特許ウォッチ

公開番号2025110413
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-28
出願番号2025078024,2023200667
出願日2025-05-08,2023-11-28
発明の名称無線センサ
出願人日本ミクロン株式会社
代理人弁理士法人綿貫国際特許・商標事務所
主分類G08C 19/00 20060101AFI20250718BHJP(信号)
要約【課題】航空機の安全運航に利用できる、小型で高い信頼性を備え、且つ取得したセンサデータを無線送信可能な無線センサの提供。
【解決手段】航空機に用いられる無線センサ10であって、センシング動作にかかる素子類20と、素子類20への電力供給にかかる電源部25と、送受信アンテナ部24とを具備しており、素子類20と、電源部25とは、多層プリント配線板内に立体的に内蔵されているとともに、プリント配線板材料で一体封止され、電源部25は、全固体電池であって、航空機内の発電素子が利用しにくい光・振動・温度差が少ない環境でも、内蔵した全固体電池を用いて、継続的にセンシングを行う。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
航空機に用いられる無線センサであって、
センシング動作にかかる素子類と、前記素子類への電力供給にかかる電源部と、送受信アンテナ部とを具備しており、
前記素子類と、前記電源部とは、多層プリント配線板内に立体的に内蔵されているとともに、プリント配線板材料で一体封止されており、
前記電源部は、全固体電池であって、
航空機内の発電素子が利用しにくい光・振動・温度差が少ない環境でも、内蔵した全固体電池を用いて、継続的にセンシングを行うことを特徴とする無線センサ。
続きを表示（約 230 文字）【請求項２】
前記全固体電池は、無接触給電を使用して整備時に充電可能とする構成であることを特徴とする請求項１記載の無線センサ。
【請求項３】
前記素子類は、所定のセンサデータを取得するセンサ部と、前記センサデータの演算、デジタル化、及び全体の動作管理を実行する制御部と、前記センサ部によって得られたデータを外部通信する送受信部を含み、
前記電源部は、電圧制御素子をさらに有していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線でデータ送受信を行う航空機事故防止用の小型省電力無線センサに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、ＩｏＴ機運の高まりから急速にセンサ市場規模が拡大しており、温度、湿度、圧力、振動、加速度、音、光、流速、速度、ＧＰＳ等の様々なセンサを利用し、データ解析やデータ活用をすることが益々求められている。また、安全確認、自動化等の用途でも、今後の利用は急激に増えていくと云われている。
【０００３】
しかしながら、既存のセンサデバイスは、低消費電力化が進んでおらず、有線での電源配線をしているケースが多い。そのため配線敷設にはコストと時間がかかり、大規模になるほど配置換えや配線引回し変更の作業負担が大きく、補修が困難となるといった問題もある。
【０００４】
ところで、航空機のような乗り物に対しても、安全運航、事故防止の目的として運行中のセンサデータを取得することが検討されているが、配線を要するセンサを用いる場合には、利用センサ数の増加に伴い配線重量が増加し、機体全体が重量増加してしまうといった問題が生じている。さらに、クロストークによるトラブル防止のため、センサの信号線はシールド線等を用いた対策を講じる必要があり、このため重量増加による問題はより顕著なものとなる。
【０００５】
一方、航空機エンジンの重要部品にセンサを配置し、衛星通信ネットワークを通じて飛行中のセンサ情報をセンサメーカーと、その顧客である航空機メーカーとで共有し、早期修復により航空機会社が利益を生む取り組みが行われている。航空機の安全管理に必要な情報を取得するためには、複数箇所に多数のセンサを設置することが要望されるが、重量増加の問題があるため、上記取り組みは限定的な利用範囲に留まっている。
【０００６】
勿論、バッテリを利用した無線化も可能であるが、バッテリは大容量になる程そのサイズが大きくなるため、製品の小型化が困難であり、取付け場所が制限されるという別の問題も生じている。また、消費電力が大きい既存のセンサデバイスでは、頻繁なバッテリ交換が必要であり、交換作業コストの増加と、バッテリ廃棄物の環境負荷といった問題も無視できない。
【０００７】
また、航空機での利用を考えた際には、バッテリは破裂や発火の可能性があるといった安全上の懸念も抱えている。さらには事故防止のため、センサでの計測が必要な箇所として、主翼や尾翼の先等が考えられるが、そうした狭く入り組んだ箇所ではバッテリ交換も困難となる。
【０００８】
さらに、既存のセンサデバイスは、各種部品を複数個表面実装したものが多く、露出した部品箇所は、湿度やほこりといった外的要因により信頼性低下を引き起こしやすく、航空機のような耐環境性の要求される用途には利用しにくい。耐環境性を高めるためには、堅牢なケースに収めることもできるが、それに伴い製品サイズの大型化・重量化といった相反する問題を抱えている。
【０００９】
バッテリ利用に代えて、電力の無線送信を行う方法も考えられるが、起電力を空間送信する場合の減衰は大きく、センサデバイスを起動するためには、大きな電力を送信する必要がある。そのため、電波障害の恐れのある航空機のような環境では利用できない。また、多量のセンサデバイスを電力の無線送信で起動しようとした場合には、空間に電波が溢れる状況となり、人体に対する健康被害（電波公害、デジタル毒）といったものも無視できないレベルとなると考えられ、利用上の問題となる。
【００１０】
上記した事情により、航空機での部品や機体の管理は、整備時の履歴をＲＦＩＤタグにトレーサビリティ情報として記録管理するようなものに留まっており、故障・事故防止のために動作中の異常を十分な数のセンサで監視できるようなものとはなっていない。これに対し、動作中の異常音、異常振動、発熱、圧力異常、油漏れ、水漏れ等をセンサで検知することができれば、整備時には気付きにくい、靭性疲労、摩耗、油切れ、気密異常、誤動作、その他異常を早期に捉え、重大事故の発生を未然に防ぐことが可能となる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許