(57)【要約】  本発明の一側面に係る出力システムは、計器の指針の軸上に配置される磁石と、感度軸方向を有するようにそれぞれ構成された第１及び第２磁力センサと、各磁力センサの検出値に基づいて生成される指示値情報を出力するように構成された出力ユニットと、を備える。そして、第１及び第２の方向が、指針の軸上で交差するように設定され、第１磁力センサは、感度軸方向が第１の方向に沿うように配置され、第２磁力センサは、感度軸方向が第２の方向に沿うように配置される。
2019044280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸を有し、当該軸周りに回転する計器の指針が示す値を出力するための出力システムであって、
前記指針の前記軸上に配置される磁石と、
磁界の検出感度が最大となる感度軸方向を有するようにそれぞれ構成された第１磁力センサ及び第２磁力センサと、
前記第１磁力センサ及び前記第２磁力センサそれぞれの検出値に基づいて生成される、前記指針が示す値に関する指示値情報を出力するように構成された出力ユニットと、
を備え、
第１の方向及び第２の方向が、前記指針の前記軸上で交差するように設定され、
前記第１磁力センサは、前記第１磁力センサの感度軸方向が前記第１の方向に沿うように配置され、
前記第２磁力センサは、前記第２磁力センサの感度軸方向が前記第２の方向に沿うように配置される、
出力システム。
【請求項２】
前記第１の方向及び前記第２の方向は、前記指針の前記軸上で直交するように設定される、
請求項１に記載の出力システム。
【請求項３】
前記出力ユニットは、前記指示値情報を無線通信により外部装置に出力するように構成される、
請求項１又は２に記載の出力システム。
【請求項４】
前記磁石は、円形状に形成されている、
請求項１から３のいずれか１項に記載の出力システム。
【請求項５】
軸と、
前記軸周りに円弧状に設けられた目盛りを含む目盛り板と、
前記目盛り板上を前記軸周りに回転する指針と、
内部空間を有し、上端部が開放され、前記目盛りが当該上端部側を向いた状態で前記目盛り板及び前記指針を当該内部空間に収容する本体部と、
前記目盛り板及び前記指針を視認可能な状態で前記本体部の上端部をカバーする透明カバーと、
請求項１から４のいずれか１項に記載の出力システムと、
を備え、
前記磁石は、前記指針の前記軸上に配置され、
前記第１磁力センサ、前記第２磁力センサ、及び前記出力ユニットは、前記目盛り板の前記目盛りを隠蔽しない状態で、前記透明カバーにおける前記内部空間側の面の中央付近に取り付けられている、
計器。
【請求項６】
前記出力システムは、前記第１磁力センサ、前記第２磁力センサ、及び前記出力ユニットを配置するための１又は複数の基板を更に備え、
前記１又は複数の基板はそれぞれ、前記磁石を視認するための窓部を有する、
請求項５に記載の計器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力システム及び計器の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、圧力計、温度計、流量計、電力計等の既存の計器にＩＣタグユニットを取り付けて、計器のメンテナンスを支援する方法が提案されている。具体的には、計器の情報、校正情報、点検情報等の管理情報を読み書き可能なＩＣタグを、目盛り及び指針の視認を妨げないように計器内に取り付ける。この開示によれば、ＲＦＩＤリーダを利用することで各計器の管理情報をＩＣタグから得ることができる。そのため、各計器の状況の確認が容易になる。【０００３】
また、特許文献２には、指針の指示値を遠隔で読み取るための読取装置が提案されている。この読取装置は、磁石及び複数のホール素子を備えている。磁石は、指針の中心部に配置され、複数のホール素子は、磁石の直上で隣接するように、カバーの中央に設けられた貫通孔に配置される。これにより、読取装置は、各ホール素子により磁石の磁場を検知した結果に基づいて、指針が示す値（指針の角度）を特定することができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１５／１７４３７４号
【特許文献２】登録実用新案第３１６１３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の方法では、ＲＦＩＤリーダで、ＩＣタグに記憶された管理情報を読み出すことができるものの、計器の指針が示す値（以下、「指示値」とも記載する）を読み出すことができない。そのため、作業者が、計器の指示値を目視により確認しなければならなかった。【０００６】
これに対して、特許文献２の方法によれば、各ホール素子の検知結果に基づいて、計器の指示値を特定することができる。すなわち、各ホール素子に接続された測定回路の演算により、計器の指示値を電子化可能である。そのため、計器の指示値の読み取りを自動化することができ、作業者の目視による指示値の確認を省略することができるようになる。【０００７】
しかしながら、特許文献２で開示される読取装置では、各ホール素子及び測定回路を円筒状のケースに収容し、カバーの中央に設けた貫通孔に当該ケースを配置することで、各ホール素子を磁石の直上に配置している。そのため、計器の取り付けられている既存のカバーをそのまま利用することができず、特殊なカバーと交換することになるため、導入コストが高くなってしまうという問題点があった。【０００８】
本発明は、一側面では、このような実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、既存の計器の指針が示す値の読み取りを低コストで自動化可能にする技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の一側面に係る出力システムは、軸を有し、当該軸周りに回転する計器の指針が示す値を出力するための出力システムであって、前記指針の前記軸上に配置される磁石と、磁界の検出感度が最大となる感度軸方向を有するようにそれぞれ構成された第１磁力センサ及び第２磁力センサと、前記第１磁力センサ及び前記第２磁力センサそれぞれの検出値に基づいて生成される、前記指針が示す値に関する指示値情報を出力するように構成された出力ユニットと、を備える。そして、第１の方向及び第２の方向が、前記指針の前記軸上で交差するように設定され、前記第１磁力センサは、前記第１磁力センサの感度軸方向が前記第１の方向に沿うように配置され、前記第２磁力センサは、前記第２磁力センサの感度軸方向が前記第２の方向に沿うように配置される。【００１０】
当該構成に係る出力システムでは、指針の軸上に磁石が配置され、この磁石の磁界を検知するための２つの磁力センサがそれぞれ、当該軸上で交差する第１及び第２の方向それぞれに沿う線上に配置される。各磁力センサは、磁界の検出感度が最大となる感度軸方向を有するように構成される。すなわち、磁石の磁界が、各磁力センサの感度軸方向に沿う場合に、当該磁石の磁界に対する各磁力センサの反応が最大となる（例えば、検出値の絶対値が最大になる）。一方で、磁石の磁界が、各磁力センサの感度軸方向に直交する場合に、当該磁石の磁界に対する各磁力センサの反応が最小となる（例えば、検出値が０になる）。【００１１】
そのため、第１及び第２磁力センサそれぞれの検出値は、第１及び第２の方向のなす角度の分だけずれた挙動を示し、各磁力センサの検出値の組み合わせは、このずれに応じて一意に決定される。よって、各磁力センサの検出値に基づいて、指針の角度、換言すると、指針の示す値を特定することができる。したがって、当該構成によれば、各磁力センサの検出値に基づいて生成される指示値情報を出力ユニットにより出力するようにすることで、計器の指針が示す値の読み取りを自動化することができる。なお、指示値情報は、指針の示す値に関する情報であれば、特に限定されなくてもよく、各磁力センサの検出値そのものであってもよいし、各磁力センサの検出値から特定された指針の示す値であってもよい。【００１２】
また、当該構成では、指針の軸上で交差する第１及び第２の方向それぞれに沿う線上であれば、各磁力センサをどこに配置してもよい。そのため、既存の計器のカバー（透明板）に変更を加えなくても、例えば、カバーの内面、目盛板上等の既存の計器の内部空間において、各磁力センサの配置を比較的に自由に決定することができる。つまり、既存の計器に構成を変更することなく、指針の示す値（指針の角度）を特定するための各磁力センサを当該計器内部に配置可能である。したがって、当該構成に係る出力システムによれば、既存の計器の指針が示す値の読み取りを低コストで自動化することができる。【００１３】
上記一側面に係る出力システムにおいて、前記第１の方向及び前記第２の方向は、前記指針の前記軸上で直交するように設定されてよい。当該構成によれば、第１及び第２磁力センサそれぞれの検出値の挙動のずれを最大にすることができるため、指針の示す値を特定する精度を高めることができる。【００１４】
上記一側面に係る出力システムにおいて、前記出力ユニットは、前記指示値情報を無線通信により外部装置に出力するように構成されてよい。当該構成によれば、無線通信を利用して、計器の指針が示す値の読み取りが行えるようになる。【００１５】
上記一側面に係る出力システムにおいて、前記磁石は、円形状に形成されていてよい。指針の軸上に磁石を配置すると、磁石のトルクによって指針の回転が阻害されてしまい、指針が適切な値を示すことができなくなってしまう可能性がある。当該構成によれば、磁石を円形状にすることで、指針の回転により生じる磁石のトルクを抑えることができるため、指針の軸上に配置した磁石が指針の回転を阻害するのを防止することができる。【００１６】
また、本開示の一側面に係る計器は、軸と、前記軸周りに円弧状に設けられた目盛りを含む目盛り板と、前記目盛り板上を前記軸周りに回転する指針と、内部空間を有し、上端部が開放され、前記目盛りが当該上端部側を向いた状態で前記目盛り板及び前記指針を当該内部空間に収容する本体部と、前記目盛り板及び前記指針を視認可能な状態で前記本体部の上端部をカバーする透明カバーと、上記いずれかの形態に係る出力システムと、を備える。そして、前記磁石は、前記指針の前記軸上に配置され、前記第１磁力センサ、前記第２磁力センサ、及び前記出力ユニットは、前記目盛り板の前記目盛りを隠蔽しない状態で、前記透明カバーにおける前記内部空間側の面の中央付近に取り付けられる。当該構成によれば、既存の計器の指針が示す値の読み取りを低コストで自動化することができる。【００１７】
上記一側面に係る計器において、前記出力システムは、前記第１磁力センサ、前記第２磁力センサ、及び前記出力ユニットを配置するための１又は複数の基板を更に備えてもよく、前記１又は複数の基板はそれぞれ、前記磁石を視認するための窓部を有してもよい。当該構成によれば、利用者は、磁石の位置を確認しながら、前記第１磁力センサ、前記第２磁力センサ、及び前記出力ユニットを取り付けることができる。そのため、出力システム取り付けの作業性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、既存の計器の指針が示す値の読み取りを低コストで自動化可能にする技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、実施の形態に係る計器の一例を示す平面図である。
【図２】図２は、実施の形態に係る計器の一例を示す側面図である。
【図３】図３は、実施の形態に係る計器の一例を示す分解側面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、実施の形態に係る第１基板の一例を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、実施の形態に係る第２基板の一例を示す。
【図５】図５は、実施の形態に係る磁力センサの一例を示す。
【図６】図６は、実施の形態に係る計器の一例を示す部分断面図である。
【図７】図７は、実施の形態に係る計器の回路構成の一例を示す。
【図８】図８は、実施例に係る出力システムのシミュレーション結果を示す。
【図９】図９は、変形例に係る計器の一例を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。
【００２１】
§１  構成例
まず、図１〜図３を用いて、本実施形態に係る計器１の構成例について説明する。図１〜図３は、本実施形態に係る計器１の一例を模式的に示す平面図、側面図及び分解側面図である。なお、各図では、本実施形態に係る計器１の一例として、ブルドン管圧力計を例示する。しかしながら、計器１の種類は、ブルドン管圧力計に限られなくてもよく、軸周りに回転する指針を有するものであれば、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。
【００２２】
各図に示されるとおり、本実施形態に係る計器１は、本体部１０、透明カバー１１、目盛り板１２、及び指針１３を含む計器本体と、指針１３の示す値を出力するための出力システム７０と、を備えている。これにより、計器１は、指針１３の指示値を出力可能に構成されるため、作業者の目視に依らずとも、指針１３の指示値を確認することができるようになる。以下、各構成要素について説明する。
【００２３】
［計器本体］
まず、計器本体について説明する。本実施形態に係る計器本体は、軸２０、本体部１０、透明カバー１１、目盛り板１２、及び指針１３を含んでいる。本体部１０は、軸２０に沿って扁平な円筒状に形成されており、これによって、ブルドン管の内部機構１５を収容する内部空間１０１を有するように構成されている。
【００２４】
内部機構１５は、公知のブルドン管圧力計の内部機構と同様であり、回転軸１５１（後述する図６参照）と接続している。回転軸１５１は、軸２０と一致しており、内部機構１５に供給される測定対象の圧力に応じて回転するように構成されている。回転軸１５１の上端は、目盛り板１２の中央付近を貫通して、当該目盛り板１２の上面側に露出している。
【００２５】
目盛り板１２の上面には、目盛り１２１が設けられている。目盛り１２１は、軸２０周りに円弧状に形成されており、最小点を示す第１目印１２２、中間点を示す第２目印１２３、及び最大点を示す第３目印１２４を含んでいる。なお、目盛り１２１の数値は、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。図１の例では、第１目印１２２が０に対応付けられ、第２目印１２３が０．７５に対応付けられ、第３目印１２４が１．５に対応付けられており、目盛り１２１は、０．０５刻みで０から１．５までの数値を示している。
【００２６】
回転軸１５１の上端には、連結具１３２を介して指針１３が連結されている。これにより、指針１３は、測定対象の圧力に応じて、目盛り板１２上を軸２０周りに回転するように構成されている。指針１３は、その先端部分１３１が目盛り１２１上に配置される程度の長さを有しており、目盛り１２１に対して相対的に回転して、測定対象の圧力を示す。すなわち、先端部分１３１の直下の目盛り１２１の値が、指針１３の示す値であり、測定対象の圧力の値である。
【００２７】
また、本体部１０の底部は閉じているのに対して、上端部１０２は開放されている。この上端部１０２には、透明カバー１１が嵌り込んでおり、これによって、内部空間１０１は密閉されている。具体的には、透明カバー１１は、カバー本体１１０、見返し１１１、及び透明板１１２を備えている。カバー本体１１０は、円筒状に形成されており、本体部１０の外径よりもやや大きな内径を有している。これに対して、見返し１１１は、テーパを有する円筒状に形成されており、本体部１０の内径とほぼ同じ又はやや小さい外径を有している。カバー本体１１０の上端は、円形状の透明板１１２で閉じられており、カバー本体１１０、見返し１１１、及び透明板１１２は適宜連結されている。見返し１１１が本体部１０の上端部１０２側の内壁に嵌まり込むことで、透明カバー１１は、本体部１０の上端部１０２に固定される。
【００２８】
目盛り板１２及び指針１３は、内部機構１５よりも上方であって、透明カバー１１の透明板１１２よりも下方に配置される。指針１３が目盛り板１２の上方に配置され、目盛り板１２は、目盛り１２１の設けられた面が上面となるように配置される。これにより、目盛り１２１が上端部１０２側を向いた状態で、目盛り板１２及び指針１３は内部空間１０１に収容される。また、透明カバー１１は、透明板１１２を介して目盛り板１２及び指針１３を視認可能な状態で上端部１０２をカバーする。
【００２９】
なお、透明板１１２の材料は、透明な材料であれば、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。例えば、透明板１１２には、ガラス板、アクリル板、ポリカーボネイト板、硬質の合成樹脂シート等が用いられてよい。透明板１１２の材料は、完全に透明な材料でなくてもよく、内部空間１０１に配置された目盛り板１２及び指針１３を視認可能な程度に透明であればよい。
【００３０】
また、その他の構成要素の材料も、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。ここで、カバー本体１１０、見返し１１１、本体部１０、及び目盛り板１２の少なくともいずれかの材料には、磁気遮蔽体を用いることができる。これにより、後述する各磁力センサ（６１、６２）に対する地磁気の影響を遮断することができる。なお、磁気遮蔽体は、磁気を遮断可能な材料であり、当該磁気遮蔽体の一例として、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、ケイ素鋼、スーパーマロイ、パーマロイ、アモルファス磁性体等の他、ソフトフェライト等の酸化鉄を主成分とする軟磁性の電子セラミック材料、ポリエステル系銀銅導電塗料等を挙げることができる。
【００３１】
［出力システム］
次に、出力システム７０について説明する。出力システム７０は、磁石３０、第１磁力センサ６１、第２磁力センサ６２、第１基板４０、及び第２基板５０を備えている。磁石３０は、指針１３の軸２０上に配置される。各磁力センサ（６１、６２）は、磁石３０の磁界を検出するように構成され、各基板（４０、５０）は、各磁力センサ（６１、６２）の出力値を外部の装置（例えば、後述するリーダライタ９０）に出力するように構成される。これにより、出力システム７０は、指針１３の示す値、具体的には、当該指示値の特定に利用可能な各磁力センサ（６１、６２）の検出値を出力可能に構成される。以下、各構成要素について説明する。
【００３２】
（磁石）
まず、磁石３０について説明する。磁石３０は、例えば、永久磁石である。図１に示されるとおり、本実施形態に係る磁石３０は、指針１３の回転に悪影響を及ぼすほどのトルクが生じないように、円形状に形成されている。そして、本実施形態に係る磁石３０は、当該磁石３０の中心と軸２０とを合わせて、指針１３の軸２０上に固定されている。そのため、指針１３の回転に応じて磁石３０の向きが変化し、磁石３０の向きの変化に応じて磁石３０から発生する磁界の状態が変化する。指針１３の角度、すなわち、指針１３の示す値に応じて、磁石３０の向きが決定され、これによって、磁石３０から発生する磁界の状態が決定される。
【００３３】
なお、この磁石３０を指針１３上で固定する際、指針１３に対する磁石３０の向きは、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。例えば、指針１３の先端部及び後端部を磁石３０のＮ極及びＳ極にそれぞれ対応付けてもよい。このとき、磁石３０のＮ極を指針１３の先端部分１３１側に向けてもよいし、磁石３０のＳ極を指針１３の先端部分１３１側に向けてもよい。
【００３４】
（第１基板及び第２基板）
次に、図４Ａ及び図４Ｂを用いて、第１基板４０及び第２基板５０について説明する。図４Ａは、本実施形態に係る第１基板４０の一例を示す。図４Ｂは、本実施形態に係る第２基板５０の一例を示す。
【００３５】
図４Ａに示すとおり、第１基板４０上には、電池４１及び出力ユニット４２を含む回路が形成されている。出力ユニット４２は、第１基板４０上に配置され、各磁力センサ（６１、６２）の検出値に基づいて生成される、指針１３の示す値に関する指示値情報を出力するように適宜構成される。本実施形態に係る第１基板４０は、円形状に形成されており、第１基板４０の径は、指針１３の長さ及び目盛り１２１の内径よりも小さくなっている。
【００３６】
一方、図４Ｂに示すとおり、第２基板５０上には、ＭＰＵ（microprocessor unit）５２を含む回路５１が形成されている。この第２基板５０の回路５１には、各磁力センサ（６１、６２）が接続される。本実施形態に係る第２基板５０は、第１基板４０と同様に円形状に形成されており、第２基板５０の径は、指針１３の長さ及び目盛り１２１の内径よりも小さくなっている。
【００３７】
各基板（４０、５０）による回路構成の詳細については後述する。なお、指示値情報は、指針１３の示す値に関する情報であれば、特に限定されなくてもよく、各磁力センサ（６１、６２）の検出値そのものであってもよいし、各磁力センサ（６１、６２）の検出値から特定された指針１３の示す値であってもよい。
【００３８】
（各磁力センサ）
次に、図５を用いて、各磁力センサ（６１、６２）について説明する。図５は、本実施形態に係る各磁力センサ（６１、６２）の構成の一例を模式的に例示する。各磁力センサ（６１、６２）の構成は、磁界の検出感度が最大となる感度軸方向を有するように構成されていれば、特に限定されなくてもよい。各磁力センサ（６１、６２）には、公知のセンサが利用可能である。例えば、各磁力センサ（６１、６２）には、特許第５８８５２０９号で公開される、磁気抵抗効果を利用した計測装置が利用可能である。
【００３９】
本実施形態では、各磁力センサ（６１、６２）は、矩形状に形成されており、第１部分８１及び第２部分８２の二つの部分に分かれている。第１部分８１には、第２部分８２とは反対側の第１端辺（図の上側の辺）を占めるように第１電極８３が形成されている。同様に、第２部分８２には、第１部分８１とは反対側の第２端辺（図の下側の辺）を占めるように第２電極８４が形成されている。
【００４０】
そして、第１電極８３及び第２電極８４を設けた第１及び第２端辺とは直交する２つの端辺のうちの一方の第３端辺（図の右側の辺）には、第１部分８１及び第２部分８２の境界を跨ぐように矩形状の第３電極８５が形成されている。これにより、第３電極８５は、第１部分８１及び第２部分８２の両方で利用される。なお、各電極８３〜８５の材料には、例えば、アルミニウム、銅等を用いることができる。
【００４１】
第１部分８１では、第１電極８３と第３電極８５との間に、磁性材料を用いて形成されたセンサ線８６が形成されている。センサ線８６は、第３電極８５を設けた端辺とは反対の第４端辺（図の左側の辺）側で第１電極８３と連結しており、第１及び第２端辺の対向する方向と第３及び第４端辺の対向する方向とに折り返しながら延びて、第３電極８５と連結している。このセンサ線８６には、第１及び第２端辺の対向する方向から傾く方向に延びる複数の導体膜８７が、バーバーポールのように互いに間隔を空けて積層されている。
【００４２】
同様に、第２部分８２では、第２電極８４と第３電極８５との間に、磁性材料を用いて形成されたセンサ線８８が形成されている。センサ線８８は、第４端辺側で第２電極８４と連結しており、第１及び第２端辺の対向する方向と第３及び第４端辺の対向する方向とに折り返しながら延びて、第３電極８５と連結している。このセンサ線８８には、第１及び第２端辺の対向する方向から傾く方向に延びる複数の導体膜８９が、バーバーポールのように互いに間隔を空けて積層されている。
【００４３】
ただし、第１部分８１及び第２部分８２の境界線に対して、第２部分８２のセンサ線８８の形状と第１部分８１のセンサ線８６の形状とは互いに線対称になっている。また、第２部分８２の各導体膜８９の傾く向きは、第１部分８１の各導体膜８７の傾く向きと反対になっている。これにより、第２部分８２の構成と第１部分８１の構成とは線対称の関係になっている。
【００４４】
以上のような各センサ線（８６、８８）及び各導体膜（８７、８９）における磁気抵抗効果の作用により、本実施形態に係る各磁力センサ（６１、６２）は、磁界の検出感度が最大となる感度軸方向（図５の左右方向）を有するように構成される。なお、各センサ線（８６、８８）の磁性材料には、例えば、パーマロイ（ＮｉＦｅ）等を用いることができる。また、各導体膜（８７、８９）の材料には、例えば、銅（Ｃｕ）等を用いることができる。
【００４５】
（配置）
次に、図６を更に用いて、各基板（４０、５０）及び各磁力センサ（６１、６２）の配置について説明する。図６は、本実施形態に係る計器１の一例を示す部分断面図である。本実施形態では、上記のとおり、内部機構１５の回転軸１５１の上端に連結具１３２を介して指針１３が連結しており、指針１３の軸２０上に磁石３０が固定されている。これにより、磁石３０は、指針１３の回転に応じて軸２０周りに回転する。
【００４６】
一方、出力ユニット４２を含む各基板（４０、５０）及び各磁力センサ（６１、６２）は、透明カバー１１の透明板１１２における内部空間１０１側の面の中央付近に粘着シート１４を介して取り付けられる。
【００４７】
具体的には、図６に示されるとおり、透明板１１２の内部空間１０１側の面には、第１基板４０の電池４１及び出力ユニット４２を設けた側の面（上面）が粘着シート１４を介して接着される。第１基板４０の反対側の面（下面）には、第２基板５０の回路５１を設けた側の面（上面）が接着される。そして、第２基板５０の反対側の面（下面）に、各磁力センサ（６１、６２）が接着される。両基板（４０、５０）間の接着、及び第２基板５０と各磁力センサ（６１、６２）との間の接着は、実施の形態に応じて適宜行われてよい。
【００４８】
本実施形態では、各磁力センサ（６１、６２）のサイズは、各基板（４０、５０）よりも小さくなっている。また、各基板（４０、５０）の径は、指針１３の長さ及び目盛り１２１の内径よりも小さくなっている。そのため、各基板（４０、５０）及び各磁力センサ（６１、６２）を透明板１１２の面の中央付近に取り付けても、指針１３の先端部分１３１及び目盛り１２１の視認性は損なわれることはない。つまり、指針１３の先端部分１３１及び目盛り１２１を隠蔽しない状態で、各基板（４０、５０）及び各磁力センサ（６１、６２）を、透明板１１２の面の中央付近に取り付けることができる。
【００４９】
なお、粘着シート１４は、基材１４１及び粘着層１４２を含んでいる。各基板（４０、５０）及び各磁力センサ（６１、６２）を透明板１１２の内部空間１０１側の面に取り付け可能であれば、基材１４１及び粘着層１４２の平面視のサイズは、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。例えば、基材１４１及び粘着層１４２が透明である場合、基材１４１及び粘着層１４２の平面視のサイズは、各基板（４０、５０）よりも大きくてもよい。
【００５０】
基材１４１の材料には、変形可能な合成樹脂、硬質の合成樹脂、ガラス等を用いることができる。具体的には、基材１４１には、２軸延伸ナイロンフィルム、２軸延伸ポリプロピレンフィルム、二軸延伸ポリエステル系樹脂フィルム、又はこれらの積層体が用いられてよい。粘着層１４２の材料には、アクリル系の粘着剤、アクリル系重合体と共に架橋剤を含有する粘着剤等を用いることができる。粘着層１４２を介して基材１４１を透明板１１２に貼り付けることで、透明板１１２の強度を高めると共に、当該透明板１１２の割れ、飛散等を防止することができる。
【００５１】
また、図１に示されるとおり、本実施形態では、平面視において、各磁力センサ（６１、６２）は、軸２０上からずれた位置に配置される。具体的には、平面視において、第１の方向２１及び第２の方向２２が、指針１３の軸２０上で交差するように設定される。そして、第１磁力センサ６１は、当該第１磁力センサ６１の感度軸方向Ｕが第１の方向２１に沿うように配置される。第２磁力センサ６２は、当該第２磁力センサ６２の感度軸方向Ｖが第２の方向２２に沿うように配置される。
【００５２】
すなわち、平面視において、第１磁力センサ６１は、感度軸方向Ｕが第１の方向２１に沿う状態で当該第１の方向２１の線上に配置され、第２磁力センサ６２は、感度軸方向Ｖが第２の方向に沿う状態で当該第２の方向２２の線上に配置される。感度軸方向が第１又は第２の方向に沿う状態には、感度軸方向と第１又は第２の方向とが完全に一致する状態の他、各磁力センサ（６１、６２）が磁石３０の磁界を検知可能な程度に、感度軸方向と第１又は第２の方向とややずれた状態を含んでよい。
【００５３】
これにより、指針１３の回転に応じて軸２０周りに回転する磁石３０の磁界を各磁力センサ（６１、６２）により検出することで得られた検出値は、第１の方向２１及び第２の方向２２のなす角度Ａの分だけずれた挙動を示す。そのため、各磁力センサ（６１、６２）の検出値の組み合わせは、このずれに応じて一意に決定される。よって、各磁力センサ（６１、６２）の検出値に基づいて、指針１３の向き、換言すると、指針１３の示す値を特定することができるようになる。
【００５４】
好ましくは、第１の方向２１及び第２の方向２２は、指針１３の軸２０上で直交するように設定される。すなわち、第１の方向２１及び第２の方向２２のなす角度Ａが９０度に設定される。なお、図１の例では、第１磁力センサ６１及び第２磁力センサ６２は、第１目印１２２及び第３目印１２４付近にそれぞれ配置されているが、各磁力センサ（６１、６２）の配置は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。
【００５５】
（回路構成）
次に、図７を用いて、各基板（４０、５０）の回路構成について説明する。図７は、各基板（４０、５０）により構成される電子回路の一例を模式的に示す。図７に示されるとおり、第２基板５０の回路５１は、一対のオペアンプ（５１１、５１３）、一対のＡ（アナログ）／Ｄ（デジタル）変換器（５１２、５１４）、ＭＰＵ５２、及び記憶部５３を備える。
【００５６】
本実施形態では、第１磁力センサ６１の第１電極８３が第１オペアンプ５１１の非反転入力端子に接続されており、第１磁力センサ６１の第２電極８４が第１オペアンプ５１１の反転入力端子に接続されている。同様に、第２磁力センサ６２の第１電極８３が第２オペアンプ５１３の非反転入力端子に接続されており、第２磁力センサ６２の第２電極８４が第２オペアンプ５１３の反転入力端子に接続されている。
【００５７】
ただし、各磁力センサ（６１、６２）と各オペアンプ（５１１、５１３）との接続関係は、このような例に限られなくてもよい。例えば、各磁力センサ（６１、６２）の第１電極８３が各オペアンプ（５１１、５１３）の反転入力端子に接続され、各磁力センサ（６１、６２）の第２電極８４が各オペアンプ（５１１、５１３）の非反転入力端子に接続されてよい。なお、各磁力センサ（６１、６２）の第３電極８５は、回路内のグランドに接続される。
【００５８】
これにより、各オペアンプ（５１１、５１３）は、各磁力センサ（６１、６２）の第１電極８３と第２電極８４との間の電位差、換言すると、各磁力センサ（６１、６２）の検出値に応じた信号を出力する。上記のとおり、各磁力センサ（６１、６２）の第１電極８３と第２電極８４との間の電位差は、指針１３の軸２０上に配置された磁石３０の向きによって決定される。そのため、指針１３の回転に伴う磁石３０の磁界の変化に応じて、各オペアンプ（５１１、５１３）の出力は変化する。
【００５９】
具体的には、磁石３０の磁界が第１磁力センサ６１の感度軸方向Ｕに沿うときに、第１磁力センサ６１の第１電極８３と第２電極８４との間の電位差が最も大きくなり、これに応じて、第１オペアンプ５１１の出力は最も大きくなる。一方、磁石３０の磁界が第１磁力センサ６１の感度軸方向Ｕに直交するとき、第１磁力センサ６１の第１電極８３と第２電極８４との間の電位差が最も小さくなり、これに応じて、第１オペアンプ５１１の出力は最も小さくなる（典型的には、０になる）。第２磁力センサ６２及び第２オペアンプ５１３の動作についても同様である。
【００６０】
第１オペアンプ５１１は、第１Ａ／Ｄ変換器５１２を介してＭＰＵ５２に接続される。同様に、第２オペアンプ５１３は、第２Ａ／Ｄ変換器５１４を介してＭＰＵ５２に接続される。これにより、各オペアンプ（５１１、５１３）の出力信号は、各Ａ／Ｄ変換器（５１２、５１４）によりデジタル信号に変換されて、ＭＰＵ５２に入力される。
【００６１】
ＭＰＵ５２は、各磁力センサ（６１、６２）の検出値を受け取り、受け取った各磁力センサ（６１、６２）の検出値に基づいて、指針１３の示す値に関する指示値情報を生成する。上記のとおり、指針１３の角度に応じて磁石３０の磁界の状態が決定され、磁石３０の磁界の状態に応じて各磁力センサ（６１、６２）の検出値の組み合わせは一意に決定される。
【００６２】
そこで、例えば、ＭＰＵ５２は、各磁力センサ（６１、６２）の検出値の組み合わせをそのまま指示値情報として利用してもよい。この場合、指示値情報を受け取った外部装置が、自装置内の記憶装置等に保存された、各磁力センサ（６１、６２）の検出値の組み合わせと指針１３の指示値との対応関係を示す対応関係データを参照して、指針１３の示す値を特定する。
【００６３】
また、例えば、ＭＰＵ５２は、各磁力センサ（６１、６２）の検出値の組み合わせに基づいて指針１３の示す値を算出し、算出した指針１３の示す値を指示値情報として設定してもよい。この場合、各磁力センサ（６１、６２）の検出値の組み合わせと指針１３の指示値との対応関係を示す対応関係データは、記憶部５３に記憶されていてもよい。
【００６４】
記憶部５３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等で構成され、ＭＰＵ５２で実行されるプログラム等の各種情報を記憶する。ＭＰＵ５２は、記憶部５３から対応関係データを読み出し、読み出した対応関係データを参照することで、各磁力センサ（６１、６２）の検出値の組み合わせから指針１３の示す値を算出してもよい。
【００６５】
ここで、ＭＰＵ５２は、生成した指示値情報を生成した時刻と共に記憶部５３に保存してもよい。これにより、指針１３の示す値、すなわち、計器１の測定結果の履歴を生成することができる。記憶部５３には、これらの他、計器１の識別子、型式、校正期限、前回点検日時、点検予定日時、検査作業者名、タイムスタンプ等の情報が保存されてもよい。なお、記憶部５３は、第１基板４０の電池４１に接続されており、当該電池４１から電力供給を受けている限り、各種情報を保持し続ける。
【００６６】
ＭＰＵ５２は、第１基板４０の出力ユニット４２を利用して、指示値情報を外部装置（図７では、リーダライタ９０）に出力する。出力ユニット４２は、指示値情報を外部装置に出力するように適宜構成されてよい。本実施形態では、出力ユニット４２は、通信モジュール４２１とアンテナ４２２とを備える。通信モジュール４２１は、例えば、公知の無線通信モジュールである。これにより、出力ユニット４２は、指示値情報を無線通信により外部装置に出力するように構成される。
【００６７】
指示値情報の出力先となる外部装置の種類は、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。外部装置は、例えば、汎用のデスクトップＰＣ（Personal Computer）、タブレットＰＣ、スマートフォン等であってもよい。図７では、当該外部装置の一例として、リーダライタ９０が例示されている。
【００６８】
本実施形態に係るリーダライタ９０は、通信モジュール９１、アンテナ９２、制御部９３、及びタッチパネルディスプレイ９４を備えている。通信モジュール９１は、例えば、公知の無線通信モジュールである。制御部９３は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）、ＲＡＭ、ＲＯＭ等で構成される。これにより、リーダライタ９０は、計器１と無線通信によるデータのやりとりを行うことができるように構成される。
【００６９】
作業者は、計器１と無線通信可能な範囲にリーダライタ９０を持っていき、タッチパネルディスプレイ９４を操作して、リーダライタ９０から計器１に対して指示値情報の取得の要求を送信する。計器１のＭＰＵ５２は、出力ユニット４２を介して当該要求を受け取り、受け取った要求に応じて指示値情報の送信を行う。
【００７０】
具体的には、ＭＰＵ５２は、当該要求を受け取った時点で各磁力センサ（６１、６２）から取得される検出値に基づいて指示値情報を生成し、出力ユニット４２を介して、生成した指示値情報をリーダライタ９０に送信してもよい。また、ＭＰＵ５２は、記憶部５３から未送信の指示値情報を読み出し、出力ユニット４２を介して、読み出した指示値情報をリーダライタ９０に送信してもよい。
【００７１】
このとき、記憶部５３に保存される各種情報は適宜更新されてよい。例えば、この読み取りを行った日時が前回点検日として記憶部５３に保存される。また、リーダライタ９０のＲＡＭ又はＲＯＭには、作業者の名前が記憶されていてもよく、この読み取りを行ったリーダライタ９０に記憶された作業者の名前が検査作業者名として記憶部５３に保存されてもよい。
【００７２】
計器１から指示値情報を受信すると、リーダライタ９０は、指示値情報により示される指針１３の示す値をタッチパネルディスプレイ９４に表示する。具体的には、指示値情報が、各磁力センサ（６１、６２）の検出値で構成される場合、リーダライタ９０の制御部９３は、上記のとおり、各磁力センサ（６１、６２）の検出値に基づいて指針１３の示す値を特定する。そして、制御部９３は、特定した指針１３の示す値をタッチパネルディスプレイ９４に表示する。一方、指示値情報が、指針１３の示す値で構成される場合、制御部９３は、指示値情報をそのままタッチパネルディスプレイ９４に表示する。
【００７３】
作業者は、タッチパネルディスプレイ９４の表示を見ることで、指針１３の示す値を確認することができる。そのため、本実施形態に係る計器１及び出力システム７０を利用すれば、計器１の測定値を確認する作業から、指針１３の示す目盛り１２１の値を目視する作業を省略することができる。
【００７４】
ただし、指針１３の示す目盛り１２１の値を目視する作業を必ず省略しないといけない訳ではない。例えば、タッチパネルディスプレイ９４に表示された指針１３の示す値が正しいか否かを確認する場合には、作業者は、リーダライタ９０で指針１３の示す値を読み取った後、指針１３の示す目盛り１２１の値を目視により確認してもよい。
【００７５】
［特徴］
以上のとおり、本実施形態に係る出力システム７０によれば、計器１の指針１３の示す値の読み取りを自動化することができる。また、指針１３の軸２０上に磁石３０が配置されるのに対して、各磁力センサ（６１、６２）は、軸２０上に交差する第１の方向２１及び第２の方向２２それぞれの線上に配置される。そのため、上記実施形態では、透明板１１２の裏面に各磁力センサ（６１、６２）が取り付けられているように、各磁力センサ（６１、６２）の配置を比較的に自由に決定することができる。特に、本体部１０、透明カバー１１等の計器本体に特殊な加工を加えなくても、各磁力センサ（６１、６２）を内部空間１０１に配置することができる。したがって、出力システム７０は、既存の計器に変更を加えなくても、そのまま適用することができる。よって、本実施形態によれば、既存の計器の指針が示す値の読み取りを低コストで自動化することができる。
【００７６】
§２  変形例
以上、本発明の一実施形態について説明したが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、上記計器１の構成に関して、実施の形態に応じて、適宜、構成要素の省略、置換及び追加が行われてもよい。また、上記計器１の各構成要素の形状及び大きさは、実施の形態に応じて適宜決定されてよい。具体的には、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。
【００７７】
上記実施形態では、計器１は、ブルドン管圧力計である。しかしながら、計器１の種類は、圧力計に限られなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、計器１の種類は、温度計、流体計、電力計等であってよい。また、計器１は、ブルドン管に限られなくてもよく、指針により測定値を示すものであれば、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。
【００７８】
また、上記実施形態では、各基板（４０、５０）及び各磁力センサ（６１、６２）は、透明カバー１１の透明板１１２に取り付けられている。しかしながら、各基板（４０、５０）及び各磁力センサ（６１、６２）の配置は、このような例に限られなくてもよい。例えば、各基板（４０、５０）及び各磁力センサ（６１、６２）は、目盛り板１２上に配置されてもよい。
【００７９】
また、上記実施形態では、出力ユニット４２は、無線通信によりデータを出力するように構成されている。しかしながら、出力ユニット４２の構成は、このような例に限られなくてもよい。出力ユニット４２は、有線通信によりデータを出力するように構成されてもよい。
【００８０】
また、上記実施形態では、各基板（４０、５０）及び各磁力センサ（６１、６２）は、透明板１１２の内部空間１０１側の面にそのままの状態で貼り付けられている。しかしながら、各基板（４０、５０）及び各磁力センサ（６１、６２）の状態は、このような例に限定されなくてもよい。例えば、各基板（４０、５０）及び各磁力センサ（６１、６２）は、防水性を有するシート材で被覆してもよい。これにより、各基板（４０、５０）及び各磁力センサ（６１、６２）が水により故障してしまうのを防止することができる。
【００８１】
また、上記実施形態では、電池４１及び出力ユニット４２が第１基板４０上に配置され、各磁力センサ（６１、６２）が第２基板５０上に配置されている。しかしながら、各構成要素と基板との関係は、このような例に限定されなくてもよい。また、各構成要素を配置するための基板の数は、実施の形態に係るに応じて適宜選択されてよい。各構成要素を配置するための基板の数は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。例えば、電池４１、出力ユニット４２、及び各磁力センサ（６１、６２）は、同一の基板上に配置されてもよい。また、例えば、電池４１、出力ユニット４２、及び各磁力センサ（６１、６２）は、それぞれ異なる基板上に配置されてもよい。更に、各基板は、上記実施形態と同様に上下方向に積層されてもよいし、同一平面上に配置されてもよい。
【００８２】
また、上記実施形態では、磁石３０は指針１３の軸上に配置され、各基板（４０、５０）は磁石３０の上方に配置される。そのため、各基板（４０、５０）を透明カバー１１に取り付けた状態では、利用者は、磁石３０を視認できない可能性がある。
【００８３】
これを防ぐため、磁石３０の上方に配置される各基板（４０、５０）は、透明の材料で構成されてよい。また、各基板（４０、５０）に配置される電池４１、出力ユニット４２、回路５１、各磁力センサ（６１、６２）等の構成要素は、磁石３０の上方の領域を避けて配置されてもよい。
【００８４】
その他、図９に例示されるように、各基板（４０、５０）は、磁石３０を視認するための各窓部（４０９、５０９）を有してもよい。図９は、本変形例に係る計器の一例を例示する部分断面図である。本変形例では、各基板（４０、５０）及び回路５１は、各窓部（４０９、５０９、５１９）を有しており、電池４１、出力ユニット４２、及び各磁力センサ（６１、６２）は、磁石３０の上方の領域を避けて配置されている。各窓部（４０９、５０９、５１９）は、開口により構成されてもよいし、透視可能な材料で構成されてもよい。
【００８５】
これにより、利用者は、磁石３０の位置を確認しながら、各基板（４０、５０）を介して出力ユニット４２及び各磁力センサ（６１、６２）を透明カバー１１に取り付けることができる。そのため、各磁力センサ（６１、６２）の各感度軸方向が第１の方向及び第２の方向それぞれに沿うように配置する出力システム７０の取り付けの作業性を高めることができる。
【００８６】
§３  実施例
以下、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明はこの実施例に限定される訳ではない。
【００８７】
上記実施形態とほぼ同様の構成を有する計器のシミュレーションモデルを作成し、電磁場解析ソフトウェア（ANSYS Maxwell）を利用して、各磁力センサにより磁石の磁界を検出するシミュレーションを行った。なお、各構成のパラメータは以下のとおりである。
＜パラメータ＞
・磁石の寸法：幅３ｍｍ×長さ６ｍｍ×厚さ１ｍｍ
・磁石の向き：指針の先端側にＮ極を向け、後端側にＳ極を向ける
・第１の方向の角度：−１３５度（図１における軸から上方の方向を０度とする）
・軸から第１磁力センサまでの距離：１０ｍｍ
・第２の方向の角度：１３５度（図１における軸から上方の方向を０度とする）
・軸から第２磁力センサまでの距離：１０ｍｍ
【００８８】
図８は、当該シミュレーションの結果を示す。図８に示されるとおり、指針の向き、すなわち、指針の示す値に応じて、第１磁力センサ及び第２磁力センサの検出値の組み合わせが一意に決定されることが分かった。そのため、第１磁力センサ及び第２磁力センサの検出値の組み合わせに基づいて、指針の示す値を特定することができることが分かった。また、第１の方向と第２の方向とのなす角度が９０度である場合、第１磁力センサ及び第２磁力センサの検出値の挙動が９０度ずれ、指針の示す値を良好に特定可能であることが分かった。
【符号の説明】
【００８９】
１…計器、
１０…本体部、
１０１…内部空間、１０２…上端部、
１１…透明カバー、
１１０…カバー本体、１１１…見返し、１１２…透明板、
１２…目盛り板、
１２１…目盛り、
１３…指針、
１３１…先端部分、１３２…連結具、
１４…粘着シート、
１４１…基材、１４２…粘着層、
１５…内部機構、
２０…軸、２１…第１の方向、２２…第２の方向、
３０…磁石、
４０…第１基板、
４１…電池、４２…出力ユニット、
５０…第２基板、
５１…回路、
５１１…第１オペアンプ、５１２…第１Ａ／Ｄ変換器、
５１３…第２オペアンプ、５１４…第２Ａ／Ｄ変換器、
５２…ＭＰＵ、５３…記憶部、
６１…第１磁力センサ、６２…第２磁力センサ、
７０…出力システム、
８１…第１部分、８２…第２部分、
８３…第１電極、８４…第２電極、８５…第３電極、
８６…センサ線、８７…導体膜、８８…センサ線、８９…導体膜、
９０…リーダライタ、９１…通信モジュール、
９２…アンテナ、９３…制御部、９４…タッチパネルディスプレイ
【図１】
2019044280.tif 000003
【図２】
2019044280.tif 000004
【図３】
2019044280.tif 000005
【図４Ａ】
2019044280.tif 000006
【図４Ｂ】
2019044280.tif 000007
【図５】
2019044280.tif 000008
【図６】
2019044280.tif 000009
【図７】
2019044280.tif 000010
【図８】
2019044280.tif 000011
【図９】
2019044280.tif 000012
【国際調査報告】
2019044280.tif 000013
2019044280.tif 000014