2の上から人体が乗るなどして押圧力が加わると、スペーサ5が変形して対向電極3,4間が接触するようになり、オン状態となる。
【0017】
上記した対向電極3,4は、マット外皮体2の1隅において切り欠いた形状に形成されており、その部分には後述する構成の通信機7および電源としての電池8(図4参照)を収容する金属製のケースとしてステンレスケース9が配設されている。このステンレスケース9は、例えば、10cm×6cm程度の矩形状に形成されたもので、平板状のベース板と回路の収容部としての凹部をプレスなどにより形成したカバー板とにより構成されており、これらは周辺部を複数個(6個)のナット9aにより共締め状態に固着されている。
【0018】
ステンレスケース9は、その全体の厚さ寸法はシート状スイッチ体6とほぼ同じ厚さ、つまり1cm以内程度の厚さ寸法に収まるように設定されており、また、人体が上から乗っても変形しない程度の強度が保持できるように形成されている。シート状スイッチ体6の各対向電極3,4とはリード線3a,4aを介して通信機7と接続されている。また、後述するように、通信機7の電波出力端子は、ケース9の内部の接続点9bの部分に電気的に接続されており、ケース9自体をアンテナとして機能させる構成である。なお、図示はしないが、通信機7は、プラスチックなどのケースに収容された状態でケース9内に配設されている。
【0019】
図4は電気的構成を示すもので、通信機7は、シート状スイッチ体6の導通状態を検出する検出回路7aと、検出信号を外部に送信するための送信回路7bと、外部からの信号を受信するための受信回路7cとから構成されている。この通信機7は、ケース9内に配設される電池8から給電される。送信回路7bの出力端子および受信回路7cの入力端子は、アンテナとしてのケース9の接続点9bに接続されている。検出回路7aは、例えばマイクロコンピュータを主体としてRAM、ROMなどを備えた構成とされており、検出用のプログラムがあらかじめ記憶されている。
【0020】
無線式マットスイッチ1から送信される無線信号に対応して警報動作を行なうための警報装置10が、無線式マットスイッチ装置1とは別の場所に設けられている。これは、例えば、無線式マットスイッチ装置1が通路やドアの出入口などに配設されるのに対して、屋内などの配設位置から離れた所定の場所に配設される。警報装置10には、無線式マットスイッチ装置1との間で無線信号の授受を行なうための通信装置11が接続され、そのアンテナ11aを介して送受信を行なうようになっている。
【0021】
上述の構成において、無線式マットスイッチ装置1と通信装置11との間では、例えば、周波数が426MHz程度の無線信号を用いて送受信するように構成され、その出力は特定小電力の範囲の電力出力で行なうように構成されている。
【0022】
次に、本参考例の作用について図5も参照して説明する。
無線式マットスイッチ装置1は、例えば、人が進入すると危険な場所の入口や、あるいは立ち入り禁止の部署などの出入口の床に敷かれる。電池8により電源が供給されている状態では、検出回路7aはシート状スイッチ体6の導通状態を検出する。
【0023】
図5は検出動作に応じた通信処理の内容を示すもので、検出回路7aは、シート状スイッチ体6がオンされるまで待機状態となり(ステップS1)、人体などがシート状スイッチ体6の上に乗って対向電極3,4間が接触してオン状態に移行すると、これを検知して検出信号を送信回路7bに出力するようになる(ステップS2)。
【0024】
これにより、送信回路7bは、所定周波数(426MHz)の搬送波を変調してオン状態を示す無線信号を生成して、ケース9を介して送信する。この場合、アンテナとして機能するケース9は、従来構成におけるアンテナを別途に設けるものと比べて、同等の条件下で無線信号を確実に送信することができることが確認されている。
【0025】
そして、シート状スイッチ体6のオン状態からオフ状態に変化していれば(ステップS3)、再びオン状態となるのを待つ状態に移行する(ステップS1)。この結果、シート状スイッチ体6がオンされるとその時点ですぐに検出信号が無線信号として警報装置10側に送信されるようになる。
【0026】
警報装置10側においては、アンテナ11aから通信装置11を介して無線式マットスイッチ装置1からの無線信号を受信すると、これを復調して警報動作を行なうようになる。これにより、侵入者がいることを警報によって係員あるいは周囲の者に自動的に報知することができるようになる。
【0027】
このような第1の参考例によれば、無線式で検出信号を送信する構成としながら、アンテナを別途に設ける必要がないので、構成が簡単になると共に、通行する人がつまずいたりあるいはアンテナ部分に損傷を受けるといった不具合の発生を解消することができるようになる。
【0028】
(第2の参考例)
図6は第2の参考例を示すもので、第1の参考例と異なるところは、検出回路7aによる検出動作の方法である。図6は検出動作を示すフローチャートで、この参考例においては、検出動作を一定時間間隔で割り込み処理を行なうことで実施している。
【0029】
すなわち、検出回路7aは、一定時間が経過するとシート状スイッチ体6の導通状態を検出し、そのときにオンしている場合には(ステップT1)、前述同様に検出信号を送信する処理を行ない(ステップT2)、オフ状態に移行すると(ステップT3)そのときの検出動作を終了する。
【0030】
また、シート状スイッチ体6がオフ状態であった場合には、検出回路7aは、非検出状態であることを無線信号として送信するように処理し(ステップT4)、この後、そのときの検出動作を終了する。以後、一定時間が経過すると上述の検出動作を繰り返し実行するように構成されている。
【0031】
これにより、第1の参考例と同様にシート状スイッチ体6がオン状態である場合の検出動作に加えて、オフ状態にある場合でもその状態を非検出信号として送信されるので、例えば電池8が消耗していて検出動作が行なえていない場合には非検出信号も得られなくなることから、電池8の交換時期を知ることができるようになる。
【0032】
(第1の実施形態)
図7は本発明の第1の実施形態を示すもので、第1の参考例と異なるところは、検出回路7aによる検出動作の方法である。図7は検出動作を示すフローチャートで、この実施形態においては、第1の参考例と同様にシート状スイッチ体6がオンしたときにはこれをその時点で検出して検出信号を送信すると共に、非検出状態では一定時間毎に非検出信号を送信するようにしたところである。
【0033】
すなわち、検出回路7aは、シート状スイッチ体6がオン状態となっている場合には(ステップR1)、検出信号を送信し(ステップR2)、オフ状態に移行するのを待って(ステップR3)、ステップR1に戻る。また、オフ状態である場合には、これが一定時間継続している場合(ステップR4)に非検出信号を送信し(ステップR5)、一定時間継続していない場合にはステップR1,R4を繰り返し実行して待機する状態となる。
【0034】
このような第1の実施形態によれば、オン状態の迅速な検出動作を行ないながら、電池8の消耗状態を定期的にチェックすることができるようになる。
【0035】
(第2の実施形態)
図8は本発明の第2の実施形態を示すもので、第1の実施形態と異なるところは、記憶手段としてのメモリ12を設ける構成としたところである。検出回路7aは、シート状スイッチ体6のオンオフに応じたデータを検出時刻と共にメモリ12に記憶するように構成されており、必要に応じて読出し可能に設けられている。
【0036】
この実施形態においては、例えば、カウンタとして用いる場合について説明する。人が出入する出入口などに無線式マットスイッチ1を配置する場合に、その出入口を通行する人の数をカウントするように設ける場合には、シート状スイッチ体6のオン状態を検出しても、それをすぐに検知して無線信号として送信する必要がない場合もある。
【0037】
このような場合に、検出したデータを一旦メモリ12内に記憶させることで蓄積し、外部からデータの読出しの必要が生じたときに適宜のタイミングで通信装置によりリクエスト信号を送信すると、受信回路7cにおいてこれを受信して、検出回路7aによりメモリ12に蓄積している検出データを読出して送信回路7bを通じて無線信号として外部通信装置側に送信することができる。
【0038】
これにより、例えば、複数ヶ所に設置した無線式マットスイッチ装置1からの検出データを巡回して収集し、これらから出入する人のカウント数を集計して種々の統計データを取得するなどの用途に用いることができるようになる。また、屋外などの不特定多数の人が往来する場所に無線式マットスイッチ1を設置する場合には特にアンテナを別途に設けない本実施形態における構成が有用なものとなる。
【0039】
なお、この実施形態においては、シート状スイッチ体6のオンオフ状態を検出してすぐに無線信号として送信する必要のない場合について説明したが、迅速な検出信号の送信を行なう場合においても、そのときの検出データとしてこれをメモリ12に記憶することはもちろんできる。その場合においては、メモリ12に蓄積された検出データを後から検証してデータ処理などに利用することもできるようになる。
【0040】
本発明は、上記実施例にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
使用周波数は適宜の周波数を設定することができるし、通信方式も種々の様式を採用することができる。
金属製のケース9はステンレスに限らず、適宜の材質のものを採用することができる。
電池8を電源として用いる構成としたが、太陽電池を用いて構成したり、充電可能な電池を用いても良いし、あるいは交流電源から給電する構成とすることもできる。
【0041】
【発明の効果】
本発明は、上述のように構成したので次のような効果を得ることができる。
請求項1の発明では、無線信号を金属製のケースをアンテナとして放射するので、アンテナを別途に設けなくともケースそのものをアンテナとして機能させることができ、全体を安価に構成することができ、しかもマット外皮体の外部に突出する部位をなくし、人がつまずいたり、アンテナの損傷を受けるなどの不具合を解消でき、安全且つコンパクトな構成とすることができ、且つ、シート状スイッチ体が導通した状態を迅速に検知して無線信号を送信することができると共に、しかも、非導通状態では定期的にこれを無線信号として送信することができるようになる。
【0043】
請求項2の発明では、上述の検出動作において送信するデータを記憶手段に記憶して蓄積することができるので、無線信号による送信が確実に受信されていない場合でもデータが失われることがなくなり、無線式マットスイッチ装置をカウンタなどとして利用するように配設している場合で、検出状態をすぐに無線信号として送信する必要のない場合などにおいては、カウントしている検出回数を適宜のタイミングで取得したい場合などにも、記憶手段に蓄積しているデータを無線通信により授受することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の参考例を要部を破断して示す平面図
【図2】 一部を破断して示す全体構成の平面図
【図3】 シート状スイッチ体の断面構成を示す斜視図
【図4】 電気的構成図
【図5】 検出動作のフローチャート
【図6】 第2の参考例を示す図5相当図
【図7】 本発明の第1の実施形態を示す図5相当図
【図8】 本発明の第2の実施形態を示す図1相当図
【符号の説明】
1は無線式マットスイッチ装置、2はマット外皮体、3,4は対向電極(電極)、5はスペーサ、6はシート状スイッチ体、7は通信機、7aは検出回路、7bは送信回路、7cは受信回路、8は電池、9はアンテナを兼ねたケース、10は警報装置、11は通信装置、12はメモリ(記憶手段)である。
Claims (2)
- 対向するシート状の電極を備え押圧力が加わると導通状態になるスイッチを備えたシート状スイッチ体と、
このシート状スイッチ体を外側から覆うように配設されるマット外皮体と、
前記シート状スイッチ体の導通状態を検出してこれを無線信号により外部に送信する通信機と、
前記マット外皮体の内部に収容され前記通信機を内部に配設すると共にこの通信機から送信する無線信号のアンテナとして機能するように通信機のアンテナ端子が接続されている金属製のケースとを設け、
前記通信機は、前記シート状スイッチ体が導通した状態を検出した時点でこれを無線信号として送信すると共に、導通状態を検出しないときには所定時間間隔で非導通状態に対応した無線信号を送信することを特徴とする無線式マットスイッチ装置。 - 請求項1に記載の無線式マットスイッチ装置において、
前記シート状スイッチ体による検出結果を記憶可能な記憶手段を設けたことを特徴とする無線式マットスイッチ装置。
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