JP7383956B2 - 慣性計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、慣性計測装置等に関する。

近年、製造装置や計測装置などの精密化が進み、生産工程の効率化や歩留向上のために振動計測を行う重要性が増しているため、装置の振動計測や環境振動計測の簡素化が望まれている。例えば特許文献１には、振動検出ユニットが、振動センサーを用いて振動を検出し、検出により得られた振動データを無線により送信し、振動モニターが、送信された振動データを受信して、表示部に表示する振動監視装置が開示されている。この振動監視装置によれば、装置の振動や環境振動を振動検出ユニットにより検出し、検出された振動データを、振動検出ユニットとは別体に設けられた振動モニターの表示部に表示できるようになる。

特開２０１６－２０５８６８号公報

加速度センサーや角速度センサーなどの慣性センサーを有する慣性計測装置を用いれば、上述のような装置の状態監視や環境状態の監視などを実現できる。しかしながら、慣性計測装置の計測結果を、特許文献１のように慣性計測装置とは別体に設けられた表示部に表示する手法では、ユーザーは、慣性計測装置とは別体に設けられた表示部を見ることで計測結果を確認する必要があり、ユーザーの確認作業が繁雑になってしまう。また慣性センサーの検出情報に基づき表示部に表示したい情報の内容は、慣性計測装置を使用するユーザーに応じて様々であり、表示情報の表示態様についての多様な要望に応える必要がある。

本開示の一態様は、少なくとも１つの慣性センサーを有するセンサーユニットと、前記慣性センサーの検出情報に基づく表示を行う表示部と、モード切り替えスイッチと、を含み、前記モード切り替えスイッチによって前記表示部の表示モードが切り替わる慣性計測装置に関係する。

本実施形態の慣性計測装置の構成例を示す斜視図。 本実施形態の慣性計測装置の他の構成例を示す斜視図。 慣性計測装置の分解斜視図。 慣性計測装置の側面図。 慣性計測装置の底面図。 保護板の平面図。 保護板の平面図。 表示部の平面図。 モード切り替えスイッチ、リセットスイッチ、計測開始スイッチの説明図。 表示モードの切り替えの説明図。 表示モードの切り替えの説明図。 無線通信部、アンテナ部の説明図。 センサー側のコネクターと基板側のコネクターの接続の説明図。 慣性計測装置の動作を説明する状態遷移図。 センサーユニットの第１構成例の分解斜視図。 センサーユニットの第２構成例の分解斜視図。 第２構成例のセンサー基板の平面図。

以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲の記載内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが必須構成要件であるとは限らない。

１．慣性計測装置
図１は本実施形態の慣性計測装置１０の構成例を示す斜視図である。ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）である慣性計測装置１０は、センサーユニット２０を含む。また慣性計測装置１０は、固定部材１１、１２、１３、基板４０、ベース１５０、保護板１６０を含むことができる。図１では慣性計測装置１０から慣性計測装置１０の取り付け面２に向かう方向を方向ＤＲ１とし、ＤＲ１に直交する方向を方向ＤＲ２としている。方向ＤＲ１は取り付け面２に直交する方向であり、例えばセンサーユニット２０の主面に直交する方向である。主面はセンサーユニット２０の上面又は底面であり、例えば側面に直交する面である。方向ＤＲ３は方向ＤＲ１及び方向ＤＲ２に直交する方向であり、方向ＤＲ４、ＤＲ５、ＤＲ６は、各々、方向ＤＲ１、ＤＲ２、ＤＲ３の反対方向である。方向ＤＲ１、ＤＲ２、ＤＲ３、ＤＲ４、ＤＲ５、ＤＲ６は、各々、第１方向、第２方向、第３方向、第４方向、第５方向、第６方向である。

センサーユニット２０は、少なくとも１つの慣性センサーを含む。慣性センサーは、物理量情報を検出する物理量センサーである。具体的には図１５、図１６、図１７で後述するように、センサーユニット２０は、少なくとも１つの慣性センサーとして、少なくとも１つの加速度センサーを含む。或いはセンサーユニット２０は、少なくとも１つの慣性センサーとして、少なくとも１つの加速度センサーと、少なくとも１つの角速度センサーを含む。角速度センサーは例えばジャイロセンサーである。なお慣性センサーは、加速度センサーや角速度センサーには限定されず、何らかの検出手法により慣性に関する情報を検出できるセンサーであればよく、加速度や角速度と等価な物理量を検出できる物理量センサーであってもよい。例えば速度や角加速度などの物理量を検出できる物理量センサーであってもよい。またセンサーユニット２０はケース２４を含む。例えばセンサーユニット２０は、後述の図１５～図１７に示すように、少なくとも１つの慣性センサーが設けられるセンサー基板２１０と、センサー基板２１０を収容するケース２４を含む。ケース２４は、金属等の導電部材で形成されており、その内部の収容空間にセンサー基板２１０が設けられる。

基板４０には、処理部５０及び表示部６０の少なくとも一方が設けられる。図１では処理部５０及び表示部６０の両方が基板４０に設けられている。なお例えば処理部５０だけを基板４０に設けたり、表示部６０だけを基板４０に設けてもよい。基板４０は、回路基板であり、例えば金属配線が形成されるプリント基板である。基板４０は例えばリジッド基板である。

処理部５０は、センサーユニット２０の慣性センサーの検出情報に基づく処理を行う。処理部５０は、処理回路であり、例えばＭＰＵ、ＣＰＵなどのプロセッサーにより実現できる。或いは処理部５０は、ゲートアレイなどの自動配置配線によるＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）により実現してもよい。例えば処理部５０は、後述するようにコネクター等を介してセンサーユニット２０の慣性センサーと電気的に接続されており、コネクター等を介して慣性センサーの検出情報が処理部５０に入力される。検出情報は例えば加速度情報、角速度情報又はこれらの情報に基づく情報である。そして処理部５０は、慣性センサーの検出情報に基づいて、種々の処理を行う。例えば処理部５０は検出情報の加工処理を行う。例えば処理部５０は、表示部６０や後述の図２の表示部７０の表示情報として適切な情報になるように検出情報の加工処理を行う。また処理部５０は、検出情報の解析処理を行う。例えば処理部５０は、慣性センサーからの検出情報に基づいて、計測対象の振動、傾き又は姿勢等の解析処理を行う。例えば処理部５０は、解析処理として、ＦＦＴ解析（Fast Fourier Transform Analysis）を行い、振動情報等の周波数成分を解析する。

図１の表示部６０や図２の表示部７０は、センサーユニット２０の慣性センサーの検出情報に基づく表示を行う。例えば慣性計測装置１０が、処理部５０と表示部６０、７０を有する場合には、処理部５０が慣性センサーの検出情報に基づく処理を行い、表示部６０、７０は、処理部５０の処理結果に基づく表示を行う。例えば処理部５０による検出情報の処理結果に基づく表示情報が、表示部６０、７０に表示される。例えば処理部５０が検出情報の加工処理を行った場合には、表示部６０、７０は、加工処理後の検出情報に対応する表示情報を表示する。また処理部５０が検出情報の解析処理を行った場合には、表示部６０、７０は、解析結果に対応する表示情報を表示する。例えば図１では、表示器である表示部６０は、発光素子群６２、６４を有する。発光素子群６２、６４の発光素子は、電気信号を光信号に変換する素子であり、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）などの半導体素子により実現できる。或いは発光素子は半導体素子以外の素子により実現されるものであってもよい。また図２では、表示モジュールである表示部７０は、表示パネル７２を有している。表示パネル７２は例えば有機ＥＬパネル又は液晶パネルなどである。

また基板４０には、モード切り替えスイッチ８０、リセットスイッチ８２、計測開始スイッチ８４が設けられている。また基板４０には、無線通信部９０やアンテナ部９２が設けられている。これらのスイッチや無線通信部９０等の詳細については後述する。

また基板４０には、インターフェース部１００が設けられている。インターフェース部１００は、外部との間で有線で通信するものである。例えば、インターフェース部１００により、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）、ＧＰＩＯ（General-Purpose Input/Output）、或いはＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）などの通信インターフェースが実現される。ＵＡＲＴは調歩同期式のシリアル通信インターフェースである。ＧＰＩＯは、実行時にユーザーによってその動作が制御可能な汎用の通信インターフェースである。ＳＰＩはシリアルクロック信号線、シリアルデータ信号線などの３本又は４本の信号線で通信するインターフェースである。また基板４０には、Ｊ－ＴＡＧなどの通信インターフェースを実現するインターフェース部１０１も設けられている。

また基板４０には、メモリー１０２、１０３、１０４が設けられている。メモリー１０２は、例えば不揮発性メモリーであり、例えばデータの電気的な消去が可能なＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）や、ＦＡＭＯＳ（Floating gate Avalanche injection MOS）などを用いたＯＴＰ（One Time Programmable）のメモリーなどにより実現される。メモリー１０３、１０４は、例えばデータを一時的に記憶するＳＲＡＭである。また基板４０には、電源インターフェース１０６が設けられており、電源インターフェース１０６を介して外部電源が慣性計測装置１０に供給される。

また慣性計測装置１０は、ベース１５０を含む。ベース１５０は、慣性計測装置１０を取り付け面２に取り付けるための部材である。例えばセンサーユニット２０は、ベース１５０と基板４０との間に設けられ、ベース１５０は、少なくとも１つの固定部材である固定部材１１、１２、１３によりセンサーユニット２０に固定される。例えばベース１５０は、センサーユニット２０と取り付け面２との間に設けられており、取り付け面２は、例えば製造装置や計測装置などの装置の面や、装置が設置される床面などである。ベース１５０は、取り付け面２側の面である底面に窪み部１５４を有する。このような窪み部１５４を設けることで、慣性計測装置１０を両面テープにより取り付け面２に取り付けるような使用態様の場合に、当該両面テープを剥がす作業を容易化できる。そしてベース１５０の上面に接するようにセンサーユニット２０が設けられる。

保護板１６０は、基板４０の保護用の部材である。基板４０は、センサーユニット２０と保護板１６０との間に設けられており、これにより、基板４０に実装される処理部５０、表示部６０、無線通信部９０等の部品を、保護板１６０を用いて保護できるようになる。第１保護板である保護板１６０は、例えば透明又は半透明の板状の部材であり、例えばアクリル等の樹脂板により実現できる。なお保護板１６０は、アクリル以外の材質により実現されるものであってもよく、例えばＡＢＳやＰＥＴによる樹脂板であってもよく、樹脂以外の材質により実現されるものであってもよい。

また慣性計測装置１０は、センサーユニット２０と基板４０とを着脱可能に固定する少なくとも固定部材を含む。具体的には図１では慣性計測装置１０は、少なくとも１つの固定部材として、固定部材１１、１２、１３を含む。なお図１では３つの固定部材１１、１２、１３が設けられているが、固定部材の個数は２個以下であってもよいし、４個以上であってもよい。そして図１では、固定部材１１、１２、１３として柱状部材が設けられている。即ち固定部材１１、１２、１３は方向ＤＲ１を長辺方向とする柱状部材であり、後述するように柱状部材は、センサーユニット２０、基板４０等の穴部を貫通するように設けられる。

図２に慣性計測装置１０の他の構成例を示す。図２では図１の構成に加えて、基板４８が更に設けられている。そして基板４８には、表示パネル７２を有する表示部７０が設けられる。有機ＥＬパネル又は液晶パネルである表示パネル７２は、センサーユニット２０の検出情報に基づく表示を行う。例えば第１基板である基板４０に設けられた処理部５０が、センサーユニット２０の慣性センサーの検出情報に基づいて、装置や床面等の計測対象の振動等の解析処理を行う。そして第２基板である基板４８に設けられた表示部７０が、解析処理の結果情報を表示する。例えば表示部７０は、計測対象の振動のＦＦＴ等の解析の結果情報を表示する。例えば振動のピーク周波数やピーク値についての情報を表示する。

また図２では、保護板１６０に加えて、保護板１７０が更に設けられている。保護板１７０は例えば基板４８用の保護部材である。例えば基板４８は保護板１６０と保護板１７０との間に設けられており、これにより、基板４８に実装される表示部７０等を、保護板１７０を用いて保護できるようになる。第２保護板である保護板１７０は、例えば透明又は半透明の板状の部材であり、例えばアクリル等の樹脂板により実現できる。なお第２保護板である保護板１７０は、第１保護板である保護板１６０と同様に、アクリル以外の材質により実現してもよいし、樹脂以外の材質により実現してもよい。このように図２では基板４８は、保護板１６０と保護板１７０との間に設けられ、基板４０は、センサーユニット２０と保護板１６０との間に設けられる。

また保護板１７０には窓部１７４が設けられており、この窓部１７４の位置に、基板４８に実装された表示部７０が配置される。これによりユーザーは、表示部７０に表示される情報を窓部１７４を介して見ることが可能になる。

図３は慣性計測装置１０の分解斜視図である。図３に示すようにセンサーユニット２０には複数の穴部２１、２２、２３が設けられており、基板４０にも複数の穴部４１、４２、４３が設けられている。そして柱状部材である固定部材１１、１２、１３が、基板４０に設けられる複数の穴部４１、４２、４３、及び、センサーユニット２０に設けられる複数の穴部２１、２２、２３に嵌合することで、センサーユニット２０と基板４０とが着脱可能に固定される。具体的には固定部材１１、１２、１３は、基板４０の穴部４１、４２、４３、及び、センサーユニット２０の穴部２１、２２、２３を貫通するように設けられる。またベース１５０にも穴部１５１、１５２、１５３が設けられており、ベース１５０は、柱状部材である固定部材１１、１２、１３が、ベース１５０に設けられる穴部１５１、１５２、１５３に嵌合することで、センサーユニット２０に固定される。また保護板１６０にも複数の穴部１６１、１６２、１６３が設けられ、保護板１７０にも複数の穴部１７１、１７２、１７３が設けられる。そして固定部材１１、１２、１３が穴部１６１、１６２、１６３、穴部１７１、１７２、１７３に嵌合することで、保護板１６０、１７０が着脱可能に固定される。

例えば柱状部材である固定部材１１、１２、１３はネジ部材である。即ち固定部材１１、１２、１３は、外周にネジが切られているオネジである。そしてベース１５０の穴部１５１、１５２、１５３の内周にもネジが切られており、メネジとなっている。これによりネジ部材である固定部材１１、１２、１３の先端部を、ベース１５０の穴部１５１、１５２、１５３にネジ止めできるようになり、ベース１５０に対するセンサーユニット２０、基板４０、保護板１６０、１７０等の固定が可能になる。なおセンサーユニット２０の穴部２１、２２、２３や、保護板１６０の穴部１６１、１６２、１６３や、保護板１７０の穴部１７１、１７２、１７３の内周ではネジは切られていないが、これらの穴部にもネジを切る変形実施も可能である。

また図３に示すように、基板４０の穴部４１、４２、４３に対応する位置にはスペーサー１４、１５、１６が設けられる。また保護板１６０の穴部１６１、１６２、１６３に対応する位置にはスペーサー１７、１８、１９が設けられる。そして固定時において固定部材１１、１２、１３は、これらのスペーサー１４、１５、１６、１７、１８、１９の穴部を貫通する。このようなスペーサー１４、１５、１６、１７、１８、１９を設けることで、基板４０と保護板１６０との間や、保護板１６０と保護板１７０との間に隙間を設けることが可能になる。

なおスペーサー１４、１５、１６、１７、１８、１９の穴部の内周にネジを切ってメネジになるようにする変形実施も可能である。また図３に示すように基板４８は、支持部４４を用いて基板４０に支持されて取り付け可能になっている。そして保護板１６０には、スリット穴１６４が設けられ、支持部４４がスリット穴１６４を貫通するように取り付けることで、基板４０と基板４８の間に、保護板１６０が配置されるようになる。

図４は慣性計測装置１０の側面図であり、図５は底面図である。図４に示すように、ベース１５０と基板４０との間にセンサーユニット２０が設けられる。またセンサーユニット２０と保護板１６０との間に基板４０が設けられ、保護板１６０と保護板１７０との間に基板４８が設けられる。そして図３で説明したように、これらのベース１５０、センサーユニット２０、基板４０、保護板１６０、基板４８、保護板１７０の各部材に設けられた穴部に嵌合するように柱状部材である固定部材１１、１２、１３が設けられることで、これらの部材を着脱可能に固定できるようになる。

また図４、図５に示すようにベース１５０は、取り付け面２側である底面に固定部１５６、１５７を有する。固定部１５６、１５７は磁石である。即ち磁性体である。固定部１５６、１５７は、ベース１５０の底面に例えばネジにより取り付けられている。これにより固定部１５６、１５７をベース１５０に着脱自在に取り付けることができる。この固定部１５６、１５７は例えば立方体形状になっており、固定部１５６、１５７の底面が取り付け面２に接地する。このような磁石である固定部１５６、１５７をベース１５０の底面に設けることで、例えば装置の金属面等に対して慣性計測装置１０を磁石の磁力により容易に取り付けることが可能になる。

図６は保護板１６０の平面図である。図６に示すように保護板１６０には、柱状部材である固定部材１１、１２、１３が貫通するための穴部１６１、１６２、１６３が設けられている。また基板４８を支持するための支持部４４が貫通するためのスリット穴１６４が設けられている。図６では保護板１６０は透明な板状部材になっている。

図７は保護板１７０の平面図である。図７に示すように保護板１７０には、固定部材１１、１２、１３が貫通するための穴部１７１、１７２、１７３が設けられている。図３に示すように、これらの穴部１７１、１７２、１７３の上方に、ネジ部材である固定部材１１、１２、１３のネジ頭が位置するようになる。また保護板１７０には、下方の表示部７０をユーザーが見ることができるように、窓部１７４が設けられている。また保護板１７０には、下方の表示部６０の発光素子群６２、６４をユーザーが見ることができるように、窓部１７５、１７６が設けられている。図７では保護板１７０は、例えば青などの所定色に着色された半透明の板状部材になっている。また保護板１７０には、後述するスイッチの機能の説明用の文字や、発光素子群６２、６４の表示情報の内容を知らせるための文字が描かれている。

図８は表示部７０の平面図である。表示部７０は表示パネル７２を有している。そして表示パネル７２の駆動信号を伝達するための信号線が、下方の基板４０から支持部４４及び基板４８を介して表示部７０の接続端子に電気的に接続される。この接続端子は例えば図８の紙面において表示パネル７２の右側に設けられる。

以上のように本実施形態の慣性計測装置１０は、少なくとも１つの慣性センサーを有するセンサーユニット２０と、慣性センサーの検出情報に基づく処理を行う処理部５０及び検出情報に基づく表示を行う表示部６０の少なくとも一方が設けられる基板４０と、センサーユニット２０と基板４０とを着脱可能に固定する少なくとも１つの固定部材１１、１２、１３を含む。

このような本実施形態の慣性計測装置１０によれば、センサーユニット２０の慣性センサーの検出状態に基づく処理を、基板４０に設けられた処理部５０により実行したり、或いは当該検出情報に基づく表示を、基板４０に設けられた表示部６０により行うことが可能になる。なお図１では発光素子群６２、６４を有する表示部６０を基板４０に設けているが、図２のように表示パネル７２を有する表示部７０を基板４０に設けてもよい。

そして本実施形態では、センサーユニット２０と基板４０とが、図３に示すように固定部材１１、１２、１３を用いて着脱可能に固定される。例えばセンサーユニット２０と基板４０とが着脱自在に固定される。これにより、例えば慣性計測装置１０に組み込むセンサーユニット２０の種類や基板４０の種類を自在に変更できるようになる。例えば加速度センサーを有するセンサーユニット２０を慣性計測装置１０に組み込んだり、加速度センサー及び角速度センサーの両方を有するセンサーユニット２０を慣性計測装置１０に組み込むことなどが可能になる。或いは、処理部５０だけが設けられた基板４０を慣性計測装置１０に組み込んだり、表示部６０だけが設けられた基板４０を組み込んだり、処理部５０及び表示部６０の両方が設けられた基板４０を組み込むことなどが可能になる。これにより慣性計測装置１０を使用する様々なユーザーの要望に応えることができ、慣性計測装置１０の拡張性を向上できる。また慣性計測装置１０は、センサーユニット２０と基板４０とが固定部材１１、１２、１３によりしっかりと固定された状態で取り付け面２に取り付け可能になる。従って、共振等に起因する望ましくない振動等が慣性計測装置１０に伝わって、慣性計測装置１０の計測に悪影響を及ぼしてしまう事態も抑制できる。この結果、計測精度の劣化を抑制しながら、拡張性を向上できる慣性計測装置１０の提供が可能になる。

例えば、これまでは、センサーユニット２０自体を慣性計測装置１０として用いており、センサーユニット２０の慣性センサーの検出情報を、後述する図１５～図１７のコネクター２６から出力していた。例えば慣性センサーが検出した加速度情報や角速度情報を検出情報としてそのまま出力していた。しかしながら、慣性センサーの検出情報は、その扱いが難しく、専門の知識等が必要になるため、ユーザーにとっての利便性が欠けるという課題があった。この場合に、センサーユニット２０のコネクター２６にＰＣ（パーソナルコンピューター）を接続し、ＰＣを使用して検出情報の解析処理等の各種処理を行ったり、解析結果を表示部に表示する手法も考えられる。しかしながら、この手法では、センサーユニット２０にＰＣを接続して各種の作業を行う必要があるため、作業が煩雑化したり、計測システムが大規模化してしまうという問題がある。

これに対して本実施形態では、センサーユニット２０と基板４０とが固定部材１１、１２、１３により固定されることで慣性計測装置１０が構成されている。従って、基板４０に設けられた処理部５０を用いて、センサーユニット２０の慣性センサーの検出情報の解析処理等の処理を行ったり、基板４０に設けられた表示部６０を用いて、当該検出情報に基づく表示を行うことが可能になる。例えば慣性計測装置１０にＰＣを接続して検出情報に基づく処理を行ったり、検出情報に基づく表示を行わなくても済むようになるため、ユーザーの利便性を向上できる。即ち、慣性計測装置１０を、計測対象に取り付けるだけで、検出情報に基づく処理を行ったり、検出情報に基づく表示を行うことが可能になる。例えば計測対象が、製造装置や計測装置などの装置や、当該装置が設置される床面である場合には、装置の面や床面である取り付け面２に慣性計測装置１０を取り付ける。そして装置や床面の振動を解析する処理を処理部５０により実行して、処理結果の情報を無線通信部９０やインターフェース部１００を介して外部に出力したり、解析結果を表示部６０に表示することが可能になる。従って、可搬性が良く、低コストで、小規模なシステムで、計測対象の状態監視を行うことが可能になる。

また例えば加速度情報のみを必要とするユーザーに対しては、慣性センサーとして加速度センサーが設けられたセンサーユニット２０と、基板４０とが、固定部材１１、１２、１３により固定された慣性計測装置１０を提供する。また加速度情報及び角速度情報の両方を必要とするユーザーに対しては、慣性センサーとして加速度センサー及び角速度センサーが設けられたセンサーユニット２０と、基板４０とが、固定部材１１、１２、１３により固定された慣性計測装置１０を提供する。また表示パネル７２を有する表示部７０を望むユーザーに対しては、図２に示すように、センサーユニット２０と、基板４０と、表示部７０が設けられた基板４８とが、固定部材１１、１２、１３により固定された慣性計測装置１０を提供する。このようにすれば、ユーザーの各種の要望に合わせた慣性計測装置１０を提供できるようになり、慣性計測装置１０の拡張性を増すことができる。またセンサーユニット２０と基板４０とが固定部材１１、１２、１３によりしっかりと固定された慣性計測装置１０を提供できるため、共振等の望ましくない振動等が原因で、慣性計測装置１０の計測結果の精度が劣化してしまう事態も抑制できるという利点がある。

なお図１、図２では、処理部５０及び表示部６０の両方が基板４０に設けられているが、基板４０には、処理部５０及び表示部６０の少なくとも一方が設けられていればよい。例えば基板４０に処理部５０を設けない場合には、例えばセンサーユニット２０に設けられる後述の処理部２１２を用いて、検出情報に基づく処理を行えばよい。或いは基板４０の上方の基板４８に処理部５０を設けてもよい。また基板４０に表示部６０を設けずに、基板４８に表示部６０を設けてもよい。或いは慣性計測装置１０の表示部として、発光素子を用いた表示部６０を設けないようにしてもよい。また表示パネル７２を有する表示部７０を、基板４０に設けるようにしてもよい。

また本実施形態では図３に示すように、慣性計測装置１０が、固定部材１１、１２、１３として、複数の柱状部材を含む。そして複数の柱状部材である固定部材１１、１２、１３が、基板４０に設けられる複数の穴部４１、４２、４３、及びセンサーユニット２０に設けられる複数の穴部２１、２２、２３に嵌合することで、センサーユニット２０と基板４０とが着脱可能に固定される。このようにすれば、各種の組み合わせのセンサーユニット２０と基板４０とを自在に取り付けたり、取り外したりすることが可能になり、センサーユニット２０と基板４０の着脱可能な固定を実現できる。例えばセンサーユニット２０を異なる種類のセンサーユニットに差し替えて、その穴部２１、２２、２３に固定部材１１、１２、１３を挿入することで、センサーユニット２０の種類の取り替えが可能になる。また基板４０を異なる種類の基板に差し替えて、その穴部４１、４２、４３に固定部材１１、１２、１３を挿入することで、基板４０の種類の取り替えが可能になる。従って、様々な種類のセンサーユニット２０、基板４０をオプション部品としてユーザーに提供できるようになり、慣性計測装置１０の拡張性を大幅に向上できる。

また複数の柱状部材である固定部材１１、１２、１３は例えばネジ部材となっている。例えば外周にネジが切られたオネジになっている。このように固定部材１１、１２、１３としてネジ部材を用いれば、ネジ部材を用いたネジによる固定が可能になるため、センサーユニット２０、基板４０等をしっかりと安定して固定できるようになる。これにより、共振等による望ましくない振動等が原因で、慣性計測装置１０の計測結果の精度が劣化してしまう事態を更に抑制できる。またセンサーユニット２０、基板４０等の取り付け作業も容易になり、作業の効率化等を図れるようになる。

また慣性計測装置１０は、慣性計測装置１０を取り付け面２に取り付けるためのベース１５０を含む。そしてセンサーユニット２０は、ベース１５０と基板４０との間に設けられ、ベース１５０は、少なくとも１つの固定部材１１、１２、１３によりセンサーユニット２０に固定される。例えばベース１５０は、取り付け面２に取り付けるための基台となる部材であり、ベース１５０の底面等が取り付け面２に接地することで、慣性計測装置１０が取り付け面２に取り付けられる。取り付け面２は、例えば製造装置、計測装置等の装置の面や、これらの装置が設置される床面などであり、計測対象の面である。そしてセンサーユニット２０は、基板４０とベース１５０とに挟まれるように固定部材１１、１２、１３により固定される。このような固定により、共振等による振動等が原因でセンサーユニット２０の慣性センサーの検出精度が劣化してしまう事態を抑制できる。また例えばセンサーユニット２０の底面が、取り付け面２に取り付けるのに好ましくない形状である場合にも、センサーユニット２０の底面の代わりにベース１５０の底面が取り付け面２に取り付けられることで、慣性計測装置１０の安定した取り付けが可能になる。例えばセンサーユニット２０の形状や種類に依存しない安定した取り付けが可能になり、取り付けのガタによる誤検出等を防止できる。

また図４、図５に示すように、ベース１５０は、取り付け面２側の面に、磁石である固定部１５６、１５７を有する。即ちベース１５０の底面に、慣性計測装置１０を取り付け面２に固定するための固定部１５６、１５７が設けられており、これらの固定部１５６、１５７が磁石になっている。例えば固定部１５６、１５７は、立方体形状の磁石となっている。このようにすれば、固定部１５６、１５７の底面が、取り付け面２である装置の金属面等に、磁石の磁力により吸着するようになる。従って、固定部１５６、１５７の底面を取り付け面２に接触させるだけで、慣性計測装置１０が取り付け面２に磁石により固定されて設置されるようになり、ユーザーの取り付け作業が容易になり、作業効率を向上できる。

なお図４、図５では固定部１５６、１５７の個数が２個である場合の例であるが、固定部の個数はこれに限定されず、例えば３個以上であってもよい。またベース１５０自体又はベース１５０の一部を磁石にしてもよい。

また図４、図５に示すようにベース１５０は、取り付け面２側の面に窪み部１５４を有する。即ちベース１５０の取り付け面２側の面である底面には、方向ＤＲ１の逆方向である方向ＤＲ４側に窪んでいる窪み部１５４を有する。このような窪み部１５４を設けることで、慣性計測装置１０を両面テープにより取り付け面２に取り付けるような使用態様の場合に、当該両面テープを剥がす作業を容易化できる。即ち本実施形態では、固定部１５６、１５７を用いずに、両面テープを用いて慣性計測装置１０を取り付け面２に設置できるようになっている。具体的には、ベース１５０の底面に両面テープの一方の面を接着し、両面テープの他方の面を取り付け面２に接着させる。こうすることで、簡素な作業で慣性計測装置１０を取り付け面２に設置することができ、例えば取り付け面２が金属面ではない場合にも設置可能になる。この場合に、計測が終了して、慣性計測装置１０を取り付け面２から取り外した後、ベース１５０の底面から両面テープを剥がす作業が必要になる。この点、ベース１５０の底面に窪み部１５４を設ければ、作業者であるユーザーがこの窪み部１５４に指等を挿入することで、ベース１５０の底面から両面テープを容易に剥がすことが可能になる。なお慣性計測装置１０は、磁石や両面テープのみならず、ネジによっても取り付け可能になっている。

また図１、図２に示すように、基板４０には、慣性センサーの検出情報に基づく情報を無線により送信する無線通信部９０が設けられている。例えば無線通信部９０である無線通信ＩＣが基板４０に設けられる。そして、慣性センサーの検出情報に基づく情報が、無線通信部９０により外部に送信される。例えば処理部５０が、慣性センサーの検出情報に基づく解析処理等の処理を行った場合に、この処理結果の情報が無線通信部９０により外部に送信される。或いは慣性センサーの検出情報自体を無線通信部９０により外部に送信してもよい。このようにすれば、例えば慣性計測装置１０と外部装置とを有線で接続しなくても、慣性センサーの検出情報に基づく情報を外部装置に無線で送信できるようになる。例えば慣性計測装置１０を取り付け面２に取り付けたままの状態で、慣性センサーで検出された検出情報に基づく情報を、無線通信部９０を用いて外部装置に送信できるようになるため、利便性の向上等を図れる。

また基板４０には、外部との間で有線で通信するためのインターフェース部１００が設けられている。例えばインターフェース部１００は、ＵＡＲＴ、ＧＰＩＯ又はＳＰＩなどの通信インターフェース形式で、外部との間で通信を行う。例えばインターフェース部１００は、慣性センサーの検出情報に基づく情報を外部装置に送信する。このようなインターフェース部１００を設ければ、通信インターフェースについてのユーザーの様々な要望に応えることが可能になる。例えばＵＡＲＴをＲＳ２３２Ｃに変換して種々の装置に対して慣性計測装置１０を接続したり、ＵＡＲＴをイーサネット（登録商標）に変換したり、ＳＰＩを用いてＳＤ（登録商標）のカードスロット装置に接続することなどが可能になり、ユーザーの利便性を向上できる。

また基板４０には、慣性計測装置１０のモード切り替えを行うためのモード切り替えスイッチ８０、慣性計測装置１０のリセットを行うためのリセットスイッチ８２、及び慣性計測装置１０の計測を開始するための計測開始スイッチ８４の少なくとも１つが設けられる。図１、図２ではこれらの全てのスイッチが設けられているが、本実施形態ではこれらのスイッチのうちの少なくとも１つのスイッチが設けられていればよい。このような各種のスイッチを設ければ、ユーザーがこれらの各スイッチを操作することで、慣性計測装置１０が種々の動作を行うようになり、計測作業の簡素化や効率化を図れるようになる。例えばユーザーがモード切り替えスイッチ８０を操作することで、慣性計測装置１０の各種のモード切り替えが行われるようになり、具体的には表示部６０、７０の表示モードの切り替えが行われるようになる。またユーザーがリセットスイッチ８２を操作することで、慣性計測装置１０のリセット動作が行われるようになる。またユーザーが計測開始スイッチ８４を操作することで、慣性計測装置１０の計測を開始する。なお計測開始スイッチ８４は計測終了スイッチとしても機能し、例えばユーザーが計測開始前に計測開始スイッチ８４を押すと、状態監視モードに移行して計測が開始し、計測開始スイッチ８４を再度押すと、状態監視モードが終了する。また後述するように計測開始スイッチ８４はティーチスイッチとしても機能する。

また慣性計測装置１０は保護板１６０を含み、基板４０は、センサーユニット２０と保護板１６０との間に設けられる。例えば保護板１６０は、スペーサー１４、１５、１６により形成された隙間空間を介して、基板４０の方向ＤＲ４側である上方に配置される。このようにすれば、保護板１６０による防塵機能を実現できる。また保護板１６０が保護部材となって、基板４０上の処理部５０、表示部６０、無線通信部９０等の部品に対して、望ましくない衝撃が加わるなどの事態を防止できる。また例えば図１では、ユーザーは、保護板１６０の上面に手の平が接するように慣性計測装置１０を手で持って、慣性計測装置１０を取り付け面２に取り付けることが可能になる。このように、保護板１６０が設けられることで、ユーザーの手による慣性計測装置１０の保持が容易になり、取り付け作業の容易化や効率化を実現できる。

また慣性計測装置１０は図２に示すように、基板として、第１基板である基板４０と、第２基板である基板４８を含む。そして第１基板である基板４０には処理部５０が設けられ、第２基板である基板４８には、表示パネル７２を有する表示部７０が設けられる。このようにすれば、例えばセンサーユニット２０の慣性センサーの検出情報に基づく処理を、基板４０に設けられた処理部５０により実行し、その処理結果の情報を、基板４８に設けられた表示部７０の表示パネル７２に表示できるようになる。即ち検出情報に基づく情報を表示パネル７２に表示できるようになる。表示パネル７２は、有機ＥＬパネルや液晶パネルにより実現されるため、発光素子を用いる場合に比べて、より詳細で高度な情報表示が可能になる。例えば計測値についての数字や文字を表示したり、表示モードについての、より精細で高度な切り替え処理を実現できるようになり、ユーザーの利便性を向上できる。なお表示パネル７２を有する表示部７０を基板４０に設ける変形実施も可能である。

また慣性計測装置１０は、第１保護板である保護板１６０と、第２保護板である保護板１７０を含む。そして基板４０は、センサーユニット２０と保護板１６０との間に設けられ、基板４８は、保護板１６０と保護板１７０との間に設けられる。例えば図３に示すように、保護板１７０は、保護板１６０の穴部１６１、１６２、１６３に設けられたスペーサー１７、１８、１９により形成された隙間空間を介して、保護板１６０の方向ＤＲ４側である上方に配置され、この隙間空間に基板４８が配置される。このようにすれば、保護板１６０により、基板４０に設けられた部品を保護できるようになる。例えば基板４０に設けられた処理部５０、無線通信部９０、表示部６０等の部品を保護できるようになる。また保護板１７０により、基板４８に設けられた部品を保護できるようになる。例えば基板４８に設けられた表示部７０等の部品を保護できるようになる。これにより、例えばユーザーが触れることで、慣性計測装置１０の部品が破損等してしまう事態を効果的に防止できるようになる。

また基板４０には、発光素子群６２、６４を有する表示部６０が設けられる。即ち、ＬＥＤなどの発光素子群６２、６４により実現される表示部６０が設けられる。このようにすれば、発光素子群６２、６４の発光素子の発光による表示動作により、センサーユニット２０の慣性センサーの検出情報に基づく情報の表示を実現できるようになる。例えば計測結果が判定基準を満たしたか否かなどの情報については、発光素子の発光によっても十分に伝達できる。そして発光素子は表示パネル７２に比べて低コストであるため、慣性計測装置１０の低コスト化等を実現できるようになる。

２．スイッチ
本実施形態では、ユーザーは、その底面が取り付け面２に接触するように慣性計測装置１０を把持し、両面テープや磁石やネジなどを使用して取り付けて、慣性計測装置１０による計測を行う。この場合に、慣性計測装置１０による計測時において、慣性計測装置１０のモード設定や計測開始指示などの操作を、ユーザーが簡素に行えることが望ましい。そこで本実施形態では図９に示すように、慣性計測装置１０に、モード切り替えスイッチ８０、リセットスイッチ８２、計測開始スイッチ８４などの各種のスイッチを設けている。モード切り替えスイッチ８０は、慣性計測装置１０のモード切り替えを行うためのスイッチであり、具体的には表示部７０の表示モードを切り替えるためのスイッチである。例えば表示情報のモードを切り替えるためのスイッチである。リセットスイッチ８２は、慣性計測装置１０のリセットを行うためのスイッチである。リセットスイッチ８２が押されることで慣性計測装置１０の初期化が行われる。計測開始スイッチ８４は、慣性計測装置１０の計測を開始するためのスイッチである。計測開始スイッチ８４は、慣性計測装置１０の計測を終了するためのスイッチとしても機能する。また計測開始スイッチ８４は、例えば長押しすることにより、慣性計測の計測基準情報をメモリーに記憶させる指示を行うためのティーチスイッチとしても機能する。またモード切り替えスイッチ８０も、長押しすることにより、計測のログデータを保存するためのスイッチとして機能する。なおスライドスイッチ８６は、無線通信や通信インターフェースの選択用のスイッチである。

そして表示部７０は、センサーユニット２０の慣性センサーの検出情報に基づく表示を行う。例えば図９では、計測された振動が、環境振動基準であるＶＣ（Vibration Criteria）におけるＶＣ－Ｂを満たしていることが表示部７０に表示されている。また計測された振動変位の情報が表示されている。そして本実施形態では、モード切り替えスイッチ８０によって表示部７０の表示モードが切り替わる。例えば図１０では、表示部７０には、ＶＣ規格での判定結果が表示されている。例えば計測された振動がＶＣ－Ｂを満たしているという判定結果が表示されている。即ち図１０の第１表示モードでは、第１判定基準での判定結果が表示されている。一方、図１１では、表示部７０には、ユーザーが設定した判定基準での計測結果が表示されている。例えば計測された振動が、ユーザーが設定したしきい値に対して何％になったかを示す判定結果が表示されている。即ち図１１の第２表示モードでは、第２判定基準での判定結果が表示されている。例えばモード切り替えスイッチ８０を押すことで、図１０の第１表示モードになったり、図１１の第２表示モードになる。

またモード切り替えスイッチ８０によって、慣性センサーの検出情報に基づき表示される情報の単位が切り替わる。即ち、モード切り替えスイッチ８０によって、単位についての表示モードが切り替わる。例えば図１０では、振動変位の単位であるμｍの単位で表示されている。具体的には、振動変位のピーク周波数と、そのピーク周波数での振動変位が表示されている。そしてモード切り替えスイッチ８０を押すことで、振動速度の単位であるｍｍ／ｓの単位での表示になったり、振動加速度の単位であるＧａｌの単位での表示になる。具体的にはモード切り替えスイッチ８０を押すことで、振動速度のピーク周波数と、そのピーク周波数での振動速度が表示されたり、振動加速度のピーク周波数と、そのピーク周波数での振動加速度が表示される。一例としては、例えば初めはＶＣでの判定結果が表示され、モード切り替えスイッチ８０を押す毎に、振動加速度及びそのピーク周波数の表示、振動速度及びそのピーク周波数の表示、振動変位及びそのピーク周波数の表示、ユーザーが設定したしきい値に対する計測値のパーセント表示というように、表示モードが順次に切り替わる。

なお環境振動基準であるＶＣでは、ＶＣ－Ａ、ＶＣ－Ｂ、ＶＣ－Ｃ、ＶＣ－Ｄ、ＶＣ－Ｅ等が定められており、これらのいずれを満たすかを示すことで、ユーザーは、環境振動等がどのような振動レベルであるかを容易に把握できるようになる。またユーザーが設定したしきい値は、例えばユーザーによる設定により、例えば不揮発性メモリーである図１のメモリー１０２に記憶される。或いはしきい値を後述するティーチのスイッチにより設定してもよい。

また図９に示すようにモード切り替えスイッチ８０は可動部８１を有する。この可動部８１は例えばプッシュボタンにより実現される。そして慣性計測装置１０から取り付け面２に向かう方向をＤＲ１とし、方向ＤＲ１に直交する方向をＤＲ２としたとする。方向ＤＲ１は第１方向であり、方向ＤＲ２は第２方向である。方向ＤＲ２は、例えばセンサーユニット２０の上面である主面や、基板４０の上面である主面に沿った方向であり、センサーユニット２０や基板４０の例えば短辺の方向である。この場合に可動部８１は方向ＤＲ２において可動する。即ち可動部８１であるプッシュボタンは図９のＡ１に示す方向に沿って可動し、押すことができる。そしてモード切り替えスイッチ８０の可動部８１の可動により、表示部７０の表示モードの切り替えが指示される。即ち可動部８１であるプッシュボタンを押すことで、図１０、図１１で説明した表示モードの切り替えが行われる。

またモード切り替えスイッチ８０の可動部８１は、非押下状態においては、方向ＤＲ１での平面視においてセンサーユニット２０の辺から突出している。例えば図９において、辺ＳＤ１は基板４０の第１短辺であり、辺ＳＤ２は、辺ＳＤ１に対向する第２短辺である。また辺ＳＤ３は基板４０の第１長辺であり、辺ＳＤ４は、辺ＳＤ３に対向する第２長辺である。そしてモード切り替えスイッチ８０は基板４０の長辺である辺ＳＤ３に配置される。リセットスイッチ８２、計測開始スイッチ８４も辺ＳＤ３に配置される。即ちモード切り替えスイッチ８０、リセットスイッチ８２、計測開始スイッチ８４は辺ＳＤ３に沿って並んで配置される。そしてモード切り替えスイッチ８０の可動部８１は、非押下状態においては、平面視において、基板４０の辺ＳＤ３から突出しており、基板４０の辺ＳＤ３に対応するセンサーユニット２０の辺からも突出している。即ち可動部８１であるプッシュボタンは、押されていない状態において、辺ＳＤ３から突出している。このようにすれば、例えばユーザーが、その上面に手の平が接するように慣性計測装置１０を把持した場合に、例えば手の指を用いて、可動部８１を押す操作が可能になる。従って、ユーザーは、慣性計測装置１０を持ちながら、手の指でモード切り替えスイッチ８０の可動部８１であるプッシュボタンを押すことが可能になり、表示部７０の表示モードの切り替え操作を容易に行えるようになる。例えばユーザーは、慣性計測装置１０の下面を取り付け面２に取り付けて、手の指でモード切り替えスイッチ８０を操作できるようになるため、ユーザーの利便性を向上できる。

なおリセットスイッチ８２も可動部８３を有しており、図９のＡ２に示す方向に沿って押すことができるが、この可動部８３は、非押下状態において、基板４０の辺ＳＤ３から突出しておらず、辺ＳＤ３に対応するセンサーユニット２０の辺や保護板１６０の辺からも突出していない。即ち、リセットスイッチ８２の可動部８３が押されると、慣性計測装置１０がリセットされて初期化されてしまうため、可動部８３については辺ＳＤ３から非突出にする。このようにすることで、ユーザーが誤ってリセット操作をしてしまうという誤操作を防止できるようになる。

また計測開始スイッチ８４も、方向ＤＲ２おいて可動する可動部８５を有しており、計測開始スイッチ８４の可動部８５の可動により、慣性計測装置１０の計測開始が指示される。即ち可動部８５であるプッシュボタンは図９のＡ３に示す方向に沿って可動し、押すことができる。そして可動部８５であるプッシュボタンを押すことで、慣性計測装置１０の計測が開始する。そして計測開始後に、可動部８５であるプッシュボタンを、再度、押すと、計測が終了する。即ち計測開始スイッチ８４は計測終了スイッチとしても機能する。

また計測開始スイッチ８４の可動部８５も、非押下状態においては、基板４０の辺ＳＤ３から突出しており、辺ＳＤ３に対応するセンサーユニット２０の辺から平面視において突出している。即ち可動部８５であるプッシュボタンは、押されていない状態において、辺ＳＤ３から突出している。このようにすれば、例えばユーザーが、その上面に手の平が接するように慣性計測装置１０を持った場合に、例えば手の指を用いて、可動部８５を押す操作が可能になる。従って、ユーザーは、慣性計測装置１０を持ちながら、手の指で計測開始スイッチ８４の可動部８５であるプッシュボタンを押すことが可能になり、計測開始の操作を容易に行えるようになり、ユーザーの利便性を向上できる。

また本実施形態では、計測開始スイッチ８４は、慣性計測の計測基準情報をメモリー１０２に記憶させる指示を行うためのスイッチであるティーチスイッチとしても機能する。即ち、計測開始スイッチ８４は、計測基準情報を慣性計測装置１０に学習させるティーチスイッチとして機能する。具体的には例えばユーザーが計測開始スイッチ８４を長押しすることで、計測開始スイッチ８４がティーチスイッチとして機能するようになる。そして計測開始スイッチ８４がティーチスイッチとして機能する場合に、このティーチスイッチは方向ＤＲ２において可動する可動部８５を有し、ティーチスイッチの可動部８５の可動により、計測基準情報のメモリー１０２への記憶が指示される。具体的には、計測開始スイッチ８４の長押しが行われると、慣性計測装置１０がティーチモードである学習モードに移行する。そして所定の学習期間の間、慣性計測装置１０が学習用の計測を行い、この学習期間で計測された計測値の平均値等に基づいて、計測基準情報となるしきい値が求められる。そして、このしきい値が計測基準情報として、不揮発性メモリーであるメモリー１０２に記憶される。そして慣性計測装置１０の実際の計測時においては、このしきい値を計測基準情報とした判定処理が行われて、判定結果が表示部７０に表示される。一例としては例えば図１１に示すような表示が行われる。

以上のように本実施形態の慣性計測装置１０は、少なくとも１つの慣性センサーを有するセンサーユニット２０と、慣性センサーの検出情報に基づく表示を行う表示部７０と、モード切り替えスイッチ８０を含む。そしてモード切り替えスイッチ８０によって表示部７０の表示モードが切り替わる。例えば図１０、図１１で説明したような表示モードの切り替えが行われる。例えば表示部７０の表示情報のモード切り替えが行われる。

このような構成の慣性計測装置１０によれば、センサーユニットの慣性センサーの検出情報に基づく表示を、慣性計測装置１０が備える表示部７０により行うことができる。例えば慣性計測装置１０を、計測対象に取り付けるだけで、検出情報に基づく情報を表示部７０により表示できるようになる。従って、例えば慣性計測装置１０にＰＣを接続して、ＰＣの表示部を用いて検出情報に基づく表示を行わなくても済むようになるため、計測結果の確認作業の簡素化を図れ、ユーザーの利便性を向上できる。そして慣性計測装置１０に設けられたモード切り替えスイッチ８０をユーザーが操作すると、表示部７０の表示モードが切り替わる。具体的には図１０、図１１で説明したように、モード切り替えスイッチ８０をユーザーが操作すると、例えば異なる判定基準での計測の判定結果が表示部７０に表示されたり、表示部７０に表示される情報の単位が切り替わるなどの表示モードの切り替えが行われるようになる。従って、モード切り替えスイッチ８０を操作するという簡素な操作で、表示部７０の表示モードを様々に切り替えることができ、計測結果の表示態様に対する多様な要望に応えることが可能になり、ユーザーの利便性を更に向上できる。

なお図９で説明した構成の慣性計測装置１０においては、モード切り替えスイッチ８０が基板４０に設けられる必要は必ずしもなく、例えば基板４０以外の基板にモード切り替えスイッチ８０を設けてもよい。例えば処理部５０等が設けられる基板４０ではなく、表示部７０が設けられる基板４８にモード切り替えスイッチ８０を設けてもよい。或いは例えばセンサーユニット２０の上面にモード切り替えスイッチ８０を設置するなどの種々の変形実施が可能である。

また図９に示すように、モード切り替えスイッチ８０は、慣性計測装置１０から取り付け面２に向かう方向ＤＲ１に直交する方向ＤＲ２において可動する可動部８１を有する。そしてモード切り替えスイッチ８０の可動部８１の可動により、表示部７０の表示モードの切り替えが指示される。このようにすれば、ユーザーは、例えばその上面に手の平が接するように慣性計測装置１０を把持し、慣性計測装置１０の上面に平行な方向である方向ＤＲ２において可動部８１を可動させることで、表示部７０の表示モードの切り替えを指示できるようになる。従って、ユーザーは、簡素な操作で表示モードの切り替えを指示して、自身が所望する表示モードで、慣性センサーの検出情報に基づく情報を表示部７０に表示させることが可能になる。

またモード切り替えスイッチ８０の可動部８１は、非押下状態においては、方向ＤＲ１での平面視においてセンサーユニット２０の辺から突出している。このようにすれば、ユーザーが例えばその上面に手の平が接するように慣性計測装置１０を把持したときに、モード切り替えスイッチ８０の可動部８１が、非押下状態において突出した状態になっている。このため、ユーザーが、慣性計測装置１０を把持しながら、突出した可動部８１を例えば手の指を用いて押すことで、表示部７０の表示モードが切り替わるようになる。従って、非押下状態においてセンサーユニット２０の上面に平行な方向に突出している可動部８１を押すだけという簡素な操作で、表示部７０の表示モードが切り替わるようになり、ユーザーの利便性を向上できる。

また慣性計測装置１０は、慣性計測装置１０の計測を開始するための計測開始スイッチ８４を含む。このような計測開始スイッチ８４を設ければ、ＰＣ等により計測開始のコマンドを発行するといような処理は不要になる。そしてユーザーが計測の開始を所望するときには、計測開始スイッチ８４を押すという簡素な操作で、慣性計測装置１０の計測を開始できるようになる。

また計測開始スイッチ８４は、取り付け面２に向かう方向ＤＲ１に直交する方向ＤＲ２において可動する可動部８５を有する。そして計測開始スイッチ８４の可動部８５の可動により、慣性計測装置１０の計測開始が指示される。このようにすれば、ユーザーは、例えばその上面に手の平が接するように慣性計測装置１０を把持し、上面に平行な方向である方向ＤＲ２において可動部８５を可動させることで、慣性計測装置１０の計測開始を指示できるようになる。従って、ユーザーは、自身が所望するタイミングにおいて、簡素な操作で慣性計測装置１０の計測の開始を指示できるようになる。

また慣性計測装置１０は、メモリー１０２と、慣性計測の計測基準情報をメモリー１０２に記憶させる指示を行うためのティーチスイッチを含む。図９では例えば計測開始スイッチ８４がティーチスイッチとして兼用され、計測開始スイッチ８４が長押しされると、学習モードになり、慣性計測の計測基準情報であるしきい値がメモリー１０２に記憶される。そして、例えばこのしきい値を判定基準とする計測の判定処理が処理部５０により行われたり、或いはこのしきい値を判定基準とする計測の判定結果が表示部７０に表示されるようになる。このようにすれば、計測対象となる装置の状況や環境状況に応じた計測基準情報を慣性計測装置１０に学習させて、当該計測基準情報を用いた計測を実現できるようになる。

また計測開始スイッチ８４と兼用されるティーチスイッチは、方向ＤＲ２において可動する可動部８５を有する。そしてティーチスイッチの可動部８５の可動により、計測基準情報のメモリー１０２への記憶が指示される。このようにすれば、ユーザーは、例えばその上面に手の平が接するように慣性計測装置１０を把持し、上面に平行な方向である方向ＤＲ２において可動部８５を可動させることで、計測基準情報のメモリー１０２への記憶を指示できるようになる。従って、ユーザーは、自身が慣性計測装置１０に学習させたいと所望する期間において、判断基準情報を慣性計測装置１０に学習させることが可能になる。

また慣性計測装置１０は、モード切り替えスイッチ８０が設けられる基板４０を含む。例えば処理部５０又は表示部６０などが設けられる基板４０に対して、モード切り替えスイッチ８０が設けられる。そして例えばセンサーユニット２０の上面に平行に配置された基板４０に対して、モード切り替えスイッチ８０が実装される。これによりモード切り替えスイッチ８０を慣性計測装置１０に対してコンパクトな実装形態で実装することが可能になる。特にモード切り替えスイッチ８０の可動部８１の可動方向を、基板４０の面に平行な方向にすることで、モード切り替えスイッチ８０のコンパクトな実装の実現が可能になる。

そして図１、図２等で説明したように、慣性計測装置１０は、センサーユニット２０と基板４０とを着脱可能に固定する少なくとも１つの固定部材１１、１２、１３を含む。即ち、慣性センサーを有するセンサーユニット２０と、モード切り替えスイッチ８０が設けられた基板４０とが、固定部材１１、１２、１３により着脱自在に固定される。このようにすれば、慣性計測装置１０に組み込むセンサーユニット２０の種類や基板４０の種類を自在に変更できるようになり、慣性計測装置１０の拡張性を向上できる。また慣性計測装置１０は、センサーユニット２０と基板４０が固定部材１１、１２、１３により固定された状態で取り付け面２に取り付け可能になるため、共振等に起因する望ましくない振動等が慣性計測装置１０に伝わって、計測に悪影響を及ぼしてしまう事態も抑制できる。

また慣性計測装置１０は、第１基板である基板４０と、第２基板である基板４８を含み、モード切り替えスイッチ８０は基板４０に設けられ、表示部７０は基板４８に設けられる。そして基板４０はセンサーユニット２０と基板４８との間に設けられる。このようにすれば、基板４０に設けられたモード切り替えスイッチ８０の操作が行われると、基板４８に設けられた表示部７０の表示モードが切り替わるようになる。そして、モード切り替えスイッチ８０は、センサーユニット２０と基板４８との間に設けられた基板４０に設けられるため、例えば慣性計測装置１０の高さ方向における中央付近にモード切り替えスイッチ８０が配置されるようになり、モード切り替えスイッチ８０の操作性を向上できる。一方、表示部７０は、基板４０の上方向である方向ＤＲ４側に配置された基板４８に設けられるため、ユーザーが見やすい位置に表示部７０を配置できるようになる。

また表示部７０は、検出情報に基づく判定処理の判定結果として、第１表示モードでは、第１判定基準における判定結果を表示し、第２表示モードでは、第２判定基準における判定結果を表示する。一例としては、第１表示モードでは、表示部７０は図１０のような判定結果を表示し、第２表示モードでは、表示部７０は図１１のような判定結果を表示する。このようにすれば、第１判定基準における判定結果が表示される第１表示モードと、第２判定基準における判定結果が表示される第２表示モードとを、モード切り替えスイッチ８０により切り替えることが可能になる。従って、ユーザーがモード切り替えスイッチ８０を操作することで、異なる判定基準での計測の判定結果が表示部７０に表示されるようになり、様々な判定基準での判定結果をユーザーに提示できるようになる。

この場合に第１判定基準はＶＣ（Vibration Criteria）の判定基準であり、第２判定基準はユーザーが設定した判定基準である。例えば第１表示モードでは、図１０に示すように、第１判定基準であるＶＣの判定基準における判定結果が表示される。例えば慣性計測装置１０により計測された振動が、環境振動基準の指標であるＶＣ－Ａ、ＶＣ－Ｂ、ＶＣ－Ｃ、ＶＣ－Ｄ、ＶＣ－Ｅ等のいずれを満たしているかが表示される。一方、第２表示モードでは、図１１に示すように、ユーザーが設定した判定基準における判定結果が表示される。例えばユーザーが設定した判定基準に対して、慣性計測装置１０の計測結果がどの程度であるのかが表示される。例えばユーザーが設定した判定基準がしきい値である場合に、計測値が、しきい値に対してどの程度の割合であるのかが表示される。このようにすれば、ＶＣの判定基準における判定結果が表示される第１表示モードと、ユーザーが設定した判定基準における判定結果が表示される第２表示モードとを、モード切り替えスイッチ８０により切り替えることが可能になる。なお発光素子群６２、６４により構成される表示部６０を用いる場合には、図７から明らかなように、発光素子群６２を用いて、ＶＣ－Ａ、ＶＣ－Ｂ、ＶＣ－Ｃ、ＶＣ－Ｄ、ＶＣ－Ｅ等のいずれを満たしているかが表示される。また発光素子群６４を用いて、例えばピーク値が、Ｌ（ロー）、Ｍ（ミドル）、Ｈ（ハイ）のいずれであるかが表示される。即ちＬ、Ｍ、Ｈの位置に対応する発光素子が発光することで、ピーク値がローレベル、中間レベル、ハイレベルのいずれであるかが表示される。なお図７の「Ａ」はアラーム状態を示し、「Ａ」の位置に対応する発光素子が発光することで、計測値がしきい値を超えるなどのアラーム状態になったことがユーザーに知らされる。

またモード切り替えスイッチ８０によって、検出情報に基づき表示される情報の単位が切り替わる。例えば振動の計測の場合には、図１０のように、モード切り替えスイッチ８０の操作により、振動変位の単位（μｍ）、振動速度の単位（ｍｍ／ｓ）、振動加速度の単位（Ｇａｌ）というように、表示される計測値の単位が切り替わる。このようにすれば、モード切り替えスイッチ８０の操作により、様々な単位での計測値をユーザーに表示できるようになり、ユーザーの利便性を向上できる。

また慣性計測装置１０は、検出情報に基づく処理を行う処理部５０を含む。そして処理部５０は検出対象の振動情報の解析処理を行い、表示部７０は解析処理の結果情報を表示する。なお表示部６０も同様に解析処理の結果情報を表示する。例えば処理部５０は、センサーユニット２０の慣性センサーからの検出情報に基づいて、振動情報のＦＦＴ解析等の解析処理を行う。そして表示部７０は、解析処理の結果情報として、例えば振動のピーク周波数や、ピーク周波数での振動変位、振動速度又は振動加速度などを表示する。このようにすれば、慣性センサーの検出情報がユーザーにとって扱いにくい情報である場合にも、この検出情報の解析処理を処理部５０が行って、その解析処理の結果情報を表示部７０が表示することで、ユーザーは、検出対象の振動状態がどのような状態であるのかを容易に把握できるようになる。

３．無線通信部、アンテナ部
本実施形態の慣性計測装置１０では、センサーユニット２０の慣性センサーの検出情報に基づく情報を無線により外部に送信するために無線通信部９０と、無線通信部９０に接続されるアンテナ部９２を設けている。無線通信部９０は、例えばブルートゥース（登録商標。以下、適宜、単にＢＴと記載する）などの近接無線通信を行うデバイスであり、例えば集積回路装置である無線通信ＩＣなどにより実現される。なお無線通信部９０が行う無線通信はＢＴには限定されず、ジグビー、ワイサンなどの近接無線通信であってもよいし、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）の無線通信であってもよい。一方、後述の図１５～図１７で説明するようにセンサーユニット２０は、慣性センサーが設けられるセンサー基板２１０と、センサー基板２１０を収容する導電体のケース２４を含む。ケース２４は、例えば容器２２０と蓋部２２２を含み、この容器２２０と蓋部２２２により形成される収容空間にセンサー基板２１０が収容される。図１５では、センサー基板２１０には、慣性センサーとして、加速度センサー３０Ｘ、３０Ｙ、３０Ｚが設けられている。加速度センサー３０Ｘ、３０Ｙ、３０Ｚは、各々、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の方向での加速度の情報を検出情報として検出する。図１６、図１７では、センサー基板２１０には、慣性センサーとして加速度センサー３２と、角速度センサー３４Ｘ、３４Ｙ、３４Ｚが設けられている。加速度センサー３２は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の方向での加速度の情報を検出情報として検出する。角速度センサー３４Ｘ、３４Ｙ、３４Ｚは、各々、Ｘ軸回り、Ｙ軸回り、Ｚ軸回りでの角速度の情報を検出情報として検出する。

図１５～図１７においてケース２４は、金属等の導電体の材料で形成される。このように、慣性センサーが実装されるセンサー基板２１０を、導電体のケース２４内に収容することで、外部からの電磁波等が慣性センサーに与える悪影響を低減できる。例えば導電体のケース２４が設けられていないと、外部からの電磁波等により、慣性センサーの検出情報にドリフトが発生するなどの問題が生じるが、導電体のケース２４の中に慣性センサーを設けることで、このような問題の発生を抑制できる。

しかしながら、このような導電体のケース２４が、アンテナ部９２の近くにあると、アンテナ部９２の感度が低下してしまうという問題が発生することが判明した。例えばアンテナ部９２は基板に形成された金属配線によるインダクターにより実現されるが、例えば導電体のケース２４の直上に、アンテナ部９２の金属配線のインダクターが位置すると、アンテナ部９２の感度が大幅に低下してしまう。

そこで本実施形態では図１２に示すように、慣性計測装置１０から取り付け面２に向かう方向をＤＲ１としたときに、方向ＤＲ１での平面視において、センサーユニット２０のケース２４の辺から突出するようにアンテナ部９２を設けている。例えば図１２において基板４０は、対向する短辺である辺ＳＤ１、ＳＤ２と、対向する長辺である辺ＳＤ３、ＳＤ４を有する。辺ＳＤ１から辺ＳＤ２に向かう方向がＤＲ３であり、ＤＲ３の反対方向がＤＲ６である。辺ＳＤ３から辺ＳＤ４に向かう方向がＤＲ２であり、ＤＲ２の反対方向がＤＲ５である。そしてアンテナ部９２は、基板４０の短辺である辺ＳＤ１から突出しており、辺ＳＤ１に対応するセンサーユニット２０の辺からも突出している。具体的には辺ＳＤ１から方向ＤＲ６側に突出するようにアンテナ部９２が設けられている。

このようにすれば、例えばセンサーユニット２０の導電体のケース２４の直上には、アンテナ部９２が位置しないようになる。具体的には導電体のケース２４の直上には、アンテナ部９２の金属配線のインダクターが位置しないようになる。従って、導電体のケース２４を原因とするアンテナ部９２の感度の低下を抑制することが可能になる。即ち図１２において辺ＳＤ１の方向ＤＲ３側にアンテナ部９２が設けられていると、アンテナ部９２の直下の導電体のケース２４の存在が原因となってアンテナ部９２の感度が低下してしまう。一方、図１２のように辺ＳＤ１の方向ＤＲ６側にアンテナ部９２を設けることで、アンテナ部９２の直下には導電体のケース２４は存在しないようになり、その分だけアンテナ部９２の感度を向上できる。

以上のように本実施形態の慣性計測装置１０は、少なくとも１つの慣性センサーを有するセンサーユニット２０と、慣性センサーの検出情報に基づく情報を無線により送信する無線通信部９０と、無線通信部９０に接続されるアンテナ部９２を含む。このように無線通信部９０とアンテナ部９２を設けることで、慣性センサーの検出情報に基づく情報を無線により外部に送信することが可能になる。これにより、例えば慣性計測装置１０を有線で外部装置に接続しなくても、検出情報に基づく情報を外部装置に送信できるようになり、ユーザーの利便性を向上できる。

ここでセンサーユニット２０は、慣性センサーと、慣性センサーが設けられるセンサー基板２１０と、センサー基板２１０を収容する導電体のケース２４を含む。即ち図１５では、慣性センサーとして加速度センサー３０Ｘ、３０Ｙ、３０Ｚが設けられるセンサー基板２１０が、ケース２４に収容される。図１６、図１７では、慣性センサーとして加速度センサー３２、角速度センサー３４Ｘ、３４Ｙ、３４Ｚが設けられるセンサー基板２１０が、ケース２４に収容される。このようにすれば、導電体のケース２４内に慣性センサーが収容されるようになり、外部からの電磁波等により慣性センサーの検出情報の精度が劣化してしまうのを抑制できる。

そして図１２に示すように本実施形態の慣性計測装置１０では、取り付け面２へと向かう方向ＤＲ１の平面視において、アンテナ部９２は、ケース２４の辺から突出するように設けられる。即ちアンテナ部９２は、基板４０の辺ＳＤ１から突出しており、この辺ＳＤ１に対応する下方のケース２４の辺からも突出している。このようにすれば、導電体のケース２４を原因とするアンテナ部９２の感度の低下を抑制できる。従って、慣性センサーを導電体のケース２４内に収容することによる慣性センサーの検出精度の劣化の抑制と、アンテナ部９２の感度の向上とを両立して実現できるようになる。

なお図１２で説明した構成の慣性計測装置１０においては、無線通信部９０やアンテナ部９２が基板４０に設けられる必要は必ずしもなく、例えば基板４０以外の基板に無線通信部９０やアンテナ部９２を設けてもよい。例えば処理部５０等が設けられる基板４０ではなく、表示部７０が設けられる基板４８に無線通信部９０やアンテナ部９２を設けてもよい。或いは例えばセンサーユニット２０の上面に無線通信部９０やアンテナ部９２を設置するなどの種々の変形実施が可能である。

また慣性計測装置１０は、無線通信部９０が設けられる基板４０と、保護板１６０を含む。そして図１、図２で説明したように、基板４０は、センサーユニット２０と保護板１６０との間に設けられ、図１２に示すように、方向ＤＲ１での平面視において、アンテナ部９２は、保護板１６０から非突出になっている。即ちアンテナ部９２は、基板４０の辺ＳＤ１やセンサーユニット２０の対応する辺から方向ＤＲ６側に突出しているが、保護板１６０の対応する辺からは方向ＤＲ６側に突出していない。例えばアンテナ部９２の下方には、センサーユニット２０の導電体のケース２４が存在しないが、アンテナ部９２の上方には、アンテナ部９２を覆うように保護板１６０が設けられる。このように平面視においてアンテナ部９２を保護板１６０から非突出にして、アンテナ部９２を覆うように保護板１６０を設ければ、保護板１６０が保護部材となって、アンテナ部９２に対して望ましくない衝撃が加わるなどの事態を防止できる。例えばユーザーの手の指等がアンテナ部９２に誤って触れてしまい、アンテナ部９２が破損等してしまう事態の発生を抑制できる。従って、アンテナ部９２を、平面視において導電体のケース２４から突出させることで通信の感度を向上させながら、平面視において保護板１６０から非突出にすることで、アンテナ部９２を外部の衝撃から保護することが可能になる。

また慣性計測装置１０は、無線通信部９０が設けられる基板４０を含み、この基板４０の短辺である辺ＳＤ１から突出するように、アンテナ部９２が設けられる。具体的には、処理部５０等が設けられる基板４０には、通信基板９４が実装されており、この通信基板９４に無線通信部９０やアンテナ部９２が設けられている。即ち通信基板９４に対して、無線通信部９０である無線通信ＩＣが実装されると共に、通信基板９４のうち基板４０の辺ＳＤ１から突出する基板部分に対して、金属配線によるインダクターを形成することで、アンテナ部９２が実現されている。なお無線通信部９０が実装される基板部分とアンテナ部９２が形成される基板部分を、一体の基板により実現してもよいし、別体の基板により実現してもよい。このように基板４０の辺ＳＤ１から突出するようにアンテナ部９２を設ければ、望ましくない衝撃がアンテナ部９２に加わるリスクを低減できる。例えばユーザーが、その上面に手の平が接するように慣性計測装置１０の２つの長辺を把持した場合に、ユーザーの手の指等がアンテナ部９２に触れて、望ましくない衝撃がアンテナ部９２に加わってしまう事態の発生を抑制できるようになる。

また図１２に示すように無線通信部９０は、基板４０の短辺である辺ＳＤ１に設けられる。具体的には辺ＳＤ１の方向ＤＲ３側において辺ＳＤ１に沿って無線通信部９０が配置される。そして、この無線通信部９０に接続されるアンテナ部９２が、辺ＳＤ１から方向ＤＲ６側に突出するように設けられる。このようにすれば、基板４０の辺ＳＤ１に配置される無線通信部９０に対して、ショートパスでアンテナ部９２を電気的に接続すると共に、アンテナ部９２を辺ＳＤ１から突出させて、アンテナ部９２の感度を向上できるようになる。これにより基板４０に対して、無線通信部９０及びアンテナ部９２をコンパクトな実装形態で実装しながら、アンテナ部９２の感度の向上も実現できるようになる。

また慣性計測装置１０は、無線通信部９０が設けられる基板４０と、基板４０に設けられ、センサーユニット２０の慣性センサーの検出情報に基づく処理を行う処理部５０を含む。そして無線通信部９０は、処理部５０によって処理された情報を送信する。例えば処理部５０が、慣性センサーの検出情報に対して加工処理を行った場合には、無線通信部９０は、例えば加工処理後の検出情報を無線により外部に送信する。また処理部５０が、慣性センサーの検出情報の解析処理を行った場合には、無線通信部９０は、例えば解析処理の結果情報を外部に送信する。このようにすれば、慣性センサーの検出情報そのものではなく、当該検出情報に対して処理部５０が所定の処理を行うことで得られた情報を、無線通信部９０により外部に無線で送信できるようになる。従って、慣性計測装置１０の外部装置は、慣性計測装置１０の処理部５０が行う処理を行わなくても済むようになり、慣性計測装置１０を含む計測システムの処理負荷の軽減や低コスト化等を図れるようになる。

また慣性センサーの検出情報は、その扱いが難しく、専門の知識等が必要になるため、ユーザーにとっての利便性が欠けるという問題があるが、慣性計測装置１０が処理部５０の処理後の情報を送信することで、ユーザーにとって扱い易い情報を送信できるようになり、ユーザーの利便性を向上できる。

また図１２に示すように本実施形態の慣性計測装置１０では、基板の辺ＳＤ１から突出するようにアンテナ部９２が設けられ、処理部５０は、無線通信部９０と、辺ＳＤ１に対向する辺ＳＤ２との間に設けられる。辺ＳＤ１は第１短辺であり、辺ＳＤ２は第２短辺である。例えば基板４０の辺ＳＤ１から辺ＳＤ２に向かう方向をＤＲ３とし、方向ＤＲ３の反対方向をＤＲ６としたときに、アンテナ部９２は、基板４０の辺ＳＤ１から突出するように、無線通信部９０の方向ＤＲ６側に設けられる。そして無線通信部９０は、アンテナ部９２の方向ＤＲ３側に設けられ、処理部５０は、無線通信部９０の方向ＤＲ３側に設けられる。このようにすれば、アンテナ部９２、無線通信部９０、処理部５０を、基板４０の短辺である辺ＳＤ１から対向する辺ＳＤ２へと向かう方向に沿って、効率的に配置できるようになる。例えば基板４０の長辺方向である辺ＳＤ３、ＳＤ４の方向に沿って、アンテナ部９２、無線通信部９０、処理部５０の順で並べて配置できるようになり、基板４０での回路部品の実装効率を向上できる。

また慣性計測装置１０は、外部との間で有線でデータを通信するためのインターフェース部１００を含む。そしてインターフェース部１００は、基板の第２短辺である辺ＳＤ２に配置される。具体的には辺ＳＤ２の方向ＤＲ６側において辺ＳＤ２に沿ってインターフェース部１００が配置される。インターフェース部１００は、例えばＵＡＲＴ、ＧＰＩ、或いはＳＰＩなどの通信インターフェースを実現する回路である。このようなインターフェース部１００を設ければ、広く用いられているＵＡＲＴ、ＧＰＩ、ＳＰＩなどの有線の通信インターフェースにより、慣性センサーの検出情報に基づく情報を外部装置に送信したり、外部装置からのコマンドを受け付けることなどが可能になる。そしてインターフェース部１００を基板４０の辺ＳＤ２に設けることで、アンテナ部９２、無線通信部９０、処理部５０、インターフェース部１００を、基板４０の長辺方向に沿って、効率的に配置できるようになり、基板４０での回路部品の実装効率を向上できる。

なお図１２に示すように、基板４０の長辺である辺ＳＤ３には、モード切り替えスイッチ８０、リセットスイッチ８２及び計測開始スイッチ８４の少なくとも１つが設けられる。こうすることで、慣性計測装置１０の短辺である辺ＳＤ１と辺ＳＤ２の間の領域を利用して、無線通信部９０、処理部５０、インターフェース部１００を配置すると共に、基板４０の長辺である辺ＳＤ３に沿った領域を利用して、モード切り替えスイッチ８０やリセットスイッチ８２や計測開始スイッチ８４を配置できるようになり、効率的な実装のレイアウトを実現できる。また慣性計測装置１０は、センサーユニット２０と、無線通信部９０等が設けられる基板４０とを着脱可能に固定する少なくとも１つの固定部材１１、１２、１３を含む。このようにすれば、前述したように、慣性計測装置１０の拡張性を向上できると共に、共振等に起因する望ましくない振動等が慣性計測装置１０に伝わって、計測に悪影響を及ぼしてしまう事態も抑制できるようになる。

また図１３に示すように本実施形態の慣性計測装置１０では、センサーユニット２０は、基板４０に対向する面にセンサー側のコネクター２６を有する。即ちセンサーユニット２０の上面にコネクター２６を有する。また基板４０は、センサーユニット２０に対向する面に、センサー側のコネクター２６に接続される基板側のコネクター４６を有する。即ち基板４０の下面にコネクター４６を有し、この基板４０のコネクター４６が、センサーユニット２０のコネクター２６に電気的に接続される。具体的には図１、図２に示すように、センサーユニット２０と基板４０とが固定部材１１、１２、１３により固定された状態において、センサーユニット２０のコネクター２６と基板４０のコネクター４６とが電気的に接続される。これにより、センサーユニット２０の慣性センサーの検出情報を、これらのコネクター２６、４６を介して基板４０に伝達することが可能になる。そして基板４０に設けられた処理部５０が、慣性センサーの検出情報に基づく処理を行ったり、基板４０に設けられた表示部６０が、慣性センサーの検出情報に基づく表示を行えるようになる。なおコネクター２６は、例えば複数のピン端子により実現されるオス側のコネクターであり、コネクター４６は、例えばオス側のコネクターが接続可能なメス側のコネクターである。

図１４は本実施形態の慣性計測装置１０の動作を説明する状態遷移図である。慣性計測装置１０は、電源が供給されて起動すると、まず初期化処理の状態に移行する。そしてスライドスイッチ８６による選択により、ＢＴ（ブルートゥース（登録商標））の有効が検知されると、ＢＴの設定を行い、設定が完了すると初期化処理の状態に戻る。ＢＴが有効の場合には有線通信は無効になる。一方、スライドスイッチ８６による選択により、ライト表示動作の移行が検知されると、ライト表示モードに移行する。ライト表示モードでは、インターフェース部１００がＧＰＩＯの出力モードになり、慣性計測装置１０を用いたパトライト（登録商標）等によるライト表示が可能になる。

スライドスイッチ８６によりＢＴの有効やライト表示モードへの移行が選択されていなかった場合には、待機動作への移行が検知されたとして、待機モードに移行する。待機モードにおいて、例えば計測開始スイッチ８４が長押しされる操作が行われたり、コマンドの発行により、学習要求が行われると、学習モードに移行して、学習処理が行われる。学習モードでは、例えば表示部６０の所定の発光素子が点滅したり、表示部７０に例えば「ＬＥＡＲＩＮＧ」の文字が表示され、学習中であることがユーザーに知らされる。そして学習モードの学習期間において計測が行われて、学習期間での計測結果に基づいて、慣性計測の計測基準情報である計測のしきい値が求められる。そして、求められたしきい値が、不揮発性メモリーであるメモリー１０２に記憶される。学習処理が完了すると、待機モードに戻る。また待機モードにおいて、例えば外部装置からのコマンド発行等により、設定要求が行われると、慣性計測装置１０についての各種の設定処理が行われ、設定が完了すると、待機モードに戻る。

また待機モードにおいて、計測開始スイッチ８４が押されて、状態監視開始要求が行われると、状態監視モードに移行する。状態監視モードでは、表示部６０、表示部７０において、計測結果についての表示が行われる。また、このときにモード切り替えスイッチ８０が押されると、表示モードが切り替わる。また状態監視モードにおいて、例えば計測値がしきい値を超えると、アラーム状態に移行し、例えば表示部６０のアラーム用の発光素子が点滅する。またアラーム状態に移行すると、ログデータの保存も行われる。状態監視モードやアラーム状態において、例えば計測開始スイッチ８４が再度、押されるなどして、状態監視停止要求が行われると、待機モードに戻る。

以上の本実施形態の慣性計測装置１０では、ユーザーは、まず慣性計測装置１０を装置又は床面に取り付けて、計測開始スイッチ８４を押す。例えば慣性計測装置１０の上面が手の平に接触するように慣性計測装置１０を把持して、手の指等を用いて計測開始スイッチ８４を押す。なお慣性計測装置１０にしきい値を学習させる場合には、ユーザーは、計測開始スイッチ８４を長押しして、計測のしきい値を学習させてから、計測開始スイッチ８４を押す。そして計測開始スイッチ８４を押した後、所与の計測時間を待つ。例えば計測時間は５～１０秒の長さであり、計測時間の長さは設定可能である。そして計測時間が終了すると、表示部６０の発光素子であるＬＥＤによる表示や、表示部７０での表示パネル７２による表示により、計測結果がユーザーに知らされる。このときユーザーは、モード切り替えスイッチ８０を押すことで、種々の表示モードに切り替えることができる。ユーザーは計測開始スイッチ８４を再度、押すことで、状態監視モードを停止して、待機モードに移行させることができる。このように本実施形態の慣性計測装置１０によれば、ユーザーは、簡素な操作で計測を行うことができる。そして慣性センサーの検出情報に基づく情報が表示部６０、７０に表示されるため、分かりやすい情報表示により計測結果を確認でき、利便性を向上できる。またモード切り替えスイッチ８０を操作することで、種々の表示モードでの計測結果を確認できるようになる。また無線通信部９０及びアンテナ部９２が設けられているため、慣性センサーの検出情報に基づく情報を、無線による通信により外部装置に送信できる。この場合にアンテナ部９２がセンサーユニット２０のケース２４の主面から突出するように設けられているため、高いアンテナ感度での無線通信が可能になる。

４．センサーユニット
図１５にセンサーユニット２０の第１構成例を示す。図１５はセンサーユニット２０の分解斜視図である。図１５のセンサーユニット２０は、少なくとも１つの慣性センサーとして、少なくとも１つの加速度センサーが設けられるセンサー基板２１０と、センサー基板２１０を収容するケース２４を含む。図１５では、少なくとも１つの加速度センサーとして、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の方向での加速度を検出する加速度センサー３０Ｘ、３０Ｙ、３０Ｚが、センサー基板２１０に設けられている。加速度センサー３０Ｘ、３０Ｙ、３０Ｚは、各々、その主面がＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に直交するようにセンサー基板２１０に実装されている。加速度センサー３０Ｘ、３０Ｙ、３０Ｚは例えば水晶振動子を用いた加速度センサーであり、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の加速度センサーに比べて高精度に加速度を検出できる。これにより装置や床面の振動等を高精度に検出できるようになる。なお図１５では、３軸の加速度検出用に３つの加速度センサー３０Ｘ、３０Ｙ、３０Ｚがセンサー基板２１０に設けられているが、１軸の加速度検出用の１つの加速度センサーをセンサー基板２１０に設けたり、２軸の加速度検出用の２つの加速度センサーをセンサー基板２１０に設けるなどの種々の変形実施が可能である。

またセンサー基板２１０には、ＡＳＩＣやマイクロコンピューターなどにより実現される処理部２１２が設けられている。例えば慣性計測装置１０の処理部５０が行う処理の一部又は全部を、このセンサーユニット２０の処理部２１２が実行するようにしてもよい。また加速度センサー３０Ｘ、３０Ｙ、３０Ｚが設けられるセンサー基板２１０の主面である第１面の裏面である第２面には、複数のコネクター端子により構成されるコネクター２６が設けられている。図１３で説明したように、このセンサーユニット２０のコネクター２６が、慣性計測装置１０の基板４０の裏面のコネクター４６に接続される。

ケース２４は、金属等の導電材料で形成されており、容器２２０と蓋部２２２を有する。そして容器２２０と蓋部２２２で形成される収容空間にセンサー基板２１０が収容され、ネジ等の固定部材で容器２２０と蓋部２２２が固定されて密封される。なお蓋部２２２とセンサー基板２１０との間には、緩衝材となるシール部材２２４が設けられる。

図１６、図１７にセンサーユニット２０の第２構成例を示す。図１６はセンサーユニット２０の分解斜視図であり、図１７はセンサー基板２１０の平面図である。図１６、図１７のセンサーユニット２０は、少なくとも１つの慣性センサーとして、少なくとも１つの加速度センサーと、少なくとも１つの角速度センサーとが設けられるセンサー基板２１０と、センサー基板２１０を収容するケース２４を含む。図１６、図１７では、少なくとも１つの加速度センサーとして、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の方向での加速度を検出する加速度センサー３２が、センサー基板２１０に設けられている。加速度センサー３２の内部には、Ｘ軸方向及びＹ軸方向での加速度を検出するセンサー素子と、Ｚ軸方向での加速度を検出するセンサー素子が設けられている。これらのセンサー素子は例えばＭＥＭＳのセンサー素子である。なおセンサー基板２１０に、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸に個別の加速度センサーを設けたり、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の２つの軸用又は１つの軸用の加速度センサーを設けるなどの変形実施が可能である。また図１６、図１７では、少なくとも１つの角速度センサーとして、Ｘ軸回り、Ｙ軸回り、Ｚ軸回りでの角速度を検出する角速度センサー３４Ｘ、３４Ｙ、３４Ｚが設けられている。角速度センサー３４Ｘ、３４Ｙ、３４Ｚは、各々、その主面がＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に直交するようにセンサー基板２１０に実装されている。角速度センサー３４Ｘ、３４Ｙ、３４Ｚは、例えば水晶の振動子を用いて角速度を検出するジャイロセンサーである。このように加速度センサーのみならず角速度センサーをセンサー基板２１０に設けることで、振動等の検出のみならず、対象物の傾きや姿勢変化などを検出できるようになる。なお図１６、図１７では、３軸の角速度検出用に３つの角速度センサー３４Ｘ、３４Ｙ、３４Ｚがセンサー基板２１０に設けられているが、１軸の角速度検出用の１つの角速度センサーをセンサー基板２１０に設けたり、２軸の角速度検出用の２つの角速度センサーをセンサー基板２１０に設けるなどの種々の変形実施が可能である。

また図１７に示すように、加速度センサー３２等が設けられるセンサー基板２１０の主面である第１面には、複数のコネクター端子により構成されるコネクター２６が設けられている。図１３で説明したように、このセンサーユニット２０のコネクター２６が、慣性計測装置１０の基板４０の裏面のコネクター４６に接続される。またセンサー基板２１０の裏面である第２面には、ＡＳＩＣやマイクロコンピューターなどにより実現される不図示の処理部が設けられている。例えば慣性計測装置１０の処理部５０が行う処理の一部又は全部を、このセンサーユニット２０の処理部が実行するようにしてもよい。

ケース２４は、金属等の導電材料で形成されており、容器２２０と蓋部２２２を有する。そして容器２２０と蓋部２２２で形成される収容空間にセンサー基板２１０が収容され、ネジ等の固定部材で容器２２０と蓋部２２２が固定されて密封される。なお蓋部２２２とセンサー基板２１０との間には、緩衝材となるシール部材２２４が設けられる。

以上のように本実施形態の慣性計測装置は、少なくとも１つの慣性センサーを有するセンサーユニットと、慣性センサーの検出情報に基づく表示を行う表示部と、モード切り替えスイッチとを含む。そしてモード切り替えスイッチによって表示部の表示モードが切り替わる。

本実施形態によれば、センサーユニットの慣性センサーの検出情報に基づく表示を、慣性計測装置が備える表示部により行うことができるため、計測結果の確認作業の簡素化を図れる。またモード切り替えスイッチを操作することで、表示部の表示モードを切り替えることができるため、計測結果の表示態様に対する多様な要望に応えることが可能になる。

また本実施形態では、慣性計測装置から慣性計測装置の取り付け面に向かう方向を第１方向とし、第１方向に直交する方向を第２方向としたときに、モード切り替えスイッチは、第２方向において可動する可動部を有してもよい。そしてモード切り替えスイッチの可動部の可動により、表示部の表示モードの切り替えが指示されてもよい。

このようにすれば、ユーザーは、慣性計測装置から取り付け面に向かう第１方向に直交する第２方向においてモード切り替えスイッチの可動部を可動させるという簡素な操作で、表示モードの切り替えを指示できるようになる。

また本実施形態では、モード切り替えスイッチの可動部は、非押下状態においては、第１方向での平面視においてセンサーユニットの辺から突出していてもよい。

このようにすれば、非押下状態においてセンサーユニットの辺から突出した状態になっているモード切り替えスイッチの可動部を押すだけという簡素な操作で、表示部の表示モードが切り替わるようになり、ユーザーの利便性を向上できる。

また本実施形態では、慣性計測装置の計測を開始するための計測開始スイッチを含んでもよい。

このようにすれば、計測開始スイッチを操作するだけという簡素な操作で、慣性計測装置の計測を開始できるようになり、ユーザーの利便性を向上できる。

また本実施形態では、慣性計測装置から慣性計測装置の取り付け面に向かう方向を第１方向とし、第１方向に直交する方向を第２方向としたときに、計測開始スイッチは、第２方向において可動する可動部を有してもよい。そして計測開始スイッチの可動部の可動により、慣性計測装置の計測開始が指示されてもよい。

このようにすれば、ユーザーは、慣性計測装置から取り付け面に向かう第１方向に直交する第２方向において計測開始スイッチの可動部を可動させるという簡素な操作で、慣性計測装置の計測開始を指示できるようになる。

また本実施形態では、メモリーと、慣性計測の計測基準情報をメモリーに記憶させる指示を行うためのティーチスイッチを含んでもよい。

このようにすれば、計測対象に応じた計測基準情報を慣性計測装置に学習させて、当該計測基準情報を用いた計測を実現できるようになる。

また本実施形態では、慣性計測装置から慣性計測装置の取り付け面に向かう方向を第１方向とし、第１方向に直交する方向を第２方向としたときに、ティーチスイッチは、第２方向において可動する可動部を有してもよい。そしてティーチスイッチの可動部の可動により、計測基準情報のメモリーへの記憶が指示されてもよい。

このようにすれば、ユーザーは、慣性計測装置から取り付け面に向かう第１方向に直交する第２方向においてティーチスイッチの可動部を可動させるという簡素な操作で、計測基準情報のメモリーへの記憶を指示できるようになる。

また本実施形態では、モード切り替えスイッチが設けられる基板を含んでもよい。

このようにすれば、モード切り替えスイッチを慣性計測装置に対してコンパクトな実装形態で実装することが可能になる。

また本実施形態では、センサーユニットと基板とを着脱可能に固定する少なくとも１つの固定部材を含んでもよい。

このようにすれば、慣性計測装置に組み込むセンサーユニットや基板を自在に変更できるようになり、慣性計測装置の拡張性を向上できる。

また本実施形態では、基板として第１基板と第２基板を含み、モード切り替えスイッチは第１基板に設けられ、表示部は第２基板に設けられ、第１基板は、センサーユニットと第２基板との間に設けられてもよい。

このようにすれば、第１基板に設けられたモード切り替えスイッチの操作が行われると、第２基板に設けられた表示部の表示モードが切り替わるようになる。そして、モード切り替えスイッチは、センサーユニットと第２基板との間に設けられた第１基板に設けられるため、モード切り替えスイッチの操作性を向上できる。

また本実施形態では、表示部は、検出情報に基づく判定処理の判定結果として、第１表示モードでは、第１判定基準における判定結果を表示し、第２表示モードでは、第２判定基準における判定結果を表示してもよい。

このようにすれば、ユーザーがモード切り替えスイッチを操作することで、異なる判定基準での計測の判定結果が表示部に表示されるようになり、様々な判定基準での判定結果をユーザーに提示できるようになる。

また本実施形態では、第１判定基準はＶＣ（Vibration Criteria）の判定基準であり、第２判定基準はユーザーが設定した判定基準であってもよい。

このようにすれば、ＶＣの判定基準における判定結果が表示される第１表示モードと、ユーザーが設定した判定基準における判定結果が表示される第２表示モードとを、モード切り替えスイッチにより切り替えることが可能になる。

また本実施形態では、モード切り替えスイッチによって、検出情報に基づき表示される情報の単位が切り替わってもよい。

このようにすれば、モード切り替えスイッチの操作により、様々な単位での計測値をユーザーに表示できるようになり、ユーザーの利便性を向上できる。

また本実施形態では、検出情報に基づく処理を行う処理部を含み、処理部は、検出対象の振動情報の解析処理を行い、表示部は、解析処理の結果情報を表示してもよい。

このようにすれば、慣性センサーの検出情報の解析処理を処理部が行って、その解析処理の結果情報を表示部が表示することで、ユーザーは、検出対象の振動状態がどのような状態であるのかを容易に把握できるようになる。

また本実施形態では、センサーユニットは、少なくとも１つの慣性センサーとして、少なくとも１つの加速度センサーが設けられるセンサー基板と、センサー基板を収容するケースと、を含んでもよい。

このようにすれば、センサーユニットのセンサー基板に設けられる加速度センサーの検出情報に基づく表示を、慣性計測装置が備える表示部により行うことができるため、計測結果の確認作業の簡素化を図れる。

また本実施形態では、センサーユニットは、少なくとも１つの慣性センサーとして、少なくとも１つの加速度センサーと少なくとも１つの角速度センサーが設けられるセンサー基板と、センサー基板を収容するケースと、を含んでもよい。

このようにすれば、センサーユニットのセンサー基板に設けられる加速度センサーや角速度センサーの検出情報に基づく表示を、慣性計測装置が備える表示部により行うことができるため、計測結果の確認作業の簡素化を図れる。

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本開示の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本開示の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本開示の範囲に含まれる。また慣性計測装置の構成・動作等も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。

２…取り付け面、１０…慣性計測装置、１１、１２、１３…固定部材、
１４、１５、１６、１７、１８、１９…スペーサー、２０…センサーユニット、
２１、２２、２３…穴部、２４…ケース、２６…コネクター、
３０Ｘ、３０Ｙ、３０Ｚ…加速度センサー、３２…加速度センサー、
３４Ｘ、３４Ｙ、３４Ｚ…角速度センサー、４０…基板、
４１、４２、４３…穴部、４４…支持部、４６…コネクター、４８…基板、
５０…処理部、６０…表示部、６２、６４…発光素子群、７０…表示部、
７２…表示パネル、８０…モード切り替えスイッチ、８２…リセットスイッチ、
８４…計測開始スイッチ、８１、８３、８５…可動部、８６…スライドスイッチ、
９０…無線通信部、９２…アンテナ部、９４…通信基板、
１００、１０１…インターフェース部、１０２、１０３、１０４…メモリー、
１０６…電源インターフェース、１５０…ベース、１５１、１５２、１５３…穴部、
１５４…窪み部、１５６、１５７…固定部、１６０…保護板、
１６１、１６２、１６３…穴部、１６４…スリット穴、１７０…保護板、
１７１、１７２、１７３…穴部、１７４、１７５、１７６…窓部、
２１０…センサー基板、２１２…処理部、２２０…容器、２２２…蓋部、
２２４…シール部材、
ＤＲ１、ＤＲ２、ＤＲ３、ＤＲ４、ＤＲ５、ＤＲ６…方向、
ＳＤ１、ＳＤ２、ＳＤ３、ＳＤ４…辺

Claims (15)

1. 少なくとも１つの慣性センサーを有するセンサーユニットと、
   前記慣性センサーの検出情報に基づく表示を行う表示部と、
   モード切り替えスイッチと、
   を含み、
   前記モード切り替えスイッチによって前記表示部の表示モードが切り替わり、
   前記表示部は、
   前記検出情報に基づく判定処理の判定結果として、第１表示モードでは、第１判定基準における判定結果を表示し、第２表示モードでは、第２判定基準における判定結果を表示することを特徴とする慣性計測装置。
2. 請求項１に記載の慣性計測装置において、
   前記第１判定基準はＶＣ（Vibration Criteria）の判定基準であり、前記第２判定基準はユーザーが設定した判定基準であることを特徴とする慣性計測装置。
3. 少なくとも１つの慣性センサーを有するセンサーユニットと、
   前記慣性センサーの検出情報に基づく表示を行う表示部と、
   前記表示部の表示モードを切り替えるためのモード切り替えスイッチと、
   前記表示部が設けられる基板と、
   前記センサーユニットと前記基板とを着脱可能に固定する固定部材である複数の柱状部材と、
   を含み、
   前記複数の柱状部材が、前記基板に設けられる複数の穴部、及び前記センサーユニットに設けられる複数の穴部に嵌合することで、前記センサーユニットと前記基板とが着脱可能に固定されることを特徴とする慣性計測装置。
4. 請求項３に記載の慣性計測装置において、
   前記複数の柱状部材はネジ部材であることを特徴とする慣性計測装置。
5. 請求項３又は４に記載の慣性計測装置において、
   慣性計測装置を取り付け面に取り付けるためのベースを含み、
   前記センサーユニットは、前記ベースと前記基板との間に設けられ、
   前記ベースは、前記複数の柱状部材により前記センサーユニットに固定されることを特徴とする慣性計測装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の慣性計測装置において、
   慣性計測装置から慣性計測装置の取り付け面に向かう方向を第１方向とし、前記第１方向に直交する方向を第２方向としたときに、
   前記モード切り替えスイッチは、前記第２方向において可動する可動部を有し、
   前記モード切り替えスイッチの前記可動部の可動により、前記表示部の表示モードの切り替えが指示されることを特徴とする慣性計測装置。
7. 請求項６に記載の慣性計測装置において、
   前記モード切り替えスイッチの前記可動部は、非押下状態においては、前記第１方向での平面視において前記センサーユニットの辺から突出していることを特徴とする慣性計測装置。
8. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の慣性計測装置において、
   慣性計測装置の計測を開始するための計測開始スイッチを含むことを特徴とする慣性計測装置。
9. 請求項８に記載の慣性計測装置において、
   慣性計測装置から慣性計測装置の取り付け面に向かう方向を第１方向とし、前記第１方向に直交する方向を第２方向としたときに、
   前記計測開始スイッチは、前記第２方向において可動する可動部を有し、
   前記計測開始スイッチの前記可動部の可動により、慣性計測装置の計測開始が指示されることを特徴とする慣性計測装置。
10. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の慣性計測装置において、
    メモリーと、
    慣性計測の計測基準情報を前記メモリーに記憶させる指示を行うためのティーチスイッチを含むことを特徴とする慣性計測装置。
11. 請求項１０に記載の慣性計測装置において、
    慣性計測装置から慣性計測装置の取り付け面に向かう方向を第１方向とし、前記第１方向に直交する方向を第２方向としたときに、
    前記ティーチスイッチは、前記第２方向において可動する可動部を有し、
    前記ティーチスイッチの前記可動部の可動により、前記計測基準情報の前記メモリーへの記憶が指示されることを特徴とする慣性計測装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の慣性計測装置において、
    前記モード切り替えスイッチによって、前記検出情報に基づき表示される情報の単位が切り替わることを特徴とする慣性計測装置。
13. 請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の慣性計測装置において、
    前記検出情報に基づく処理を行う処理部を含み、
    前記処理部は、検出対象の振動情報の解析処理を行い、
    前記表示部は、前記解析処理の結果情報を表示することを特徴とする慣性計測装置。
14. 請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の慣性計測装置において、
    前記センサーユニットは、
    少なくとも１つの前記慣性センサーとして、少なくとも１つの加速度センサーが設けられるセンサー基板と、
    前記センサー基板を収容するケースと、
    を含むことを特徴とする慣性計測装置。
15. 請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の慣性計測装置において、
    前記センサーユニットは、
    少なくとも１つの前記慣性センサーとして、少なくとも１つの加速度センサーと少なくとも１つの角速度センサーが設けられるセンサー基板と、
    前記センサー基板を収容するケースと、
    を含むことを特徴とする慣性計測装置。

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