(57)【要約】【課題】対象とする流体の実際の流出回数を計測する検出回転及び振動デバイス及びその結果を遠隔的に監視する計測システムを提供する。【解決手段】流体の流出回数を計測する検出回転及び振動デバイスは、流体の流出に対して応動可能なように流路上に配置される第１外装体と、第１外装体の内部に設けられ、第１外装体の応動に伴って発電する振動発電部、及び振動発電部によって発電された電力を蓄積する蓄電部を含む電源部と、第１外装体の内部に設けられ、電源部と電気的に接続された通信部と、を備え、通信部は、流体の１回の流出終了に伴って振動発電部による発電が終了した後、蓄電部に蓄積された電力によって外部機器へ少なくとも３回の通信を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流出回数を検出する検出デバイスであって、
前記流体の流出に対して応動可能なように流路上に配置される第１外装体と、
前記第１外装体の内部に設けられ、前記第１外装体の応動に伴って発電する振動発電部、及び前記振動発電部によって発電された電力を蓄積する蓄電部を含む電源部と、
前記第１外装体の内部に設けられ、前記電源部と電気的に接続された通信部と、を備え、
前記通信部は、前記流体の１回の流出終了に伴って前記振動発電部による発電後、前記蓄電部に蓄積された電力によって外部機器へ通信を行う、ことを特徴とする検出デバイス。
【請求項２】
前記流路上に固定的に載置され、前記流体が通過する穴を有する第２外装体を更に備え、
前記第１外装体は、前記第２外装体の内部に揺動可能に懸装される、ことを特徴とする請求項１に記載の検出動デバイス。
【請求項３】
前記流路上に遊動可能に載置され、液体が注入された第２外装体を更に備え、
前記第１外装体は、前記第２外装体の内部に浮動可能に挿入される、ことを特徴とする請求項１に記載の検出デバイス。
【請求項４】
前記第１外装体は、水車状に形成され、前記流路上に回転及び／又は振動可能に載置される、ことを特徴とする請求項１に記載の検出デバイス。
【請求項５】
前記流路上に固定的に載置される台座を更に備え、
前記第１外装体は、前記台座の上部に回転及び振動可能に嵌装される、ことを特徴とする請求項１に記載の検出デバイス。
【請求項６】
流体の流出回数を遠隔的に監視する計測システムであって、
請求項１から５のいずれか１項に記載の検出デバイスと、
前記検出デバイスと通信可能に接続された通信中継器と、
前記通信中継器と通信可能に接続された管理サーバと、を備える、ことを特徴とする計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出デバイス及び計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
水洗トイレ、家庭や工場などに設置された排水管のメンテナンス時期を見極めるためには、流水の流出回数などの使用状況を正確に把握する必要がある。例えば鉄道の駅構内や公共施設、オフィスビル、工場、公園など、不特定多数の人によって利用される水洗トイレにおいて、節水対策とともに、その配管を適時に清掃して衛生的環境を維持することが求められており、水洗トイレにおける流水の使用状態を監視する流水監視装置が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１は、水道水を供給する給水管の中途に設けた開閉弁を開閉することにより便器に対する流水又は流水解除を行う流水機構を備える水洗トイレにおいて、給水管の中途に接続して当該給水管を流れる水道水の流量を定量的に検出可能な流量検出手段と、流量の増減変化に対応して流水回数を検出する流水回数検出手段と、少なくとも流量と流水回数に係わる検出データを外部機器に転送可能なデータ通信手段とを具備する流水監視装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２５２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この開示では、水洗トイレの給水側において流水の監視を行っており、実際に水洗トイレに流出して排水された流水を計測していないことから、水洗トイレの形式によっては、必ずしも、正確な流出回数を計測できないという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、対象とする流体の実際の流出回数を計測する検出デバイス及びその結果を遠隔的に監視する計測システムを提供することを目的とする。 
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の構成によって把握される。本発明の第１の観点は、流体の流出回数を計測する検出デバイスであって、前記流体の流出に対して応動可能なように流路上に配置される第１外装体と、前記第１外装体の内部に設けられ、前記第１外装体の応動に伴って発電する振動発電部、及び前記振動発電部によって発電された電力を蓄積する蓄電部を含む電源部と、前記第１外装体の内部に設けられ、前記電源部と電気的に接続された通信部と、を備え、前記通信部は、前記流体の１回の流出終了に伴って前記振動発電部による発電が終了した後、前記蓄電部に蓄積された電力によって外部機器へ少なくとも３回の通信を行う。
【０００８】
前記検出デバイスは、前記流路上に固定的に載置され、前記流体が通過する穴を有する第２外装体を更に備え、前記第１外装体は、前記第２外装体の内部に揺動可能に懸装されてもよい。
【０００９】
前記検出デバイスは、前記流路上に遊動可能に載置され、液体が注入された第２外装体を更に備え、前記第１外装体は、前記第２外装体の内部に浮動可能に挿入されてもよい。
【００１０】
前記第１外装体は、水車状に形成され、前記流路上に回転及び／又は振動可能に載置されてもよい。
【００１１】
前記検出デバイスは、前記流路上に固定的に載置される台座を更に備え、前記第１外装体は、前記台座の上部に回転及び振動可能に嵌装されてもよい。
【００１２】
本発明の第２の観点は、流体の流出回数を遠隔的に監視する計測システムであって、請求項１から５のいずれか１項に記載の検出デバイスと、前記検出デバイスと通信可能に接続された通信中継器と、前記通信中継器と通信可能に接続された管理サーバと、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、対象とする流体の実際の流出回数を計測する検出デバイス及びその結果を遠隔的に監視する計測システムを提供することができる。また、本発明によれば、検出デバイスを排水口に設置することにより、水洗トイレのみならず家庭排水や機械から定期的に排水が行われている工場などにおいても容易に排水回数が把握可能となり、配管のメンテナンスに最適なタイミングを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る検出デバイスを示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る検出デバイスによる計測の態様を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る検出デバイスの第１外装体の内部構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る検出デバイスを示す図であって、（ａ）は第２外装体の構成を、（ｂ）は第２外装体のカット図を、（ｃ）は第２外装体の内部に懸装された第１外装体の動作を、それぞれ示す。
【図５】本発明の第２実施形態に係る検出デバイスの設置例を示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る検出デバイスを示す図であって、（ａ）は第２外装体の構成を、（ｂ）は検出デバイスの設置例を、それぞれ示す。
【図７】本発明の第４実施形態に係る検出デバイスを示す図であって、（ａ）は水車状の第１外装体の構成を、（ｂ）は第１外装体の組立て態様を、それぞれ示す。
【図８】本発明の第５実施形態に係る検出デバイスを示す図であって、（ａ）は台座と第１外装体の構成を、（ｂ）は第１外装体の組立て態様を、それぞれ示す。
【図９】本発明の第６実施形態に係る計測システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
【００１６】
（第１実施形態）
まず、図１から図３を参照して、第１実施形態に係る検出デバイス１０について説明する。検出デバイス１０は、流体の流出回数を計測するデバイスであって、流体の流出に対して応動可能なように流路上に配置される第１外装体１３と、第１外装体１３の内部に設けられ、第１外装体１３の応動に伴って発電する振動発電部１４ａ、及び振動発電部１４ａによって発電された電力を蓄積する蓄電部１４ｂを含む電源部１４と、第１外装体１３の内部に設けられ、電源部１４と電気的に接続された通信部１５と、を備え、通信部１５は、流体の１回の流出終了に伴って振動発電部１４ａによる発電後、蓄電部１４ｂに蓄積された電力によって外部へ通信を行う。以下、詳しく説明する。
【００１７】
検出デバイス１０は、図１に示すように、支持部１１からフレキシブルなワイヤ１２によって第１外装体１３が懸装されている。第１外装体１３の内部には、電源部１４と通信部１５が設けられている。第１外装体１３は、外部から加えられる振動等により、矢印で示すように応動（ここでは、揺動）可能である。なお、第１外装体１３は、フレキシブルなワイヤ１２で懸装されて揺動し、その揺動は、回転及び振動を伴い得るものである。
【００１８】
第１外装体１３の内部では、図２に示すように、振動発電部１４ａと蓄電部１４ｂが第１送電路１６によって接続され、蓄電部１４ｂと通信部１５が第２送電路１７によって接続されている。流体の流出によって生ずる振動によって第１外装体１３が揺動すると、振動発電部１４ａは、発電を行って第１送電路１６を介して蓄電部１４ｂへの送電を開始し、流体の流出が終了すると、それに伴って送電を終了する。その後、蓄電部１４ｂは、第２送電路１７を介して、電力を通信部１５へ送電する。送電を受けた通信部１５は、流出回数のカウント用データを外部機器へ送信する。
【００１９】
この発電から送信に至る流れは、図３に示すとおりである。図３の上段に示すように、流体の流出１回（流出の開始からその流出の終了までを１回とする）に対し、振動発電部１４ａによる発電、その停止、通信部１５による送信が、１セットとして実行される。図３の下段には、振動発電部１４ａによる振動発電の波形Ｗと、通信部１５による送信の波形Ｔを示している。図示したように、１つの振動発電の波形Ｗに対し、送信の波形Ｔとしては、３つの波形Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３が示されている。これは、送信の確実性を担保するために、１回の流出に対し、３回の送信を行うことを意味する。後述するように、計測システムとしては、検出デバイス１０から３回の通信を確認したときに１回の流出とカウントする。送信回数が３回未満の場合は、回数取得ワーニングとして計測する。
【００２０】
検出デバイス１０は、種々の態様に構成して流体の流路上（例えば、排水口など。以下同様。）に配置することができるが、以下、好ましい実施形態について、順次説明する。
【００２１】
（第２実施形態）
図４及び図５を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る検出デバイス１００においては、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、第１実施形態に係る検出デバイス１０が、第２外装体１１０の内部に揺動可能に懸装されている。第２外装体１１０は底板１２０の上に嵌装された状態で、流路上に固定的に載置される（図５参照）。
【００２２】
第２外装体１１０は、流体が通過する流水口１１１を有しており、図５に示すように、流体（図では、液体と表記。以下同様）が流路上に流出すると、流体は、流水口１１１から第２外装体１１０の内部へ流入する。そうすると、図４（ｃ）に示すように、第２外装体１１０の内部で第１外装体１３が揺動し、前述したように、第１外装体１３の内部に設けられている電源部１４の振動発電部１４ａが発電を行う。なお、底板１２０にも流水口１２１が設けられており、第２外装体１１０の流水口１１１と相まって、流体の複雑な流れを生起させ、振動発電部１４ａによる発電の効果をならしめる。
【００２３】
（第３実施形態）
図６を参照して、第３実施形態について説明する。第３実施形態に係る検出デバイス１００Ａにおいては、図６（ａ）に示すように、第１実施形態に係る検出デバイス１０のうち第１外装体１３が、第２外装体１３０の内部に挿入されている。その際、第２外装体１３０の中には液体１３１が注入されており、第１外装体１３は、その液体１３１上で浮動可能となっている。
【００２４】
第２外装体１３０には、フレキシブルなワイヤ１４０が接続されており、ワイヤ１４０の反対側の先端にはフック１５０が設けられている。このフック１５０は、図６（ｂ）に示すように、流体の流路上に固定的に載置された底板１６０に係止される。これにより、第２外装体１３０は、流体に対して遊動可能となり、流出した流体に翻弄される。そうすると、第２外装体１３０の内部で第１外装体１３が浮動し、前述したように、第１外装体１３の内部に設けられている電源部１４の振動発電部１４ａが発電を行う。なお、第１外装体１３は、第２外装体１３０の内部で自由に浮動しており、その浮動は、回転や振動を伴い得るものである。
【００２５】
（第４実施形態）
図７を参照して、第４実施形態について説明する。第４実施形態に係る検出デバイス２００においては、図７（ａ）に示すように、第１外装体２３０が水車状に形成され、流体の流路上に回転及び／又は振動可能に載置される。第１外装体２３０は、図示しない支持部に対して軸支されており、第１外装体２３０の周囲には、流体の流れによって回転及び／又は振動可能なように羽根部２２０が設けられている。
【００２６】
第４実施形態では、図７（ｂ）に示すように、電源部１４及び通信部１５は基板２３１に載置された状態で筒部２３２の内部に装着される。筒部２３２の両側は蓋部２３３に覆われており、蓋部２３３には、軸部２３４が設けられている。これにより、第１外装体２３０は、羽根部２２０によって、流体に対して回転及び／又は振動可能となり、前述したように、第１外装体２３０の内部に設けられている電源部１４の振動発電部１４ａが発電を行う。
【００２７】
（第５実施形態）
図８を参照して、第５実施形態について説明する。第５実施形態に係る検出デバイス３００においては、図８（ａ）に示すように、流体の流路上に固定的に載置される台座３１０備えており、球体状の第１外装体３３０は、台座３１０の上部にある支持環３２０に回転及び振動可能に嵌装される。第１外装体３３０は、支持環３２０に対して３６０度の任意の方向に回転及び振動可能であり、図８（ｂ）に示すように、回転及び振動によって生じる振動により、第１外装体３３０の内部に設けられている電源部１４の振動発電部１４ａが発電を行う。
【００２８】
（第６実施形態）
最後に、図９を参照して、第６実施形態について説明する。第６実施形態は、流体の流出回数を遠隔的に監視する計測システムに係るものである。図９では、計測システムを構成する検出デバイスとして検出デバイス１０と図示しているが、上記した他の実施形態に係る検出デバイス１００，１００Ａ，２００，３００についても、もちろん、適用されるものである。
【００２９】
計測システムは、検出デバイス１０，１００，１００Ａ，２００，３００と、検出デバイス１０，１００，１００Ａ，２００，３００と通信可能に接続された通信中継器２０と、通信中継器２０と通信可能に接続された管理サーバ３０と、を備える。図９では、１つの検出デバイス１０，１００，１００Ａ，２００，３００と、１つの通信中継器２０を図示しているが、それぞれが複数であってもよい。例えば、ある１つの通信中継器２０に１０個の検出デバイス１０，１００，１００Ａ，２００，３００が接続され、管理サーバ３０には、そのような通信中継器２０が複数接続されるようにしてもよい。その際、１０個の検出デバイス１０，１００，１００Ａ，２００，３００が同一形態のものに限定される必要はなく、対象となる流体の流路に適した検出デバイス１０，１００，１００Ａ，２００，３００を組み合わせてもよい。
【００３０】
管理サーバ３０には、通信中継器２０を介して送信されてきた流出回数のデータを蓄積するデータベースが設けられるとともに、管理サーバ３０の表示部４０には、可視化画面４１やメンテナンス画面４２などが表示される。例えば、可視化画面４１には、検出デバイス１０，１００，１００Ａ，２００，３００ごとの流出回数の時系列的変遷のほか、それらの設置場所の位置情報などが表示される。メンテナンス画面４２には、検出デバイス１０，１００，１００Ａ，２００，３００ごとに対応する配管のメンテナンスの履歴や配管清掃や交換などの将来計画などが表示される。
【００３１】
本実施形態に係る計測システムにおいては、前述したように、検出デバイス１０，１００，１００Ａ，２００，３００から３回の通信を確認したときに１回の流出とカウントし、送信回数が３回未満の場合は、回数取得ワーニングとして計測することとしているが、この点、管理サーバ３０によって、検出デバイス１０，１００，１００Ａ，２００，３００のカウントを調整できるようにしてもよい。
【００３２】
（変形例）
上記した各実施形態において、流体の特性に応じて、流出回数のカウントを次のように区分してカウントするようにしてもよい。例えば、流体が小水の場合と洗浄水の場合とで、振動発電部１４ａによる振動発電の波形Ｗやその継続時間、発電量などによって、区別してカウントするようにしてもよい。また、水洗トイレの仕様、例えば、定期的に水洗されるもの、人感センサによって水洗されるもの、手動レバーによって水洗されるものなど、その仕様と紐付けてカウントするようにしてもよい。
【００３３】
各実施形態の検出デバイス１０，１００，１００Ａ，２００，３００及び計測システムは、水洗トイレのほかにも、例えば、家庭排水や工場排水などの配管の汚泥の付着状況を遠隔地から計測し、配管の清掃や交換に最適なタイミングを提供することにも適用可能である。
【００３４】
（実施形態の効果）
以上、説明したように、本実施形態の検出デバイス１０，１００，１００Ａ，２００，３００は、対象とする流体の実際の流出回数を計測することができ、このような検出デバイス１０，１００，１００Ａ，２００，３００を含む計測システムは、その計測結果を遠隔的に監視して、配管の清掃や交換に最適なタイミングを提供することができる。
【００３５】
以上、実施形態及び変形例を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態や変形例に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またそのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００３６】
１０…検出デバイス（第１実施形態）
１１…支持部
１２…ワイヤ
１３…第１外装体
１４…電源部
１４ａ…振動発電部
１４ｂ…蓄電部
１５…通信部
１６…第１送電路
１７…第２送電路
２０…通信中継器
３０…管理サーバ
４０…表示部（管理サーバの）
４１…可視化画面
４２…メンテナンス画面
１００…検出デバイス（第２実施形態）
１１０…第２外装体
１１１…流水口
１２０…底板
１２１…流水口
１００Ａ…検出デバイス（第３実施形態）
１３０…第２外装体
１３１…液体
１４０…ワイヤ
１５０…フック
１６０…底板
２００…検出デバイス（第４実施形態）
２２０…羽根部
２３０…第１外装体
２３１…基板
２３２…筒部
２３３…蓋部
２３４…軸部
３００…検出デバイス（第５実施形態）
３１０…台座
３２０…支持環
３３０…第１外装体
Ｗ…振動発電の波形
Ｔ…送信の波形
【図１】
2020160783.tif 000003
【図２】
2020160783.tif 000004
【図３】
2020160783.tif 000005
【図４】
2020160783.tif 000006
【図５】
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【図６】
2020160783.tif 000008
【図７】
2020160783.tif 000009
【図８】
2020160783.tif 000010
【図９】
2020160783.tif 000011