(57)【要約】【課題】電池の回収作業、交換作業、また充電作業等を要さずに、位置検知器によって現在位置を長時間継続して検知することができ、また、センサ部によって外部環境の変化を長時間継続して検知することができる通信装置を提供する。【解決手段】本体１０は、自らの動作によって振動または揺動し、また、外部環境の変化によって振動または揺動するものであり、現在位置を検知する位置検知器１と、外部環境の変化を検知するセンサ部２と、センサ部２が検知した外部環境の変化に関する情報を外部に送信する制御部３と、本体１０が振動または揺動することによって振動または揺動し、当該振動または揺動を電気エネルギーに変換して、位置検知器１、センサ部２、または制御部３の動作に必要な電力を発電する発電部４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付対象物に取付けられて現在位置に関する情報または外部環境の変化に関する情報を外部に通信する通信装置であって、
前記取付対象物は、自らの動作によって振動または揺動し、また、外部環境の変化によって振動または揺動するものであり、
現在位置を検知する位置検知器と、
外部環境の変化を検知するセンサ部と、
前記位置検知器が検知した現在位置に関する情報、または、前記センサ部が検知した外部環境の変化に関する情報を外部に送信する制御部と、
前記取付対象物が振動または揺動することによって振動または揺動し、当該振動または揺動を電気エネルギーに変換して、前記位置検知器、前記センサ部、または前記制御部の動作に必要な電力を発電する発電部と、を備える通信装置。
【請求項２】
前記取付対象物が、ブイ、救命浮輪、または救命胴衣で構成され、
前記センサ部は、水位計、波高計、または振動計のうちいずれか一つまたは複数のもので構成される、
請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記取付対象物が、プラントの配管で構成され、
前記センサ部は、振動計で構成される、
請求項１に記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現在位置を検知し、また、外部環境の変化を検知して外部に通信する通信装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、本体に取付られて、現在位置を検知し、また、外部環境の変化を検知して外部に通信する通信装置に関する技術は種々知られている。
本体としては、例えば、海面に長時間浮かべられて、航路標識、係船標識、または海洋気象観測等として用いられるブイがある（特許文献１参照）。またこのようなブイには、現在位置を検知する位置検知器と、外部環境の変化を検知するセンサ部と、点灯装置と、通信装置と、センサ部等の各種の動作を行うための電力を供給する電池（一次電池や二次電池等）と、を備えるものがある。
前記センサの位置検知器は、現在位置を検知するものであり、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）やビーコン等で構成される。
前記ブイのセンサ部には、例えば、周囲の温度を検知する湿度計、水位を検知する水位計、波の高さを検知する波高計等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−６３９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記ブイでは、位置検知器やセンサ部等の各種の動作を長期間継続するに従って電力が消費されていき、電池電圧が動作電圧以下となると、適切な動作を行えなくなる。このようなとき、前記ブイでは、電池が一次電池である場合には電池の回収作業や交換作業を要し、また、電池が二次電池である場合には電池の充電作業等を要することとなる。
【０００５】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、電池の回収作業、交換作業、また充電作業等を要さずに、位置検知器によって現在位置を長時間継続して検知することができ、また、センサ部によって外部環境の変化を長時間継続して検知することができる通信装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
即ち、請求項１においては、取付対象物に取付けられて外部環境の変化に関する情報を外部に通信する通信装置であって、前記取付対象物は、自らの動作によって振動または揺動し、また、外部環境の変化によって振動または揺動するものであり、現在位置を検知する位置検知器と、外部環境の変化を検知するセンサ部と、前記位置検知器が検知した現在位置に関する情報、または、前記センサ部が検知した外部環境の変化に関する情報を外部に送信する制御部と、前記取付対象物が振動または揺動することによって振動または揺動し、当該振動または揺動を電気エネルギーに変換して、前記位置検知器、前記センサ部、または前記制御部の動作に必要な電力を発電する発電部と、を備えるものである。
【０００８】
請求項２においては、前記取付対象物が、ブイ、救命浮輪、または救命胴衣で構成され、
前記センサ部は、水位計、波高計、または振動計のうちいずれか一つまたは複数のもので構成されるものである。
【０００９】
請求項３においては、前記取付対象物が、プラントの配管で構成され、前記センサ部は、振動計で構成されるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、本発明によれば、電池の回収作業、交換作業、また充電作業等を要さずに、位置検知器１によって現在位置を長時間継続して検知することができ、また、センサ部によって外部環境の変化を長時間継続して検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る通信装置の全体的な構成を示したブロック図。
【図２】同じく通信装置の発電部を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の実施形態に係る通信装置１００について図１から図２を用いて説明する。
【００１３】
通信装置１００は、取付対象物（以下「本体１０」とする）に取付けられて、現在位置に関する情報または外部環境の変化に関する情報を外部に通信する。
図１に示すように、通信装置１００は、位置検知器１と、センサ部２と、制御部３と、発電部４と、ケース部５と、を備える。
【００１４】
本体１０は、自らの動作によって振動または揺動し、また、外部環境の変化によって振動または揺動する。本体１０は、例えば、ブイ、救命浮輪、救命胴衣、プラント等の配管、または、エンジンやモータ等のケースで構成される。
【００１５】
位置検知器１は、現在位置を検知するものであり、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）やビーコン等で構成される。位置検知器１は、ケース部５に収容される。
【００１６】
センサ部２は、外部環境の変化を検知する。センサ部２は、ケース部５に収容される。
センサ部２は、例えば、周囲の温度を検知する温度計、周囲の湿度を検知する湿度計、水位を検知する水位計、波の高さを検知する波高計、振動を検知する振動計、高度を検知する高度計、音センサ（マイク）、匂いセンサ、照度センサ、またはカメラ等で構成される。
【００１７】
例えば、本体１０が、ブイ、救命浮輪、または救命胴衣である場合には、センサ部２は、水位計、波高計、または振動計のうちいずれか一つまたは複数のもので構成される。またこの場合、センサ部２は、水位計等のうちいずれ一つまたは複数に加えて、温度計、湿度計、音センサ、匂いセンサ、照度センサ、またはカメラ等のうちいずれか一つまたは複数のもので構成することもできる。
また例えば、本体１０が、プラント等の配管、または、エンジンやモータ等のケース等である場合には、センサ部２は、振動計で構成される。またこの場合、センサ部２は、振動計に加えて、温度計、湿度計、水位計、波高計、高度計、音センサ、匂いセンサ、照度センサ、またはカメラ等のうちいずれか一つまたは複数のもので構成することもできる。
【００１８】
制御部３は、通信装置１００の各種の動作を制御する。制御部３は、位置検知器１が検知した現在位置に関する情報および／またはセンサ部２が検知した外部環境の変化に関する情報（送信情報）を、記憶装置に記憶しまた外部に無線で（インターネットや衛星通信によって）送信する。制御部３は、ケース部５に収容される。
送信情報は、位置検知器１が検知した現在位置に関する情報および／またはセンサ部２が検知した外部環境の変化に関する情報であって、温度、湿度、水位、波の高さ、振動（振幅、振動数等）、高度、音、匂い、照度、または画像のうち少なくともいずれか一つに関する情報と、その検知した時間に関する情報とからなる。
制御部３が送信情報を通信する外部には、例えば、遠隔地の通信基地局若しくは監視センター、または携帯情報端末等がある。
【００１９】
発電部４は、振動または揺動を電気エネルギーに変換可能に構成される慣性力発電装置または振動発電装置であって、通信装置１００（位置検知器１、センサ部２、または制御部３）の各種の動作、および本体１０の各種の動作に必要な電力（電源）を発電する。発電部４は、本体１０が振動または揺動することによって発電可能に構成される。発電部４は、ケース部５に収容される。発電部４は、本体１０に取付けまたは内臓されても本体１０の本来の機能や動作を損なわない（例えば、本体１０が救命浮輪である場合、発電部４の重さによって本体１０が沈まない）ような、比較的小型のもので構成される。
通信装置１００では、二次電池を備え、発電部４が発電した電力を二次電池に充電可能に構成することもできる。
【００２０】
発電部４は、例えば、永久磁石とコイルとを利用して発電する電磁誘導方式のもので構成される。
このように構成される発電部４について説明する。図２に示すように、発電部４は、固定部４１および可動部４２を備え、本体１０が振動または揺動して慣性力が作用したときに可動部４２が固定部４１に対して相対的に移動することにより発電する。発電部４の大きさは上下方向において８ｃｍ程度に構成される。発電部４の固定部４１は、コイル（不図示）と、コイルを収容するコイルケース４３と、を備え、ケース部５に固定される。発電部４の可動部４２は、樹脂フレーム４４と、磁石（不図示）と、ヨーク４５と、を備える。可動部４２の樹脂フレーム４４は、コイルケース４３に移動可能に貫装される。可動部４２の磁石は、樹脂フレーム４４に形成された収容孔４４ａ内に収容され、樹脂フレーム４４がコイルケース４３に貫装されたときにコイルに対向する。可動部４２のヨーク４５は、磁石に当接しつつ樹脂フレーム４４に固定される。
なお、発電部４の発電機構は上記のような構成に限らず、他の方式（例えば、圧電方式や静電誘導方式等）によって発電する構成のものとすることもできる。
【００２１】
以上のように、通信装置１００では、本体１０に取付けられ、本体１０は、自らの動作によって振動または揺動し、また、外部環境の変化によって振動または揺動するものであり、現在位置を検知する位置検知器１と、外部環境の変化を検知するセンサ部２と、位置検知器１が検知した位置に関する情報およびセンサ部２が検知した外部環境の変化に関する情報（送信情報）を外部に送信する制御部３と、振動または揺動を電気エネルギーに変換して位置検知器１、センサ部２、または制御部３の動作に必要な電力を発電する発電部４と、を備えることから、前記各種の動作を長期に継続して電力を消費しても、本体１０が振動等することによって発電部４が前記各種の動作に必要な電力を発電する。このため、通信装置１００によれば、電池の回収作業、交換作業、また充電作業等を要さずに、位置検知器１によって現在位置を長時間継続して検知することができ、また、センサ部２によって外部環境の変化を長時間継続して検知することができる。
【００２２】
また、以上のように、発電部４が本体１０の本来の機能や動作を損なわない比較的小型のもので構成されることから、全体の構成が大型化することなく、また、本体１０の本来の機能や動作を損なうことなく、電池の回収作業等を要さずに、位置検知器１によって現在位置を検知することができ、または、センサ部２によって外部環境の変化を長時間継続して検知することができる通信装置１００を実現することができる。
【００２３】
ここで、本体１０として構成されるブイは、海面に長時間浮かべられて種々の用途に用いられる。ブイには、例えば、航路標識、係船標識、または海洋気象観測等種々の用途に用いられるものがある。このようなブイは、点灯装置や無線装置等を備える。本体１０がこのようなブイで構成される場合には、通信装置１００は本体１０（ブイ）の上部や内部に配置され、通信装置１００の発電部４が発電する電力によって本体１０（ブイ）の点灯装置等が動作する。
【００２４】
また、本体１０として構成される救命胴衣は、水上や水中の使用者が浮力を得るための気体が入った胴衣である。救命胴衣は、小型船舶上等で作業する者に予め着用され、また、船舶等に予め備えられ使用時に設置場所から取外されて使用される。本体１０（救命胴衣）が点灯装置や無線装置等を備える場合には、通信装置１００は本体１０（救命胴衣）の外面に配置され、通信装置１００の発電部４が発電する電力によって本体１０（救命胴衣）の点灯装置等が動作する。
【００２５】
また、本体１０として構成される救命浮輪は、気体が入った浮袋であり、救命のために用いられる。救命浮輪は、船舶等に予め備えられ、使用時に設置場所から取外されて使用される。本体１０（救命浮輪）が点灯装置や無線装置等を備える場合には、通信装置１００は本体１０（救命浮輪）の外面に配置され、通信装置１００の発電部４が発電する電力によって本体１０（救命浮輪）の点灯装置等が動作する。
【００２６】
また、本体１０として構成されるプラント等の配管、または、エンジン等のケース等が、点灯装置、無線装置等、または音声を発するスピーカー装置等を備える場合には、通信装置１００は本体１０の外面や内部等に配置され、通信装置１００の発電部４が発電する電力によって本体１０の点灯装置等が動作する。
【００２７】
位置検出器１、センサ部２、または制御部３は、本体１０の動作が開始されたとき（例えば、本体１０の作動スイッチがＯＮされたとき、本体１０が救命浮輪である場合には設置場所から取外されたとき、または本体１０が救命胴衣である場合には使用者に装着されたとき）、動作を開始する。
このように、本体１０の動作が開始されたときに、位置検出器１、センサ部２、または制御部３が動作を開始することから、必要なときにのみ位置検出器１等が動作を開始する構成として、位置検出器１等の各種の動作による消費電力を抑制することができる。
【００２８】
現在位置を常時検知すること、または、外部環境の変化を常時検知することを要さない場合には、所定条件（検知条件）を満たしたときに、位置検出器１が現在位置を検知し、または、センサ部２が外部環境の変化を検知する構成とすることもできる。
位置検出器１が現在位置を検知し、または、センサ部２が外部環境の変化を検知する所定条件としては、例えば、所定時間経過毎（例えば、数分毎、または数時間毎）とされる。このように構成されるとき、例えば、本体１０が、ブイ、救命浮輪、または救命胴衣である場合には、１分毎に、位置検出器１が現在位置を検知し、または、センサ部２が外部環境の変化を検知する。
センサ部２が外部環境の変化を検知する所定条件については、作業者によって設定可能とすることもできる。
このように、所定条件を満たしたときに、位置検出器１が現在位置を検知し、または、センサ部２が外部環境の変化を検知することから、位置検出器１が現在位置を検知する動作またはセンサ部２の外部環境の変化を検知する動作による消費電力を抑制することができる。
【００２９】
位置検出器１が検知した現在位置、または、センサ部２が検知した外部環境の変化を外部の者が常時知ることを要さない（知らせることを要さない）場合には、所定条件（送信条件）を満たしたときに、制御部３が送信情報を外部に送信する構成とすることもできる。
制御部３が送信情報を外部に送信する所定条件としては、例えば、所定時間経過毎（例えば、数分毎、または数時間毎）とされる。このように構成されるとき、例えば、本体１０がブイである場合には、１０分毎に制御部３が送信情報を外部に送信する。
また、制御部３が送信情報を外部に送信する所定条件としは、例えば、位置検出器１が検知した現在位置が所定の場所から外れているとき、また、センサ部２が検知した外部環境の変化に関する値が所定の閾値よりも高いまたは低いとき、とされる。このように構成されるとき、例えば、本体１０がブイである場合には、ブイが所定の配置場所よりも遠くに流されているときに、制御部３は送信情報を外部に送信する。また例えば、本体１０が救命浮輪または救命胴衣である場合には、使用されて設置場所から離れた位置にある状態となったときに、制御部３は送信情報を外部に送信する。また例えば、本体１０がプラント等の配管である場合には、センサ部２（振動計）が検知した値がプラント等の配管が異常に振動している状態を示すときに、制御部３は送信情報を外部に送信する。また例えば、本体１０がエンジンやモータ等のケースで構成される場合には、センサ部２（温度計）が検知した値がエンジンやモータ等のケースが異常な温度である状態を示すときに、制御部３は送信情報を外部に送信する。
制御部３は送信情報を外部に送信する所定条件については、作業者によって設定可能とすることもできる。
このように、所定条件を満たしたときに制御部３が送信情報を外部に送信することから、制御部３の送信情報を外部に送信する動作による消費電力を抑制することができる。
【００３０】
位置検出器１が検知した現在位置が複数回連続して所定の場所から外れている場合、または、センサ部２が検知した外部環境の変化に関する値が複数回連続して所定の閾値よりも高いまたは低い場合に、制御部３は送信情報を外部に送信する構成とすることもできる。
このように構成することによって、誤動作または誤検知によって、位置検出器１が検知した現在位置が所定の場所から外れている場合、または、センサ部２が検知した外部環境の変化に関する値が所定の閾値よりも高いまたは低くなった場合に、送信情報が送信されることを防止することができる。
【００３１】
発電部４は、所定条件（発電条件）を満たしたとき（発電を要するときに）に、発電動作を行う構成とすることもできる。所定の条件としては、例えば、本体１０または通信装置１００の各種の動作（位置検出器１、センサ部２、または制御部３の動作）が行われていること、または、電池電圧が所定の値以下であること等がある。
このように、所定条件を満たしたとき（必要なとき）に発電部４が発電動作を行うように構成することによって、使用による劣化を抑制して、さらに長期にわたって通信装置１００を継続して使用することができる。
【００３２】
送信情報は、位置検出器１が検知した現在位置に関する情報またはセンサ部２が検知した外部環境の変化に関する情報の他に、通信装置１００の各種の状態に関する情報を含めることもできる。通信装置１００の状態に関する情報には、例えば、位置検出器１、センサ部２、または発電部４等が正常動作または異常動作をしていることに関する情報がある。また例えば、通信装置１００の状態に関する情報には、通信装置１００が動作するための電池残量に関する情報等がある。位置検出器１の異常動作には、例えば、位置検出器１による現在位置を検知する動作が正常に行われていないことがある。センサ部２の異常動作には、例えば、センサ部２による外部環境を検知する動作が正常に行われていないことがある。または、発電部４の異常動作には、例えば、発電部４による発電動作が行われていないこと、また、発電部４による発電量が所定値よりも低いまたは高いこと等がある。
このように構成することによって、定期点検の他に通信装置１００の修理点検等を要することを外部に知らせることができる。
【００３３】
なお、通信装置１００では、位置検出器１、センサ部２、発電部４、および／または制御部３を一体的に構成するもの（例えば、ビーコン付き振動発電体）を用いることもできる。
また、通信装置１００では、位置検出器１、センサ部２、発電部４、または制御部３のうち少なくともいずれか一つがケース部５に収納されず、本体１０に設けられる構成とすることもできる。
また、通信装置１００では、ケース部５を備えず、位置検出器１、センサ部２、発電部４、およびは制御部３が本体１０設けられる構成とすることもできる。
また、通信装置１００では、外部から無線を介して通信装置１００の各種の動作（位置検出器１、センサ部２、制御部３、または発電部４の各種の動作）を設定可能に構成することもできる。
【符号の説明】
【００３４】
１      位置検出器
２      センサ部
３      制御部
４      発電部
５      ケース部
１０    本体
１００  通信装置
【図１】
2019215239.tif 000003
【図２】
2019215239.tif 000004