特開 2024-14555 信号変換装置

(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】P2024014555

(43)【公開日】2024-02-01

(54)【発明の名称】信号変換装置

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/03 20060101AFI20240125BHJP

   G01D 11/24 20060101ALI20240125BHJP

   H05K 9/00 20060101ALI20240125BHJP

【ＦＩ】

H04B1/03 A

G01D11/24

H05K9/00 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022117466

(22)【出願日】2022-07-22

(71)【出願人】

【識別番号】000006507

【氏名又は名称】横河電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100169823

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 雄郎

(74)【代理人】

【識別番号】100202326

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 大佑

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 智之

(72)【発明者】

【氏名】吉田 勇作

(72)【発明者】

【氏名】森田 陽雄

(72)【発明者】

【氏名】季原 則明

(72)【発明者】

【氏名】木村 崇寛

【テーマコード（参考）】

5E321

5K060

【Ｆターム（参考）】

5E321AA03

5E321GG09

5K060AA01

5K060AA07

5K060PP05

(57)【要約】

【課題】無線化を実現するときの利便性を向上させることができる信号変換装置を提供する。
【解決手段】本開示に係る信号変換装置１０は、筐体１６１と、電気信号が入力される入力部１２と、入力部１２に入力された電気信号を無線通信の通信プロトコルに従った通信信号に変換する変換部１３と、変換部１３により変換された通信信号を無線通信のために出力する出力部１４と、を一体的に備え、入力部１２は筐体１６１の第１面Ｓ１に配置され、出力部１４は筐体１６１において第１面Ｓ１と反対側の第２面Ｓ２に配置されている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体と、
電気信号が入力される入力部と、
前記入力部に入力された前記電気信号を無線通信の通信プロトコルに従った通信信号に変換する変換部と、
前記変換部により変換された前記通信信号を無線通信のために出力する出力部と、
を一体的に備え、
前記入力部は前記筐体の第１面に配置され、前記出力部は前記筐体において前記第１面と反対側の第２面に配置されている、
信号変換装置。

【請求項2】

請求項１に記載の信号変換装置であって、
前記出力部は、無線通信用アンテナと接続されているケーブルが接続されるアンテナケーブル接続コネクタを含む、
信号変換装置。

【請求項3】

請求項２に記載の信号変換装置であって、
前記ケーブルは同軸ケーブルであり、
前記アンテナケーブル接続コネクタは同軸コネクタである、
信号変換装置。

【請求項4】

請求項２又は３に記載の信号変換装置であって、
前記アンテナケーブル接続コネクタと前記筐体とが互いに電気的に接続されていない、
信号変換装置。

【請求項5】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載の信号変換装置であって、
前記筐体は、樹脂により形成されている、
信号変換装置。

【請求項6】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載の信号変換装置であって、
制御盤に前記信号変換装置を取り付けるための取付構造をさらに備え、
前記入力部と前記取付構造とは、前記第１面に配置されている、
信号変換装置。

【請求項7】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載の信号変換装置であって、
前記無線通信に関する設定情報が記録されている記録媒体の挿入口をさらに備え、
前記出力部と前記挿入口とは、前記第２面に配置されている、
信号変換装置。

【請求項8】

請求項７に記載の信号変換装置であって、
前記挿入口を覆うカバー部材をさらに備える、
信号変換装置。

【請求項9】

請求項８に記載の信号変換装置であって、
前記カバー部材は、金属製又は樹脂製である、
信号変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、信号変換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、無線通信に関連する技術が知られている。例えば、特許文献１には、複数の電波を同時に受信可能な複数本のアンテナケーブルとダイバーシティ受信機を構成する集積回路を備えたプリント回路基板との接続を簡易的に行うことができ、かつ、プリント回路基板の小型化をも図ることが可能なダイバーシティ受信機用コネクタユニットが開示されている。

【0003】

一方で、計装分野を含む様々な分野において、センサなどから出力された電気信号を受けてデジタル信号に変換する信号変換装置が知られている。近年、このような信号変換装置を用いて無線化などを図りたいという要求がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第３９３８７２０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、従来の信号変換装置を用いて無線化を行う場合、信号入力の機能を有する信号変換装置とは別に、無線入出力の機能を有する無線装置を別途用意する必要があった。これにより、無線化を実現するときの利便性が低下していた。

【0006】

本開示は、無線化を実現するときの利便性を向上させることができる信号変換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】

幾つかの実施形態に係る信号変換装置は、筐体と、電気信号が入力される入力部と、前記入力部に入力された前記電気信号を無線通信の通信プロトコルに従った通信信号に変換する変換部と、前記変換部により変換された前記通信信号を無線通信のために出力する出力部と、を一体的に備え、前記入力部は前記筐体の第１面に配置され、前記出力部は前記筐体において前記第１面と反対側の第２面に配置されている。

【0008】

これにより、無線化を実現するときの利便性を向上させることができる。信号変換装置は、入力部と、変換部と、出力部と、を一体的に有することで、制御盤において、信号変換装置及び無線出力装置の両方を配置するための設置スペースを必要としない。信号変換装置は、従来の信号変換装置の設置スペースと同等の設置スペースのみで無線化などに対応できる。増設スペースがない場合であっても、既存の信号変換装置を一実施形態に係る信号変換装置に置き換えるだけで、既設システムを無線化などすることが可能である。例えば、信号変換装置は、ドイツ工業規格（ＤＩＮ）に規格化された既存のＤＩＮ取り付け信号変換装置と同等のサイズで入力部、変換部、及び出力部を筐体に一体的に収容することにより、既存の信号変換装置を入れ替えるだけで無線化に対応することができる。

【0009】

一実施形態における信号変換装置では、前記出力部は、無線通信用アンテナと接続されているケーブルが接続されるアンテナケーブル接続コネクタを含んでもよい。これにより、無線通信用アンテナと入力部１２との距離をケーブルの長さ分だけさらに大きくすることができる。信号変換装置は、アンテナケーブル接続コネクタを含む出力部を前面に配置することで、背面に配置したときと異なり、ケーブルの曲げ半径を容易に維持することが可能である。より具体的には、信号変換装置の前面側には、ユーザがケーブルの取付作業などを行うためのスペースが必然的に確保され、ケーブルは、このようなスペース内で大きな曲げ半径で配置可能である。信号変換装置は、制御盤内などの限られたスペースに容易に設置可能であり、両隣に密接した状態で他の装置を並べることも可能である。無線通信用アンテナのアンテナケーブル接続コネクタを信号変換装置の前面に配置したことで、ＤＩＮレール上で装置を隙間なく並べることが可能である。信号変換装置は、既存の信号変換装置と同程度の実装密度を実現可能である。

【0010】

一実施形態における信号変換装置では、前記ケーブルは同軸ケーブルであり、前記アンテナケーブル接続コネクタは同軸コネクタであってもよい。これにより、信号変換装置は、同軸ケーブルによるノイズ遮蔽効果を受けながら、通信信号を出力部から無線通信用アンテナに安定して出力可能である。

【0011】

一実施形態における信号変換装置では、前記アンテナケーブル接続コネクタと前記筐体とが互いに電気的に接続されていなくてもよい。これにより、信号変換装置は、アンテナケーブル接続コネクタと筐体とを互いに電気的に絶縁可能である。

【0012】

一実施形態における信号変換装置では、前記筐体は、樹脂により形成されていてもよい。これにより、筐体の軽量化が可能となる。

【0013】

一実施形態における信号変換装置は、制御盤に前記信号変換装置を取り付けるための取付構造をさらに備え、前記入力部と前記取付構造とは、前記第１面に配置されていてもよい。これにより、ＤＩＮレールなどへの取り付けによりスペースが狭くなる部分に、同軸ケーブルよりも曲げ半径を小さくすることが可能な信号線などの電線を配置することが可能になる。

【0014】

一実施形態における信号変換装置は、前記無線通信に関する設定情報が記録されている記録媒体の挿入口をさらに備え、前記出力部と前記挿入口とは、前記第２面に配置されていてもよい。これにより、信号変換装置は、信号変換装置を制御盤から取り外したり、配線を信号変換装置から取り外したりすることなくＳＩＭ（Subscriber Identity Module）カードなどの記録媒体の挿入及び交換を可能にする。したがって、ユーザは、故障時及び回線変更時などの記録媒体の交換作業を容易に行うことができる。

【0015】

一実施形態における信号変換装置は、前記挿入口を覆うカバー部材をさらに備えてもよい。これにより、信号変換装置は、挿入口に対するカバー機能を提供可能である。信号変換装置は、挿入口に対してカバー部材を設けることで、挿入口をユーザから隠して目立たなくすることができる。信号変換装置は、挿入口に対してカバー部材を設けることで、記録媒体が挿入口から脱落することを抑制可能である。信号変換装置は、挿入口に対してカバー部材を設けることで、悪意のある第三者によって挿入口に挿入されている記録媒体が傷付けられるといったことを抑制可能である。

【0016】

一実施形態における信号変換装置では、前記カバー部材は、金属製又は樹脂製であってもよい。信号変換装置は、カバー部材が金属製である場合、その強度を向上させて挿入口に挿入されている記録媒体の上述した各種保護効果をより顕著に発揮する。信号変換装置は、カバー部材が樹脂製である場合、カバー部材の軽量化を実現可能である。

【発明の効果】

【0017】

本開示によれば、無線化を実現するときの利便性を向上させることができる信号変換装置を提供可能である。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本開示の一実施形態に係る信号変換装置を含む無線通信システムの概略構成を示す模式図である。

【図2】図１の信号変換装置の構成の一部を示す機能ブロック図である。

【図3】図２の信号変換装置の外観を示す斜視図である。

【図4】図３のIV-IV矢線に沿う断面の一部を模式的に描いた断面図である。

【図5】図３のV-V矢線に沿う断面の一部を模式的に描いた断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

従来技術の背景及び問題点についてより詳細に説明する。

【0020】

計装分野、環境計測、分散型装置の監視、消耗品及び工場設備などの状態監視、水位及び大気汚染などの防災監視、並びに地熱開発などにおける環境モニタリングなどの様々な分野で信号変換装置が用いられている。このような信号変換装置は、センサから取得した電気信号をデジタル信号に変換して、信号変換装置と有線接続されているパーソナルコンピュータ（ＰＣ）などに当該デジタル信号を出力する。

【0021】

このような信号変換装置を用いて無線化する場合、無線化システムにおいて、当該信号変換装置とは別に、無線出力の機能を有する無線出力装置を別途用意する必要がある。センサから出力された電気信号は、信号変換装置に入力され、当該信号変換装置においてデジタル信号に変換される。そして、信号変換装置から出力されたデジタル信号は、無線出力装置に入力され、無線通信の通信プロトコルに従った通信信号に変換される。無線出力装置により無線通信が行われる。

【0022】

無線出力装置から送信された通信信号は、無線出力装置と離れた場所に設置されている無線受信装置により受信される。無線受信装置は、受信した通信信号をデジタル信号としてＰＣなどに出力する。ＰＣは、ネットワークに通信可能に接続され、無線受信装置から取得したデジタル信号を必要に応じて当該ネットワークを介して集中管理サーバ及びクラウドシステムなどに送信する。

【0023】

以上のような従来の無線化システムにおいて、信号変換装置は制御盤内に設置されているＤＩＮレールに所定の取付構造を介して取り付けられる。同様に、無線出力装置も、例えば当該制御盤内で信号変換装置の近傍に設置される。

【0024】

以上のような従来の無線化システムは、以下の問題点を有する。

【0025】

例えば、上述したとおり、センサからの電気信号を受けてデジタル信号に変換する信号変換装置はＤＩＮレールに取り付けられ、制御盤に収納されていることが多い。このような既存のセンサを利用して無線化などを図ろうとすると、信号入力の機能を有する信号変換装置と、無線出力の機能を有する無線出力装置と、を別々の装置として構成する必要があった。このため、制御盤において、信号変換装置及び無線出力装置の両方を配置するための設置スペースが必要とされていた。

【0026】

装置の設置スペースが限定されている制御盤内で、信号変換装置に加えて無線出力装置を新たに増設することは容易ではなかった。加えて、既存の無線出力装置の多くは、無線出力装置と離れた場所に設置されている無線受信装置を必要とする方式のものであり、無線出力装置に加えて無線受信装置を設置するためのスペースも別途必要とされていた。

【0027】

加えて、従来の無線化システムは、上述したとおり、信号変換装置、無線出力装置、無線受信装置、及びＰＣなどの複数の装置を有していた。従来の無線化システムでは、これらの複数の装置の各々に対して電源の供給を行う必要もあった。

【0028】

一方で、従来の無線出力装置には、様々なタイプのものが存在する。

【0029】

例えば、従来の第１例に係る無線出力装置は、アナログ信号が入力される入力部と、無線通信のために同軸ケーブルなどを介してアンテナに通信信号を出力するアンテナケーブル接続コネクタを含む出力部と、を筐体の前面に有する。

【0030】

このような従来の第１例に係る無線出力装置では、アナログ信号と無線通信用の通信信号とが互いに近接して混在することになる。したがって、信号の干渉について知見を有する専門家が正しく配線しないと、通信品質の低下及びアナログ信号へのノイズの混入などのトラブルにつながる可能性もあった。

【0031】

例えば、従来の第２例に係る無線出力装置は、ＳＩＭカードを挿入するための挿入口を筐体の前面のカバーの裏側に有し、配線インタフェースを筐体の前面側に有する。ＳＩＭ挿入口は、筐体の前面のカバーの裏側に配置され、ねじ止めを外して筐体の前面のカバーを外すことでＳＩＭカードの挿入を可能にする。

【0032】

このような無線出力装置を用いてセルラー通信を行うとき、通信キャリアから提供されるＳＩＭカードを用いることが一般的である。セルラー通信の使用を開始するときに、無線出力装置のＳＩＭ挿入口にＳＩＭカードを挿入する作業が発生していた。加えて、海外での対応を行うときにも、各国でＳＩＭが異なるため、ＳＩＭカードを交換可能な構造が必要とされる。

【0033】

一方で、セルラー通信機能を有する無線出力装置では、ＳＩＭ挿入口にねじ止めなどでカバーを設けることが一般的である。その理由は、ＳＩＭカードを挿入したら契約期間中は通常はそのまま使用し続けるため、重力及び振動などによってＳＩＭカードが自然に抜けてしまい、接触不良が生じてしまうことを抑制するため、などである。

【0034】

したがって、ＳＩＭカードの挿入及び交換時には、無線出力装置におけるカバーのねじを外してＳＩＭ挿入口を露出させる作業が発生していた。無線出力装置の設置態様によっては、無線出力装置に隣接する他の装置及び配線などに起因して、無線出力装置を設置場所からわざわざ取り外さないとこのような作業を行うことができないといった問題があった。

【0035】

例えば、従来の第３例に係る無線出力装置は、同軸ケーブルなどを介してアンテナに通信信号を出力するアンテナケーブル接続コネクタを含む出力部を筐体の背面に有する。このようなアンテナケーブル接続コネクタが筐体の背面又は側面に取り付けられている場合、アンテナケーブル接続コネクタに接続される同軸ケーブルの曲げ半径が信号線及び電源線などの電線と比較して大きいことに起因して、無線出力装置の配置が制限されることも多かった。

【0036】

本開示は、以上のような問題点を解決するために、無線化を実現するときの利便性を向上させることができる信号変換装置を提供することを目的とする。以下では、添付図面を参照しながら本開示の一実施形態について主に説明する。

【0037】

図１は、本開示の一実施形態に係る信号変換装置１０を含む無線通信システム１の概略構成を示す模式図である。図１を参照しながら、無線通信システム１の構成の概略について主に説明する。

【0038】

無線通信システム１は、信号変換装置１０に加えて、信号変換装置１０に電気信号を出力するセンサ２０と、信号変換装置１０に電力を供給する電源３０と、信号変換装置１０が通信可能に接続されている無線ネットワーク４０と、を有する。本開示において、「電気信号」は、例えばアナログ信号を含む。信号変換装置１０は、無線ネットワーク４０に通信可能に接続され、取得した電気信号を通信信号に変換し、無線ネットワーク４０を介して集中管理サーバ及びクラウドシステムなどに送信する。

【0039】

センサ２０は、被測定対象となる物理量に対する測定処理を実行して測定値を電気信号として出力する任意のセンサを含む。本開示において、「物理量」は、例えばセンサ２０が配置されているプラント設備において発生した気体及び液体などを含む流体の温度、圧力、流量、及びＰＨ、並びにプラント設備の腐食度及び振動量などを含む。これに限定されず、物理量は、バルブ、モータ、及びリレーなどを含むアクチュエータに関連する、温度及び圧力などを含む状態パラメータを含んでもよい。

【0040】

本開示において、「プラント設備」は、例えば化学などの工業プラントの他、ガス田及び油田などを含む井戸元、並びにその周辺を管理制御するプラントを含む。その他にも、プラント設備は、水力、火力、及び原子力などの発電を管理制御するプラント、太陽光及び風力などの環境発電を管理制御するプラント、並びに上下水及びダムなどを管理制御するプラントなどを含んでもよい。

【0041】

信号変換装置１０は、計装分野、環境計測、分散型装置の監視、消耗品及び工場設備などの状態監視、水位及び大気汚染などの防災監視、並びに地熱開発などにおける環境モニタリングなどの様々な分野で利用可能である。信号変換装置１０は、電源３０から電力供給を受けて動作する。信号変換装置１０は、センサ２０から出力される電気信号の入力を受け付ける。信号変換装置１０は、センサ２０から取得した電気信号を無線通信の通信プロトコルに従った通信信号に変換して、無線ネットワーク４０に送信する。

【0042】

図２は、図１の信号変換装置１０の構成の一部を示す機能ブロック図である。図２を参照しながら、信号変換装置１０の構成の一部について主に説明する。

【0043】

信号変換装置１０は、制御部１１と、入力部１２と、変換部１３と、出力部１４と、記憶部１５と、を一体的に有する。

【0044】

制御部１１は、１つ以上のプロセッサを含む。一実施形態において「プロセッサ」は、汎用のプロセッサ、又は特定の処理に特化した専用のプロセッサであるが、これらに限定されない。制御部１１は、信号変換装置１０を構成する各構成部と通信可能に接続され、信号変換装置１０全体の動作を制御する。

【0045】

入力部１２は、任意の入力インタフェースを含む。例えば、入力部１２は、センサ２０から出力される電気信号が流れる信号線などの電線が接続される任意のコネクタを含む。入力部１２には、電気信号が入力される。例えば、入力部１２には、センサ２０から出力され、信号線などの電線を介して流れてきた電気信号が入力される。

【0046】

変換部１３は、入力部１２に入力された電気信号を無線通信の通信プロトコルに従った通信信号に変換する任意の変換モジュールを含む。本開示において、「無線通信」は、例えば信号変換装置１０が無線ネットワーク４０に通信可能に接続するためのセルラー通信を含む。「通信プロトコル」は、例えばこのようなセルラー通信に準拠したプロトコルを含む。「通信信号」は、例えばデジタル信号を含む。

【0047】

出力部１４は、任意の出力インタフェースを含む。例えば、出力部１４は、無線通信用アンテナと接続されているケーブルが接続される任意のアンテナケーブル接続コネクタを含む。本開示において、「ケーブル」は、例えば同軸ケーブルである。「アンテナケーブル接続コネクタ」は、例えば同軸コネクタである。同軸コネクタは、例えばＳＭＡ、ＳＭＢ、ＱＭＡ、ＭＣＸ、４．３／１０、及びＮなどのタイプに基づくコネクタを含む。出力部１４は、変換部１３により変換された通信信号を無線通信のために出力する。出力部１４から出力された通信信号は、同軸ケーブルを介してアンテナに到達し、無線通信のためにアンテナから送信される。信号変換装置１０は、出力部１４を介して例えばセルラー通信網と直接通信可能に接続されている。すなわち、信号変換装置１０は、無線通信システム１において従来のような別々の装置としての無線送信装置を必要としない。

【0048】

記憶部１５は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを含む任意の記憶モジュールを含む。記憶部１５は、例えば、主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能する。記憶部１５は、信号変換装置１０に内蔵されているものに限定されず、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などのデジタル入出力ポートによって接続されている外付け型の記憶モジュールを含んでもよい。

【0049】

図３は、図２の信号変換装置１０の外観を示す斜視図である。信号変換装置１０は、図２に示す各構成部に加えて、筐体１６１と、取付構造１６２と、挿入口１６３と、カバー部材１６４と、ＵＳＢコネクタ１６５と、プッシュスイッチ１６６と、ＬＥＤ（Light-Emitting Diode）１６７と、を有する。

【0050】

筐体１６１は、任意の材料によって形成され、信号変換装置１０の外形を構成する。例えば、筐体１６１は、樹脂により形成されている。出力部１４に含まれるアンテナケーブル接続コネクタと筐体１６１とは、互いに電気的に接続されていない。筐体１６１は、背面を構成する第１面Ｓ１と、背面と反対側の前面を構成する第２面Ｓ２と、を有する。

【0051】

筐体１６１は、その内部において信号変換装置１０の構成の一部を収容したり、その表面において他の一部を取り付け可能に保持したりする。より具体的には、筐体１６１は、制御部１１、変換部１３、記憶部１５、及び後述する回路基板１６８を内蔵し、筐体１６１の内部で保持する。筐体１６１は、入力部１２を第１面Ｓ１側で保持する。筐体１６１は、出力部１４を第２面Ｓ２側で保持する。その他にも、筐体１６１は、第１面Ｓ１側で取付構造１６２を有する。筐体１６１は、挿入口１６３、カバー部材１６４、ＵＳＢコネクタ１６５、プッシュスイッチ１６６、及びＬＥＤ１６７を第２面Ｓ２側で保持する。筐体１６１は、変換部１３を有さず直接的に無線化されていない従来の信号変換装置のものと外形及びサイズを共通化して形成されている。

【0052】

取付構造１６２は、制御盤に信号変換装置１０を取り付けるための任意の構造を含む。例えば、取付構造１６２は、制御盤内に設置されているＤＩＮレールに適合した構造を含む。信号変換装置１０は、取付構造１６２によって制御盤内などの任意の場所に取り付けられている。例えば、信号変換装置１０は、取付構造１６２を介してＤＩＮレールに取り付けられることで、制御盤内に設置されている。

【0053】

挿入口１６３は、無線通信に関する設定情報が記録されている記録媒体の挿入を受ける。本開示において、「記録媒体」は、例えばＳＩＭカードを含む。変換部１３は、上記の設定情報を用いて、電気信号を通信信号に変換する。挿入口１６３は、変換部１３を有さず直接的に無線化されていない従来の信号変換装置に対して増設されている。挿入口１６３は、第２面Ｓ２の下部において第２面Ｓ２の側縁部近傍に配置されている。

【0054】

カバー部材１６４は、挿入口１６３を覆う、金属製又は樹脂製の部材である。カバー部材１６４は、例えば筐体１６１の第２面Ｓ２の下部において挿入口１６３の左隣りに貼り付けられている、製品情報などが記載されたラベルと同一の素材で形成されていてもよい。

【0055】

ＵＳＢコネクタ１６５は、信号変換装置１０の製造時のみに使用される。例えば、ＵＳＢコネクタ１６５は、信号変換装置１０の製造時に、信号変換装置１０を動作させるためのソフトウェアを製造者が記憶部１５に書き込む作業などに用いられる。ＵＳＢコネクタ１６５は、ユーザが信号変換装置１０を実際に使用するときには例えばラベルと同一の素材で形成されているカバーなどにより覆われていて使用されない。

【0056】

プッシュスイッチ１６６は、信号変換装置１０の電源のオンオフを切り替える任意のスイッチを含む。ＬＥＤ１６７は、例えば電源がオンになり信号変換装置１０が動作しているときに点灯し、電源がオフになり信号変換装置１０が動作していないときに消灯する。ＬＥＤ１６７は、信号変換装置１０を使用するユーザに信号変換装置１０の動作状態を知らせるためのものである。

【0057】

信号変換装置１０では、入力部１２は筐体１６１の第１面Ｓ１に配置されている。取付構造１６２は、入力部１２と共に第１面Ｓ１に配置されている。出力部１４は筐体１６１において第１面Ｓ１と反対側の第２面Ｓ２に配置されている。挿入口１６３は、出力部１４と共に第２面Ｓ２に配置されている。第２面Ｓ２には、出力部１４及び挿入口１６３の他にも、カバー部材１６４、ＵＳＢコネクタ１６５、プッシュスイッチ１６６、及びＬＥＤ１６７が取り付けられている。

【0058】

図４は、図３のIV-IV矢線に沿う断面の一部を模式的に描いた断面図である。

【0059】

信号変換装置１０では、プッシュスイッチ１６６とＬＥＤ１６７とは、第２面Ｓ２において互いに隣接するように配置されている。プッシュスイッチ１６６及びＬＥＤ１６７が実装されている回路基板１６８は、筐体１６１の内部に収容されている。プッシュスイッチ１６６とＬＥＤ１６７とは、回路基板１６８における表面実装部品である。プッシュスイッチ１６６とＬＥＤ１６７とは、回路基板１６８の両面にそれぞれ実装されている。

【0060】

プッシュスイッチ１６６は、ロングノーズの形状で形成されている。すなわち、回路基板１６８におけるプッシュスイッチ１６６のフットプリントは、筐体１６１の第２面Ｓ２から大きく離間してＬＥＤ１６７のフットプリントよりも筐体１６１の内側に位置する。プッシュスイッチ１６６の先端のみが第２面Ｓ２から筐体１６１の外側に露出する。プッシュスイッチ１６６の先端が配置されている第２面Ｓ２の開口部の縁は、Ｃ面として形成されている。プッシュスイッチ１６６の略全体は、筐体１６１の内部に収容されている。ＬＥＤ１６７の先端のみが第２面Ｓ２から筐体１６１の外側に露出する。ＬＥＤ１６７の略全体は、筐体１６１の内部に収容されている。

【0061】

図５は、図３のV-V矢線に沿う断面の一部を模式的に描いた断面図である。

【0062】

信号変換装置１０では、ＵＳＢコネクタ１６５は、第２面Ｓ２においてプッシュスイッチ１６６及びＬＥＤ１６７の直下に配置されている。ＵＳＢコネクタ１６５は、回路基板１６８に実装されている。ＵＳＢコネクタ１６５は、回路基板１６８における表面実装部品である。ＵＳＢコネクタ１６５は、回路基板１６８に対して縦向きになるように実装されている。すなわち、ＵＳＢコネクタ１６５は、ＵＳＢコネクタ１６５の外形において面積が小さい面を実装面として回路基板１６８に実装されている。

【0063】

ＵＳＢコネクタ１６５の先端のみが第２面Ｓ２から筐体１６１の外側に露出する。ＵＳＢコネクタ１６５の先端は、筐体１６１の第２面Ｓ２に形成されている開口部に嵌まる。ＵＳＢコネクタ１６５の略全体は、筐体１６１の内部に収容されている。

【0064】

以上のような一実施形態に係る信号変換装置１０によれば、無線化を実現するときの利便性を向上させることができる。信号変換装置１０は、入力部１２と、変換部１３と、出力部１４と、を一体的に有することで、制御盤において、信号変換装置及び無線出力装置の両方を配置するための設置スペースを必要としない。信号変換装置１０は、従来の信号変換装置の設置スペースと同等の設置スペースのみで無線化などに対応できる。増設スペースがない場合であっても、既存の信号変換装置を信号変換装置１０に置き換えるだけで、既設システムを無線化などすることが可能である。例えば、信号変換装置１０は、既存のＤＩＮ取り付け信号変換装置と同等のサイズで入力部１２、変換部１３、及び出力部１４を筐体１６１に一体的に収容することにより、既存の信号変換装置を入れ替えるだけで無線化に対応することができる。

【0065】

加えて、信号変換装置１０を用いた無線通信システム１は、従来の無線化システムのように複数の装置の各々に対して電源の供給を行う必要もなく、従来の信号変換装置への電源供給と同一の態様で信号変換装置１０のみに電源供給を行うだけでよい。すなわち、電源３０は、１つの信号変換装置１０内の制御部１１、変換部１３、記憶部１５、ＬＥＤ１６７、及び回路基板１６８などに電源を供給している。

【0066】

信号変換装置１０は、入力部１２と出力部１４とが筐体１６１において互いに反対側の面に配置されていることで、配線経路によるノイズトラブルを抑制可能である。より具体的には、信号変換装置１０は、アンテナケーブル接続コネクタを含む出力部１４を入力部１２から離間させることで、無線通信のための通信信号と入力されるアナログ信号としての電気信号との間で距離を確保することができる。信号変換装置１０は、これらの信号間の干渉を抑制可能である。結果として、信号変換装置１０は、通信品質の低下及びアナログ信号へのノイズの混入などのトラブルを抑制可能である。これにより、信号変換装置１０は、無線化を実現するときの利便性を向上させることができる。

【0067】

信号変換装置１０は、出力部１４が無線通信用アンテナと接続されているケーブルが接続されるアンテナケーブル接続コネクタを含むことで、無線通信用アンテナと入力部１２との距離をケーブルの長さ分だけさらに大きくすることができる。信号変換装置１０は、アンテナケーブル接続コネクタを含む出力部１４を前面に配置することで、背面に配置したときと異なり、ケーブルの曲げ半径を容易に維持することが可能である。より具体的には、信号変換装置１０の前面側には、ユーザがケーブルの取付作業などを行うためのスペースが必然的に確保され、ケーブルは、このようなスペース内で大きな曲げ半径で配置可能である。信号変換装置１０は、制御盤内などの限られたスペースに容易に設置可能であり、両隣に密接した状態で他の装置を並べることも可能である。無線通信用アンテナのアンテナケーブル接続コネクタを信号変換装置１０の前面に配置したことで、ＤＩＮレール上で装置を隙間なく並べることが可能である。信号変換装置１０は、既存の信号変換装置と同程度の実装密度を実現可能である。

【0068】

信号変換装置１０は、ケーブルが同軸ケーブルであり、アンテナケーブル接続コネクタが同軸コネクタであることで、同軸ケーブルによるノイズ遮蔽効果を受けながら、通信信号を出力部１４から無線通信用アンテナに安定して出力可能である。

【0069】

信号変換装置１０は、アンテナケーブル接続コネクタと筐体１６１とが互いに電気的に接続されていないことで、アンテナケーブル接続コネクタと筐体１６１とを互いに電気的に絶縁可能である。

【0070】

信号変換装置１０は、筐体１６１が樹脂により形成されていることで、筐体１６１の軽量化を可能にする。

【0071】

信号変換装置１０は、入力部１２と取付構造１６２とが第１面Ｓ１に配置されていることで、ＤＩＮレールなどへの取り付けによりスペースが狭くなる部分に、同軸ケーブルよりも曲げ半径を小さくすることが可能な信号線などの電線を配置することが可能になる。

【0072】

信号変換装置１０は、挿入口１６３が筐体１６１の前面に配置されていることで、信号変換装置１０を制御盤から取り外したり、配線を信号変換装置１０から取り外したりすることなくＳＩＭカードなどの記録媒体の挿入及び交換を可能にする。これにより、ユーザは、故障時及び回線変更時などの記録媒体の交換作業を容易に行うことができる。

【0073】

信号変換装置１０は、カバー部材１６４がラベルと同一の素材で形成されていることで、以上のような作業時にはカバー部材１６４を容易に取り外すことが可能である。したがって、信号変換装置１０は、上述した作業容易性を維持可能である。

【0074】

信号変換装置１０は、挿入口１６３を覆うカバー部材１６４をさらに有することで、挿入口１６３に対するカバー機能を提供可能である。信号変換装置１０は、挿入口１６３に対してカバー部材１６４を設けることで、挿入口１６３をユーザから隠して目立たなくすることができる。信号変換装置１０は、挿入口１６３に対してカバー部材１６４を設けることで、記録媒体が挿入口１６３から脱落することを抑制可能である。信号変換装置１０は、挿入口１６３に対してカバー部材１６４を設けることで、悪意のある第三者によって挿入口１６３に挿入されている記録媒体が傷付けられるといったことを抑制可能である。

【0075】

信号変換装置１０は、カバー部材１６４が金属製である場合、その強度を向上させて挿入口１６３に挿入されている記録媒体の上述した各種保護効果をより顕著に発揮する。信号変換装置１０は、カバー部材１６４が樹脂製である場合、カバー部材１６４の軽量化を実現可能である。

【0076】

信号変換装置１０は、変換部１３を有さず直接的に無線化されていない従来の信号変換装置のものと筐体１６１が外形及びサイズを共通化して形成されていることで、従来の信号変換装置から信号変換装置１０への置き換え時に、元の設置場所をそのまま用いることができる。加えて、筐体１６１を製造するときの金型を共通のものとすることもでき、信号変換装置１０の製造に伴うコストを低減可能である。

【0077】

信号変換装置１０は、プッシュスイッチ１６６とＬＥＤ１６７とが回路基板１６８の両面にそれぞれ実装されていることで、ユーザが頻繁にアクセスする筐体１６１の前面にインタフェースを集中させつつ、回路基板１６８の限られた実装スペースを有効に活用可能である。

【0078】

信号変換装置１０は、プッシュスイッチ１６６がロングノーズの形状で形成されていることで、回路基板１６８に実装される部品間の干渉を抑制可能である。信号変換装置１０は、回路基板１６８の限られた実装スペースを有効に活用しながら、筐体１６１の前面へのインタフェースの集中を実現可能にする。

【0079】

信号変換装置１０は、ＵＳＢコネクタ１６５が回路基板１６８に対して縦向きになるように実装されていることで、回路基板１６８上の実装領域を低減可能である。これにより、信号変換装置１０は、回路基板１６８上でより多くの回路部品を実装可能であり、実装密度を向上させることができる。

【0080】

信号変換装置１０は、ＵＳＢコネクタ１６５の先端が筐体１６１の第２面Ｓ２に形成されている開口部に嵌まることで、回路基板１６８に対して縦向きに実装されている場合であっても、回路基板１６８及び筐体１６１に対するＵＳＢコネクタ１６５の取付強度を向上可能である。これにより、信号変換装置１０は、ＵＳＢコネクタ１６５に対して外力が加わったときであっても、当該外力を筐体１６１で受け止めて、ＵＳＢコネクタ１６５の破損を抑制可能である。

【0081】

信号変換装置１０は、挿入口１６３が第２面Ｓ２の下部において第２面Ｓ２の側縁部近傍に配置されていることで、従来製品と同様に第２面Ｓ２の下部におけるラベル表示を可能にしつつ、前面にインタフェースを集中させるレイアウトを実現可能である。

【0082】

信号変換装置１０は、プッシュスイッチ１６６の先端が配置されている第２面Ｓ２の開口部の縁がＣ面として形成されていることで、プッシュスイッチ１６６に対するユーザの操作性を向上可能である。ユーザは、当該プッシュスイッチ１６６を押しやすくなる。

【0083】

信号変換装置１０は、ＵＳＢコネクタ１６５が製造時のみに使用され、それ以外のときにはカバーなどにより覆われていることで、製造時に使用するインタフェースを差別化可能である。信号変換装置１０は、製造時における製造者のＵＳＢコネクタ１６５へのアクセスを容易にしつつ、信号変換装置１０の実際の使用時におけるユーザのＵＳＢコネクタ１６５の誤使用を抑制可能である。

【0084】

本開示は、その精神又はその本質的な特徴から離れることなく、上述した実施形態以外の他の所定の形態で実現できることは当業者にとって明白である。したがって、先の記述は例示的であり、これに限定されない。開示の範囲は、先の記述によってではなく、付加した請求項によって定義される。あらゆる変更のうちその均等の範囲内にあるいくつかの変更は、その中に包含されるとする。

【0085】

例えば、上述した各構成部の形状、大きさ、配置、向き、及び個数は、上記の説明及び図面における図示の内容に限定されない。各構成部の形状、大きさ、配置、向き、及び個数は、その機能を実現できるのであれば、任意に構成されてもよい。

【0086】

上記実施形態では、電気信号は、例えばアナログ信号を含むと説明したが、これに限定されない。電気信号は、デジタル信号を含んでもよい。例えば、デジタル信号は、バルブ、モータ、リレーなどから出力されるオン又はオフの信号を含んでもよい。電気信号は、センサ２０から出力されると説明したが、これに限定されない。電気信号は、任意の出力元から出力されたものであってもよい。

【0087】

上記実施形態では、無線通信はセルラー通信を含むと説明したが、これに限定されない。無線通信は、例えば信号変換装置１０が無線ネットワーク４０に通信可能に接続するための任意のものを含んでもよい。

【0088】

上記実施形態では、出力部１４は、無線通信用アンテナと接続されているケーブルが接続される任意のアンテナケーブル接続コネクタを含むと説明したが、これに限定されない。出力部１４は、このようなアンテナケーブル接続コネクタを含まなくてもよい。このとき、無線通信用アンテナは、筐体１６１に直接的に取り付けられていてもよい。

【0089】

上記実施形態では、ケーブルは同軸ケーブルであり、アンテナケーブル接続コネクタは同軸コネクタであると説明したが、これに限定されない。ケーブルは、同軸ケーブル以外の任意の他のものであってもよいし、アンテナケーブル接続コネクタも、ケーブルに対応する任意のものであってもよい。

【0090】

上記実施形態では、アンテナケーブル接続コネクタと筐体１６１とが互いに電気的に接続されていないと説明したが、これに限定されない。アンテナケーブル接続コネクタと筐体１６１とが互いに電気的に接続されていてもよい。例えば、信号変換装置１０では、筐体１６１が金属により形成され、通常の同軸コネクタと同様に、アンテナケーブル接続コネクタと筐体１６１とが互いにグランド接続されていてもよい。

【0091】

上記実施形態では、筐体１６１は、樹脂により形成されていると説明したが、これに限定されない。筐体１６１は、金属により形成されていてもよい。

【0092】

上記実施形態では、入力部１２と取付構造１６２とが第１面Ｓ１に配置されていると説明したが、これに限定されない。取付構造１６２は、筐体１６１における第１面Ｓ１以外の任意の他の面に配置されていてもよい。

【0093】

上記実施形態では、取付構造１６２は、制御盤内に設置されているＤＩＮレールに適合した構造を含むと説明したが、これに限定されない。取付構造１６２は、例えば螺合、嵌合、及び係合などにより任意の設置対象に信号変換装置１０を取り付け可能な任意の構造を含んでもよい。例えば、取付構造１６２は、ＤＩＮレールに適合した構造に代えて、又は加えて、ねじ止め構造及び壁掛け構造などを含んでもよい。

【0094】

上記実施形態では、出力部１４と挿入口１６３とが第２面Ｓ２に配置されていると説明したが、これに限定されない。挿入口１６３は、筐体１６１における第２面Ｓ２以外の任意の他の面に配置されていてもよい。

【0095】

上記実施形態では、挿入口１６３は、筐体１６１に対して１つのみ配置されているが、これに限定されない。挿入口１６３は、筐体１６１に対して複数配置されていてもよい。

【0096】

以下に本開示の実施形態の一部について例示する。しかしながら、本開示の実施形態はこれらに限定されない点に留意されたい。
［付記１］
筐体と、
電気信号が入力される入力部と、
前記入力部に入力された前記電気信号を無線通信の通信プロトコルに従った通信信号に変換する変換部と、
前記変換部により変換された前記通信信号を無線通信のために出力する出力部と、
を一体的に備え、
前記入力部は前記筐体の第１面に配置され、前記出力部は前記筐体において前記第１面と反対側の第２面に配置されている、
信号変換装置。
［付記２］
付記１に記載の信号変換装置であって、
前記出力部は、無線通信用アンテナと接続されているケーブルが接続されるアンテナケーブル接続コネクタを含む、
信号変換装置。
［付記３］
付記２に記載の信号変換装置であって、
前記ケーブルは同軸ケーブルであり、
前記アンテナケーブル接続コネクタは同軸コネクタである、
信号変換装置。
［付記４］
付記２又は３に記載の信号変換装置であって、
前記アンテナケーブル接続コネクタと前記筐体とが互いに電気的に接続されていない、
信号変換装置。
［付記５］
付記１乃至４のいずれか１つに記載の信号変換装置であって、
前記筐体は、樹脂により形成されている、
信号変換装置。
［付記６］
付記１乃至５のいずれか１つに記載の信号変換装置であって、
制御盤に前記信号変換装置を取り付けるための取付構造をさらに備え、
前記入力部と前記取付構造とは、前記第１面に配置されている、
信号変換装置。
［付記７］
付記１乃至６のいずれか１つに記載の信号変換装置であって、
前記無線通信に関する設定情報が記録されている記録媒体の挿入口をさらに備え、
前記出力部と前記挿入口とは、前記第２面に配置されている、
信号変換装置。
［付記８］
付記７に記載の信号変換装置であって、
前記挿入口を覆うカバー部材をさらに備える、
信号変換装置。
［付記９］
付記８に記載の信号変換装置であって、
前記カバー部材は、金属製又は樹脂製である、
信号変換装置。

【符号の説明】

【0097】

１ 無線通信システム
１０ 信号変換装置
１１ 制御部
１２ 入力部
１３ 変換部
１４ 出力部
１５ 記憶部
１６１ 筐体
１６２ 取付構造
１６３ 挿入口
１６４ カバー部材
１６５ ＵＳＢコネクタ
１６６ プッシュスイッチ
１６７ ＬＥＤ
１６８ 回路基板
２０ センサ
３０ 電源
４０ 無線ネットワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】