特開2021-90125(P2021-90125A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2021-90125(P2021-90125A)
(43)【公開日】2021年6月10日
(54)【発明の名称】無線センサ
(51)【国際特許分類】
   H01Q 1/08 20060101AFI20210514BHJP
   G08C 17/00 20060101ALI20210514BHJP
   G08C 17/02 20060101ALI20210514BHJP
   H01Q 1/36 20060101ALI20210514BHJP
   H01Q 1/24 20060101ALI20210514BHJP
【FI】
   H01Q1/08
   G08C17/00 Z
   G08C17/02
   H01Q1/36
   H01Q1/24 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
【全頁数】13
(21)【出願番号】特願2019-218924(P2019-218924)
(22)【出願日】2019年12月3日
(71)【出願人】
【識別番号】000006666
【氏名又は名称】アズビル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】田辺 樹
【テーマコード(参考)】
2F073
5J046
5J047
【Fターム(参考)】
2F073AA01
2F073AA02
2F073AA03
2F073AA04
2F073AB06
2F073AB11
2F073BB01
2F073BC02
2F073CC02
2F073CC03
2F073CD04
2F073CD11
2F073DD01
2F073DD06
2F073DE02
2F073EE12
2F073FF01
2F073FG01
2F073FG02
2F073GG01
2F073GG04
5J046AA12
5J046AA17
5J046AB06
5J046AB12
5J046DA03
5J046PA01
5J046PA09
5J046PA10
5J047AA12
5J047AA17
5J047AB06
5J047AB12
5J047FD00
(57)【要約】
【課題】圧力を受けることができる無線センサを提供する。
【解決手段】
らせん状で可撓性を有し伸縮可能なアンテナ1と、アンテナ1と電気的に接続され、測定対象を測定する測定部2と、を備える無線センサ10。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
らせん状で可撓性を有し伸縮可能なアンテナと、
前記アンテナと電気的に接続され、測定対象を測定する測定部と、
を備える無線センサ。
【請求項2】
前記アンテナの径が、前記アンテナを収縮させた際に、隣接する径の大きい部分の内部に、径の小さい部分が収容されるように構成されている、請求項1に記載の無線センサ。
【請求項3】
前記アンテナと前記測定部を接続する電線と、
前記電線を内包する容器キャップと、
をさらに備える、請求項1又は2に記載の無線センサ。
【請求項4】
前記アンテナの最大直径が、前記容器キャップが挿入される容器を搬送する搬送路の幅以下になるよう構成されている、請求項3に記載の無線センサ。
【請求項5】
前記アンテナが、電磁波を介して電力を受けるよう構成されている、請求項1に記載の無線センサ。
【請求項6】
前記アンテナが、前記測定部が測定した前記測定対象の情報の電波を発する、請求項1に記載の無線センサ。
【請求項7】
前記測定対象が温度である、請求項1に記載の無線センサ。
【請求項8】
らせん状で可撓性を有し伸縮可能なアンテナと、前記アンテナと電気的に接続され、測定対象を測定する測定部と、前記アンテナと前記測定部を接続する電線と、前記電線を内包する容器キャップと、を備える無線センサを用意することと、
液体を入れた容器を用意することと、
前記アンテナが前記容器の外側になるよう、前記無線センサの前記測定部を前記容器内に入れ、前記容器を前記容器キャップで半打栓することと、
前記容器内の液体を処理しながら、前記容器内の測定対象を前記測定部で測定することと、
前記アンテナの上から前記アンテナ及び前記容器キャップを押下し、前記アンテナを収縮させながら前記容器キャップを前記容器に押し込み、前記容器を打栓することと、
を含む、
液体の処理方法。
【請求項9】
前記アンテナの径が、前記アンテナを収縮させた際に、隣接する径の大きい部分の内部に、径の小さい部分が収容されるように構成されている、請求項8に記載の液体の処理方法。
【請求項10】
前記処理が凍結乾燥である、請求項8又は9に記載の液体の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は無線センサに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、センサは、有線により給電され、有線によりデータの送受信をしていた。しかし、近年、無線によりデータの送受信をする無線センサが広まっている(例えば、特許文献1、2参照。)。無線センサには、配線作業が不要であること、物理的に配線が難しい場所に配置が可能であること、また配線と物体との接触等により生じ得る配線不良が生じない等の利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第2016/123062号
【特許文献2】国際公開第2018/179327号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明者は、圧力に対して柔軟な無線センサが有用であることを見出した。そこで、本発明は、圧力を受けることができる無線センサを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の態様によれば、らせん状で可撓性を有し伸縮可能なアンテナと、アンテナと電気的に接続され、測定対象を測定する測定部と、を備える無線センサが提供される。
【0006】
上記の無線センサにおいて、アンテナの径が、アンテナを収縮させた際に、隣接する径の大きい部分の内部に、径の小さい部分が収容されるように構成されていてもよい。
【0007】
上記の無線センサにおいて、アンテナと測定部を接続する電線と、電線を内包する容器キャップと、をさらに備えていてもよい。
【0008】
上記の無線センサにおいて、アンテナの最大直径が、容器キャップが挿入される容器を搬送する搬送路の幅以下になるよう構成されていてもよい。
【0009】
上記の無線センサにおいて、アンテナが、電磁波を介して電力を受けるよう構成されていてもよい。
【0010】
上記の無線センサにおいて、アンテナが、測定部が測定した測定対象の情報の電波を発っしてもよい。
【0011】
上記の無線センサにおいて、測定対象が温度であってもよい。
【0012】
また、本発明の態様によれば、らせん状で可撓性を有し伸縮可能なアンテナと、アンテナと電気的に接続され、測定対象を測定する測定部と、アンテナと測定部を接続する電線と、電線を内包する容器キャップと、を備える無線センサを用意することと、アンテナが容器の外側になるよう、無線センサの測定部を容器内に入れ、容器を容器キャップで半打栓することと、容器内の測定対象を測定部で測定することと、アンテナの上からアンテナ及び容器キャップを押下し、アンテナを収縮させながら容器キャップを容器に押し込み、容器を打栓することと、を含む、容器内の測定対象の測定方法が提供される。
【0013】
上記の容器内の測定対象の測定方法において、アンテナの径が、アンテナを収縮させた際に、隣接する径の大きい部分の内部に、径の小さい部分が収容されるように構成されていてもよい。
【0014】
上記の容器内の測定対象の測定方法において、アンテナの最大直径が、容器キャップが挿入される容器を搬送する搬送路の幅以下になるよう構成されていてもよい。
【0015】
上記の容器内の測定対象の測定方法において、アンテナが電磁波を介して電力を受けることをさらに含んでいてもよい。
【0016】
上記の容器内の測定対象の測定方法において、アンテナが、測定部が測定した測定対象の情報の電波を発することをさらに含んでいてもよい。
【0017】
上記の容器内の測定対象の測定方法において、測定対象が温度であってもよい。
【0018】
また、本発明の態様によれば、らせん状で可撓性を有し伸縮可能なアンテナと、アンテナと電気的に接続され、測定対象を測定する測定部と、アンテナと測定部を接続する電線と、電線を内包する容器キャップと、を備える無線センサを用意することと、液体を入れた容器を用意することと、アンテナが容器の外側になるよう、無線センサの測定部を容器内に入れ、容器を容器キャップで半打栓することと、容器内の液体を処理しながら、容器内の測定対象を測定部で測定することと、アンテナの上からアンテナ及び容器キャップを押下し、アンテナを収縮させながら容器キャップを容器に押し込み、容器を打栓することと、を含む、液体の処理方法が提供される。
【0019】
上記の液体の処理方法において、アンテナの径が、アンテナを収縮させた際に、隣接する径の大きい部分の内部に、径の小さい部分が収容されるように構成されていてもよい。
【0020】
上記の液体の処理方法において、アンテナの最大直径が、容器キャップが挿入される容器を搬送する搬送路の幅以下になるよう構成されていてもよい。
【0021】
上記の液体の処理方法において、アンテナが電磁波を介して電力を受けることをさらに含んでいてもよい。
【0022】
上記の液体の処理方法において、アンテナが、測定部が測定した測定対象の情報の電波を発することをさらに含んでいてもよい。
【0023】
上記の液体の処理方法において、測定対象が温度であってもよい。
【0024】
上記の液体の処理方法において、処理が凍結乾燥であってもよい。
【0025】
また、本発明の態様によれば、らせん状で可撓性を有し伸縮可能なアンテナと、アンテナと電気的に接続され、測定対象を測定する測定部と、アンテナと測定部を接続する電線と、電線を内包する容器キャップと、を備える無線センサを用意することと、液体を入れた容器を用意することと、アンテナが容器の外側になるよう、無線センサの測定部を容器内に入れ、容器を容器キャップで半打栓することと、容器内の液体を凍結乾燥しながら、容器内の温度を測定部で測定することと、凍結乾燥終了後、アンテナの上からアンテナ及び容器キャップを押下し、アンテナを収縮させながら容器キャップを容器に押し込み、容器を打栓することと、を含む、フリーズドライ製品の製造方法が提供される。
【0026】
上記のフリーズドライ製品の製造方法において、アンテナの径が、アンテナを収縮させた際に、隣接する径の大きい部分の内部に、径の小さい部分が収容されるように構成されていてもよい。
【0027】
上記のフリーズドライ製品の製造方法において、アンテナの最大直径が、容器キャップが挿入される容器を搬送する搬送路の幅以下になるよう構成されていてもよい。
【0028】
上記のフリーズドライ製品の製造方法において、アンテナが電磁波を介して電力を受けることをさらに含んでいてもよい。
【0029】
上記のフリーズドライ製品の製造方法において、アンテナが、測定部が測定した測定対象の情報の電波を発することをさらに含んでいてもよい。
【発明の効果】
【0030】
本発明によれば、圧力を受けることができる無線センサを提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【0031】
図1】第1実施形態に係る無線センサの模式的側面図である。
図2】第1実施形態に係る無線センサの模式的側面図である。
図3】第1実施形態に係る無線センサの模式的側面図である。
図4】第1実施形態に係る無線センサの模式的側面図である。
図5】第1実施形態に係る無線センサを挿入された容器の模式的側面図である。
図6】第1実施形態に係る無線センサを挿入された容器の模式的側面図である。
図7】参考例に係る無線センサを挿入された容器の模式的側面図である。
図8】第2実施形態に係る無線センサを挿入された容器の模式的上面図である。
図9】第2実施形態に係る無線センサを挿入された容器の模式的側面図である。
図10】第2実施形態に係る無線センサを挿入された容器の模式的側面図である。
図11】第2実施形態に係る無線センサを挿入された容器の模式的上面図である。
図12】第2実施形態に係る無線センサを挿入された容器の模式的上面図である。
図13】第2実施形態に係る無線センサを挿入された容器の模式的上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0032】
以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。ただし、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【0033】
(第1実施形態)
第1実施形態に係る無線センサ10は、図1(a)に示すように、らせん状で可撓性を有し伸縮可能なアンテナ1と、アンテナ1と電気的に接続され、測定対象を測定する測定部2と、を備える。
【0034】
アンテナ1の材料は特に限定されないが、例えば金属である。図1(b)に示すように、らせん状のアンテナ1は、軸方向から圧力を受けると、アンテナ1はらせんのピッチを狭めながら収縮する。図1(c)に示すように、軸方向からの圧力から解放されると、アンテナ1はピッチを広げながら伸長し、元の自由長さに戻ってもよい。
【0035】
図2(a)に示すように、らせん状のアンテナ1は、円錐状であってもよい。円錐状のアンテナ1は、頂点側で測定部2と接続されてもよいし、頂点側とは反対側で測定部2と接続されてもよい。円錐状のアンテナ1の径は、アンテナ1を収縮させた際に、隣接する径の大きい部分の内部に、径の小さい部分が収容されるように構成される。これにより、図2(b)及び図2(c)に示すようにアンテナ1を収縮させた場合、アンテナ1の密着長さがアンテナ1の1本の電線の直径とほぼ同じになる。
【0036】
測定部2の測定対象は任意であるが、例えば、無線センサ10の周囲の温度、湿度、乾き度、圧力、流速及び流量である。あるいは、測定対象は物質であってもよい。
【0037】
図3に示すように、アンテナ1と測定部2は、電線3で接続される。例えば、アンテナ1は、マイクロ波等の電磁波を介して電力を受け、電力を測定部2に供給する。例えば、測定部2は、測定した測定対象の情報を含む電流信号をアンテナ1に出力し、アンテナ1は、測定対象の情報の電波を発する。アンテナ1は、必ずしも測定部2に電力を供給しなくともよい。例えば、測定部2がバッテリー駆動する場合、アンテナ1は測定部2に電力を供給しなくともよい。あるいは、例えば測定部2が水晶等の発振子を備え、照射されるマイクロ波等の電磁波によって発振子が温度に依存する周波数で発振することによって周囲の温度を測定し、アンテナ1が測定した温度の情報の電波を発してもよい。
【0038】
図4及び図5に示すように、無線センサ10は、容器20に栓をするための容器キャップ4であって、電線3を内包する容器キャップ4を備えていてもよい。電線3は、容器キャップ4を貫通する。容器キャップ4に対して、アンテナ1は上方に配置される。容器キャップ4に対して、測定部2は下方に配置される。容器キャップは、例えば、高分子等の弾性材料から成る。無線センサ10は、例えば、容器20の開口に無線センサ10の容器キャップ4が挿入されると、容器20の内部に測定部2が配置され、容器20の外部にアンテナ1が配置されるよう構成される。容器キャップ4には、容器キャップ4で容器20を半打栓したときに、容器20内外で気体等の流体が連通可能な凹部41が設けられていてもよい。なお、半打栓とは、容器内外を流体が連通可能な程度に、容器の開口に容器キャップを軽く挿入することをいう。容器20が容器キャップ4で半打栓された状態で、測定部2が容器20内の測定対象を測定してもよい。
【0039】
容器20を容器キャップ4で打栓する場合、図6(a)に示すように、容器20の開口に挿入された容器キャップ4上のアンテナ1の上方から、押圧部材6で、アンテナ1に圧力を加える。図6(b)に示すように、押圧部材6から圧力を受けたアンテナ1は収縮し、容器キャップ4に圧力を伝達する。アンテナ1から圧力を受けた容器キャップ4は、容器20の開口の内部方向に押し込まれる。図6(c)に示すように、アンテナ1の長さが密着長さになるまで、アンテナ1と容器キャップ4は押圧部材6で押し込まれ、容器キャップ4は、容器20の開口の内部方向に進行し、容器20が打栓され、密閉される。
【0040】
図7(a)に示すように、仮にアンテナ101がらせん状でない場合、らせん状でないアンテナ101が圧力を受けると、図7(b)に示すようにアンテナ101が折れ曲がったり、図7(c)に示すように、折れたアンテナ101が切断され破損したりし得る。これに対し、図1から図6に示した第1実施形態に係る無線センサ10のらせん状のアンテナ1は、折れ曲がったり、切断されたり、破損したりしにくい。そのため、第1実施形態に係る無線センサ10は、圧力を受けた後も、例えば、再利用することが可能である。
【0041】
(第2実施形態)
第2実施形態に係る液体の処理方法は、図1から図6に示したらせん状で可撓性を有し伸縮可能なアンテナ1と、アンテナ1と電気的に接続され、測定対象を測定する測定部2と、アンテナ1と測定部2を接続する電線3と、電線3を内包する容器キャップ4と、を備える無線センサ10を用意することと、液体を入れた容器20を用意することと、アンテナ1が容器20の外側になるよう、無線センサ10の測定部2を容器20内に入れ、容器20を容器キャップ4で半打栓することと、容器20が半打栓されている状態で、容器20内の液体を処理しながら、容器20内の測定対象を測定部2で測定することと、容器20内の液体の処理が終了した後、アンテナ1の上からアンテナ1及び容器キャップ4を押下し、アンテナ1を収縮させながら容器キャップ4を容器20に押し込み、容器20を打栓することと、を含む。
【0042】
以下、容器20がバイアルであり、容器20に入れられる液体が薬品であり、液体が受ける処理が凍結乾燥であり、測定部2が測定する測定対象が温度である例を説明するが、容器20、液体、処理、及び測定対象は、それぞれ、こられに限定されない。
【0043】
図8に示すように、それぞれ液体を入れられ、無線センサ10の容器キャップ4で半打栓された複数の容器20は、炉、槽及び保管庫等によって提供される閉空間100のプレート110上に配置される。扉等により、閉空間100は解放可能である。複数の容器20のそれぞれは、例えば、円柱形状を含む。より多くの容器20がプレート110上に配置されるよう、複数の容器20は、千鳥配置(Staggered arrangement)されていてもよい。
【0044】
閉空間100内のプレート110上に複数の容器20が配置された後、閉空間100が閉鎖され、閉空間100内の環境が、容器20内の液体を凍結乾燥するのに適した環境になる。容器20は、容器キャップ4で半打栓されており、容器20の内外は連通可能であるため、閉空間100内の凍結乾燥に適した気体が容器20内に進入し、容器20内の液体が凍結乾燥される。容器20内の液体が凍結乾燥されている間、無線センサ10の測定部2が容器20内の温度を測定し、アンテナ1が測定部2による測定結果を送信する。また、任意で、アンテナ1は電磁波を介して電力を受け、測定部2に電力を供給してもよい。例えば無線センサ10で測定された温度に異常がある場合、凍結乾燥を中止してもよい。
【0045】
容器20内部の薬品が凍結乾燥されると、図9(a)に示すように、凍結乾燥炉等の閉空間100内においてプレート110の上部に配置されている上部プレート111が下降し、無線センサ10のアンテナ1を収縮させながら容器20に半打栓されている容器キャップ4を押下し、図9(c)に示すように、容器20を打栓する。あるいは、プレート110が上部プレート111に向かって上昇し、アンテナ1の上部を上部プレート111に接触させて、容器20を打栓してもよい。その後、図10に示すように、上部プレート111は、容器20を閉空間100外に搬出可能なように上昇する。あるいは、プレート110が、容器20を閉空間100外に搬出可能なように下降してもよい。
【0046】
図11に示すように、閉空間100の前には、ベルトコンベヤー等の搬送路40が配置される。プレート110と搬送路40の間には、ブリッジ50が配置されてもよい。打栓が終了した後、複数の容器20を閉空間100から出す際には、閉空間100を提供している炉等の扉が開かれ、搬出器具30が、プレート110上の複数の容器20を、ブリッジ50を介して、搬送路40に向けて押し出す。搬出器具30は、例えば、閉空間100内における複数の容器20の一番奥の列に接触可能な形状を有する。換言すれば、搬出器具30は、プレート110上の複数の容器20のうち、搬送路40の反対側の容器20の列に接触可能な形状を有する。搬出器具30の形状は、例えばバーである。搬出器具30の進行方向は、例えば、プレート110及びブリッジ50の上面と平行、かつ搬送路40の搬送方向に対して垂直である。プレート110及びブリッジ50近傍には、搬出器具30で押された容器20が、搬出器具30の進行方向に対して横方向に広がらないようにするガイド70が設けられていてもよい。
【0047】
その後、図12に示すように、搬送路40が駆動し、容器20を搬送する。搬送路40の進行方向には、図13に示すように、転倒している容器20Zの進行方向を、転倒していない容器20Aの進行方向と異なる方向に誘導する分離ガイド91が配置されていてもよい。分離ガイド91は、搬送路40上において、転倒している容器20Zが搬送されてくる位置に配置される。転倒している容器20Zは、分離ガイド91に接触して、例えば搬送路40から回収容器92内に落下する。分離ガイド91は、転倒していない容器20Aを両側から支え、列を保ったまま転倒していない容器20Aの進行方向を変えてもよい。
【0048】
無線センサ10のアンテナ1の最大直径は、容器キャップ4が挿入される容器20を搬送する搬送路40の幅以下になるよう構成されていてもよい。例えば、搬送路40の幅が一本以下又は一列以下の容器20が通れる幅である場合、無線センサ10のアンテナ1の最大直径が搬送路40の幅以下であれば、アンテナ1が搬送路40による容器20の搬送の妨げにならない。
【0049】
図7に示したように、仮にアンテナ101がらせん状でない場合、らせん状でないアンテナ101を介して容器キャップ4で容器20を打栓すると、アンテナ101が折れ曲がったり、破損したりする場合がある。しかし、折れ曲がったアンテナ101は、隣接する容器20を傷つけたり、隣接する容器20を倒したりする場合があり得る。また、折れ曲がったアンテナ101が容器20の搬送路からはみ出すと、折れ曲がったアンテナ101が容器20の搬送を妨げる場合があり得る。また、破損したアンテナ101が落下すると、落下したアンテナに容器20が引っ掛かり、容器20の転倒を誘引する場合があり得る。また、破損したアンテナ101の破片等が容器20の内部に進入し、コンタミネーションの原因になり得る。これに対し、第2実施形態に係る無線センサ10のらせん状のアンテナ1は、折れ曲がったり、切断されたり、破損したりしにくいため、らせん状ではないアンテナ101で生じ得るこれらの問題が生じにくい。
【0050】
(他の実施形態)
上記のように本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。例えば、容器20に入れられる液体は医薬品に限定されず、食品、飲料、及び化学薬品等でもよい。炉は、凍結乾燥炉に限定されず、発酵炉でもよく、あるいは内部の温度分布ムラの抑制が望まれる、あらゆる炉を含む。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。
【符号の説明】
【0051】
1・・・アンテナ、2・・・測定部、3・・・電線、4・・・容器キャップ、6・・・押圧部材、10・・・無線センサ、20・・・容器、30・・・搬出器具、40・・・搬送路、41・・・凹部、50・・・ブリッジ、70・・・ガイド、91・・・分離ガイド、92・・・回収容器、100・・・閉空間、101・・・アンテナ、110・・・プレート、111・・・上部プレート
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13