(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の軌跡上を運動するサイクルを繰り返す運動体に取り付けられ、前記運動体と一体に運動しつつ該運動体の状態に応じた信号を記録するための信号記録装置であって、
ケース本体と、該ケース本体に接合されて開口部を塞ぐカバーとを有し、前記ケース本体及びカバーをこれらの接合方向に貫通する複数のボルト孔が、前記運動体に固定的に取り付けるための取付部として設けられたケースと、
複数のボルト貫通孔を有し、入力した信号を記憶する記憶機能及び記憶した信号を外部装置に転送する信号転送機能を有する電子部品が実装され、前記ケース内に収容された回路基板と、
を備え、前記複数のボルト孔及び前記ボルト貫通孔にそれぞれ挿通される複数のボルトによって、前記ケースが前記運動体に固定的に取り付けられることで、前記ケース及び前記回路基板のうち前記ケースのみが前記運動体に対する取付強度を負担し、前記回路基板が前記運動体に対する取付強度を負担しないように前記運動体に取り付けられる信号記録装置。
【請求項２】
前記ケースと前記回路基板との間に緩衝材を設けた請求項１記載の信号記録装置。
【請求項３】
前記緩衝材を前記ケース内に充填した請求項２記載の信号記録装置。
【請求項４】
前記電子部品は、前記運動体の状態に応じたアナログ信号をディジタル信号に変換して記録するようになっており、かつアナログ信号処理部とディジタル信号処理部とが互いに別体である別ユニットとして構成されている請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の信号記録装置。
【請求項５】
前記回路基板とは別体とされ配線を介して前記電子部品に接続された電池部を備えた請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の信号記録装置。
【請求項６】
前記電池部を互いに別体とされた複数の電池ユニットにて構成した請求項５記載の信号記録装置。
【請求項７】
前記電子部品は、前記電池部によって充電されて該電子部品に電力を供給可能な補助電源を内蔵している請求項５または請求項６記載の信号記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号記録装置に係り、特に、所定の軌跡上を高速で運動するサイクルを繰り返す運動体に取り付けられた状態で該運動体に関する信号を記録する信号記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
外部からの電力供給を受けることなくアナログ量を計測・収集し、コンピュータを使用した多様なデータ解析を行なうための小型データ収集装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された小型データ収集装置は、アナログ／デジタル変換機能、データ記録部へデータを記録する機能、及びデータ記録部に記録されたデータを外部のパーソナルコンピュータに出力する機能を有するマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータ及びデータ記録部に電力を供給する電池とを含んで構成されたデータ収集装置本体を備えており、データ収集装置本体には複数のアナログセンサが接続されている。
【０００３】
このような構成の小型データ収集装置では、他からの電源供給を必要とせず、限られた狭い空間に設置可能な小型でありながら、複数の異なるアナログ量を計測・収集し、かつ汎用のパーソナルコンピュータを用いて複数の異なるアナログ量を多様に解析することができるとされている。そして、この小型データ収集装置は、例えば空気調和機の電子回路周辺に設置され、電子回路やその周辺の温度等のデータを計測・収集するようになっている。
【０００４】
一方、運動体に取り付けられるデータ記録装置として、オートバイ等の小型車両に適用される車載用走行データ収録システムが考えられている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。これらの車載用走行データ収録システムでは、車両の走行状態を計測する計測部と、計測装置から入力したデータを記録する記録装置等とがそれぞれ別筐体として構成されており、それぞれの筐体が車両の重量バランスを考慮して分散配置されている。また、特許文献３では、車両に搭載したバッテリを各筐体（ノード）の共通の電源として用いている（特許文献３の従来技術の記載から、特許文献２の構成についても同様である）。このような構成の車載用走行データ収録システムは、搭載された車両の運動に与える影響が軽減されるようになっている。
【特許文献１】特開平８−１５９８１７号公報
【特許文献２】特開平８−３３１１５７号公報
【特許文献３】特開平１０−３０３９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、例えば、ベルト式無段変速機のベルト、ブレーキロータ、エンジンのピストン、ワイパアーム等、車両に対し相対運動する運動体に取り付けられて該運動体に関するデータを収集することが望まれてきている。このような運動体は、略楕円軌道の運動、回転運動、往復直線運動、往復円弧軌道運動（揺動運動）等、所定軌跡上を高速度で運動するようになっており、運動に伴って生じる遠心力または加速度変動が大きい。このため、運動体に取り付けられる信号記録装置の小型軽量化、運動体への取付強度の確保が望まれる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載の小型データ収集装置は、高速運動を行なう運動体に取り付けられ該運動体と一体に運動しつつデータを計測・収集することについて、具体的には、運動体への取付強度、小型データ収集装置の質量や配置等が運動体の運動に与える影響について何ら考慮されていない。
【０００７】
また、特許文献２または特許文献３記載の車載用走行データ収録システムでは、各筐体が比較的大型であり、車両と比較して小型の運動体への適用が困難である。別の見方をすると、車載用走行データ収録システムは、運動体に直接的に取り付けられるのものではないため、車両側に取り付けたセンサを用いてホイール回転数、サスペンション変位、スロットル開度等の運動体と車両との相対的な関係や、エンジン冷却水の温度等の車両側固定点の状態等しか計測・記録することができなかった。すなわち、車載用走行データ収録システムが取り付けられる車両は、広義には運動体として把握することができるものの、狭義には測定対象である運動体には該当せず、運動体に対する固定側として把握されるのもである。また、この車載用走行データ収録システムにおいても、各筐体の車両への取付強度について何ら考慮されていない。
【０００８】
このように、従来は、例えばベルト式無段変速機のベルトを構成する要素ブロック（コマ）間に作用する力や特定の要素ブロックの温度、ブレーキロータに局部的に作用する力等、運動体に取り付けられて運動体と共に運動しつつ運動体自体の状態を直接的に計測するとの思想は存在せず、したがって、上記運動体自体の状態を直接的に計測・収録するのに適した信号記録装置は存在しなかった。
【０００９】
本発明は上記事実を考慮して、運動体に取り付けられて外部から電力の供給を受けることなく運動体の状態に応じた信号を記録し、かつ運動体の運動に与える影響を軽減することができる信号記録装置を得ることが第１の目的である。
【００１０】
また、本発明は、運動体に取り付けられて外部から電力の供給を受けることなく運動体の状態に応じた信号を記録し、かつ運動体への取付強度を確保することができる信号記録装置を得ることが第２の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１記載の信号記録装置では、所定の軌跡上を運動するサイクルを繰り返す運動体に取り付けられ、前記運動体と一体に運動しつつ該運動体の状態に応じた信号を記録するための信号記録装置であって、ケース本体と、該ケース本体に接合されて開口部を塞ぐカバーとを有し、前記ケース本体及びカバーをこれらの接合方向に貫通する複数のボルト孔が、前記運動体に固定的に取り付けるための取付部として設けられたケースと、入力した信号を記憶する記憶機能及び記憶した信号を外部装置に転送する信号転送機能を有する電子部品が実装され、前記複数のボルトが貫通される複数のボルト孔を有し、前記ケース内に収容された回路基板と、を備え、前記複数のボルト孔を貫通すると共に前記貫通孔を貫通する複数のボルトによって、前記ケースが前記運動体に固定的に取り付けられることで、前記ケース及び前記回路基板のうち前記ケースのみが前記運動体に対する取付強度を負担し、前記回路基板が前記運動体に対する取付強度を負担しないように前記運動体に取り付けられる。
【００１３】
ここで、信号記録装置は、回路部と電池部とを別体とすると、これらを一体化した構成と比較して、個々の構成要素（ユニット）が小型軽量化される。これにより、運動体への荷重集中が防止され、運動体の荷重（変動）負担が軽減される。また、それぞれ運動体に取り付けられる各部の慣性が小さくなるため、例えば運動体の運動が加速度の急変を伴うものであっても、回路部及び電池部にそれぞれ作用する衝撃力が緩和される。また、回路部と電池部とを、互いにバランスウェイト（カウンタウェイト）として機能するように配置すれば、バランスウェイトを別途設けることなく運動体のアンバランスに伴う振動発生を防止することができる。また、バランスウェイトを別途設ける構成と比較して、運動体に取り付ける質量が全体として低減され、運動体の荷重負担が軽減される。
【００１６】
請求項２記載の信号記録装置では、回路部が運動体に取り付けられた状態で、電源から供給される電力によって回路基板が作動し、回路基板に入力される運動体の状態に応じた信号を該回路基板が記録する。信号の記録後には、回路基板は、記録した信号を、外部装置、例えばパーソナルコンピュータ等のデータ解析装置に転送する。
【００１７】
ここで、回路基板を被覆する被覆部であるケースが運動体に固定的に取り付けられる取付部を有するため、回路基板（回路部）が運動体に対し十分な強度で取り付けられる。また、回路基板が運動体への取付強度を分担しないため、運動体の運動に基づく衝撃力が回路基板に直接的に伝達されることが防止され、信号記録装置全体として信頼性が向上する（強度が確保される）。さらに、被覆部が回路基板を密封する構成とすれば、例えば、回路基板に対する耐熱、耐油、防水等の保護機能を得ることができる。
【００１８】
このように、請求項１記載の信号記録装置では、運動体への取付強度を確保することができる。なお、回路基板を被覆する被覆部であるケースは、例えば回路基板を収容する樹脂製または金属製のケース、樹脂モールドによって形成される硬質または軟質の外皮等とすることができる。また、取付部は、例えば、ボルト孔やねじ孔等、十分な広さを有し配置が考慮された接合面（接着面や溶着部等）等とすることができる。さらに、電源は、例えば、回路基板と共に被覆部に被覆された電池や被覆部に取り付けられた電池ユニット等とすることができる。
【００１９】
上記運動体は、所定の軌跡上を運動するサイクル（周期は一定でなくても良い）を繰り返すものであれば良く、例えば、回転運動をするブレーキロータ等の回転体、往復直線運動をするエンジンのピストン等、揺動運動をするワイパアーム等、略楕円軌道の運動を行なうベルト式無段変速機のベルト等を挙げることができる。なお、ベルト式無段変速機のベルトは、変速比に応じて変化するプーリへの巻き掛け半径に応じて運動軌跡が変化するが、このような運動軌跡の変化範囲が定まっているものが本発明に含まれることは言うまでもない。
【００２０】
請求項２記載の発明に係る信号記録装置では、該ケースと前記回路基板との間に緩衝材を設けた。
【００２１】
請求項２記載の信号記録装置では、被覆部であるケースが回路基板を収容して回路部が構成されている。ここで、ケースと回路基板との間に緩衝材が設けられているため、運動体からケースを介して回路基板に伝達される衝撃力が緩衝材によって緩和される。このため、例えば運動体の運動に伴う加速度急変等による衝撃力に対し、回路基板を確実に保護することができ、信号記録装置全体としての信頼性が一層向上する。
【００２２】
請求項３記載の発明に係る信号記録装置は、請求項２記載の信号記録装置において、前記緩衝材を前記ケース内に充填した。
【００２３】
請求項３記載の信号記録装置では、緩衝材がケース内に充填されているため、換言すれば、回路基板がケース内で緩衝材にて覆われているため、回路基板はあらゆる方向の衝撃に対し保護される。また、回路基板に対する耐熱、耐油、防水等の保護機能が向上する。
【００２４】
請求項５記載の発明に係る信号記録装置は、前記電源は、前記回路部とは別体とされ配線を介して前記回路部に接続された電池部である。
【００２５】
請求項５記載の信号記録装置では、回路部と電池部とが別体とされているため、これらを一体化した構成と比較して、個々の構成要素（ユニット）が小型軽量化される。これにより、運動体への荷重集中が防止され、運動体の荷重（変動）負担が軽減される。また、それぞれ運動体に取り付けられる各部の慣性が小さくなるため、例えば運動体の運動が加速度の急変を伴うものであっても、回路部及び電池部にそれぞれ作用する衝撃力も緩和される。また、回路部と電池部とを、互いにバランスウェイト（カウンタウェイト）として機能するように配置すれば、バランスウェイトを別途設けることなく運動体のアンバランスに伴う振動発生を防止することができる。また、バランスウェイトを別途設ける構成と比較して、運動体に取り付ける質量が全体として低減され、運動体の荷重負担が軽減される。
【００２６】
なお、電池部は、例えば電池を電池被覆部にて被覆して構成することができ、この電池被覆部に上記回路基板を被覆する被覆部と同様の取付部を設けることが好ましい。
【００２７】
請求項６記載の発明に係る信号記録装置では、前記電池部を互いに別体とされた複数の電池ユニットにて構成した。
【００２８】
請求項６記載の信号記録装置では、回路部とは別体である電池部が複数の電池ユニットにて構成されているため、信号記録装置は互いに別体である計３つ以上のユニットに分割されて構成される。したがって、個々のユニットが一層小型軽量化されて運動体への荷重集中が効果的に防止され、運動体の荷重（変動）負担が軽減される。また、それぞれ小型軽量の電池を使用しても必要な電源容量を確保することが可能となる。すなわち、運動体への荷重集中を回避しつつ、電源を大容量化することが可能となる。
【００２９】
請求項６記載の信号記録装置において、前記複数の電池ユニットは、それぞれ前記回路部に配線を介して電力を供給する。
【００３０】
請求項６記載の信号記録装置では、運動体に分散して配置される複数の電池ユニットがそれぞれ独立して配線を介して回路部に電力を供給するため、仮に一部の電池ユニットからの電力供給が瞬間的に停止したり、供給電圧が低下したりしても、残余の電池ユニットからの供給電力によって回路部の動作が維持される。
【００３１】
請求項４記載の発明に係る信号記録装置では、前記回路部は、前記運動体の状態に応じたアナログ信号をディジタル信号に変換して記録するようになっており、かつアナログ信号処理部とディジタル信号処理部とが互いに別体である別ユニットとして構成されている。
【００３２】
請求項４記載の信号記録装置では、運動体の状態に応じたアナログ信号が入力され該アナログ信号をアナログ処理（信号変換や増幅等）するアナログ処理部と、アナログ処理部から入力されるアナログ信号をディジタル信号に変換してディジタル信号として記録するディジタル処理部とが別ユニットとされている。これにより、信号記録装置を構成する１ユニットがさらに小型軽量され、運動体への荷重集中が効果的に防止され、運動体の荷重（変動）負担が軽減される。また、例えばアナログ処理部（を構成するユニット）を適宜増減したり交換したりすることで、運動体のさまざまな状態（物理量）の測定、記録に容易に対応することが可能となる。特に、アナログ処理部を信号毎または信号群毎に複数のユニットに分割した構成とすれば、上記各効果が一層顕著になる。
【００３３】
請求項７記載の発明に係る信号記録装置は、前記電池部によって充電されて該回路部に電力を供給可能な補助電源を内蔵している。
【００３４】
請求項７記載の信号記録装置では、回路部に補助電源が内蔵されているため、電池部（電池ユニット）からの供給電圧が瞬間的に低下した場合に、この電圧降下を補助電源によって補うことができ、回路部の動作が維持される。補助電源としては、例えば小型の２次電池や電力供給用のコンデンサ等を用いることができる。
【発明の効果】
【００３６】
以上説明したように請求項１記載の発明に係る信号記録装置は、運動体に取り付けられて外部から電力の供給を受けることなく運動体の状態に応じた信号を記録し、かつ運動体への取付強度を確保することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明の第１の実施形態に係る信号記録装置としてのデータ収録装置１０について、図１乃至図５に基づいて説明する。
【００３８】
図１には、データ収録装置１０の概略全体構成がブロック図にて示されている。この図に示される如く、データ収録装置１０は、複数（本第１実施形態では２つ）のアナログ信号を収録対象とするものであり、入力したアナログ信号をディジタル信号に変換して記憶する回路部としての回路ユニット１２と、回路ユニット１２に電力を供給する電池部としての電池ユニット１４とを備えて構成されている。
【００３９】
回路ユニット１２は、それぞれ異なるアナログ信号を増幅するアンプ１６、１８と、アナログ信号をディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器という）２０と、後述する所定の処理を行なうＣＰＵ２２と、ディジタル信号を記憶するメモリ２４と、ＣＰＵ２２と外部装置としてのコンピュータ５５とを接続するためのインタフェース２６とを備えている。アンプ１６、１８には、後述する運動体５０の状態に応じた信号を出力するアナログセンサ（図示省略）が電気的に接続されるようになっている。
【００４０】
ＣＰＵ２２は、データ収録時には、Ａ／Ｄ変換器２０から供給されたディジタル信号を、収録対象のデータとしてメモリ２４に逐次格納するようになっている。さらに、ＣＰＵ２２は、必要に応じてメモリ２４からディジタル信号を読み出し、このディジタル信号をインタフェース２６に供給するようになっており、データ収録後には、インタフェース２６を介してコンピュータ５５に接続され、その処理結果を所定のフォーマットでコンピュータ５５に転送するようになっている。
【００４１】
以上により、回路ユニット１２は、アナログセンサから入力されたアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換機能（Ａ／Ｄ変換器２０）と、このディジタル信号を記憶する記憶機能（メモリ２４）と、記憶したディジタル信号をコンピュータ５５に転送する転送機能（ＣＰＵ２２）とを有する構成とされている。なお、ＣＰＵ２２は、回路ユニット１２に内蔵したインタフェース２６に代えて、外部のインタフェースを介してコンピュータ５５に接続されるようにしても良い。
【００４２】
また、ＣＰＵ２２は、データ収録前には、インタフェース２６を介してコンピュータ５５からの指令が入力されるようになっている。これにより、データ収録装置１０は、コンピュータ５５によって、データ収録のサンプリング速度（周期）やデータ収録時期等のデータ収録動作の設定を行なうことができる構成とされている。なお、ＣＰＵ２２は、例えば、内蔵タイマを有し設定された時間の経過後や設定された期間だけデータを収録したり、Ａ／Ｄ変換器２０を介してまたは直接的にトリガ信号が入力したときにデータの収録を開始したり、トリガ信号とタイマ計数値との組み合わせでデータ収録時期を決定したりする設定が可能とされる。
【００４３】
そして、回路ユニット１２は、電池ユニット１４から電力が供給されて動作するようになっている。電池ユニット１４は、回路ユニット１２とは別体とされており、配線２８を介して回路ユニット１２に電力を供給する構成である。これにより、データ収録装置１０は、回路ユニット１２と電池ユニット１４とを、運動体５０における異なる位置に互いに離間して取り付けることができる、すなわち分散して配置することが可能とされている。
【００４４】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示される如く、回路ユニット１２は、回路基板３０を備えており、この回路基板３０にアンプ１６、１８、Ａ／Ｄ変換器２０、ＣＰＵ２２、メモリ２４、インタフェース２６（を構成する電子部品）が実装されている。また、回路基板３０には、アナログ信号、電池ユニット１４からの電力が入力される入力端子３２と、コンピュータ５５との接続用のインタフェース端子３４とが設けられている。本第１実施形態では、回路基板３０は、板厚方向に離間した２枚の基板３０Ａの両端部を、入力端子３２、インタフェース端子３４が設けられた基板３０Ｂでそれぞれ連結して扁平箱状（立体的）に形成されている。
【００４５】
この回路基板３０は、被覆部としてのケース３６内に収容されている。ケース３６は、略矩形容器状に形成され回路基板３０を収容するケース本体３６Ａと、ケース本体３６Ａの開口端を閉塞するカバー部材３６Ｂとが接合されて構成されている。ケース本体３６Ａは、回路基板３０を収容した状態で、入力端子３２及びインタフェース端子３４をそれぞれケース外に突出させるようになっている。したがって、ケース本体３６Ａの周壁には、入力端子３２及びインタフェース端子３４を挿通する切欠き部（図示省略）等が形成されている。
【００４６】
ケース本体３６Ａの周壁と回路基板３０の基板３０Ｂとのクリアランスは小さく設定されており、ケース３６内で回路基板３０がガタつくことを防止する構成とされている。また、ケース３６は、ケース本体３６Ａの底板及びカバー部材３６Ｂと回路基板３０の基板３０Ａへの実装部品とのクリアランスも小さく設定され、回路基板３０がガタつくことを防止するようになっている。
【００４７】
また、回路基板３０を収容したケース３６内には、ゴム状の緩衝材３８が充填されている。すなわち、緩衝材３８は、ケース３６と回路基板３０との隙間に充填されて介在しており、回路基板３０は主に緩衝材３８を介して（ケースに対し非接触として、または接触面積を小さくして）ケース３６に支持されている。緩衝材３８は、ケース３６から回路基板３０に伝達される力を緩和するようになっている。また、緩衝材３８を充填することで、回路基板３０は、入力端子３２及びインタフェース端子３４を除いて、密封状態でケース３６内に収容されている。これにより、回路基板３０に対する防水性、耐油性が確保される構成である。
【００４８】
さらに、図３に詳細に示される如く、ケース３６（ケース本体３６Ａ及びカバー部材３６Ｂ）の４隅には、それぞれボス部４０が形成されており、各ボス部４０にはそれぞれボルト孔４２が貫通して設けられている。すなわち、ケース３６の４隅では、ボルト孔４２がケース３６を厚み方向に貫通している。一方、回路基板３０の４隅にもボルト貫通孔４４が設けられている。
【００４９】
そして、図２（Ｂ）に示される如く、ケース３６すなわち回路ユニット１２は、各ボルト孔４２、ボルト貫通孔４４に挿通されたボルト４６が運動体５０にねじ込まれると共に、各ボルト４６の頭部４６Ａがカバー部材３６Ｂ外面におけるボルト孔４２廻りの面（ボス部４０の裏側）に係合することで、運動体５０に固定的に取り付けられる構成とされている。したがって、回路ユニット１２では、ケース３６（ケース本体３６Ａの底板及び周壁と、カバー部材３６Ｂ）のみが運動体５０に対する取付強度を負担し、回路基板３０は運動体５０に対する取付強度を負担しないようになっている。また、回路基板３０は、各ボルト貫通孔４４をボルト４６が貫通することで、ケース３６に対し位置決めされるようになっている。
【００５０】
以上説明したケース３６は、ケース本体３６Ａ及びカバー部材３６Ｂがそれぞれ高強度の樹脂材（エンジニアリングプラスチック）にて構成されており、本第１の実施形態では、その具体的な材質をポリエーテルエーテルケトン（以下、ＰＥＥＫ材という）としている。これにより、ケース３６すなわち回路ユニット１２の軽量化、及び回路ユニット１２の運動体５０に対する絶縁性の確保が図られるようになっている。なお、本第１の実施形態では、ケース３６の単体質量は略１．５ｇ、回路ユニット１２の全体の質量が略４．５ｇとされている。また、ＰＥＥＫ材にて構成されたケース３６は、単体での使用可能温度が２５０℃とされている。
【００５１】
また、図示は省略するが、電池ユニット１４は、電池がケース３６と同様のケースに収容されて構成されており、電池及び電池と配線２８との接点に対する防水性、耐油性が確保される構成とされている。そして、本第１実施形態では、電池ユニット１４の質量が回路ユニット１２の質量と同等とされている。
【００５２】
以上説明したデータ収録装置１０は、回路ユニット１２と電池ユニット１４とがそれぞれ運動体５０に固定的に取り付けられた状態で、電池ユニット１４からの電力供給を受けて作動する回路ユニット１２が、運動体５０に取り付けられたアナログセンサが出力する該運動体５０の状態に応じたアナログ信号をディジタル信号として収録（記録）する。また、データ収録後には、コンピュータ５５に接続されて該コンピュータ５５に収録したデータを転送する。以下、具体例を説明する。
【００５３】
図４（Ａ）には、データ収録装置１０を、略楕円軌道を運動する運動体５０であるベルト部材５０Ａに取り付けた例を示す。ベルト部材５０Ａは、一対のプーリ５２Ａ、５２Ｂに巻き掛けられており、駆動プーリ５２Ａの回転を従動プーリ５２Ｂに伝達するようになっている。したがって、ベルト部材５０Ａは、一対のプーリ５２Ａ、５２Ｂに案内されつつ略楕円軌跡上を運動するサイクルを繰り返す運動体５０と把握することができる。これは、例えば、ベルト式無段変速機をモデル化したものであり、ベルト部材５０Ａは、多数の金属ブロックを環状の無端キャリアに隙間なく保持させて構成され変速比に応じて一対のプーリ５２Ａ、５２Ｂへの巻き掛け半径（略楕円状の運動軌跡）が所定範囲内で変更されるＶベルトに相当する。データ収録装置１０は、例えば、金属ブロック間に作用する力に対応して歪ゲージ等が発生するアナログ信号、特定の金属ブロックの温度に対応して熱電対等が発生するアナログ信号等を入力してデジタル信号として記憶する。
【００５４】
そして、データ収録装置１０は、回路ユニット１２と電池ユニット１４とがベルト部材５０Ａにおける互いに異なる位置にそれぞれ固定的に取り付けられている。具体的には、回路ユニット１２と電池ユニット１４とは、ベルト部材５０Ａの長手方向に沿う離間距離がベルト部材５０Ａの周長の略半分となるように配置されている。なお、図４（Ａ）では配線２８の図示は省略している。
【００５５】
図５（Ａ）には、データ収録装置１０を回転運動する運動体５０である円板５０Ｂに取り付けた例を示す。円板５０Ｂは、図示しない回転軸（軸受）に案内されつつ円運動するサイクルを繰り返す運動体５０として把握され、例えば、ブレーキロータや上記駆動プーリ５２Ａまたは従動プーリ５２Ｂ等に相当する。データ収録装置１０は、例えば、円板５０Ｂの特定部位に作用する力に対応して歪ゲージ等が発生するアナログ信号、特定部位の温度に対応して熱電対等が発生するアナログ信号等を入力してデジタル信号として記憶する。
【００５６】
そして、データ収録装置１０は、回路ユニット１２と電池ユニット１４とが円板５０Ｂにおける互いに異なる位置にそれぞれ固定的に取り付けられている。具体的には、回路ユニット１２と電池ユニット１４とは、円板５０Ｂの回転軸心に対し対称に配置され、これらがの質量が同等であることから、互いにバランスウェイトとして機能するようになっている。回路ユニット１２と電池ユニット１４とは、円板５０Ｂの回転に伴って互いに同軸となる円軌道を運動する。なお、図５（Ａ）では配線２８の図示は省略している。
【００５７】
ここで、データ収録装置１０では、回路ユニット１２と電池ユニット１４とが別体とされているため、これらを一体化した構成と比較して、個々のユニット１２、１４が小型軽量化されている。本第１の実施形態では、回路ユニット１２と電池ユニット１４とが同等の質量とされているため、１ユニットあたりの質量は回路ユニット１２と電池ユニット１４とが一体化された場合の略１／２とされている。これにより、運動体５０における特定の部位への荷重集中が防止され、運動体５０の荷重（変動）負担が軽減される。したがって、データ収録装置１０が運動体５０の運動に与える影響が軽減される。また、それぞれ運動体５０に取り付けられる各ユニット１２、１４の慣性が小さくなるため、例えば運動体５０の運動が加速度の急変を伴うものであっても、回路ユニット１２及び電池ユニット１４にそれぞれ作用する衝撃力も緩和される。
【００５８】
具体的には、上記ベルト部材５０Ａに適用した場合、図４（Ｂ）に示される回路ユニット１２と電池ユニット１４とが一体である構成のデータ収録装置１００では、ベルト部材５０Ａの特定の１箇所にデータ収録装置１００の荷重が集中し、運動に伴って変形するベルト部材５０Ａの運動の仕方に与える影響が大きい。これに対し、本第１の実施形態に係るデータ収録装置１０では、回路ユニット１２と電池ユニット１４とをベルト部材５０Ａの異なる位置に分散して配置することにより、ベルト部材５０Ａの１箇所に荷重集中することが防止され、ベルト部材５０Ａの運動に与える影響を小さくすることができる。また、ベルト部材５０Ａに取り付けられた回路ユニット１２及び電池ユニット１４は、それぞれ軽量化されているため、直線運動から円弧運動へと運動方向が変化するときの加速度変化に伴い作用する衝撃力が緩和される。
【００５９】
また、上記円板５０Ｂに適用した場合、図５（Ｂ）に示されるデータ収録装置１００では、円板５０Ｂの特定の１箇所にデータ収録装置１００の荷重が集中し、アンバランスによる大きな起振力に基づく振動発生要因となる。この対策として円板５０Ｂにバランスウェイトを取り付けると、円板５０Ｂに取り付ける部材の総質量が一層大きくなってしまう。これに対し、本第１の実施形態に係るデータ収録装置１０では、回路ユニット１２と電池ユニット１４とをベルト部材５０Ａの異なる位置に分散して配置することにより、ベルト部材５０Ａの１箇所に荷重集中することが防止され、起振力が小さくなる。しかも、図５（Ａ）に示す如く質量が互いに同等である回路ユニット１２と電池ユニット１４とを円板５０Ｂの回転軸心に対し対称に配置することによって、回路ユニット１２と電池ユニット１４とが互いにバランスウェイトとして機能するため、上記の如くバランスウェイトを別途設けることなく、円板５０Ｂの回転に伴う振動発生を防止することができる。さらに、バランスウェイトを別途設ける構成と比較して、円板５０Ｂに取り付ける質量が全体として低減され、円板５０Ｂの運動に与える影響が軽減される。なお、回路ユニット１２と電池ユニット１４との質量が異なっても、円板５０Ｂの径方向における取付位置を調整することで、回路ユニット１２と電池ユニット１４とを互いにバランスウェイトとして機能させることができる。
【００６０】
このように、本第１の実施形態に係るデータ収録装置１０では、運動体５０に取り付けられて外部から電力の供給を受けることなく運動体５０の状態に応じた信号を記録し、かつ運動体５０の運動に与える影響を軽減することができる。このため、データ収録装置１０は、より高速（データ収録装置１００で対応可能な速度に対し高速）で運動する運動体５０に適用することが可能となる。
【００６１】
また、データ収録装置１０では、回路基板３０を収容して回路ユニット１２を構成するケース３６に運動体５０への取付用のボルト孔４２が設けられているため、回路ユニット１２（回路基板３０）は、ボルト４６によって運動体５０に対し十分な強度で取り付けられる。これにより、回路ユニット１２は、運動体５０から脱落したり運動体５０に対しガタついたりすることがなく、回路基板３０を保護しつつ確実に運動体５０と一体的に運動してデータ収録を行なうことができる。
【００６２】
このように、本第１の実施形態に係るデータ収録装置１０では、運動体５０に取り付けられて外部から電力の供給を受けることなく運動体５０の状態に応じた信号を記録し、かつ運動体５０への取付強度を確保することができる。また、回路基板３０が運動体５０に対する取付強度を分担しないため、運動体５０の運動による力（加速度変化に基づく力であって、特に衝撃力）が回路基板３０に伝達されることが防止される。これにより、回路基板３０が衝撃力等に対し保護され、データ収録装置１０全体として信頼性（強度）が向上する。しかも、上記の通り回路ユニット１２が電池ユニット１４と別体とされて軽量化され、回路ユニット１２に作用する衝撃力自体も小さくなるため、データ収録装置１０全体としての信頼性が一層向上する。
【００６３】
特に、データ収録装置１０では、ケース３６と回路基板３０との間に緩衝材３８が設けられているため、運動体５０からケース３６を介して回路基板３０に伝達される衝撃力が緩衝材３８によって緩和される。このため、例えば運動体５０の運動に伴う加速度急変等による衝撃力から回路基板３０を保護することができる。しかも、緩衝材３８がケース３６内に充填されているため、換言すれば、回路基板３０がケース３６内で緩衝材３８にて覆われているため、回路基板３０はあらゆる方向の衝撃に対し保護される。
【００６４】
さらに、データ収録装置１０では、ケース３６が回路基板３０を被覆するため、回路基板３０の耐熱、耐油、防水性を確保することができる。特に、回路基板３０がケース３６内で緩衝材３８にて覆われていることにより、回路基板３０に対する耐熱、耐油、防水等の保護機能が向上する。そして、電池ユニット１４も電池がケースに収容されていることから、データ収録装置１０は、雨水に曝される屋外に配置された装置や潤滑油が飛散する装置等にも適用することができる。
【００６５】
また、ケース３６が樹脂材料（本第１の実施形態ではＰＥＥＫ材）にて構成されているため、回路基板３０の運動体５０に対する電気絶縁性が確保されると共に、ケース３６すなわち回路ユニット１２の軽量化が図られている。また電池ユニット１４についても同様に電気絶縁性の確保、軽量化が図られている。
【００６６】
（他の実施形態）
次に、本発明の他の実施形態について説明する。なお、上記第１の実施形態または前出の構成と基本的に同一の部品・部分については、第１の実施形態または前出の構成と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６７】
（第２の実施形態）
図６には、本発明の第２の実施形態に係るデータ収録装置６０の該略全体構成がブロック図にて示されている。この図に示される如く、データ収録装置６０は、電池ユニット１４に代えて、複数（本第２の実施形態では２つ）の電池ユニット６２Ａ、６２Ｂから成る電池部６２を備える点で、データ収録装置１０とは異なる。各電池ユニット６２Ａ、６２Ｂは、それぞれ配線６４を介して回路ユニット１２に接続されており、独立して回路ユニット１２に電力を供給する構成とされている。
【００６８】
このデータ収録装置６０では、電池部６２が複数の電池ユニット６２Ａ、６２Ｂにて構成されているため、例えば、電池ユニット１４と同等の電源容量を確保する場合には、個々の電池ユニット６２Ａ、６２Ｂを電池ユニット１４に対し小型軽量化することできる。この構成では、運動体５０への荷重集中を一層軽減することができる。
【００６９】
一方、個々の電池ユニット６２Ａ、６２Ｂが電池ユニット１４と同等の電源容量（質量）を有する構成では、１ユニットの質量を増大することなく電源を大容量化することができる。これにより、十分な電源容量が確保され、個々の電池ユニット６２Ａ、６２Ｂの質量増加を防止しつつ、例えばアナログデータを収録する際のサンプリング速度を高速化したり、収録データ数を多く（収録時間を長く）設定したりすることが可能となる。
【００７０】
また、所定の電源容量を確保しながら、個々の電池ユニット６２Ａ、６２Ｂの質量を、回路ユニット１２の質量に一致させたり、運動体５０への取付位置に応じて調整したりすることが容易となる。
【００７１】
さらに、各電池ユニット６２Ａ、６２Ｂがそれぞれ配線６４を介して回路ユニット１２に電力を供給するため、仮に１つの電池ユニット６２Ａからの電力供給が停止したり、供給電圧が低下したりした場合にも、回路ユニット１２は残余の電池ユニット６２Ｂから電力供給を受けてデータ収録動作を維持することができる。具体的には、図７に示される如く、ベルト部材５０Ａにデータ収録装置６０を適用した場合、１つの電池ユニット６２Ａの運動が直線運動から円弧運動に変化する際、すなわち運動方向の変化に伴い加速度（荷重）が発生または変化する際に、この電池ユニット６２Ａでは接点の瞬断や瞬間的な電圧低下を生じる場合があるが、このときに残余の電池ユニット６２Ｂを運動の変化が少ない位置に位置するように配置しておくことで、回路ユニット１２は、電池ユニット６２Ｂからの電力供給を受け、データ収録動作が停止することが防止される。
【００７２】
本第２の実施形態に係るデータ収録装置６０における他の作用効果は、上記第１の実施形態に係るデータ収録装置１０と同様である。
【００７３】
なお、本第２の実施形態では、複数の電池ユニット６２Ａ、６２Ｂがそれぞれ配線６４を介して回路ユニット１２に電力を供給する好ましい構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、複数の電池ユニット６２Ａ、６２Ｂ同士が配線を介して接続されるようにしても良い。また、電池部６２が３つ以上の電池ユニット似て構成されても良いことは言うまでもない。
【００７４】
（第３の実施形態）
図８には、第３の実施形態に係るデータ収録装置７０の該略全体構成がブロック図にて示されている。この図に示される如く、データ収録装置７０は、回路ユニット１２に代えて、複数のユニットに分割された回路部７１を備える点で、データ収録装置１０とは異なる。回路部７１は、ディジタル信号処理部としてのメイン回路ユニット７２とアナログ回路部７４とを備えており、アナログ回路部７４は、複数のアナログ回路ユニットから構成されている。本第３の実施形態では、アナログ回路部７４は、歪ゲージ回路ユニット７４Ａと、熱電対回路ユニット７４Ｂとで構成されている。アナログ回路部７４、または、歪ゲージ回路ユニット７４Ａ及び熱電対回路ユニット７４Ｂのそれぞれが、本発明におけるアナログ処理部に相当する。
【００７５】
メイン回路ユニット７２は、Ａ／Ｄ変換器２０と、ＣＰＵ２２と、メモリ２４と、インタフェース２６とを含んで構成されている。図示は省略するが、Ａ／Ｄ変換器２０、ＣＰＵ２２、メモリ２４、インタフェース２６は、回路基板に実装されており、この回路基板はケース３６と同様に構成されると共にケース３６よりも小型のケースに収容されてメイン回路ユニット７２を構成している。このケース内にはゴム状の緩衝材３８が充填されている。
【００７６】
歪ゲージ回路ユニット７４Ａは、運動体５０に取り付けられたアナログセンサである歪ゲージ７６に接続されたブリッジ回路７８と、ブリッジ回路７８にブリッジ電圧を印加するブリッジ電圧源８０と、ブリッジ回路７８の出力（電圧）信号を増幅するアンプ１６とを含んで構成されている。この歪ゲージ回路ユニット７４Ａは、運動体５０の運動に伴う歪ゲージ７６の抵抗変化に応じて変化するブリッジ回路７８の出力信号をアンプ１６にて増幅して、配線８２を介してアナログ信号としてメイン回路ユニット７２のＡ／Ｄ変換器２０に供給するようになっている。
【００７７】
熱電対回路ユニット７４Ｂは、運動体５０に取り付けられた熱電対８４に接続された冷接点補償回路８６と、冷接点補償回路８６からの出力（電圧）信号を増幅するアンプ１８とを含んで構成されている。この熱電対回路ユニット７４Ｂは、運動体５０の温度変化に応じて変化する冷接点補償回路８６からの出力信号をアンプ１８にて増幅して、配線８８を介してアナログ信号としてメイン回路ユニット７２のＡ／Ｄ変換器２０に供給するようになっている。
【００７８】
以上により、歪ゲージ回路ユニット７４Ａ及び熱電対回路ユニット７４Ｂは、それぞれアナログ信号をアナログ処理してＡ／Ｄ変換器２０に供給する構成とされており、アナログセンサの一部を含んで構成されていると把握することも可能である。また、歪ゲージ回路ユニット７４Ａは、ブリッジ回路７８、ブリッジ電圧源８０、アンプ１６を実装した回路基板が、ケース３６と同様に構成されると共にケース３６よりも小型のケースに収容されて構成されている。同様に、熱電対回路ユニット７４Ｂは、冷接点補償回路８６、アンプ１８を実装した回路基板が、ケース３６と同様に構成されると共にケース３６よりも小型のケースに収容されて構成されている。各ケース内にはゴム状の緩衝材３８が充填されている。さらに、配線８２、８８は、それぞれ着脱可能なコネクタ等を介してメイン回路ユニット７２のＡ／Ｄ変換器２０に対応した入力接点に接続されるようになっている。
【００７９】
以上説明したデータ収録装置７０では、歪ゲージ７６、熱電対８４（アナログセンサ）の信号をアナログ処理して電圧信号に変換するアナログ回路部７４を、メイン回路ユニット７２から分離しているため、メイン回路ユニット７２が回路ユニット１２に対し小型軽量化されている。また、アナログ回路部７４が歪ゲージ回路ユニット７４Ａ、熱電対回路ユニット７４Ｂにさらに分割されて構成されているため、各ユニットが小型軽量化され、運動体５０への荷重集中を効果的に防止して運動体５０の運動に与える影響を一層小さくすることができる。このため、データ収録装置７０は、一層高速で運動する運動体５０に適用することが可能となる。
【００８０】
また、アナログ回路部７４がそれぞれのアナログセンサに対応して（信号毎に）分割されているため、アナログ回路部７４の構成ユニットを増減したり交換したりすることを容易に行なうことができ、運動体５０のさまざまな状態（物理量）の測定、記録に容易に対応することが可能となる。
【００８１】
本第３の実施形態に係るデータ収録装置７０における他の作用効果は、上記第１の実施形態に係るデータ収録装置１０と同様である。
【００８２】
なお、本第３の実施形態では、メイン回路ユニット７２とアナログ回路部７４とを分離した好ましい構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、アナログ回路部７４の一部をメイン回路ユニット７２内に内蔵しても良い。また、アナログ回路部７４がそれぞれ１つのアナログ信号に対応するアナログ信号処理部に分割された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、アナログ回路部７４が複数のアナログ信号を処理する１ユニットとして構成されても良く、アナログ回路部７４が複数または単一のアナログ信号を処理する複数のユニットの組み合わせとして構成されても良い。また例えば、アナログ回路部７４が単一のアナログ信号を処理する単一のユニット（例えば、歪ゲージ回路ユニット７４Ａ）のみで構成されても良いことは言うまでもない。
【００８３】
（第４の実施形態）
図９には、第４の実施形態に係るデータ収録装置９０の該略全体構成がブロック図にて示されている。この図に示される如く、データ収録装置９０は、回路ユニット１２内に補助電源９２を内蔵している点で、データ収録装置１０とは異なる。補助電源９２は、例えば超小型の２次電池、または電力供給用のコンデンサ（高電コンデンサ）とされており、回路基板３０に実装されている（図示省略）。また、補助電源９２は、電池ユニット１４に配線２８を介して接続されている。
【００８４】
補助電源９２は、充電量が少なくなると電池ユニット１４によって充電され、所定の充電量を維持するようになっている。そして、補助電源９２は、電池ユニット１４からの供給電圧が瞬間的に低下したときにのみ放電して、ＣＰＵ２２等の回路ユニット１２全体に電力を供給する構成である。
【００８５】
このため、電池ユニット１４からの供給電圧が低下した場合に、この電圧降下分が補助電源９２によって補われ、回路ユニット１２はデータ収録動作を維持することができる。具体的には、例えばベルト部材５０Ａにデータ収録装置９０を適用した場合、電池ユニット１４の運動が直線運動から円弧運動に変化することに伴い加速度（荷重）が発生または変化する際に、この電池ユニット１４では瞬間的な電圧降下を生じる場合があるが、このときに回路ユニット１２は、補助電源９２からの補助的な電力供給を受け、データ収録動作が停止することが防止される。
【００８６】
本第４の実施形態に係るデータ収録装置９０における他の作用効果は、上記第１の実施形態に係るデータ収録装置１０と同様である。
【００８７】
なお、上記の各実施形態には、それぞれデータ収録装置１０、６０、７０、９０を示したが、本発明はこれに限定されず、各実施形態におけるデータ収録装置の特徴的な構成要素の一部または全部を適宜組合わせた構成とすることもできる。したがって、例えば、回路ユニット１２内にブリッジ回路７８、ブリッジ電圧源８０、及び冷接点補償回路８６の一部または全部を内蔵しても良く、メイン回路ユニット７２に補助電源９２を内蔵しても良く、メイン回路ユニット７２に電池部６２（複数の電池ユニット６２Ａ、６２Ｂ）を接続しても良い。
【００８８】
また、上記の各実施形態では、回路基板３０がボルト孔４２を有するケース３６に収容された好ましい構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、回路基板３０を樹脂モールドして取付部を有する被覆部を形成（回路ユニット１２を構成）しても良く、取付部としてボルト孔４２に代えて十分な面積を有する接着面等を有するケース３６に回路基板３０を収容して回路ユニット１２、回路部７１の構成ユニットを構成しても良い。
【００８９】
さらに、上記の各実施形態では、回路ユニット１２または回路部７１と、電池ユニット１４または電池部６２とが別体とされた好ましい構成としたが、本発明はこれに限定されず、取付部を有する被覆部にて回路基板を被覆する構成においては、電池ユニットが回路ユニットに一体化されても良い。したがって例えば、ケース３６内に電池を収容してデータ収録装置を構成しても良い。逆に、本発明は、回路ユニットと電池ユニットとを分離する構成においては、回路基板３０や電池がそれぞれ取付部を有するケース３６等の被覆部にて被覆される好ましい構成に限定されることはない。
【００９０】
さらにまた、上記の各実施形態では、ケース３６内にゴム状の緩衝材３８を充填した好ましい構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、回路基板３０とケース３６との間にスポンジ状の緩衝材を挿入するようにしても良い。この場合、回路基板３０をケース３６に対し非接触とする（回路基板が緩衝材のみを介してケースに支持される）構成を容易に実現することができる。
【００９１】
また、上記の各実施形態では、データ収録装置１０等が運動体５０であるベルト部材５０Ａまたは円板５０Ｂに適用された例を示したが、本発明はこれに限定されず、所定の軌道上を運動するサイクルを繰り返すあらゆる運動体５０に適用可能である。したがって例えば、往復直線運動を行なうピストンや揺動運動を行なうワイパアーム、その他クランク機構、リンク機構、カム機構等の構成要素にデータ収録装置１０等を適用することができる。
【００９２】
さらに、上記の各実施形態では、データ収録装置１０等が入力されたアナログ信号をディジタル信号に変換して収録する構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、アナログ信号に代えて、またはアナログ信号と共に、ＣＰＵ２２に直接入力されたディジタル信号、回路ユニット１２等に内蔵した光センサで検出された光信号を収録するものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るデータ収録装置の概略全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るデータ収録装置を構成する回路ユニットを示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は運動体への取付状態の断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るデータ収録装置を構成する回路ユニットの運動体への取付状態を拡大して示す断面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の第１の実施形態に係るデータ収録装置を略楕円軌道を運動する運動体に適用した例を示す模式図、（Ｂ）は回路ユニットと電池ユニットに分離されていないデータ収録装置を上記運動体に適用した比較例を示す模式図である。
【図５】（Ａ）は本発明の第１の実施形態に係るデータ収録装置を回転運動する運動体に適用した例を示す模式図、（Ｂ）は回路ユニットと電池ユニットに分離されていないデータ収録装置を上記運動体に適用した比較例を示す模式図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るデータ収録装置の概略全体構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るデータ収録装置を略楕円軌道を運動する運動体に適用した例を示す模式図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係るデータ収録装置の概略全体構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係るデータ収録装置の概略全体構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０    データ収録装置（信号記録装置）
１２    回路ユニット
１４    電池ユニット（電池部）
２８    配線
３６    ケース（被覆部）
３８    緩衝材
４２    ボルト孔（取付部）
５０    運動体
５５    コンピュータ（外部装置）
６０、７０、９０  データ収録装置（信号記録装置）
６２    電池部
６２Ａ、６２Ｂ  電池ユニット
７１    回路部
７２    メイン回路ユニット（ディジタル信号処理部）
７４    アナログ回路部（アナログ信号処理部）
７４Ａ  歪ゲージ回路ユニット（アナログ信号処理部）
７４Ｂ  熱電対回路ユニット（アナログ信号処理部）
９２    補助電源
【図１】
0004682531.tif 000002
【図２】
0004682531.tif 000003
【図３】
0004682531.tif 000004
【図４】
0004682531.tif 000005
【図５】
0004682531.tif 000006
【図６】
0004682531.tif 000007
【図７】
0004682531.tif 000008
【図８】
0004682531.tif 000009
【図９】
0004682531.tif 000010