(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気式防舷材の一部に、この空気式防舷材の状態を計測するセンサーとこのセンサーと接続された無線通信手段が設置された空気圧検知装置であって、
前記センサー及び前記無線通信手段は、箱型のハウジングの内部に収容され、
このハウジングは、一端部に外部に露出する開口部と他端部に前記空気式防舷材の内部に連通する筒状部とを備えるインナーフランジと、前記開口部に覆設されるアウターフランジと、で囲まれた空間の内部に、前記インナーフランジとの間に隙間を形成して配置され、
前記インナーフランジは、前記筒状部が閉塞するように前記ハウジングの一部を前記空気式防舷材の内部に露出させて前記ハウジングの内部に収容されたセンサーを前記空気式防舷材の内部に露出させ、
前記アウターフランジは、このアウターフランジの外部と前記ハウジングの周囲に形成された前記隙間とを連通する通気孔を設けることを特徴とする空気圧検知装置。
【請求項２】
前記ハウジングは、前記インナーフランジに対向する端面と前記アウターフランジに対向する蓋体とからなり、
前記端面は、耐熱性樹脂で形成され、
前記蓋体は、前記無線通信手段が通信する電波を透過可能な電波透過性樹脂で形成されることを特徴とする請求項１記載の空気圧検知装置。
【請求項３】
前記アウターフランジは、前記蓋体に対応する位置に透過孔が設置されることを特徴とする請求項２記載の空気圧検知装置。
【請求項４】
前記センサーは、前記空気式防舷材内部の空気圧を計測する圧力センサーであって、前記ハウジングの内部に収容される基部と、この基部から前記筒状部を介して前記空気式防舷材の内部に挿入される検知部と、から構成され、この検知部の先端は前記筒状部の開放端を超えないように設置されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の空気圧検知装置。
【請求項５】
前記センサーは、前記圧力センサーに加えて前記空気式防舷材内部の温度を計測する温度センサーを備え、この温度センサーは前記ハウジングの内部に収容される基部と、この基部から前記筒状部を介して前記空気式防舷材の内部に挿入される検知部と、から構成され、この検知部の先端は前記筒状部の開放端を超えないように設置されることを特徴とする請求項４記載の空気圧検知装置。
【請求項６】
前記無線通信手段は、無線通信機とこれに接続された無指向性アンテナから成り、
前記ハウジングは、前記センサー及び前記無線通信手段に加え、
前記空気式防舷材の位置情報をＧＰＳ衛星から受信するＧＰＳ受信機と、
前記センサーの計測値と前記位置情報を前記無線通信機に送信する制御部と、が収容されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の空気圧検知装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の空気圧検知装置と、
この空気圧検知装置の前記無線通信手段が通信する電波を所望の方式の信号に変換する変換手段と、
この変換手段との間で前記所望の方式に変換された信号を通信する携帯端末手段と、を備え、
前記携帯端末手段は、前記所望の方式に変換された信号を介して前記変換手段から前記空気式防舷材の状態を示す数値情報を取得してログ形式の情報として表示することを特徴とする空気圧監視装置。
【請求項８】
前記携帯端末手段は、有線通信手段を介して前記変換手段と有線通信可能に接続されたことを特徴とする請求項７記載の空気圧監視装置。
【請求項９】
複数の前記空気式防舷材にそれぞれ前記空気圧検知装置を備え、
前記無線通信手段は中継機能を備えて複数の前記空気式防舷材に設けられた空気圧検知装置間で前記数値情報を集約し、複数の前記無線通信手段のうちいずれかの無線通信手段が前記変換手段と通信し、前記携帯端末手段は前記所望の方式に変換された信号を介して前記変換手段から複数の前記空気式防舷材の状態を示す集約された前記数値情報を取得してログ形式の情報として表示することを特徴とする請求項７又は請求項８記載の空気圧監視装置。
【請求項１０】
前記携帯端末手段は、前記数値情報を解析し表示する解析表示機能を備え、又は解析表示手段が通信可能に接続されることを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれか１項に記載の空気圧監視装置。
【請求項１１】
前記変換手段は、前記無線通信手段が通信する電波又は前記携帯端末手段が通信する信号を、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）無線方式、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）無線方式、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）無線方式のうち、いずれかの無線方式に変換することを特徴とする請求項７乃至請求項１０のいずれか１項に記載の空気圧監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気式防舷材の状態を計測するセンサーが設置された空気圧監視装置に係り、特に、このセンサーの冷却手段が設けられた空気圧検知装置およびそれを備えた空気圧監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、船舶同士の接舷や接岸の際における船体及び岸壁の破損を防止する目的で空気式防舷材が設置されてきた。ただし、この空気式防舷材は、ゴム等で形成された袋体に空気充填用孔を介して空気が充填された構造であることから、時間の経過や使用状況により袋体内部の空気圧が低下し、緩衝体として十分に機能しなくなるという課題があった。そのため、袋体の一部に空気圧センサー及びこの計測結果を送信する無線装置を設置し、空気圧を自動的に監視する技術が開発された。
しかし、空気圧センサーの一部が密封容器に収容されていない場合や、空気圧センサーが全体的に密封容器に収容されているもののその内部へ空気圧を伝播させるための連通孔が設けられている場合では、空気充填用孔や連通孔等から海水が浸入し、空気圧センサーが故障するという課題があった。
そこで、このような課題を解決する目的で、近年、空気圧センサーの故障を防止可能な空気圧検知装置に関する技術が開発されており、それに関して既に発明が開示されている。
【０００３】
特許文献１には「空気圧検知システム」という名称で、空気圧センサの故障を防止可能な空気圧検知システムに関する発明が開示されている。
以下、特許文献１に開示された発明について説明する。特許文献１に開示された空気圧検知システムに関する発明は、壁面の一部を可撓性膜部で構成した密閉構造のケーシング内に設置した空気圧センサと、この空気圧センサの検知信号を受信する受信機とを備えたことを特徴とする。
このような特徴を備えた空気圧検知システムにおいては、空気圧センサが、密閉構造のケーシングによって密閉されていることから、空気圧センサの内部に海水が入り込むことが防止される。また、空気圧センサが、検知対象体内部の気体や液体に直接曝されることなく保護されるため、空気圧センサの他、電子回路等の内部部品の故障も防止される。したがって、この空気圧検知システムは、空気圧の検知を確実に行うことができるとともに、優れた耐久性を有していることから長期の使用が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１７８２１４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、特許文献１に開示された発明においては、空気圧センサがケーシングによって密閉されているため、ケーシング内の温度上昇の影響を受ける可能性がある。なお、ケーシングの壁面には圧力調整弁が設けられ、その内部の空気圧が調整可能となっている。しかし、圧力調整弁によって加温された空気がケーシング外へ排出された場合であっても、必ずしもケーシング内の温度が空気圧センサの作動に適した温度となっていない可能性がある。すなわち、本発明においては、圧力調整弁によって冷却機能が発揮されず、ケーシング内の温度上昇による計測誤差が含まれるおそれがある。
加えて、空気圧センサが検知対象体内部の気体等に直接曝されないことから、直接曝される場合と比較して、計測精度が低下している可能性も考えられる。
【０００６】
本発明は、このような従来の事情に対処してなされたものであり、空気圧センサーの冷却手段が設けられることで、空気圧センサー周囲の温度上昇に起因する計測誤差の発生を防止可能な空気圧検知装置およびそれを備えた空気圧監視装置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】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明に係る空気圧検知装置は、空気式防舷材の一部に、この空気式防舷材の状態を計測するセンサーとこのセンサーと接続された無線通信手段が設置された空気圧検知装置であって、センサー及び無線通信手段は、箱型のハウジングの内部に収容され、このハウジングは、一端部に外部に露出する開口部と他端部に空気式防舷材の内部に連通する筒状部とを備えるインナーフランジと、開口部に覆設されるアウターフランジと、で囲まれた空間の内部に、インナーフランジとの間に隙間を形成して配置され、インナーフランジは、筒状部が閉塞するようにハウジングの一部を空気式防舷材の内部に露出させてハウジングの内部に収容されたセンサーを空気式防舷材の内部に露出させ、アウターフランジは、このアウターフランジの外部とハウジングの周囲に形成された隙間とを連通する通気孔を設けることを特徴とする。
【０００８】
このような構成の空気圧検知装置において、インナーフランジとその筒状部を閉塞するハウジングによって、空気式防舷材の内部と空気圧検知装置とが区画されている。このハウジングは、水密性及び気密性を有する密閉構造である。
そして、センサーは、一部がハウジングの内部に収容されつつ、検出素子部分は筒状部及びハウジングの壁面を貫通して空気式防舷材の内部に露出される。なお、センサーとハウジングの壁面との境界面には、ハウジングの水密性及び気密性を発揮させるためのシール材が設置されても良い。さらに、筒状部には、空気式防舷材の内部の水密性及び気密性を向上させるためのシール材が設置されても良い。
また、無線通信手段は、全体部分がハウジングの内部に収容される。この無線通信手段は、空気式防舷材から離れた位置に設けられる通信装置と無線通信するものである。センサーとしては、空気圧センサーや温度センサーが想定される。
【０００９】
上記構成の空気圧検知装置においては、空気式防舷材の内部に露出したセンサーによってその空気圧や温度が直接計測され、無線通信手段からその計測値が通信装置へ送信される。また、逆に、通信装置から送信された信号が無線通信手段によって受信されたのちセンサーへ送信され、この信号に従ってセンサーの起動や計測、又は電力遮断が行われる。
但し、空気式防舷材が受ける日射やセンサー類の稼働による熱が発生し、気密性を有するハウジングの内部の温度が上昇することから、センサー類が誤動作するおそれも考えられる。しかしながら、ハウジングの周囲に形成された隙間に通気孔から空気が取り込まれることから、ハウジング全体が冷却され、センサー及びその周囲の温度上昇が防止される。
【００１０】
次に、請求項２記載の発明に係る空気圧検知装置は、請求項１記載の空気圧検知装置において、ハウジングは、インナーフランジに対向する端面とアウターフランジに対向する蓋体とからなり、端面は、耐熱性樹脂で形成され、蓋体は、無線通信手段が通信する電波を透過可能な電波透過性樹脂で形成されることを特徴とする。
このような構成の空気圧検知装置においては、端面はインナーフランジに対向する面に壁面を有し、アウターフランジに対向する面には開口面を有する立体形状をなす。また、蓋体はこの開口面を閉止する。
上記構成の空気圧検知装置においては、請求項１記載の発明の作用に加え、端面は耐熱性樹脂で形成されることから、センサー類の稼働による熱を原因とする端面の変形や溶解が防止される。また、蓋体は、電波透過性樹脂で形成されることから、無線通信手段が通信する電波が減衰することなく蓋体を透過する。
なお、蓋体は、耐熱性樹脂で形成されていないが、通気孔が設けられたアウターフランジに対向していることから外気によって冷却され易い。そのため、熱による変形等を防止することよりも、電波の減衰防止を優先させたものである。また、端面と蓋体との境界面は、ハウジングの水密性を向上させるためのシール材が設置されても良い。
【００１１】
さらに、請求項３記載の発明に係る空気圧検知装置は、請求項２記載の空気圧検知装置において、アウターフランジは、蓋体に対応する位置に透過孔が設置されることを特徴とする。
このような構成の空気圧検知装置においては、請求項２記載の発明の作用に加え、無線通信手段が通信する電波が透過孔を通過するため、電波の透過性がさらに向上する。
【００１２】
そして、請求項４記載の発明に係る空気圧検知装置は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の空気圧検知装置において、センサーは、空気式防舷材内部の空気圧を計測する圧力センサーであって、ハウジングの内部に収容される基部と、この基部から筒状部を介して空気式防舷材の内部に挿入される検知部と、から構成され、この検知部の先端は筒状部の開放端を超えないように設置されることを特徴とする。
このような構成の空気圧検知装置においては、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発明の作用に加え、基部がハウジングの内部に収容されることから、急激な温度変化や波による衝撃から基部が保護される。これと同時に、検知部が空気式防舷材の内部に挿入されることから、検知部が直接内部の空気と接触する。したがって、特許文献１に開示された発明のようにセンサーが空気と直接接触しない場合と比較すれば、本発明の方が計測精度が良好である。
また、検知部の先端が筒状部の開放端を超えないように設置されることで、空気式防舷材を構成する袋体を折り畳んだ際に、袋体が検知部の先端に接触することが防止される。
【００１３】
続いて、請求項５記載の発明に係る空気圧検知装置は、請求項４記載の空気圧検知装置において、センサーは、圧力センサーに加えて空気式防舷材内部の温度を計測する温度センサーを備え、この温度センサーはハウジングの内部に収容される基部と、この基部から筒状部を介して空気式防舷材の内部に挿入される検知部と、から構成され、この検知部の先端は筒状部の開放端を超えないように設置されることを特徴とする。
このような構成の空気圧検知装置においては、請求項４記載の発明の作用に加え、温度センサーが外部の影響から保護されることで、温度計測時の誤差が排除される。
【００１４】
また、請求項６記載の発明に係る空気圧検知装置は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の空気圧検知装置において、無線通信手段は、無線通信機とこれに接続された無指向性アンテナから成り、ハウジングは、センサー及び前記無線通信手段に加え、空気式防舷材の位置情報をＧＰＳ衛星から受信するＧＰＳ受信機と、センサーの計測値と位置情報を無線通信機に送信する制御部と、が収容されることを特徴とする。
このような構成の空気圧検知装置においては、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の発明の作用に加え、制御部によって、センサーの計測値とＧＰＳ衛星から受信した位置情報が関連付けられ、計測・位置情報として無線通信手段の無線通信機に送信される。なお、ＧＰＳ受信機が受信した位置情報としては、例えば空気式防舷材の位置を緯度及び経度で表現したものが考えられる。
さらに、無線通信機によって、制御部から受信した計測・位置情報を含んだ電波は、無指向性アンテナから全方位に向かって放射される。
また逆に、無指向性アンテナが受信した電波から無線通信機が取り出した情報が制御部に送信され、制御部によって、受信した情報に基づきセンサーの動作が制御される。無線通信機が取り出した情報とは、例えばセンサーの起動や監視間隔（ログ間隔）、計測開始・停止要求等である。
【００１５】
次に、請求項７記載の発明に係る空気圧監視装置は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の空気圧検知装置と、この空気圧検知装置の無線通信手段が通信する電波を所望の方式の信号に変換する変換手段と、この変換手段との間で所望の方式に変換された信号を通信する携帯端末手段と、を備え、携帯端末手段は、所望の方式に変換された信号を介して変換手段から空気式防舷材の状態を示す数値情報を取得してログ形式の情報として表示することを特徴とする。
このような構成の空気圧監視装置においては、無線通信手段と変換手段との間に、双方向の無線通信が確立される。
なお、「所望の方式に変換」とは、例えばＺｉｇＢｅｅ（登録商標）とＷｉ−Ｆｉ（登録商標）との相互変換、ＺｉｇＢｅｅとをＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）との相互変換等が考えられる。また、携帯端末手段が表示するログ形式の情報とは、例えば各空気圧検知装置によって計測された時間毎の空気圧や温度の一覧等である。また、「信号」には、無線通信における電波と、有線通信における電気信号と、が含まれる。
【００１６】
さらに、請求項８記載の発明に係る空気圧監視装置は、請求項７記載の空気圧監視装置において、携帯端末手段は、有線通信手段を介して変換手段と有線通信可能に接続されたことを特徴とする。
このような構成の空気圧監視装置において、「有線通信手段」としては、有線信号ケーブルはもちろんのこと、他にも例えば、Ｍｉｃｒｏ−ＵＳＢが想定される。この場合、携帯端末手段又は変換手段に備えられたＵＳＢポートに、変換手段又は携帯端末手段に取り付けられたＭｉｃｒｏ−ＵＳＢのコネクタ部分がそれぞれ差し込まれる構成となる。すなわち、本願では「有線通信手段」としてポートとそのポートに接続されるコネクタ部分も概念される。
上記構成の空気圧監視装置においては、請求項７記載の発明の作用に加え、変換手段が受信した電波が有線通信における電気信号に変換されて携帯端末手段へ送信され、携帯端末手段が送信した電気信号が変換手段によって電波に変換されて無線通信手段へ送信される。
【００１７】
さらに、請求項９記載の発明に係る空気圧監視装置は、請求項７又は請求項８記載の空気圧監視装置において、複数の空気式防舷材にそれぞれ空気圧検知装置を備え、無線通信手段は中継機能を備えて複数の空気式防舷材に設けられた空気圧検知装置間で数値情報を集約し、複数の無線通信手段のうちいずれかの無線通信手段が変換手段と通信し、携帯端末手段は所望の方式に変換された信号を介して変換手段から複数の空気式防舷材の状態を示す集約された数値情報を取得してログ形式の情報として表示することを特徴とする。
このような構成の空気圧監視装置においては、請求項７又は請求項８記載の発明の作用に加え、複数の無線通信手段同士を通信可能とする中継機能を備えることから、それぞれの無線通信手段の間で、相互に通信可能な無線通信ネットワークが形成される。したがって、例えば、変換手段との通信が不可能な遠距離に位置する空気圧検知装置の計測結果が、これに隣接する空気圧検知装置を介しながら変換手段へ送信される。なお、上記の無線通信ネットワークは、例えばＺｉｇＢｅｅ（登録商標）無線方式を利用して構築される。
【００１８】
そして、請求項１０記載の発明に係る空気圧監視装置は、請求項７乃至請求項９のいずれか１項に記載の空気圧監視装置において、携帯端末手段は、数値情報を解析し表示する解析表示機能を備え、又は解析表示手段が通信可能に接続されることを特徴とする。
このような構成の空気圧監視装置において、携帯端末手段とはタブレット型携帯端末等が想定され、解析表示手段とはパーソナルコンピュータ等が想定される。また、変換手段と携帯端末手段、又は携帯端末手段と解析表示手段とは、同種の無線通信方式で通信可能に構成される。そのため、無線通信手段と携帯端末手段又は無線通信手段と解析表示手段との間に、双方向の無線通信が確立される。
したがって、上記構成の空気圧監視装置においては、請求項７乃至請求項９のいずれか１項に記載の発明の作用に加え、携帯端末手段の解析表示機能によって、空気式防舷材の状態を示す数値情報がログ形式以外にも解析結果として表示される。また、解析表示手段が携帯端末手段に接続されている場合も同様に、解析表示手段によって解析結果が表示される。なお、解析結果とは、例えば、各空気式防舷材の位置情報を緯度及び経度による二次元座標上にプロットした図面等である。
【００１９】
続いて、請求項１１記載の発明に係る空気圧監視装置は、請求項７乃至請求項１０のいずれか１項に記載の空気圧監視装置において、変換手段は、無線通信手段が通信する電波又は携帯端末手段が通信する信号を、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）無線方式、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）無線方式、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）無線方式のうち、いずれかの無線方式に変換することを特徴とする。
このような構成の空気圧監視装置においては、請求項７乃至請求項１０のいずれか１項に記載の発明の作用に加え、変換手段が受信した電波がＷｉ−Ｆｉ無線方式、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線方式、Ｚｉｇｂｅｅ無線方式のうち、いずれかの無線方式に変換されて携帯端末手段又は無線通信手段へ送信される。なお、変換手段が受信した電波の無線方式は、上記以外の無線方式であっても良い。
また、変換手段と携帯端末手段が有線通信手段で接続される場合においては、変換手段が受信した電波は、上記無線方式のうちいずれの場合であっても、有線通信における電気信号に変換されて携帯端末手段へ送信される。そして、変換手段が受信した携帯端末手段からの電気信号は、上記無線方式のうち、いずれかの無線方式に変換されて無線通信手段へ送信される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の請求項１記載の空気圧検知装置によれば、空気式防舷材の内部にセンサーが露出し空気圧等を直接計測可能であることから、特許文献１のように間接的に計測される場合と比較して、原理的に計測精度が良好である。さらに、通気孔の設置により、ハウジングの内部の温度上昇に起因する計測誤差を排除可能である。これと同時に、センサーの一部及び無線通信手段の全体部分がハウジングの内部に収容されるため、これらを破損等から保護することが可能であり、耐久性も良好である。したがって、本請求項１記載の空気圧検知装置によれば、誤差の少ない計測結果を安定的に得ることができる。
また、上記の計測結果は、無線通信手段から空気式防舷材から離れた位置に設けられる通信手段に送信されることから、従来のように各防舷材の設置された現場に赴いて計測するといった手間や困難性がなく、自動的かつ容易に空気式防舷材の内部の状態を把握することができる。
さらに、通信装置からセンサーへ信号を送信することでセンサーの計測等や電力遮断が可能であるため、詳細な計測値の取得や省電力といった制御を所望のタイミングで行うことが可能である。
【００２１】
本発明の請求項２記載の空気圧検知装置によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、熱を原因とする端面の変形等が防止されるので、インナーフランジの筒状部と端面との接触部分の密着性が維持され、空気式防舷材の内部の水密性及び気密性を維持することができる。加えて、蓋体が電波透過性樹脂で形成されるため、蓋体による電波強度の低下を防止できる。
【００２２】
本発明の請求項３記載の空気圧検知装置によれば、請求項２記載の発明の効果に加え、通信の安定性が向上するとともに、ハウジングの海水による劣化を防止することができる。
【００２３】
本発明の請求項４記載の空気圧検知装置によれば、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発明の効果に加え、圧力センサーの保護効果に加えて高い計測精度を有するため、特許文献１に開示された発明よりも優れた効果を発揮可能である。さらに、折り畳まれた袋体が検知部の先端に接触することが防止されることから、空気式防舷材を運搬する場合における圧力センサーの破損を回避することができる。
【００２４】
本発明の請求項５記載の空気圧検知装置によれば、請求項４記載の発明の効果に加え、温度センサーによって温度の正確な計測値が得られるため、空気圧センサーの計測値の信頼性を容易に把握することが可能である。
【００２５】
本発明の請求項６記載の空気圧検知装置によれば、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の発明の効果に加え、無線通信機から空気式防舷材毎の計測・位置情報を送信することができる。このとき、電波は無指向性アンテナによって全方位に向かって放射されることから、空気式防舷材の方位に依存せず送信された電波を受信することが可能である。また、ＧＰＳ受信機がＧＰＳ衛星からの時間情報を同時に受信する場合には、一定時間毎に計測・位置情報を送信することが可能であり、空気式防舷材の内部の状態の時間的変化を知ることができる。
さらに、無線通信機によって取り出された情報に基づきセンサーの動作を制御可能であることから、所望するタイミングにおける空気式防舷材の内部の状態を知ることができる。
【００２６】
本発明の請求項７記載の空気圧監視装置によれば、無線通信手段と変換手段との間に双方向の無線通信が確立されるため、携帯端末手段による計測・位置情報やセンサーへの計測要求等を自在に送受信することができる。さらに、携帯端末手段が各空気圧検知装置の計測結果をログ形式で表示するので、空気式防舷材の異常を直ちに認知することが可能である。そのため、空気式防舷材毎の適切な管理をきめ細かく行うことができる。したがって、空気圧不足の空気式防舷材を早期に発見することが可能であり、船舶等の衝突事故の発生を軽減することができる。
【００２７】
本発明の請求項８記載の空気圧監視装置によれば、請求項７記載の発明の作用に加え、変換手段と携帯端末手段との間に双方向の有線通信を確立することができるので、より安定的に計測情報や計測要求等を送受信することが可能である。
【００２８】
本発明の請求項９記載の空気圧監視装置によれば、請求項７又は請求項８記載の発明の効果に加え、例えば、変換手段と、これから遠距離に位置する空気圧検知装置との通信を確実に行うことができる。すなわち、各空気式防舷材の配置に適した無線通信ネットワークを形成することが可能である。加えて、各空気式防舷材同士が近距離に配置されている場合には、それぞれの空気圧検知装置毎に変換手段と通信する場合と比較して、通信時の消費電力を軽減することができる。
【００２９】
本発明の請求項１０記載の空気圧監視装置によれば、請求項７乃至請求項９のいずれか１項に記載の発明の効果に加え、携帯端末手段又は解析表示手段によって解析結果が二次元座標上に表示される場合には、異常のある空気式防舷材の位置を直観的に把握することができる。特に、解析表示手段によって表示される場合には、多数の作業者が同時に認知することが可能となるため、その後の措置に速やかに取り掛かることができる。
【００３０】
本発明の請求項１１記載の空気圧監視装置によれば、請求項７乃至請求項１０のいずれか１項に記載の発明の効果に加え、携帯端末手段と無線通信手段の間、又は解析表示手段と無線通信手段の間における通信が、無線通信方式として一般的となっている方式を利用して行われることから、本請求項に係る空気圧監視装置を低コストで導入、又は保守を行うことが可能である。また、変換手段は、各種の無線方式に従った電波の受信を可能であるため、利便性も良好である。さらに、変換手段と携帯端末手段を有線通信手段で接続することも可能であることから、本請求項に係る空気圧監視装置によれば、様々な使用態様を選択することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例１に係る空気圧検知装置の断面図である。
【図２】左半分は図１におけるＡ線矢視図であり、右半分は図１におけるＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図３】（ａ）は図１の空気圧検知装置のハウジング部分を拡大した断面図であり、（ｂ）はハウジングの内部に収容されるセンサー等の構成を示すブロック図である。
【図４】（ａ）は実施例１に係る空気圧検知装置の冷却作用を調べるための実験配置の側面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＣ線矢視図である。
【図５】実施例１に係る空気圧検知装置の冷却作用を調べるための温度計の計測位置を示す説明図である。
【図６】実施例１に係る空気圧検知装置の冷却作用を示すグラフである。
【図７】実施例１に係る空気圧監視装置の構成図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ実施例１に係る空気圧監視装置の表示結果である。
【図９】実施例１に係る空気圧監視装置の表示結果である。
【図１０】実施例１の変形例に係る空気圧監視装置の構成図である。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ実施例２に係る空気圧監視装置を構成する携帯端末手段と変換手段の構成図及び正面図である。
【図１２】実施例２に係る空気圧監視装置の通信実験の配置図である。
【図１３】実施例２に係る空気圧監視装置の通信実験の結果を示す表である。
【図１４】実施例２に係る空気圧監視装置の低温動作確認試験の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００３２】
本発明の実施の形態に係る実施例１の空気圧検知装置について、図１乃至図１０を用いて詳細に説明する。図１は、実施例１に係る空気圧検知装置の断面図である。
図１に示すように、本実施例に係る空気圧検知装置１は、空気式防舷材５０の一端部に、ゴム部材で形成された袋体５０ａの内部５０ｂの状態を計測する圧力センサー１４及び温度センサー１５と、これらのセンサーとそれぞれ通信可能に接続された無線通信手段１６が設置される。これらのセンサー１４，１５及び無線通信手段１６は、センサー収容部１１に封入された状態で箱型のハウジング２の内部に収容されている。なお、安全弁や内部５０ｂに空気を充填するための空気充填用孔は、空気式防舷材５０の空気圧検知装置１が設置された反対端に設置される。
【００３３】
ハウジング２は、インナーフランジ３とアウターフランジ４とで囲まれた空間の内部に連結部５によって支持され、インナーフランジ３との間に隙間６を形成して配置される。この連結部５は、両端がそれぞれハウジング２とインナーフランジ３に跨って固定された板体である。また、ハウジング２は、インナーフランジ３に対向する端面２ｂ，２ｃが耐熱性樹脂で形成され、アウターフランジ４に対向する蓋体２ａが無線通信手段１６が通信する電波を透過可能な電波透過性樹脂で形成される。そして、蓋体２ａと端面２ｂ同士は、シール材９ａをその間に挟み、留めボルト１０ａによって結合される。なお、蓋体２ａは、電波透過性のほかに高熱伝導性を有している。また、日射によるハウジング２の温度上昇を防止するため、その表面に遮熱塗料が塗布されても良い。
【００３４】
インナーフランジ３は、鉄製であって、一端部に外部７に露出する開口部３ａと、他端部に壁面３ｃを備え、開口部３ａと壁面３ｃが壁面３ｂによって連結された略円筒形をなす。また、開口部３ａには外周方向へ延設されるつば部３ｄが設けられ、このつば部３ｄが留めボルト１０ｂにより袋体５０ａに固定されることでインナーフランジ３が袋体５０ａに取り付けられる。
さらに、壁面３ｃには、開放端８ｂ，８ｃを備えて内部５０ｂに連通する筒状部８が設けられる。筒状部８の端面８ａとハウジング２の端面２ｃ同士は、シール材９ｂをその間に挟み、留めボルト１０ｃによって結合される。そのため、インナーフランジ３は、筒状部８の開放端８ｂが閉塞するようにハウジング２の端面２ｃを内部５０ｂに露出させるとともに、ハウジング２の内部に収容された圧力センサー１４と温度センサー１５を内部５０ｂに露出させる構造となっている。なお、つば部３ｄや壁面３ｂ，３ｃの内側に遮熱塗料が塗布されても良い。
【００３５】
アウターフランジ４は、円形状に形成された鉄製の板体であって、留めボルト１０ｄによってインナーフランジ３の開口部３ａに覆設され、固定される。
また、アウターフランジ４には、通気孔１２と透過孔１３（図２参照）が設けられる。このうち、通気孔１２は、専ら外部７とハウジング２の周囲に形成された隙間６との間に空気を流通させるために設置される。また、透過孔１３は通気孔１２より小径とした。このように、透過孔１３を通気孔１２よりも小径とすることで、空気の流通の他、無線通信手段１６が通信する電波の透過性を向上させる作用と、日射やセンサー類が発生する熱によるハウジング２の変形等を防止する作用と、透過孔１３を介した海水の浸入を軽減する作用と、のいずれもが同時に発揮される。なお、外部７側におけるアウターフランジ４の表面に遮熱塗料が塗布されても良い。
【００３６】
次に、図２を参照しながら、空気圧検知装置１についてさらに説明する。図２の左半分は図１におけるＡ線矢視図であり、右半分は図１におけるＢ−Ｂ線矢視断面図である。なお、図１で示した構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。
図２に示すように、アウターフランジ４には、隙間６に対応する位置に強度を確保しつつ円形又は楕円形をなす通気孔１２が環状に設置される。さらに、蓋体２ａに対応する位置に複数個の円形をなす透過孔１３が設置される。通気孔１２及び透過孔１３の形状、径、個数及び配置等は、使用するアウターフランジ４の寸法に合わせ、任意とする。
また、ハウジング２の端面２ｃを、シール材９ｃによってそれぞれ被覆された圧力センサー１４と温度センサー１５が貫通している。
【００３７】
次に、図３を参照しながら、空気圧検知装置１を構成するハウジング２についてさらに説明する。図３（ａ）は図１の空気圧検知装置のハウジング部分を拡大した断面図であり、図３（ｂ）はハウジングの内部に収容されるセンサー等の構成を示すブロック図である。なお、図１及び図２で示した構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。
図３（ａ）に示すように、センサー収容部１１の内部には、圧力センサー１４と、温度センサー１５と、無線通信手段１６と、ＧＰＳ衛星Ｓ（図７参照）から情報を受信するＧＰＳ受信機１８と、制御部１９と、これらに電力供給を行うバッテリー２０と（以下、センサー類という）、が収容される。
圧力センサー１４は、ハウジング２の内部に収容される基部１４ａと、基部１４ａから筒状部８を介して空気式防舷材５０の内部５０ｂに挿入される検知部１４ｂと、から構成され、内部５０ｂの空気圧を計測する。温度センサー１５も同様に基部１５ａと検知部１５ｂから構成され、内部５０ｂの温度を計測する。そして、検知部１４ｂ，１５ｂの先端は、いずれも筒状部８の開放端８ｃ（図１参照）を超えないように設置される。
無線通信手段１６は、無線通信機１７ａとこれに接続された無指向性アンテナ１７ｂから成る。
【００３８】
図３（ｂ）に示すように、制御部１９は、圧力センサー１４、温度センサー１５、ＧＰＳ受信機１８及びバッテリー２０とそれぞれ送受信可能に接続され、圧力センサー１４と、温度センサー１５と、バッテリー２０の計測値、及びＧＰＳ受信機１８からの情報を受信する。さらに、制御部１９は、この受信した計測値と情報同士を関連付けて計測情報Ｉ１を作成し、これを無線通信機１７ａへ送信する。次に無線通信機１７ａに接続された無指向性アンテナ１７ｂは、制御部１９によって作成された計測情報Ｉ１を変換手段２２（図７参照）に送信するため全方位に向かって計測情報Ｉ１を含む電波を放射する。
【００３９】
より詳細には、ＧＰＳ受信機１８がＧＰＳ衛星Ｓから受信する情報は、空気式防舷材５０の位置を緯度及び経度で表現した情報である。また、バッテリー２０が制御部１９へ送信する計測値は、電池残量や電圧の値である。したがって、制御部１９によって関連付けられた計測情報Ｉ１とは、圧力センサー１４と、温度センサー１５の計測値と関連付けられた空気式防舷材５０の位置情報、及び電池残量等である。なお、上記計測値及び情報は、ＧＰＳ衛星Ｓから受信する時計情報、又は後述する携帯端末手段２３又は解析表示手段２４（図７参照）が有する時計情報を利用し、制御部１９によって一定時間毎に圧力センサー１４や温度センサー１５等が計測及び受信するよう制御される。具体的な計測及び受信の間隔は、３０秒又は２４時間のいずれかであって、携帯端末手段２３又は解析表示手段２４を操作することで選択される。
【００４０】
一方、無指向性アンテナ１７ｂは、変換手段２２から送信された要求情報Ｉ２を含む電波を受信する。受信した要求情報Ｉ２は無線通信機１７ａを介して制御部１９に送信され、制御部１９は要求情報Ｉ２に従い圧力センサー１４、温度センサー１５、ＧＰＳ受信機１８及びバッテリー２０を制御する。要求情報Ｉ２とは、圧力センサー１４、温度センサー１５、ＧＰＳ受信機１８及びバッテリー２０の起動要求や、これらセンサー１４，１５に対する計測開始・停止要求等である。
【００４１】
このように、本実施例の空気圧検知装置１においては、インナーフランジ３とアウターフランジ４とで囲まれた空間の内部に配置されるハウジング２の内部にセンサー収容部１１が収容され、このセンサー収容部１１の内部にセンサー類が収容される。すなわち、センサー類は、鉄製のインナーフランジ３及びアウターフランジ４と、ハウジング２と、センサー収容部１１と、によって多重に衝撃や外部７の温度変化等から保護される。
また、センサー類のうち、圧力センサー１４と温度センサー１５は、それぞれ基部１４ａ，１５ａがセンサー収容部１１の内部に収容されるとともに、検知部１４ｂ，１５ｂが空気式防舷材５０の内部５０ｂに挿入される。そのため、圧力センサー１４と温度センサー１５は、十分に衝撃等から保護されると同時に、直接的に内部５０ｂの空気の圧力と温度が計測される。加えて、検知部１４ｂ，１５ｂの先端が筒状部８の開放端８ｃを超えないように設置されることで、袋体５０ａを折り畳んだ際に、袋体５０ａが検知部１４ｂ，１５ｂの先端に接触することが防止される。
【００４２】
さらに、センサー類は計測情報Ｉ１及び要求情報Ｉ２を互いに通信可能であり、これらの情報を無指向性アンテナ１７ｂによって送受信する必要がある。これに対し、蓋体２ａが電波透過性樹脂で形成されるとともに、アウターフランジ４に透過孔１３が設けられることから、無指向性アンテナ１７ｂが送受信する電波の減衰が防止される。すなわち、無指向性アンテナ１７ｂがセンサー収容部１１に収容されることによって上記電波の送受信が妨げられない。
一方で、空気圧検知装置１においては、日射やセンサー類の稼働による熱が発生してセンサー収容部１１の内部や隙間６の温度が上昇し、センサー類が誤動作を起こすおそれがある。しかし、通気孔１２及び透過孔１３を介して隙間６に外部７から空気が取り込まれることや、蓋体２ａが高熱伝導性を有することから、ハウジング２やインナーフランジ３等が冷却されてセンサー収容部１１が冷却され、その結果センサー類も冷却される。以下、日射に対する冷却作用について図４乃至図６を用いて、詳細に説明する。
【００４３】
図４（ａ）は実施例１に係る空気圧検知装置の冷却作用を調べるための実験配置の側面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＣ線矢視図である。また、図５は、実施例１に係る空気圧検知装置の冷却作用を調べるための温度計の計測位置を示す説明図である。なお、図１乃至図３で示した構成要素については、図４及び図５においても同一の符号を付して、その説明を省略する。実験手順は、次の（１）〜（４）に示すとおりである。
（１）図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、人工気象室Ｗの内部において、空気圧検知装置の模擬装置Ｍを支持板Ｐ（ポリスチレンフォーム製、１８００ｍｍ×９００ｍｍ×１００ｍｍ）の中央部に固定し、模擬装置Ｍから一定距離（１０７０ｍｍ）離れた位置に、日射装置Ｌを支持板Ｐに対し日射を想定した人工光が均等に照射されるよう設置した。この模擬装置Ｍは、インナーフランジ３とアウターフランジ４で囲まれた空間の内部にハウジング２が図１と同一の配置で備えられたものであるが、ハウジング２の内部にセンサー収容部１１やセンサー類は収容されていない。
（２）人工気象室Ｗの内部における空気の温度を４０（℃）、日射装置Ｌからの光量の実測値を支持板Ｐの表面ｐ１〜ｐ３において１０００（ｋｃａｌ／（ｈ・ｍ２））となるよう設定し、模擬装置Ｍに対して人工光を２４０分間照射した。なお、この光量は、日本における真夏の最大日照量の約１．１倍の量に相当する。
（３）模擬装置Ｍの周辺や内部に複数の温度計測箇所を設け、人工光の照射開始後０分から４００分までの１分間毎の温度を計測した。この間において、２４０分以降は人工光の照射を停止した。
（４）図５及び表１に示すように、１０箇所の温度計測箇所についてそれぞれ熱電対温度センサー（Ｔ１〜Ｔ１０）を設置して温度を計測した。
なお、図５において、「黒丸印」は表面温度の計測位置であり、「白丸印」は「黒丸印」の反対面における表面温度の計測位置である。また「バツ印」は、雰囲気の計測位置である。
また、Ｔ１〜Ｔ１０のうち、Ｔ２を設置したアウターフランジ４の外部表面と、Ｔ９を設置したインナーフランジ３の内部表面は、市販の遮熱塗料（断熱粒素ヒートカットパウダー（登録商標）、白色塗装色）が塗布されている。また、Ｔ６〜Ｔ８を設置したハウジング２の端面２ｂ，２ｃは、６０（℃）までの温度に対し変形や溶解が発生することのない耐熱性樹脂で形成される。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
続いて、図６を参照しながら、空気圧検知装置１の冷却作用を示す実験結果について説明する。図６は、実施例１に係る空気圧検知装置１の模擬装置Ｍの冷却作用を示すグラフであって、横軸は人工光の照射開始からの経過時間（分）であり、縦軸はＴ１〜Ｔ１０が計測した温度（℃）である。したがって、図６における１０本の曲線は、それぞれＴ１〜Ｔ１０が計測した温度の時間変化を示すものである。
図６に示すように、人工光の照射開始後１８０（分）から２４０（分）までの間は、計測された温度の時間変化が最も乏しくそれぞれの曲線が平坦部を形成している。この平坦部は温度の平衡状態にあると考えられることから、平坦部を平均区間とし、平均区間における最も高い計測値を最高温度（℃）として採用した。
【００４６】
図６に示すように、Ｔ１〜Ｔ１０は、それぞれの最高温度の違いにより、第１乃至第３のグループに分類することができる。第１のグループは、最高温度が６２〜６７（℃）のＴ２、Ｔ３、Ｔ４及びＴ５である。第２のグループは、最高温度が５０〜５７（℃）のＴ６、Ｔ７、Ｔ８及びＴ９である。第３のグループは、最高温度が４０（℃）程度のＴ１及びＴ１０である。すなわち、第２のグループのＴ６〜Ｔ９が設置されるハウジング２の内部と端面２ｂの温度は、第１のグループのＴ２〜Ｔ５が設置されるインナーフランジ３及び蓋体２ａよりも約１０（℃）低温となっている。このことから、ハウジング２において、蓋体２ａは高温となるものの、その熱はハウジング２の内部と端面２ｂへは到達せず、それらの温度がアウターフランジ４及び蓋体２ａに比較してより低温に維持されていることが分かる。
また、Ｔ１〜Ｔ１０は、いずれも照射開始後２４０（分）で人工光の照射を停止してから１６０分程度で照射前の温度とほぼ同等となっている。
【００４７】
このように、ハウジング２の内部と端面２ｂの温度がアウターフランジ４及び蓋体２ａに比較してより低温に維持されている理由は、アウターフランジ４に設けられた通気孔１２及び透過孔１３を介し隙間６へ外部７の空気が流通することと、蓋体２ａの高熱伝導性と、アウターフランジ４の外部表面に塗布された遮熱塗料によって日射が反射されることに起因しているものと考えられる。すなわち、ハウジング２に蓄えられた熱は常時放熱されており、圧力センサー１４及び温度センサー１５等が約６０（℃）以上の高温環境にさらされる場合のないことが分かる。
また、ハウジング２の端面２ｂの外部表面に設置されたＴ６では、最高温度が約５７（℃）となっているが、端面２ｂ，２ｃは耐熱性樹脂で形成されることから、この程度の温度においては端面２ｂ，２ｃの変形や溶解が発生しない。
【００４８】
続いて、図７を参照しながら、空気圧検知装置１を備えた空気圧監視装置について説明する。図７は、実施例１に係る空気圧監視装置の構成図である。なお、図１乃至図６で示した構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。
図７に示すように、実施例１に係る空気圧監視装置２１は、ＧＰＳ衛星Ｓからの情報を受信可能な複数の空気圧検知装置１ａ〜１ｄと、空気圧検知装置１ａ〜１ｄのそれぞれの無線通信手段１６ａ〜１６ｄが通信する電波を所望の方式に変換する変換手段２２と、変換手段２２との間で所望の方式に変換された電波を通信する携帯端末手段２３と、携帯端末手段２３に通信可能に接続される解析表示手段２４と、を備える。具体的には、携帯端末手段２３はタブレット端末やスマートフォンであって、解析表示手段２４はパーソナルコンピュータである。また、変換手段２２、携帯端末手段２３及び解析表示手段２４は、図示しないケーブルを介しそれぞれ独立して電力供給される。
【００４９】
空気圧検知装置１ａ〜１ｄ及び無線通信手段１６ａ〜１６ｄは、それぞれ空気圧検知装置１及び無線通信手段１６と同一の構成である。そして、無線通信手段１６ａ〜１６ｄは、いずれもＺｉｇＢｅｅ無線方式に準拠し、携帯端末手段２３及び解析表示手段２４は、それぞれＷｉ−Ｆｉ無線方式に準拠している。
また、変換手段２２は、無線通信手段１６ａ〜１６ｄが送信するＺｉｇＢｅｅ無線方式に従う電波をＷｉ−Ｆｉ無線方式に変換するとともに、携帯端末手段２３が送信するＷｉ−Ｆｉ無線方式に従う電波をＺｉｇＢｅｅ無線方式に変換する。また、無線通信手段１６ａ〜１６ｄは、それぞれ独立した経路２５ａ〜２５ｄを経由して変換手段２２と通信する。
【００５０】
さらに、無線通信手段１６ａ〜１６ｄは、計測情報Ｉ１及び要求情報Ｉ２（図３参照）の送受信時以外はスリープ状態にあり、携帯端末手段２３又は解析表示手段２４から変換手段２２を介して送信された起動信号によって起動し、要求情報Ｉ２を受信する。次に、無線通信手段１６ａ〜１６ｄは、それぞれ受信した要求情報Ｉ２を制御部１９へ送信する。すると、制御部１９は圧力センサー１４、温度センサー１５、ＧＰＳ受信機１８及びバッテリー２０に対し、計測及び受信を開始するとともに得られた計測値等を制御部１９へ送信するよう指示する。続いて、無線通信手段１６ａ〜１６ｄは、制御部１９から計測情報Ｉ１を受信し、これを変換手段２２へ送信すると、再びスリープ状態へ戻る。なお、圧力センサー１４、温度センサー１５、ＧＰＳ受信機１８及びバッテリー２０も、制御部１９への計測値等の送信が完了すると、再びスリープ状態となるよう制御部１９によって制御されている。
なお、無線通信手段１６ａ〜１６ｄ同士の通信可能距離と、無線通信手段１６ａ〜１６ｄと変換手段２２との通信可能距離は、いずれも等しく最大で１（ｋｍ）程度であるのに対し、実際の無線通信手段１６ａ〜１６ｄ同士が配置されている間隔は１０〜２０（ｍ）程度であり、無線通信手段１６ａ〜１６ｄと変換手段２２との間隔も５（ｍ）程度であるので、無線通信手段１６ａ〜１６ｄと変換手段２２は互いに十分通信可能である。
【００５１】
このように、本実施例の空気圧監視装置２１においては、無線通信手段１６ａ〜１６ｄと解析表示手段２４の間で、それぞれ変換手段２２、携帯端末手段２３を介した双方向の無線通信が確立される。すなわち、計測情報Ｉ１が空気圧検知装置１ａ〜１ｄから解析表示手段２４までそれぞれ送信され、要求情報Ｉ２が解析表示手段２４から空気圧検知装置１ａ〜１ｄまでそれぞれ送信される。
【００５２】
次に、図８を参照しながら、携帯端末手段２３又は解析表示手段２４が受信した計測情報Ｉ１について詳細に説明する。図８（ａ）及び図８（ｂ）は、それぞれ実施例１に係る空気圧監視装置の表示結果である。
携帯端末手段２３は、Ｗｉ−Ｆｉ無線方式に変換された電波を介し、変換手段２２から送信された計測情報Ｉ１を取得してログ形式の情報として画面表示する。ログ形式の情報とは、図８（ａ）に示すように、最新の計測日時、その日時における空気圧検知装置１ａ〜１ｄ毎の経度・緯度（位置情報）、内部５０ｂの空気圧（ｋＰａ）、内部５０ｂの温度（℃）、バッテリー２０の電池残量（％）、バッテリー２０の電圧（Ｖ）といった数値の一覧や、変換手段２２から計測情報Ｉ１が一定時間以上送信されない場合に表示される警報等である。また、最新の計測結果のみならず、別画面で過去の計測履歴が表示されても良い。なお、携帯端末手段２３は、最大で５台の空気圧検知装置に関する情報を一画面上で表示可能である。
また、携帯端末手段２３は、ログ形式の情報を表示する以外にも、センサー類の起動要求や、圧力センサー１４及び温度センサー１５の計測間隔を選択するための画面が表示され、携帯端末手段２３から要求情報Ｉ２が空気圧検知装置１ａ〜１ｄへそれぞれ送信される。
【００５３】
さらに、解析表示手段２４は、携帯端末手段２３から送信された計測情報Ｉ１を解析し表示する。解析表示される情報とは、図８（ｂ）に示すように、横軸を経度、縦軸を緯度とした二次元座標上に空気圧検知装置１ａ〜１ｄの位置をプロットした図面等である。この図面上において、移動可能なカーソル（図中＋）により、任意の点における経度と緯度の数値表示が可能である。さらに、携帯端末手段２３と同様に、センサー類の起動要求や計測間隔の選択のための画面が表示され、解析表示手段２４から要求情報Ｉ２が空気圧検知装置１へ送信される。なお、上記のような解析表示機能は、携帯端末手段２３に備えられても良い。
【００５４】
続いて、図９を参照しながら、上記の計測情報Ｉ１についてさらに説明する。図９は、実施例１に係る空気圧監視装置の表示結果である。
解析表示手段２４は、携帯端末手段２３から送信された計測情報Ｉ１を解析して、図９に示すように、左半分に空気圧検知装置１ａ〜１ｄの位置をそれぞれ番号１〜４としてプロットした方位地図を表示する。そして、同一画面の右半分には、計測情報Ｉ１から最新の計測日時（１２／１０，１８：０１）や監視間隔（３０ｓｅｃ）、それぞれの内部５０ｂの空気圧（ｋＰａ）及び温度（℃）、バッテリー２０の電池残量（電池アイコン）をログ形式で表示する。このうち、左半分の方位地図は、空気圧検知装置１ａ〜１ｄ毎の経度・緯度（位置情報）に基づき、それぞれの位置が一画面で表示されるように表示の縮尺が調整されたものである。
なお、方位地図において「番号３」が表示されていない理由は、右半分の「Ｎｏ  ｓｉｇｎａｌ」に示すように、番号３からの計測情報Ｉ１が受信されていないためであって、この場合には通信遮断を意味するアイコン（バツ印）が表示される。なお、上記のような計測情報Ｉ１の解析結果とログ形式の情報を並べて表示する機能は、携帯端末手段２３に備えられても良い。
【００５５】
以上説明したように、本実施例の空気圧検知装置１，１ａ〜１ｄによれば、通気孔１２及び透過孔１３や蓋体２ａの高熱伝導性によって、ハウジング２の内部の温度を６０（℃）以下に維持することができる。なお、実際には圧力センサー１４、温度センサー１５、無線通信手段１６、ＧＰＳ受信機１８及び制御部１９としては、いずれも広く一般に流通する汎用品が利用される。このような汎用品においては、通常６０（℃）程度までの温度に対しいずれも誤動作を発生しないことから、内部５０ｂの圧力及び温度の計測値を高い精度で得ることができる。さらに、耐熱性を有する端面２ｂ，２ｃと相まって、ハウジング２の熱による変形を防止することが可能である。したがって、空気式防舷材５０の耐久性を向上させることができる。
加えて、空気圧検知装置１，１ａ〜１ｄによれば、変換手段２２を介して所望の時間に３０秒又は２４時間毎の計測情報Ｉ１を受信、かつ要求情報Ｉ２を送信することができる。このとき、無線通信手段１６ａ〜１６ｄはＺｉｇＢｅｅ無線方式に準拠することから、待機時の消費電力がわずかであり起動要求を受けてからの復帰時間も数十ミリ秒と短い。したがって、２４時間毎の計測間隔はもちろんのこと、３０秒毎の計測間隔に対しても計測要求に対する応答が良好で、かつ省電力性が高いという効果を有する。
また、変換手段２２は、ＺｉｇＢｅｅ無線方式からＷｉ−Ｆｉ無線方式に変換した電波を、いずれもＷｉ−Ｆｉ無線方式に準拠する携帯端末手段２３及び解析表示手段２４に送信可能である。そのため、変換手段２２から解析表示手段２４までの伝送速度は高速であり、空気圧検知装置１ａ〜１ｄからそれぞれ送信された計測情報Ｉ１を効率良く解析かつ表示することが可能である。
【００５６】
さらに、ＺｉｇＢｅｅ無線方式、Ｗｉ−Ｆｉ無線方式に準拠する通信機器は、いずれも小型であり安価である。したがって、空気圧監視装置２１を新設する場合のみならず、既設の空気式防舷材を利用して空気圧監視装置２１を構成する場合にも比較的低コストでの導入が可能である。
【００５７】
次に、本発明の実施の形態の変形例に係る空気圧監視装置２１ａについて、図１０を用いて詳細に説明する。なお、図１乃至図９で示した構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。
図１０に示すように、本実施例の変形例に係る空気圧監視装置２１ａは、図７に示された実施例１に係る空気圧監視装置２１において、無線通信手段１６ａ〜１６ｄがそれぞれ経路２５ａ〜２５ｄを経由して変換手段２２と通信する構成に代えて、無線通信手段１６ａ〜１６ｄ同士が経路２６ｂ〜２６ｄを介して通信可能に接続される。そして、無線通信手段１６ａのみが経路２６ａを介して変換手段２２と通信する。この他の構成は、実施例１に係る空気圧監視装置２１と同様である。
【００５８】
本実施例の変形例に係る空気圧監視装置２１ａにおいては、無線通信手段１６ａ〜１６ｄはそれぞれ中継機能を備えており、空気圧検知装置１ａ〜１ｄの各計測情報Ｉ１を中継する毎にこの計測情報Ｉ１を蓄積して集約し、計測情報３を構成する。逆に、無線通信手段１６ａ〜１６ｄは、変換手段２２からの要求情報Ｉ２を無線通信手段１６ａ〜１６ｄの中継機能により空気圧検知装置１ａ〜１ｄの順に送信する。なお、中継機能は、ＺｉｇＢｅｅ無線方式を利用して構築された無線通信ネットワークによってもたらされる相互通信機能である。この他の作用は、実施例１に係る空気圧監視装置２１と同様である。
【００５９】
以上説明したように、本実施例の空気圧監視装置２１ａによれば、例えば無線通信手段１６ｄから隣接する無線通信手段１６ｃまでが通信可能に近接し、無線通信手段１６ｄから変換手段２２までの距離が通信不可能な程度に離れた場合であっても、無線通信手段１６ｄからの計測値を変換手段２２に送信することができる。この他の効果は、実施例１に係る空気圧監視装置２１と同様である。
【実施例２】
【００６０】
本発明の実施の形態に係る実施例２の空気圧監視装置について、図１１乃至図１４を用いて詳細に説明する。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、それぞれ実施例２に係る空気圧監視装置を構成する携帯端末手段と変換手段の構成図及び正面図である。なお、図１乃至図１０で示した構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。
図１１（ａ）に示すように、実施例２に係る空気圧監視装置２７は、携帯端末手段２３が、Ｍｉｃｒｏ−ＵＳＢ２８を介して変換手段２２と有線通信可能に接続される。携帯端末手段２３には、このＭｉｃｒｏ−ＵＳＢ２８のコネクタ部と接続可能なＵＳＢポートが設けられている。また、このＭｉｃｒｏ−ＵＳＢ２８のコネクタ部には、携帯端末手段２３の充電と、携帯端末手段２３と変換手段２２間の通信と、の切換が可能な切換スイッチ３１（図１１（ｂ）参照）が設けられてもよいし、充電と通信が同時に可能な場合には切換スイッチ３１は設けなくともよい。また、本実施例ではＭｉｃｒｏ−ＵＳＢ２８のコネクタ部が変換手段２２側に設けられているが、逆に携帯端末手段２３に設けて、変換手段２２側にＵＳＢポートを設けるような構成でもよい。
あるいはＭｉｃｒｏ−ＵＳＢ２８に代えて、Ｍｉｃｒｏ−ＵＳＢケーブルとして接続してもよい。そのＭｉｃｒｏ−ＵＳＢケーブルには、携帯端末手段２３のＵＳＢポートあるいはコネクタ部と、変換手段２２のコネクタ部あるいはＵＳＢポートにそれぞれ接続可能なコネクタ部とＵＳＢポートが端部に備えられている。
さらに、変換手段２２は、Ｍｉｃｒｏ−ＵＳＢケーブル２９とＡＣ／ＤＣコンバータ（交流／直流変換器）３０を経由して一般的な電源コンセントより充電可能に構成される。その際には、変換手段２２に設けられたＵＳＢポートにＭｉｃｒｏ−ＵＳＢケーブル２９を接続する。あるいは、このような構成であっても変換手段２２は単に電源コンセントと携帯端末手段２３を接続するためだけで、充電は携帯端末手段２３に対して行われてもよい。
これ以外にも、携帯端末手段２３のＵＳＢポートの設置数によっては、すなわち、携帯端末手段２３のＵＳＢポートが複数あって利用可能な場合には、Ｍｉｃｒｏ−ＵＳＢケーブル２９が携帯端末手段２３に接続され、携帯端末手段２３はＭｉｃｒｏ−ＵＳＢケーブル２９とＡＣ／ＤＣコンバータ３０を経由して充電可能に構成されても良い。その場合も携帯端末手段２３に充電するのではなく、変換手段２２に対して充電することも可能である。
さらに、いずれに充電される場合でも変換手段２２が充電可能な場合には少なくとも変換手段２２に充電用電池が備えられていればよく、携帯端末手段２３が充電可能な場合には少なくとも携帯端末手段２３に充電用電池が備えられていればよい。もちろん、両方に充電用電池が備えられてもよい。
但し、携帯端末手段２３あるいは変換手段２２のいずれかに充電用電池を備えない場合には、備えていない方の機器はよりコンパクト化及び軽量化することができる。いずれかに充電用のＵＳＢポートを設けない場合も同様である。
なお、本実施例ではＭｉｃｒｏ−ＵＳＢやＭｉｃｒｏ−ＵＳＢケーブルを用いた例を示したが、有線通信手段としては特にこれらに限定するものではなく、通常のＵＳＢやＵＳＢケーブルを用いてもよいし、他のコネクタに関するポートとコネクタ部やそれを備えたケーブルを用いてもよいことは言うまでもない。
また、図１１（ｂ）に示すように、携帯端末手段２３と変換手段２２は、Ｍｉｃｒｏ−ＵＳＢ２８と切換スイッチ３１を介して接続されることで隣接して配置される。変換手段２２に取り付けられたアンテナ２２ａを除き、携帯端末手段２３と変換手段２２は、開閉蓋を有する防水性ケース３２の内部に収容される。
なお、図１１（ｂ）は、携帯端末手段２３と変換手段２２が、任意の場所に持ち運んで使用される際の正面図である。また、Ｍｉｃｒｏ−ＵＳＢケーブル２９は携帯端末手段２３又は変換手段２２を充電する場合以外は、変換手段２２と接続されない。そのため、図１１（ｂ）では、Ｍｉｃｒｏ−ＵＳＢケーブル２９の図示が省略されている。この他の構成は、実施例１に係る空気圧監視装置２１又は実施例１の変形例に係る空気圧監視装置２１ａと同様である。
【００６１】
本実施例に係る空気圧監視装置２７においては、変換手段２２は、無線通信手段１６ａ〜１６ｄが送信するＺｉｇＢｅｅ無線方式に従う電波（計測情報Ｉ１が含まれる）を携帯端末手段２３へ送信する。また、変換手段２２は、携帯端末手段２３が送信した電気信号（要求情報Ｉ２が含まれる）を、ＺｉｇＢｅｅ無線方式の電波に変換して無線通信手段１６ａ〜１６ｄへ送信する。そして、携帯端末手段２３は、変換手段２２から送信された計測情報Ｉ１をログ形式で表示するほか、切換によって過去の計測履歴やセンサー類の起動要求を行うための画面を表示する。なお、この切換は、空気圧監視装置２７の表示結果を示す図９と同様の画面から、長押しやタッチ機能によって行われる。
また、Ｍｉｃｒｏ−ＵＳＢ２８には、充電と通信との切換が可能な切換スイッチ３１が設けられるため、切換スイッチ３１が充電側に選択されている場合、携帯端末手段２３は変換手段２２とＭｉｃｒｏ−ＵＳＢケーブル２９とＡＣ／ＤＣコンバータ３０を経由して充電される。一方、切換スイッチ３１が通信側に選択されている場合には、携帯端末手段２３と変換手段２２との間で計測情報Ｉ１及び要求情報Ｉ２の通信が行われる。したがって、本実施例に係る空気圧監視装置２７においては、変換手段２２と携帯端末手段２３の電力供給がいずれもＭｉｃｒｏ−ＵＳＢケーブル２９によって行われる。この他の作用は、実施例１に係る空気圧監視装置２１又は実施例１の変形例に係る空気圧監視装置２１ａと同様である。
【００６２】
次に、本実施例に係る空気圧監視装置２７の通信実験について、図１２及び図１３を用いて詳細に説明する。図１２は、実施例２に係る空気圧監視装置の通信実験の配置図である。図１３は、実施例２に係る空気圧監視装置の通信実験の結果を示す表である。
通信実験の実験手順は、次の（１）〜（５）に示すとおりである。
（１）図１２に示すように、海面（Ｕ）に突出した埠頭（Ｖ）において、合計４基の空気圧監視装置２７を構成する空気圧検知装置１（Ｎｏ．１〜４）を、それぞれ異なる間隔を空けて設置した。これら空気圧検知装置１（Ｎｏ．１〜４）には、それぞれセンサー類が収容されており、このうちの無線通信手段１６から圧力センサー１４及び温度センサー１５（図１参照）の計測値と、経度・緯度を示す位置情報が、ＺｉｇＢｅｅ無線方式に従う電波として発信される。なお、これらの空気圧検知装置１の周辺には、木材、空気式防舷材からなる障害物（Ｏ１）、金網フェンス（Ｏ２）といった障害物が存在している。
（２）携帯端末手段２３の画面（図９参照）に、空気圧検知装置１（Ｎｏ．１〜４）毎の圧力センサー１４及び温度センサー１５の計測値と、位置情報がそれぞれ表示されるか否かについて実験した。これらの計測値又は位置情報が表示される場合を通信可能（○）、表示されない場合を通信不能（×）、通信可能と通信不能の間の状態である場合を通信困難（△）とする。
（３）屋外条件は、天候は快晴、気温は２３（℃）、湿度は３７（％）、風向は東南東４（ｍ／ｓ）であった。
（４）バッテリー２０は、１組の公称電圧４．８（Ｖ）、公称容量３０００（ｍＡｈ）のニッケル・カドミウム蓄電池を使用した。
（５）空気圧検知装置１（Ｎｏ．１〜４）と携帯端末手段２３の距離（Ｄ）を１０（ｍ）、５０（ｍ）、１００（ｍ）、２００（ｍ）、３００（ｍ）、５００（ｍ）と変化させて通信状態を計測した。この結果を図１３に示す。
【００６３】
図１３に示すように、距離（Ｄ）が２００（ｍ）以内では、障害物の有無や種類に関わらず、空気圧検知装置１（Ｎｏ．１〜４）と携帯端末手段２３は、良好に通信可能であった。しかし、距離（Ｄ）が２００〜５００（ｍ）では、障害物の有無や種類によっては、空気圧検知装置１（Ｎｏ．１〜４）と携帯端末手段２３の通信は困難または不可能な場合がある一方で、通信可能な場合もあった。したがって、空気圧検知装置１（Ｎｏ．１〜４）を中心とする、半径が２００（ｍ）以内の範囲が安定通信範囲であり、同半径が５００（ｍ）以内の範囲が最大通信範囲であることが確認された。
ただし、この通信実験は、気温は２３（℃）という常温下において実施されたものである。これに対し、実際には空気圧監視装置２７は海面上で使用されることから、例えば、海面温度が零下となる場合に空気圧検知装置１からの通信がバッテリー２０の電圧や放電容量の低下等により困難となるおそれが考えられる。そこで、このような場合に、空気圧検知装置１からの送信を携帯端末手段２３が受信可能であるか否かについて、低温動作確認試験を実施した。
【００６４】
続いて、本実施例に係る空気圧監視装置２７の低温動作確認試験について、図１４を用いて詳細に説明する。図１４は、実施例２に係る空気圧監視装置２７の低温動作確認試験の結果を示すグラフである。低温動作確認試験の試験手順は、次の（１）〜（６）に示すとおりである。
（１）人工気象室Ｗの内部の床面に、空気圧監視装置２７の模擬装置Ｎを設置した。この模擬装置Ｎは、インナーフランジ３とアウターフランジ４で囲まれた空間の内部に、センサー類が収容されたハウジング２が図１と同一の配置で備えられたものである。
（２）ハウジング２内に、センサー類に加えて熱電対温度センサー（Ｔ８）を設置した。さらに、アウターフランジ４の外側に熱電対温度センサー（Ｔ１）を設置した。これらの設置箇所は、それぞれ図５における熱電対温度センサー（Ｔ１，Ｔ８）の設置箇所と同じである。
（３）バッテリー２０は、２組の公称電圧４．８（Ｖ）、公称容量３０００（ｍＡｈ）のニッケル・カドミウム蓄電池を、並列に接続して使用した。
（４）人工気象室Ｗを密閉状態とし、模擬装置Ｎを起動させ携帯端末手段２３との間で通信確認試験を行う。このとき、携帯端末手段２３の画面に、模擬装置Ｎのハウジング２に収容された圧力センサー１４及び温度センサー１５（図１参照）の計測値と、経度・緯度（位置情報）が、それぞれ表示されるか否かについて実験した。これらの計測値又は位置情報が表示される場合を通信可能、表示されない場合を通信不能、通信可能と通信不能の間の状態である場合を通信困難とする。
（５）人工気象室Ｗの内部における空気の温度を−１２（℃）に設定した。この設定した時点を冷却開始後０分とする。なお、温度−１２（℃）は、日本における海面最低温度に相当する。
（６）上記２箇所の温度計測箇所について、熱電対温度センサー（Ｔ８）の計測温度が−１０（℃）以下になるまで、冷却開始後０分から１分間毎の温度を熱電対温度センサー（Ｔ１，Ｔ８）によって計測するとともに、同様の計測時間及び間隔で模擬装置Ｎと携帯端末手段２３との通信確認試験を行った。
【００６５】
続いて、図１４を参照しながら、模擬装置Ｎの低温動作確認試験の結果について説明する。図１４に示すグラフにおいて、横軸は冷却開始からの経過時間（分）であり、縦軸はＴ１，Ｔ８が計測した温度（℃）である。したがって、図１４における２本の曲線は、それぞれＴ１，Ｔ８が計測した温度の時間変化を示すものである。
図１４に示すように、熱電対温度センサー（Ｔ８）の計測温度が−１０（℃）以下になる時間は冷却開始後約２４０分であるが、Ｔ８の誤動作でないことを確認するため、さらにその１時間後の冷却開始後約３６０分までＴ１，Ｔ８による計測を行った。これにより、模擬装置Ｎの内部に設置されたセンサー類が、日本における海面最低温度の雰囲気に置かれていることが確認できた。
また、通信確認試験によれば、冷却開始後０分から約３６０分までの間において、模擬装置Ｎと携帯端末手段２３とは継続して通信可能であった。この結果から、空気圧監視装置２７からの通信がバッテリー２０の電圧低下等により困難となるおそれのないことが確認された。
【００６６】
以上説明したように、本実施例の空気圧監視装置２７によれば、携帯端末手段２３と変換手段２２は、Ｍｉｃｒｏ−ＵＳＢ２８を介して接続されることから、これらの間の双方向の通信がより安定的となる。また、変換手段２２と携帯端末手段２３の電力供給がいずれもＭｉｃｒｏ−ＵＳＢケーブル２９によって行われることから、実施例１に係る空気圧監視装置２１において必要とされた変換手段２２のみに電力供給を行うケーブルが不要となる。したがって、よりコンパクトな構成となり、かつ製造コストを安価に抑制することができる。
さらに、携帯端末手段２３と変換手段２２は防水性ケース３２に収容されるため、持ち運びに便利であるとともに、雨天時や海上での使用が可能になることから、長期的に耐久性を発揮することが期待できる。加えて、携帯端末手段２３は、切換スイッチ３１を選択することで充電及び変換手段２２との通信を自在に切り換えることが可能であるから、操作性も良好である。
また、空気圧監視装置２７の通信実験において、安定通信範囲及び最大通信範囲が確認されたことによって、無線通信手段１６と変換手段２２との無線通信及び変換手段２２と携帯端末手段２３との有線通信が確立されたことが実証された。なお、安定通信範囲及び最大通信範囲の広狭は、バッテリー２０の電圧や容量を適切に選択することにより調整することができるため、障害物等による電波の減衰を補うことが可能である。
さらに、模擬装置Ｎを用いた低温動作確認試験を行い、空気圧監視装置２７からの通信が困難となるおそれのないことが確認されたことによって、海面温度が日本における海面最低温度より高い場合に、空気圧監視装置２７は正常に稼働し得ることが実証された。この他の効果は、実施例１に係る空気圧監視装置２１又は実施例１の変形例に係る空気圧監視装置２１ａと同様である。
【００６７】
なお、本発明の空気圧検知装置及びおよびそれを備えた空気圧監視装置は本実施例に示すものに限定されない。例えば、通気孔１２及び透過孔１３の形状や配置は、実施例１で述べたものに限定されない。空気圧監視装置２１，２１ａを構成する空気圧検知装置の個数は４台以外であっても良く、空気圧監視装置２１ａにおいてはルーターを備えてツリー状等に無線通信ネットワークが構築されても良い。また、無線通信手段１６ａ〜１６ｄ、変換手段２２、携帯端末手段２３及び解析表示手段２４は、それぞれＷｉ−Ｆｉ無線方式、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線方式、Ｚｉｇｂｅｅ無線方式以外の無線方式が適宜選択され、互いに通信可能に組み合されても良い。
さらに、実施例２に係る空気圧監視装置２７においては、携帯端末手段２３及び変換手段２２のＵＳＢポートの設置数によっては、Ｍｉｃｒｏ−ＵＳＢ２８を２個備えることで、携帯端末手段２３に対する給電と通信を同時に行うことが可能である。また、携帯端末手段２３がワイヤレス充電されても良いし、ＵＳＢクレードルの利用も考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、船体及び岸壁の破損を防止する目的で設置される空気式防舷材の内部の空気圧や温度を、自動的に検知することが可能な空気圧検知装置およびそれを備えた空気圧監視装置として利用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１，１ａ〜１ｄ…空気圧検知装置  ２…ハウジング  ２ａ…蓋体  ２ｂ，２ｃ…端面  ３…インナーフランジ  ３ａ…開口部  ３ｂ，３ｃ…壁面  ３ｄ…つば部  ４…アウターフランジ  ５…連結部  ６…隙間  ７…外部  ８…筒状部  ８ａ…端面  ８ｂ，８ｃ…開放端  ９ａ〜９ｃ…シール材  １０ａ〜１０ｄ…留めボルト  １１…センサー収容部  １２…通気孔  １３…透過孔  １４…圧力センサー  １５…温度センサー  １４ａ，１５ａ…基部  １４ｂ，１５ｂ…検知部  １６，１６ａ〜１６ｄ…無線通信手段  １７ａ…無線通信機  １７ｂ…無指向性アンテナ  １８…ＧＰＳ受信機  １９…制御部  ２０…バッテリー  ２１，２１ａ…空気圧監視装置  ２２…変換手段  ２２ａ…アンテナ  ２３…携帯端末手段  ２４…解析表示手段  ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ…経路  ２７…空気圧監視装置  ２８…Ｍｉｃｒｏ−ＵＳＢ  ２９…Ｍｉｃｒｏ−ＵＳＢケーブル  ３０…ＡＣ／ＤＣコンバータ  ３１…切換スイッチ  ３２…防水性ケース  ５０…空気式防舷材  ５０ａ…袋体  ５０ｂ…内部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図９】
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