(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-02-15
(45)【発行日】2024-02-26
(54)【発明の名称】重量センサユニット
(51)【国際特許分類】
G01G 19/52 20060101AFI20240216BHJP
【FI】
G01G19/52 Z
(21)【出願番号】P 2021008770
(22)【出願日】2021-01-22
【審査請求日】2022-10-13
(73)【特許権者】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックIPマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001081
【氏名又は名称】弁理士法人クシブチ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】帆足 正和
【審査官】岡田 卓弥
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第2017/0328764(US,A1)
【文献】特開2015-114115(JP,A)
【文献】特開2014-109468(JP,A)
【文献】特開2010-62964(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G01G 1/00-23/48
G01L 5/00- 5/28
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
上側部材と、下側部材とを備え、
前記上側部材は、平面状の載置面と、外周を囲む側面とを備えた五面体で構成され、
前記上側部材には、重量センサと、前記重量センサを制御する制御基板と、通信基板と、電源とが配置され、
前記通信基板は、通信制御部と、アンテナ部とを備え、
前記通信基板の前記アンテナ部は、金属に指向せず、前記上側部材の前記側面に指向するように、前記上側部材の前記載置面に対して傾斜して配置されていることを特徴とする重量センサユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、重量センサユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1は、重量センサに載置される食品の重量を検出し、その検出結果に基づいて冷蔵庫の制御ユニットにより食品の残量などを報知する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、通信特性を良好にすることができる重量センサユニット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】
【0005】
前記目的を達成するため、本開示は、上側部材と、下側部材とを備え、前記上側部材は、平面状の載置面と、外周を囲む側面とを備えた五面体で構成され、前記上側部材には、重量センサと、前記重量センサを制御する制御基板と、通信基板と、電源とが配置され、前記通信基板は、通信制御部と、アンテナ部とを備え、前記通信基板の前記アンテナ部は、金属に指向せず、前記上側部材の前記側面に指向するように、前記上側部材の前記載置面に対して傾斜して配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本開示によれば、通信基板を傾斜して配置することで、水平偏波のみならず、垂直偏波を得ることができる。そのため、通信状態をより良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1】実施の形態1における重量センサユニットを示す全体斜視図
【
図2】実施の形態1における重量センサユニットを示す底面側の斜視図
【
図3】実施の形態1における上側部材の内部構成を示す平面図
【
図4】実施の形態1における重量センサユニットを示す縦断面図
【
図5】実施の形態1における重量センサユニットを示す分解斜視図
【
図6】実施の形態1における重量センサユニットを利用した食品管理システムを示す概略構成図
【発明を実施するための形態】
【0008】
(本開示の基礎となった知見等)
発明者らが本開示に想到するに至った当時、重量センサに載置される食品の重量を検出し、その検出結果に基づいて冷蔵庫の制御ユニットにより食品の残量などを報知する技術があった。
しかしながら、従来の技術では、重量センサと冷蔵庫との通信を行うセンサ通信モジュールが水平に配置されている。このようにセンサ通信モジュールが水平に配置されていると、水平偏波のみの通信になってしまい通信特性が低下してしまうという課題を発明者らは発見し、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。
そこで本開示は、通信特性を良好にすることができる重量センサユニットを提供する。
【0009】
以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。
【0010】
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図1は、実施の形態1における重量センサユニットを示す全体斜視図である。
図2は、実施の形態1における重量センサユニットを示す底面側の斜視図である。
図3は、実施の形態1における上側部材の内部構成を示す平面図である。
図4は、実施の形態1における重量センサユニットを示す縦断面図である。
図5は、実施の形態1における重量センサユニットを示す分解斜視図である。
【0011】
図1から
図5に示すように、重量センサユニット1は、上側部材10と、下側部材20とを備えている。上側部材10および下側部材20は、樹脂により形成されている。
上側部材10は、平面状の載置面11と、外周を囲む側面12とを備えた五面体で一体に構成されており、下面が開放された形状に形成されている。
上側部材10の下面側の四隅には、重量センサ30が取付けられている。
重量センサ30は、上側部材10の下面に設置されるロードセル31と、ロードセル31の表面を覆うキャップ部材32と、キャップ部材32に取付けられた弾性部材33と、から構成されている。
【0012】
一側に配置された重量センサ30の間には、制御基板35が配置されている。制御基板35には、重量センサ30のロードセル31の配線36が電気的に接続され、ロードセル31の信号が制御基板35に入力されるように構成されている。
ロードセル31の配線36は、本実施の形態においては、各ロードセル31から制御基板35までの長さがほぼ同じになるように構成されており、各ロードセル31からの信号の入力速度がすべてほぼ同じになるようにしている。
各ロードセル31から制御基板35まで距離は、それぞれ異なることから、上側部材10の下面には、配線36を畳んで収容できる配線収容部13が設けられている。
【0013】
制御基板35の上側部材10の側面12に近接する位置には、光源としてのLED(図示せず)が配置されている。LEDは、例えば、白色、緑色、赤色での点灯、点滅が可能とされており、これら各色と点灯、点滅動作により、重量センサユニット1の状態を表示できるように構成されている。
また、LEDに対向する上側部材10の側面12は、薄肉状に形成されており、LEDの光が上側部材10を透過して外部から視認できるように構成されている。
すなわち、上側部材10の載置面11および各側面12には、孔や継ぎ目などが形成されていない形状となっている。
【0014】
上側部材10の制御基板35の側方には、電池を収容する電池ホルダ15が設けられている。電池ホルダ15の電源配線は、制御基板35に接続されており、電池ホルダ15の電池からの電力を制御基板35に供給するように構成されている。なお、電池の他、バッテリーなどの蓄電池を用いるようにしてもよい。
【0015】
制御基板35の近傍には、通信基板40が配置されている。通信基板40と制御基板35とは、ハーネス41を介して電気的に接続されている。
通信基板40は、例えば、Wi-Fi(登録商標)などの無線規格により、携帯端末あるいはインターネットなどのグローバルネットワークと通信する機能を備えている。
【0016】
通信基板40は、通信制御部42と、アンテナ部43とを備えている。
また、本実施の形態においては、通信基板40は、上側部材10の載置面11に対して傾斜して配置されている。より具体的には、通信基板40は、アンテナ部43が上側部材10の側面12に指向するように配置されている。
アンテナ部43は、金属部分に指向してしまうと電波の利得が低くなって通信の障害となってしまう。そのため、通信基板40は、金属部分に指向しないように配置されている。
【0017】
すなわち、各重量センサ30のロードセル31は金属材料を含み、電池、制御基板35も金属材料を含んでいる。
そのため、本実施の形態のように、アンテナ部43が上側部材10の側面12に指向するように配置することで、アンテナ部43が金属部分に指向することを抑制し、通信を良好に行うことを可能としている。
また、通信基板40を傾斜して配置することで、水平偏波のみならず、垂直偏波を得ることができるので、通信状態をより良好にすることができる。
【0018】
上側部材10の下面において、重量センサ30、制御基板35、通信基板40、電池ホルダ15を配置した箇所以外の部分には、格子状のリブ16が形成されている。
上側部材10は、樹脂により形成されているが、リブ16を形成することにより、上側部材10の載置面11に重量を検出する食品を載置した場合でも、一定の強度を確保することができる。
【0019】
下側部材20は、略平面状に形成されている。下側部材20の四隅には、開口21が形成されており、開口21から重量センサ30の弾性部材33が露出するように構成されている。
また、下側部材20の電池ホルダ15に対応する位置には、電池ホルダ15の蓋部材22が着脱自在に設けられている。
【0020】
下側部材20の制御基板35に対応する位置には、Wi-Fi操作部23およびリセット操作部24がそれぞれ設けられている。制御基板35のWi-Fi操作部23およびリセット操作部24に対応する位置には、図示しないがWi-Fiスイッチおよびリセットスイッチが設けられている。
Wi-Fi操作部23およびリセット操作部24は、薄肉状に形成されており、ユーザの押圧操作により変形可能とされている。そして、Wi-Fi操作部23およびリセット操作部24をユーザが押圧操作することで、制御基板35のWi-Fiスイッチおよびリセットスイッチを外部から操作可能とされている。
下側部材20の上面にもリブ16が形成されている。下側部材20は、上側部材10にねじ25により一体に固定されている。
【0021】
次に、実施の形態1における重量センサユニット1の使用方法の一例について説明する。
[1-2.食品管理システムの構成]
図6は、重量センサユニット1を使用する食品管理システムの構成を示す概略構成図である。
図6に示すように、食品管理システム50は、重量センサユニット1が重量を検出する食品について、残量や、保存が開始された保存開始日、賞味期限または消費期限の期限日等を管理するシステムである。
管理する食品としては、例えば、冷蔵庫に保存する牛乳や卵、常温で保存する野菜、果物、米などがある。
重量センサユニット1は、管理する食品に応じて冷蔵庫の冷蔵室や室内の所定の場所に設置される。
【0022】
食品管理システム50は、端末装置60を備える。端末装置60は、例えばスマートフォンやタブレット端末である。端末装置60は、重量センサユニット1が重量を検出する食品Fの管理に係るアプリケーションプログラムがインストールされていて、当該アプリケーションの機能によって、インターネットなどのグローバルネットワークGNを介して食品管理サーバ70と通信可能とされている。
【0023】
食品管理システム50は、食品管理サーバ70を備える。食品管理サーバ70は、重量センサユニット1が重量を検出する食品Fに係わる情報を管理するサーバ装置であり、グローバルネットワークGNに接続する。
【0024】
次に、重量センサユニット1、端末装置60、及び食品管理サーバ70の構成について説明する。
重量センサユニット1は、センサ制御部37、センサ通信部38、ロードセル31及び電源部39を備える。
【0025】
センサ制御部37は、CPU等のプログラムを実行するセンサプロセッサ及びセンサ記憶部を備える。
センサ制御部37は、センサプロセッサが、センサ記憶部が記憶する制御プログラムを読み出して実行することにより、重量センサユニット1の各部を制御する。
【0026】
センサ通信部38は、所定の通信規格に従った通信を行うための通信インターフェイスであり、食品管理サーバ70と通信する。本実施の形態では、センサ通信部38の通信規格は、無線通信規格を例示するが有線通信規格でもよい。
【0027】
ロードセル31は、センサ制御部37の制御に従って、重量センサユニット1に載置された食品Fの重量を検出する。ロードセル31は、検出結果をセンサ制御部37に出力する。
【0028】
電源部39は、電池から供給される電力を重量センサユニット1の各部に供給する電源回路を備え、センサ制御部37の制御に従って重量センサユニット1の各部に電力を供給する。
【0029】
センサ制御部37は、所定のタイミングでロードセル31により食品Fの重量を検出し、その検出結果をグローバルネットワークGNを介して食品管理サーバ70に送信する。
【0030】
食品管理サーバ70は、サーバ制御部71、サーバ記憶部72及びサーバ通信部73を備える。
サーバ制御部71は、CPUやMPU等のプログラムを実行するプロセッサを備える。サーバ制御部71は、サーバプロセッサが、サーバ記憶部72に記憶された制御プログラムを読み出して実行することにより、食品管理サーバ70の各部を制御する。
【0031】
サーバ記憶部72は、サーバプロセッサが実行する制御プログラム、食品管理サーバ70の設定に係る設定データ、食品管理データベース、その他の各種データを記憶する。サーバ記憶部72は、不揮発性の記憶領域を有する。
食品管理データベースは、重量センサユニット1に係わる各種情報を格納するデータベースであり、例えば、ユーザID、端末装置通信情報、センサID、センサ通信情報、通信日時情報、食品種類情報、食品重量情報などを有する。
サーバ通信部73は、所定の通信規格に従った通信を行うための通信インターフェイスであり、重量センサユニット1及び端末装置60と通信可能とされている。
【0032】
端末装置60は、端末制御部61、端末記憶部62、端末通信部63、タッチパネル64を備える。
端末制御部61は、CPUやMPU等のプログラムを実行するプロセッサである端末プロセッサ、及び端末記憶部62を備える。端末制御部61は、端末プロセッサが、端末記憶部62に記憶された制御プログラムを読み出して実行することにより、端末装置60の各部を制御する。端末装置60には、食品管理アプリがインストールされる。端末制御部61は、端末プロセッサが食品管理アプリを読み出して実行することにより、アプリ実行部として機能する。
【0033】
端末記憶部62は、端末プロセッサが実行する制御プログラム、端末装置60の設定に係る設定データ、食品管理アプリ、ユーザID、その他の各種データを記憶する。端末記憶部62は、不揮発性の記憶領域を有する。
端末通信部63は、所定の通信規格に従った通信を行うための通信インターフェイスであり、グローバルネットワークGNと接続する機器と通信可能とされている。
【0034】
タッチパネル64は、液晶表示パネル等の表示パネルと、表示パネルに重ねて、或いは一体に設けられたタッチセンサとを備える。表示パネルは、端末制御部61の制御で、各種情報を表示する。タッチセンサは、タッチ操作を検出し、端末制御部61に出力する。端末制御部61は、タッチセンサからの入力に基づいて、タッチ操作に対応する処理を実行する。
端末装置60は、端末通信部63を介して食品管理サーバ70と通信可能とされている。
【0035】
[1-3.動作]
次に、本実施の形態の動作について説明する。
最初に、重量センサユニット1に食品を載置しない状態で、重量センサユニット1で検出される重量を0とする0補正を行う。
また、端末装置60を操作することで、重量センサユニット1に載置する食品の種類、食品の残量が何%以下、何個以下になった場合に、プッシュ通知を行うか、重量センサユニット1による重量検出の頻度(例えば、1日に1回、1時間に1回等)を設定する。
この設定情報は、端末装置60から食品管理サーバ70に送られ、食品管理データベースに格納される。
【0036】
重量センサユニット1は、所定のタイミングで食品の重量を検出し、検出した重量情報をセンサ通信部を介して重量情報を食品管理サーバ70に送信する。
食品管理サーバ70のサーバ制御部71は、受信した食品の重量と、サーバ記憶部72に記憶された食品の重量とを比較し、食品の重量から食品が所定の残量以下となった場合には、端末装置60に食品の残量のプッシュ通知を送信する。
端末装置60は、食品管理サーバ70からプッシュ通知を受信した場合には、食品の残量をプッシュ通知する。
これにより、ユーザは、食品の残量を確認することができる。
【0037】
[1-4.効果等]
以上述べたように、本実施の形態においては、上側部材10と、下側部材20とを備え、上側部材10は、平面状の載置面11と、外周を囲む側面12とを備えた五面体で構成され、上側部材10には、重量センサ30と、重量センサ30を制御する制御基板35と、通信基板40と、電源とが配置され、通信基板40は、上側部材10の載置面11に対して傾斜して配置されている。
これにより、通信基板40を傾斜して配置することで、水平偏波のみならず、垂直偏波を得ることができる。そのため、通信状態をより良好にすることができる。
【0038】
また、本実施の形態においては、通信基板40は、通信制御部42と、アンテナ部43とを備え、アンテナ部43は、金属に指向しない位置に配置されている。
これにより、通信基板40を金属部分に指向しないように配置することで、通信を良好に行うことができる。
【0039】
また、本実施の形態においては、通信基板40のアンテナ部43は、上側部材10の側面12に指向するように配置されている。
これにより、通信基板40のアンテナ部43を上側部材10の側面に指向するように配置することで、重量センサ30のロードセル31、電池、制御基板35などの金属材料を含む箇所に指向しないように通信基板40を配置することができる。そのため、アンテナ部43が金属部分に指向することを抑制し、通信を良好に行うことができる。
【0040】
また、本実施の形態においては、上側部材10と、下側部材20とを備え、上側部材10は、平面状の載置面11と、外周を囲む側面12とを備えた五面体で一体に構成され、上側部材10には、少なくとも重量センサ30と、重量センサ30を制御する制御基板35と、電源とが配置されている。
これにより、上側部材10の食品を載置する載置面11および側面12に継ぎ目がなく、上側部材10の内側を確実にカバーすることができる。そのため、食品から液体が零れた場合にも、上側部材10の内部に液体が浸入してしまうことを防止することができ、内部の制御基板35などの電気・電子部品を保護することができる。
また、載置面11や側面12に継ぎ目があると、その継ぎ目に汚れがたまりやすいが、本実施の形態においては、載置面11や側面12に継ぎ目がないため、継ぎ目に汚れがたまってしまうことを防止でき、載置面11を清潔に保つことができる。
さらに、一般的な体重計やキッチンスケールは載置面に表示部があるが、本実施の形態の重量センサ30の場合は、検出した食品の重量を食品管理サーバ70および端末装置60で管理するため、重量センサ30に表示部は不要となる。そのため、載置面11をフラットですっきりした状態に保持することができ、意匠性が向上するとともに、清掃も容易となる。
【0041】
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【0042】
以上のように、本発明に係る重量センサユニットは、通信基板を傾斜して配置することで、水平偏波のみならず、垂直偏波を得ることができ、通信状態をより良好にすることができる重量センサユニットとして好適に利用可能である。
【符号の説明】
【0043】
1 重量センサユニット
10 上側部材
11 載置面
12 側面
13 配線収容部
15 電池ホルダ
16 リブ
20 下側部材
21 開口
22 蓋部材
23 Wi-Fi操作部
24 リセット操作部
30 重量センサ
31 ロードセル
32 キャップ部材
33 弾性部材
35 制御基板
36 配線
37 センサ制御部
38 センサ通信部
39 電源部
40 通信基板
41 ハーネス
42 通信制御部
43 アンテナ部
50 食品管理システム
60 端末装置
61 端末制御部
62 端末記憶部
63 端末通信部
64 タッチパネル
70 食品管理サーバ
71 サーバ制御部
72 サーバ記憶部
73 サーバ通信部
GN グローバルネットワーク