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JP7336600B2 - Sensor communication device - Google Patents

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JP7336600B2
JP7336600B2 JP2022540067A JP2022540067A JP7336600B2 JP 7336600 B2 JP7336600 B2 JP 7336600B2 JP 2022540067 A JP2022540067 A JP 2022540067A JP 2022540067 A JP2022540067 A JP 2022540067A JP 7336600 B2 JP7336600 B2 JP 7336600B2
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Description

本開示は、センサ通信装置に関する。 The present disclosure relates to sensor communication devices.

近年、IoT(Internet of Things)を活用したソリューションのために、センサ機能および通信機能を備えたセンサ通信装置がありとあらゆる場所に配置されており、将来、トリリオン(1兆)個のセンサ通信装置が配置されると予測されている。そのため、センサ通信装置を配置する位置に制限があることが多く、センサ通信装置の小型化が求められている。特に、センサを動作させるための電池の大きさが、センサ通信装置の小型化および通信電波を遮断する障害の原因になることが知られている。 In recent years, sensor communication devices equipped with sensor and communication functions have been deployed everywhere for solutions that utilize the Internet of Things (IoT), and in the future, a trillion sensor communication devices will be deployed. expected to be Therefore, there are often restrictions on the position where the sensor communication device is arranged, and miniaturization of the sensor communication device is required. In particular, it is known that the size of the battery for operating the sensor causes the downsizing of the sensor communication device and the obstruction of communication radio waves.

特許文献1に開示される従来技術では、ボタン電池の周側面が通信用のアンテナのエレメントパターンの端部よりも所定の距離離れて、ボタン電池の陰極面が通信用アンテナのエレメントパターンが形成される平面と略同一平面に配置されている。 In the prior art disclosed in Patent Document 1, the element pattern of the communication antenna is formed on the cathode surface of the button battery, with the peripheral surface of the button battery separated from the end of the element pattern of the communication antenna by a predetermined distance. It is arranged substantially on the same plane as the plane on which the

日本国公開特許公報「特開2009-135651号公報」Japanese Patent Publication "JP 2009-135651"

特許文献1の技術のように、通信用アンテナのエレメントパターンが形成される平面とボタン電池の陰極面とを略同一に配置したとしても、センサを取り付ける面を省スペース化することができない。 Even if the plane on which the element pattern of the communication antenna is formed and the cathode surface of the button battery are arranged substantially on the same plane as in the technique of Patent Document 1, it is not possible to save space on the surface on which the sensor is mounted.

本開示は、上記の点に鑑みてなされたものであり、電波強度を十分確保しつつ、センサ通信装置を小型化することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above points, and aims to reduce the size of the sensor communication device while ensuring sufficient radio wave intensity.

本開示の一態様に係る通信機能を有するセンサ通信装置は、前記の課題を解決するために、第1基板と、前記第1基板の第1平面に対してコイン電池が平行にならないように、前記第1基板の前記第1平面に配置された電池ホルダとを備えた構成である。 In order to solve the above problems, a sensor communication device having a communication function according to an aspect of the present disclosure provides a first substrate and a coin battery so as not to be parallel to a first plane of the first substrate. and a battery holder disposed on the first plane of the first substrate.

本開示の一態様によれば、電波強度を十分確保しつつ、センサ通信装置を小型化することができる効果を奏する。 According to one aspect of the present disclosure, it is possible to reduce the size of the sensor communication device while ensuring sufficient radio wave intensity.

本開示の第1の実施の形態に係るセンサ通信装置の構成を示す図である。1 is a diagram showing a configuration of a sensor communication device according to a first embodiment of the present disclosure; FIG. 第1の実施の形態に係るセンサ通信装置を内装した角度計ユニットが、直径60mmの機械式圧力計にも適用可能であることを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing that the goniometer unit incorporating the sensor communication device according to the first embodiment can also be applied to a mechanical pressure gauge with a diameter of 60 mm; 第1の実施の形態に係るセンサ通信装置において樹脂が電波強度に及ぼす影響について実験した結果を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the results of an experiment on the effect of resin on radio wave intensity in the sensor communication device according to the first embodiment; 第1の実施の形態に係るセンサ通信装置を機械式圧力計に設置したときの断面を示す断面図である。It is a cross-sectional view showing a cross section when the sensor communication device according to the first embodiment is installed in a mechanical pressure gauge. 第1の実施の形態に係るセンサ通信装置において電池ホルダと第1基板との角度θが30°~90°の範囲内の値であれば良いことを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing that the angle θ between the battery holder and the first substrate in the sensor communication device according to the first embodiment should be within the range of 30° to 90°. 本開示の第2の実施の形態に係るセンサ通信装置を示す図である。FIG. 10 illustrates a sensor communication device according to a second embodiment of the present disclosure; FIG.

以下、図面を参照しつつ、本開示の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are given the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

<第1の実施の形態>
本開示の第1の実施の形態に係るセンサ通信装置1について、図1~図5を参照して説明する。図1は、本開示の第1の実施の形態に係るセンサ通信装置1の構成を示す図である。図1は、センサ通信装置1がどのような構成になっているか、また、どのような電子部品などがセンサ通信装置1に実装されているのかを分かりやすく説明するために、1010~1030のように複数の方向から眺めた様子を示している。図1の1010は、センサ通信装置1をその前面の斜め上から眺めた様子を示す。図1の1020は、センサ通信装置1をその前面の手前から眺めた様子を示す。図1の1030は、センサ通信装置1をその側面の手前から眺めた様子を示す。
<First embodiment>
A sensor communication device 1 according to a first embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a sensor communication device 1 according to the first embodiment of the present disclosure. FIG. 1 shows the structure of the sensor communication device 1 and the electronic components mounted on the sensor communication device 1, such as 1010 to 1030. shows views from multiple directions. Reference numeral 1010 in FIG. 1 shows the sensor communication device 1 viewed obliquely from above. Reference numeral 1020 in FIG. 1 shows the sensor communication device 1 viewed from the front. Reference numeral 1030 in FIG. 1 shows the sensor communication device 1 viewed from the front of the side surface.

本実施の形態に係るセンサ通信装置1は、センサ機能および通信機能を有する装置である。図1に示すように、センサ通信装置1は、主に、第1基板101、電池ホルダ102、第2基板103、コイン電池104、キャリブレーション用ボタン105、ファームウェア書込み用コネクタ106、発信機107、コネクタ110、およびセンサ111を備えている。電池ホルダ102およびキャリブレーション用ボタン105は、第1基板101の第1平面に実装されている。第2基板103は、第1基板101の第1平面の裏面に対向して配置されている。ファームウェア書込み用コネクタ106、発信機107、およびセンサ111は、第1基板101と第2基板103との間において、第2基板103の第2平面に実装されている。 A sensor communication device 1 according to the present embodiment is a device having a sensor function and a communication function. As shown in FIG. 1, the sensor communication device 1 mainly includes a first substrate 101, a battery holder 102, a second substrate 103, a coin battery 104, a calibration button 105, a firmware writing connector 106, a transmitter 107, A connector 110 and a sensor 111 are provided. Battery holder 102 and calibration button 105 are mounted on the first plane of first substrate 101 . The second substrate 103 is arranged to face the rear surface of the first plane of the first substrate 101 . Firmware write connector 106 , transmitter 107 , and sensor 111 are mounted on the second plane of second substrate 103 between first substrate 101 and second substrate 103 .

電池ホルダ102は、後述する図4に示すように、第1基板101に物理的に固定された土台部221と、土台部221に設けられ、かつコイン電池104が挿入可能であるソケット222とを有する。ソケット222は、コイン電池104の挿入口に相当し、かつ、電池ホルダ102に挿入されたコイン電池104が外れないようにコイン電池104をホールドする部分である。 As shown in FIG. 4, which will be described later, the battery holder 102 includes a base portion 221 physically fixed to the first substrate 101, and a socket 222 provided on the base portion 221 and into which the coin battery 104 can be inserted. have. The socket 222 corresponds to an insertion port for the coin battery 104 and is a portion that holds the coin battery 104 so that the coin battery 104 inserted in the battery holder 102 does not come off.

電池ホルダ102は、コイン電池104から電力を取り出すための少なくとも2つの端子151および152を備える。これらの端子は、第1基板101を挿通するスルーホール150を介して第1基板101の第1平面の裏面にまで延伸しており、かつ第1基板101の第1平面の裏面においてはんだ153を用いてはんだ付けされることによって互いに電気的に接続されている。例えば、端子151は、電池ホルダ102のプラス電極であり、端子152は、電池ホルダ102のマイナス電極である。 Battery holder 102 includes at least two terminals 151 and 152 for drawing power from coin battery 104 . These terminals extend to the rear surface of the first plane of the first substrate 101 via the through holes 150 that penetrate the first substrate 101, and solder 153 is applied to the rear surface of the first plane of the first substrate 101. are electrically connected to each other by being soldered using For example, terminal 151 is the positive electrode of battery holder 102 and terminal 152 is the negative electrode of battery holder 102 .

発信機107は、通信デバイス108および通信用アンテナ109を含む。コネクタ110は、第1基板101と第2基板103とを電気的に接続する。コネクタ110は、第1基板101と第2基板103とを支持するスペーサを兼ねている。 Transmitter 107 includes communication device 108 and communication antenna 109 . Connector 110 electrically connects first substrate 101 and second substrate 103 . The connector 110 also serves as a spacer that supports the first board 101 and the second board 103 .

第1基板101の直径および第2基板103の直径は、いずれも22mm~26mmの範囲内の値(推奨は25mm)に設計されている。電池ホルダ102は、第1基板101に対して垂直に設置されている。 Both the diameter of the first substrate 101 and the diameter of the second substrate 103 are designed to be values within the range of 22 mm to 26 mm (25 mm is recommended). Battery holder 102 is installed perpendicular to first substrate 101 .

本実施の形態に係るセンサ通信装置1は、コイン電池104から供給される電力を利用して、センサ111でセンシングした情報を、発信機107によって通信する。これにより、例えば、機械式圧力計の圧力値をセンサで読み取って、その情報を通信するシステムを構築することができる。 The sensor communication device 1 according to the present embodiment uses power supplied from the coin battery 104 to communicate information sensed by the sensor 111 through the transmitter 107 . Thereby, for example, a system can be constructed in which the pressure value of a mechanical pressure gauge is read by a sensor and the information is communicated.

本実施の形態に係るセンサ通信装置1において、電池ホルダ102は、第1基板101に対して非平行に設置される。より詳細には、電池ホルダ102は、第1基板101の第1平面に対してコイン電池104が非平行になるように、第1基板101の第1平面に配置される。図1では、電池ホルダ102は、第1基板101に対して略垂直に設置される。さらには、通信用アンテナ109は、電池ホルダ102にコイン電池104が搭載された状態の第1基板101の鉛直方向に対して、コイン電池104と重畳しないように配置される。これにより、発信機107の通信用アンテナ109が、金属製のコイン電池104から十分遠くに離れているため、センサ通信装置1の通信電波強度を劣化させることなく十分な電波強度を確保することができる。 In the sensor communication device 1 according to this embodiment, the battery holder 102 is installed non-parallel to the first substrate 101 . More specifically, the battery holder 102 is arranged on the first plane of the first substrate 101 such that the coin battery 104 is non-parallel to the first plane of the first substrate 101 . In FIG. 1 , the battery holder 102 is installed substantially perpendicular to the first substrate 101 . Furthermore, the communication antenna 109 is arranged so as not to overlap the coin battery 104 in the vertical direction of the first substrate 101 with the coin battery 104 mounted in the battery holder 102 . Accordingly, since the communication antenna 109 of the transmitter 107 is sufficiently far away from the metallic coin battery 104, sufficient radio wave intensity can be secured without degrading the communication radio wave intensity of the sensor communication device 1. can.

従来の一般的なセンサ通信装置では、センサ通信装置における縦方向の省スペース化を図るために、電池ホルダが第1基板に対して直上に平行に設置される。しかしながら、このような従来構成では、金属製のコイン電池と発信機のアンテナとの距離が短くなるため、電波強度が十分確保できないという課題が生じる。本実施の形態に係るセンサ通信装置1は、電池ホルダ102を第1基板101に対して非平行(典型的には垂直)に設置することで、この課題を解決したものである。すなわち、本実施の形態に係るセンサ通信装置1は、センサ通信装置1における横方向の省スペース化を図ることによって、センサ通信装置1を小型化することができる。 In a conventional general sensor communication device, a battery holder is installed directly above and in parallel with the first substrate in order to save space in the vertical direction of the sensor communication device. However, in such a conventional configuration, since the distance between the metal coin battery and the antenna of the transmitter is short, there arises a problem that sufficient radio wave intensity cannot be ensured. The sensor communication device 1 according to the present embodiment solves this problem by installing the battery holder 102 non-parallel (typically perpendicular) to the first substrate 101 . That is, the sensor communication device 1 according to the present embodiment can be downsized by reducing the lateral space of the sensor communication device 1 .

本実施の形態に係るセンサ通信装置1の発信機107による通信方式は、Bluetooth(登録商標)の通信方式を想定している。しかし、LTE-M、LoRa、Sigfox等の他の通信方式でも良く、Bluetoothに限定されるものではない。 The communication method by the transmitter 107 of the sensor communication device 1 according to the present embodiment is assumed to be the Bluetooth (registered trademark) communication method. However, other communication schemes such as LTE-M, LoRa, and Sigfox may be used, and are not limited to Bluetooth.

図2は、第1の実施の形態に係るセンサ通信装置1を内装した角度計ユニット204が、直径60mmの機械式圧力計にも適用可能であることを示す図である。本実施の形態に係るセンサ通信装置1では、第1基板101の直径および第2基板103の直径が、いずれも22mm~26mm(推奨は25mm)に設計されている。この有効性について、図2を参照して説明する。 FIG. 2 is a diagram showing that the goniometer unit 204 incorporating the sensor communication device 1 according to the first embodiment can also be applied to a mechanical pressure gauge with a diameter of 60 mm. In the sensor communication device 1 according to this embodiment, the diameter of the first substrate 101 and the diameter of the second substrate 103 are both designed to be 22 mm to 26 mm (25 mm is recommended). This effectiveness will be explained with reference to FIG.

図2の1110は、市販の角度計ユニット202が設置された、直径100mmの機械式圧力計201を示している。角度計ユニット202は、機械式圧力計201の圧力値を計測して通信する機能を有している。角度計ユニット202は、従来のセンサ通信装置と、これを湿気や粉塵などの外部環境から守るための筐体から構成されている。角度計ユニット202は、一般に市販されているものである。 1110 in FIG. 2 indicates a mechanical pressure gauge 201 with a diameter of 100 mm, in which a commercially available goniometer unit 202 is installed. The goniometer unit 202 has a function of measuring the pressure value of the mechanical pressure gauge 201 and communicating with it. The goniometer unit 202 is composed of a conventional sensor communication device and a housing for protecting it from the external environment such as moisture and dust. The goniometer unit 202 is generally commercially available.

図2の1120は、角度計ユニット202が設置された、直径60mmの機械式圧力計203を示している。図2の1130は、角度計ユニットなどが装着されていない機械式圧力計203を、比較のために示している。図2の1140は、本実施の形態に係るセンサ通信装置1が筐体内に収納されている本実施の形態に係る角度計ユニット204が装着された、直径60mmの機械式圧力計203を示している。本実施の形態に係る角度計ユニット204の直径は、30mmに設計されている。その内訳は、第1基板101の直径および第2基板103の直径がいずれも25mmであり、角度計ユニット204の筐体の片側の厚さが2mm(片側の公差0.5mm)である。 1120 in FIG. 2 indicates a mechanical pressure gauge 203 with a diameter of 60 mm, in which the goniometer unit 202 is installed. Reference numeral 1130 in FIG. 2 indicates the mechanical pressure gauge 203 to which the angle gauge unit and the like are not attached for comparison. Reference numeral 1140 in FIG. 2 denotes a mechanical pressure gauge 203 having a diameter of 60 mm and equipped with the goniometer unit 204 according to the present embodiment in which the sensor communication device 1 according to the present embodiment is housed in the housing. there is The diameter of goniometer unit 204 according to the present embodiment is designed to be 30 mm. Specifically, the diameter of the first substrate 101 and the diameter of the second substrate 103 are both 25 mm, and the thickness of one side of the housing of the goniometer unit 204 is 2 mm (tolerance on one side: 0.5 mm).

一般に、機械式圧力計の圧力値をセンサで計測し、かつその情報を通信する角度計ユニットは、電池切れまたは角度計ユニットの故障などが発生した場合も圧力値を把握できるようにするために、目視できることが強く望まれている。しかしながら、図2の1120のように、市販の角度計ユニット202の直径は46mmなので、直径60mmの機械式圧力計203の指針を目視では確認できない。したがって、市販の角度計ユニット202は、直径60mmの機械式圧力計203の指針の計測には使用できない。一方、図2の1140のように、本開示の角度計ユニット204は、その直径が30mmに設計されているため、直径60mmの機械式圧力計203の指針を目視で確認可能となる。 In general, an angle gauge unit that measures the pressure value of a mechanical pressure gauge with a sensor and communicates the information is designed to be able to grasp the pressure value even when the battery runs out or the angle gauge unit fails. , is strongly desired to be visible. However, like 1120 in FIG. 2, since the commercially available goniometer unit 202 has a diameter of 46 mm, the pointer of the mechanical pressure gauge 203 with a diameter of 60 mm cannot be visually confirmed. Therefore, the goniometer unit 202 available on the market cannot be used to measure the pointer of the mechanical pressure gauge 203 with a diameter of 60 mm. On the other hand, as indicated by 1140 in FIG. 2, the goniometer unit 204 of the present disclosure is designed to have a diameter of 30 mm, so the needle of the mechanical pressure gauge 203 with a diameter of 60 mm can be visually confirmed.

図3は、第1の実施の形態に係るセンサ通信装置1において樹脂(評価基板)が電波強度に及ぼす影響について実験した結果を示す図である。評価基板とは、第1基板101または第2基板103に利用され得る基板(樹脂)の候補のことである。本実施の形態に係るセンサ通信装置1では、第1基板101と第2基板103とが5mm以上の距離を持つように配置される。また、第1基板101と、第2基板103に実装されている発信機107との距離を、5mm以上設けている。これにより、樹脂(第1基板101および第2基板103)による電波強度の低下を防止できる。図3を参照して、この効果について説明する。 FIG. 3 is a diagram showing the results of an experiment on the effect of the resin (evaluation board) on the radio wave intensity in the sensor communication device 1 according to the first embodiment. An evaluation substrate is a substrate (resin) candidate that can be used as the first substrate 101 or the second substrate 103 . In the sensor communication device 1 according to this embodiment, the first substrate 101 and the second substrate 103 are arranged with a distance of 5 mm or more. Also, the distance between the first substrate 101 and the transmitter 107 mounted on the second substrate 103 is set to 5 mm or more. Thereby, it is possible to prevent the radio wave intensity from being lowered by the resin (the first substrate 101 and the second substrate 103). This effect will be described with reference to FIG.

図3の1210は、樹脂(評価基板)と、発信機107の通信用アンテナ109との距離を示す。図3の1220は、評価対象の樹脂、その比誘電率、およびその誘電正接の相互関係を一覧にまとめた表を示す。図3の1230は、実験の評価結果を示す。一般に、電波強度は、樹脂の比誘電率および誘電正接に依存することが知られている。そこで、比誘電率と誘電正接が異なる樹脂(3種類)を用いて、センサ通信装置1において樹脂が電波強度に及ぼす影響を実験した。 1210 in FIG. 3 indicates the distance between the resin (evaluation board) and the communication antenna 109 of the transmitter 107 . Reference numeral 1220 in FIG. 3 indicates a table listing the interrelationships among the resins to be evaluated, their dielectric constants, and their dielectric loss tangents. 1230 in FIG. 3 indicates the evaluation result of the experiment. It is generally known that the radio wave intensity depends on the dielectric constant and dielectric loss tangent of the resin. Therefore, by using resins (three types) having different dielectric constants and dielectric loss tangents, experiments were conducted on the effects of the resins on the radio wave intensity in the sensor communication device 1 .

図3に示すように、いずれの樹脂においても、樹脂と、発信機107の通信用アンテナ109との距離Aが5mm以下になると、電波強度は低下している。さらに、樹脂の比誘電率および誘電正接が大きい程、電波強度の低下量は大きい。これらの結果によれば、本実施の形態に係るセンサ通信装置1では、第1基板101と、第2基板103に実装されている発信機107との距離が5mm以上設けているため、通信電波強度の低下を防止する効果があることが分かる。なお、第1基板101および第2基板103に使われている一般的な基板の比誘電率は2.5である。この比誘電率は、今回の実験の樹脂の比誘電率が低いため、センサ通信装置1が電波強度の低下をより防止することができると言える。 As shown in FIG. 3, in any resin, when the distance A between the resin and the communication antenna 109 of the transmitter 107 is 5 mm or less, the radio wave intensity decreases. Furthermore, the larger the dielectric constant and dielectric loss tangent of the resin, the larger the reduction in radio wave intensity. According to these results, in the sensor communication device 1 according to the present embodiment, the distance between the first substrate 101 and the transmitter 107 mounted on the second substrate 103 is set to 5 mm or more. It can be seen that there is an effect of preventing a decrease in strength. A typical substrate used for the first substrate 101 and the second substrate 103 has a dielectric constant of 2.5. Since the relative dielectric constant of the resin used in this experiment is low, it can be said that the sensor communication device 1 can further prevent a decrease in radio wave intensity.

図4は、第1の実施の形態に係るセンサ通信装置1を機械式圧力計に設置したときの断面を示す断面図である。この図では、機械式圧力計の指針131に、永久磁石121が取り付けられている。この永久磁石の上部に、機械式圧力計の透明版130を介してセンサ111が配置されるように、本実施の形態に係るセンサ通信装置1を設置する。センサ111としては、例えば磁気センサを用いる。したがって、図4の例では、センサ通信装置1は、第2基板103の第2平面の裏面の略中央に磁気センサをさらに備える。 FIG. 4 is a sectional view showing a section when the sensor communication device 1 according to the first embodiment is installed in a mechanical pressure gauge. In this figure, a permanent magnet 121 is attached to a needle 131 of a mechanical pressure gauge. The sensor communication device 1 according to the present embodiment is installed such that the sensor 111 is arranged above the permanent magnet via the transparent plate 130 of the mechanical pressure gauge. As the sensor 111, for example, a magnetic sensor is used. Therefore, in the example of FIG. 4 , the sensor communication device 1 further includes a magnetic sensor approximately in the center of the back surface of the second plane of the second substrate 103 .

図4の構成では、永久磁石121のN極からS極に延びる磁力線の向きを磁気センサで計測することによって、指針131の角度(すなわち圧力値)を知ることができる。磁気センサと永久磁石121との距離が短いほど、計測制度は高まる。したがって、磁気センサと永久磁石121とを近づけるために、磁気センサ部分の透明版130の表面を削って薄くすればよい。あるいは、透明版130に貫通孔を開けたり、永久磁石121と指針131との間に樹脂等を挿入したりしてもよい。 In the configuration of FIG. 4, the angle (that is, the pressure value) of the indicator 131 can be known by measuring the direction of the magnetic force line extending from the N pole to the S pole of the permanent magnet 121 with the magnetic sensor. The shorter the distance between the magnetic sensor and the permanent magnet 121, the higher the accuracy of measurement. Therefore, in order to bring the magnetic sensor and the permanent magnet 121 close to each other, the surface of the transparent plate 130 in the magnetic sensor portion should be shaved and thinned. Alternatively, a through hole may be made in the transparent plate 130 or resin or the like may be inserted between the permanent magnet 121 and the pointer 131 .

図5は、第1の実施の形態に係るセンサ通信装置において、電池ホルダ102と第1基板101との角度θが30°~90°の範囲内の値であれば良いことを示す図である。電池ホルダ102と第1基板101との角度θは、30°~90°の範囲内の値であれば良い。図5において、電池ホルダ102は、電池ホルダ102にコイン電池104が搭載された状態で、通信用アンテナ109が配置されている方向と異なる方向にコイン電池104を傾倒させている。さらには、電池ホルダ102にコイン電池104が搭載された状態で、コイン電池104の正極端子面と平行な第1仮想直線と、第1基板101の第1平面に平行な第2仮想直線との角度が、30°以上かつ90°以下である。 FIG. 5 is a diagram showing that in the sensor communication device according to the first embodiment, the angle θ between the battery holder 102 and the first substrate 101 should be within the range of 30° to 90°. . The angle θ between the battery holder 102 and the first substrate 101 may be any value within the range of 30° to 90°. In FIG. 5, battery holder 102, with coin battery 104 mounted on battery holder 102, tilts coin battery 104 in a direction different from the direction in which communication antenna 109 is arranged. Furthermore, in a state where the coin battery 104 is mounted on the battery holder 102, a first imaginary straight line parallel to the positive electrode terminal surface of the coin battery 104 and a second imaginary straight line parallel to the first plane of the first substrate 101 The angle is 30° or more and 90° or less.

図5の例では、コイン電池104と電池ホルダ102として、最も一般的に使用されている型式:CR2032(パソニック製)の電池と型式:CH74-2032LF(タカチ電機工業製)のホルダとをそれぞれ用いている。電池ホルダ102にコイン電池104を挿入したときの電池ホルダ102の大きさは、縦27mmおよび厚さ6.3mmである。 In the example of FIG. 5, as the coin battery 104 and the battery holder 102, the most commonly used battery type: CR2032 (manufactured by Pasonic) and the type: CH74-2032LF (manufactured by Takachi Electric Industry Co., Ltd.) holder are used, respectively. ing. The size of the battery holder 102 when the coin battery 104 is inserted into the battery holder 102 is 27 mm long and 6.3 mm thick.

図2を参照して上述したように、直径60mmの機械式圧力計203の指針を目視で確認できるようにするために、本実施の形態に係るセンサ通信装置1が内装される筐体140の外形は、30mm以内に設計される。図5においては、筐体140の外形が30mmである。したがって、筐体140の肉厚が2mmであるとすると、筐体140の内径は26mmである。内径26mm内に電池ホルダ102およびコイン電池104を内装するためには、角度θを30°以上に設定する必要がある。 As described above with reference to FIG. 2, in order to visually confirm the pointer of the mechanical pressure gauge 203 having a diameter of 60 mm, the housing 140 in which the sensor communication device 1 according to the present embodiment is installed is The outline is designed within 30mm. In FIG. 5, the outer shape of housing 140 is 30 mm. Therefore, if the thickness of housing 140 is 2 mm, the inner diameter of housing 140 is 26 mm. In order to accommodate the battery holder 102 and the coin battery 104 within the inner diameter of 26 mm, the angle θ must be set to 30° or more.

上述したように、角度θは30°~90°の範囲内にあるため、筐体140(内径26mm)の中に電池ホルダ102およびコイン電池104を内装することができる。角度θが30°の場合、90°のときよりも筐体140の高さを低くできる。そのため、角度計ユニットを縦方向に省スペース化することができる。さらに、筐体140の材料費用を削減することもできる。一方、角度θが90°の場合、コイン電池104の脱着が容易にすることができる。さらに、振動に対するセンサ通信装置1の耐性を大きくすることもできる。 As described above, since the angle θ is within the range of 30° to 90°, the battery holder 102 and the coin battery 104 can be housed inside the housing 140 (with an inner diameter of 26 mm). When the angle θ is 30°, the height of the housing 140 can be made lower than when the angle θ is 90°. Therefore, the space of the goniometer unit can be saved in the vertical direction. Furthermore, the material cost of housing 140 can also be reduced. On the other hand, when the angle θ is 90°, the coin battery 104 can be easily attached and detached. Furthermore, the resistance of the sensor communication device 1 to vibration can be increased.

<第2の実施の形態>
本開示の第2の実施の形態に係るセンサ通信装置1Aについて、図6を参照して説明する。図6は、本開示の第2の実施の形態に係るセンサ通信装置1Aを示す図である。本実施の形態に係るセンサ通信装置1Aは、概ね、第1の実施の形態に係るセンサ通信装置1が備える各部材と同一の部材を備えている。しかし、本実施の形態に係るセンサ通信装置1Aは、第1基板101の代わりに第1基板301を備えている。
<Second Embodiment>
A sensor communication device 1A according to a second embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram showing a sensor communication device 1A according to the second embodiment of the present disclosure. A sensor communication device 1A according to the present embodiment includes generally the same members as those included in the sensor communication device 1 according to the first embodiment. However, the sensor communication device 1A according to this embodiment includes a first substrate 301 instead of the first substrate 101. FIG.

センサ通信装置1Aでは、ファームウェア書込み用コネクタ106、発信機107、およびセンサ111などの電子部品が、第1基板301に実装されている。このように、本実施の形態に係るセンサ通信装置1Aでは、第1実施の形態に係るセンサ通信装置1と異なり、一枚の第1基板301にセンサ111を含む複数の電池部品が実装されている。したがって、第1の実施の形態第1に係るセンサ通信装置1に比べて第1基板301の面積が大きくなるが、センサ通信装置1Aを縦方向に省スペース化することができる効果が得られる。 In the sensor communication device 1</b>A, electronic components such as the connector 106 for writing firmware, the transmitter 107 and the sensor 111 are mounted on the first substrate 301 . As described above, in the sensor communication device 1A according to the present embodiment, unlike the sensor communication device 1 according to the first embodiment, a plurality of battery components including the sensor 111 are mounted on the single first substrate 301. there is Therefore, although the area of the first substrate 301 is larger than that of the sensor communication device 1 according to the first embodiment, the sensor communication device 1A can be space-saving in the vertical direction.

本実施の形態に係るセンサ通信装置1Aにおいても、図5を参照して説明したように、電池ホルダ102と第1基板201との角度θを30°~90°の範囲内の値にしてもよい。 In the sensor communication device 1A according to the present embodiment as well, as described with reference to FIG. good.

<付記事項>
第1の実施の形態において説明したように、センサ通信装置1では、回路基板を第1基板101および第2基板103の2枚構成とすると共に、コイン電池104を第1基板201に対して30°~90°の範囲内の角度で傾けている。したがって、センサ通信装置1の通信電波強度を低下させることなく、センサ通信装置1を横方向に省スペース化することができる。これにより、センサ通信装置1は、従来では不可能であった、直径60mmの機械式圧力計203に角度計ユニットを設置することを実現できる。これと同様の効果は、第2の実施の形態に係るセンサ通信装置1によっても得られる。
<Additional notes>
As described in the first embodiment, in the sensor communication device 1 , the circuit board is composed of two sheets, the first board 101 and the second board 103 , and the coin battery 104 is arranged 30 times from the first board 201 . It is tilted at an angle within the range of ° to 90°. Therefore, the sensor communication device 1 can be laterally space-saving without lowering the communication radio wave intensity of the sensor communication device 1 . As a result, the sensor communication device 1 can realize installation of the goniometer unit in the mechanical pressure gauge 203 with a diameter of 60 mm, which has been impossible in the past. A similar effect can be obtained by the sensor communication device 1 according to the second embodiment.

本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。 The present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, new technical features can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.

(関連出願の相互参照)
本出願は、2020年7月27日に出願された日本国特許出願:特願2020-126765に対して優先権の利益を主張するものであり、それを参照することにより、その内容の全てが本書に含まれる。
(Cross reference to related applications)
This application claims the benefit of priority to Japanese Patent Application: Japanese Patent Application No. 2020-126765 filed on July 27, 2020, and by referring to it, all of its contents are Included in this document.

101:第1基板
102:電池ホルダ
103:第2基板
104:コイン電池
105:キャリブレーション用ボタン
106:ファームウェア書込み用コネクタ
107:発信機
108:通信デバイス
109:アンテナ
110:第1基板101と第2基板103を電気的に接続するコネクタ
111:センサ
121:永久磁石
130:透明板
131:指針
132:目盛板
133:ケース
140:筐体
150:スルーホール
151:端子
152:端子
153:はんだ
201:直径100mmの機械式圧力計
202:市販の角度計ユニット
203:直径60mmの機械式圧力計
204:本開示に係る角度計ユニット
221:土台部
222:ソケット
301:第2の実施の形態に係る第1基板
101: First substrate 102: Battery holder 103: Second substrate 104: Coin battery 105: Calibration button 106: Firmware writing connector 107: Transmitter 108: Communication device 109: Antenna 110: First substrate 101 and second substrate Connector for electrically connecting substrate 103 111: sensor 121: permanent magnet 130: transparent plate 131: pointer 132: scale plate 133: case 140: housing 150: through hole 151: terminal 152: terminal 153: solder 201: diameter 100 mm mechanical pressure gauge 202: commercially available angle gauge unit 203: 60 mm diameter mechanical pressure gauge 204: angle gauge unit according to the present disclosure 221: base 222: socket 301: first according to the second embodiment substrate

Claims (10)

第1基板と、
前記第1基板の第1平面に対してコイン電池が平行にならないように、前記第1基板の前記第1平面に配置された電池ホルダとを備えた、通信機能を有するセンサ通信装置。
a first substrate;
A sensor communication device having a communication function, comprising a battery holder arranged on the first plane of the first substrate so that the coin battery is not parallel to the first plane of the first substrate.
前記第1基板の前記第1平面の裏面に対向して配置された第2基板と、
前記第1基板と前記第2基板とを支持するスペーサと、
前記第1基板と前記第2基板との間で、前記第2基板の第2平面に搭載された発信機と、をさらに備える、請求項1に記載のセンサ通信装置。
a second substrate arranged to face the rear surface of the first plane of the first substrate;
a spacer that supports the first substrate and the second substrate;
2. The sensor communication device of claim 1, further comprising a transmitter mounted on the second plane of the second substrate between the first substrate and the second substrate.
前記第1基板と前記第2基板とが5mm以上の距離を持つように配置された、請求項2に記載のセンサ通信装置。 3. The sensor communication device according to claim 2, wherein the first substrate and the second substrate are arranged with a distance of 5 mm or more. 前記第1基板の前記第1平面に配置された発信機をさらに備えた、請求項1に記載のセンサ通信装置。 2. The sensor communication device of claim 1, further comprising a transmitter located on said first plane of said first substrate. 前記発信機は、通信用アンテナを含み、
前記通信用アンテナは、前記電池ホルダに前記コイン電池が搭載された状態の前記第1基板の鉛直方向に対して、前記コイン電池と重畳しないように配置される、請求項2~4のいずれか1項に記載のセンサ通信装置。
The transmitter includes a communication antenna,
5. The antenna for communication is arranged so as not to overlap with the coin battery with respect to the vertical direction of the first substrate with the coin battery mounted in the battery holder. 2. The sensor communication device according to item 1.
前記電池ホルダは、前記電池ホルダに前記コイン電池が搭載された状態で、前記通信用アンテナが配置されている方向と異なる方向に前記コイン電池を傾倒させている、請求項5に記載のセンサ通信装置。 The sensor communication according to claim 5, wherein the battery holder tilts the coin battery in a direction different from a direction in which the communication antenna is arranged in a state where the coin battery is mounted in the battery holder. Device. 前記電池ホルダに前記コイン電池が搭載された状態で、前記コイン電池の正極端子面と平行な第1仮想直線と、前記第1基板の第1平面に平行な第2仮想直線とのなす角が、30°以上かつ90°以下である、請求項1~6のいずれか1項に記載のセンサ通信装置。 With the coin battery mounted on the battery holder, the angle formed by a first virtual straight line parallel to the positive electrode terminal surface of the coin battery and a second virtual straight line parallel to the first plane of the first substrate is , greater than or equal to 30° and less than or equal to 90°. 前記電池ホルダは、
前記第1基板に物理的に固定された土台部と、
前記土台部に設けられ、かつ前記コイン電池が挿入可能であるソケットとを有する、請求項1~7のいずれか1項に記載のセンサ通信装置。
The battery holder is
a base portion physically fixed to the first substrate;
The sensor communication device according to any one of claims 1 to 7, further comprising a socket provided on said base portion and into which said coin battery can be inserted.
前記電池ホルダは、前記コイン電池から電力を取り出すための少なくとも2つの端子を備え、
前記2つの端子は、前記第1基板を挿通し、かつ前記第1平面の裏面において互いに電気的に接続されている、請求項1~8のいずれか1項に記載のセンサ通信装置。
the battery holder comprises at least two terminals for extracting power from the coin cell battery;
The sensor communication device according to any one of claims 1 to 8, wherein said two terminals pass through said first substrate and are electrically connected to each other on the rear surface of said first plane.
前記第2基板の前記第2平面の裏面の略中央に磁気センサをさらに備える、請求項2に記載のセンサ通信装置。 3. The sensor communication device according to claim 2, further comprising a magnetic sensor substantially in the center of the back surface of said second plane of said second substrate.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2024177940A (en) * 2023-06-12 2024-12-24 ホシデン株式会社 Sensor Device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007013247A (en) 2005-06-28 2007-01-18 Rion Co Ltd Ear hole type hearing aid with data communication function
JP2011108598A (en) 2009-11-20 2011-06-02 Mitsubishi Cable Ind Ltd Unit for portable device, and portable device using the same
WO2015171380A1 (en) 2014-05-07 2015-11-12 Technicolor Usa, Inc Antenna and wireless deadbolt sensor
JP2016530742A (en) 2013-05-23 2016-09-29 デュラセル、ユーエス、オペレーションズ、インコーポレーテッド Omnidirectional antenna for cylindrical body
JP2017063403A (en) 2015-07-21 2017-03-30 ジーエヌ リザウンド エー/エスGn Resound A/S Ear hearing aid having composite antenna
JP2018121205A (en) 2017-01-25 2018-08-02 Tdk株式会社 Communication device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7859469B1 (en) * 2007-08-10 2010-12-28 Plantronics, Inc. Combined battery holder and antenna apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007013247A (en) 2005-06-28 2007-01-18 Rion Co Ltd Ear hole type hearing aid with data communication function
JP2011108598A (en) 2009-11-20 2011-06-02 Mitsubishi Cable Ind Ltd Unit for portable device, and portable device using the same
JP2016530742A (en) 2013-05-23 2016-09-29 デュラセル、ユーエス、オペレーションズ、インコーポレーテッド Omnidirectional antenna for cylindrical body
WO2015171380A1 (en) 2014-05-07 2015-11-12 Technicolor Usa, Inc Antenna and wireless deadbolt sensor
JP2017063403A (en) 2015-07-21 2017-03-30 ジーエヌ リザウンド エー/エスGn Resound A/S Ear hearing aid having composite antenna
JP2018121205A (en) 2017-01-25 2018-08-02 Tdk株式会社 Communication device

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