JP2020014172A - 防水構造を有するビーコン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】防水構造を有しつつ、小型で携帯性に優れるビーコン装置を提供する。【解決手段】ビーコン装置２は、筐体４と、筐体４とともに閉鎖空間２４を形成するカバー６と、閉鎖空間２４に収容され、無線通信回路を有する実装基板８と、閉鎖空間２４に収容され、実装基板８に接続されるソーラーパネル１０と、筐体４とカバー６とを互いに固定する防水性の接着層２３とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、防水構造を有するビーコン装置に関する。

駅、空港又は店舗等の施設に設置されるビーコン装置が知られている。特許文献１においては、施設の利用者のスマートフォン等の装置へデータを送信し、施設に関連する情報（例えば、駅又は空港の案内等の情報）を取得させるビーコン装置が開示されている。

特開２０１８−７１５５号公報

ビーコン装置は、施設への設置のみならず、小型化して携帯できるようにすることで活用の幅が広がる。例えば、ビーコン装置を携帯する利用者の位置情報や温度等の周囲環境の情報を取得することが考えられる。このようなビーコン装置においては、屋外での使用が想定されるため、雨滴等による破損を防止する防水構造を有することが好ましい。

ビーコン装置に備えられる電池は交換式であり、防水構造を形成するために、電池交換用の蓋の裏にパッキン等の部材を設けなければならず、ビーコン装置が大型化する場合があった。また、電池の充電やファームウェアアップデートのために外部機器との接続コネクタが備えられることで防水構造が複雑となり、ビーコン装置が大型化する場合があった。

本発明のビーコン装置は、筐体と、筐体とともに閉鎖空間を形成するカバーと、閉鎖空間に収容され、無線通信回路を有する実装基板と、閉鎖空間に収容され、実装基板に接続されるソーラーパネルと、筐体とカバーとを互いに固定する防水性の接着層とを備える。

本発明によれば、防水構造を有しつつ、小型で携帯性に優れるビーコン装置を提供することができる。

第１の実施の形態におけるビーコン装置の斜視図である。 第１の実施の形態におけるビーコン装置の分解斜視図である。 第１の実施の形態におけるビーコン装置の断面図である。 第２の実施の形態におけるビーコン装置の斜視図である。 第２の実施の形態におけるビーコン装置の分解斜視図である。 第２の実施の形態におけるビーコン装置の断面図である。 第２の実施の形態におけるビーコン装置の拡大断面図である。 第２の実施の形態における実装基板の上面図である。 第２の実施の形態における実装基板の下面図である。 第２の実施の形態におけるカバーの分解斜視図である。 第２の実施の形態における操作部とプッシュスイッチの位置関係を説明する斜視図である。 第２の実施の形態における操作部とプッシュスイッチの位置関係を説明する拡大上面図である。 第２の実施の形態における操作部がプッシュスイッチを押下した状態の拡大断面図である。 第２の実施の形態におけるビーコン装置の仕様変更を説明する図である。 第２の実施の形態におけるビーコン装置の仕様変更を説明する図である。

以下、添付図面を参照して、実施の形態におけるビーコン装置について説明する。本実施の形態のビーコン装置は、無線通信により、近接するスマートフォン等の他の装置へデータを送信する。

図１は、第１の実施の形態におけるビーコン装置２の斜視図である。図２は、ビーコン装置２の分解斜視図である。ビーコン装置２はカード型であって、筐体４と、カバー６と、実装基板８と、ソーラーパネル１０とを備える。なお、図１図示上側を上方向とする。

筐体４は、実装基板８及びソーラーパネル１０を収容する凹部１２と、カバー６を支持する縁部１４とを含む。例えば、筐体４は、樹脂による成形部品である。筐体４は、四隅が丸みを帯びて形成されても良い。ユーザがビーコン装置２を携帯する際、四隅が丸みを帯びることで怪我を防止できる。

実装基板８は、無線通信回路１６を含む電子回路部品を有し、電線１８を介してソーラーパネル１０に接続される。例えば、ソーラーパネル１０は、光起電力効果を利用して発電する複数の太陽電池（図示せず）をパネル状に形成したものである。

カバー６は、透明部２０及び非透明部２２を有する。カバー６は、例えば、透明度の高い樹脂を含む構成である。筐体４と同様、カバー６は四隅が丸みを帯びて形成されても良い。

透明部２０は、ソーラーパネル１０が受光する光を透過させる。非透明部２２は、例えば、カバー６の上面又は下面、或いはその両方を有色の塗料で塗装することで形成できる。カバー６の非透明部２２と縁部１４との間には、防水性の接着層２３が配置される。

非透明部２２は、接着層２３の一部又は全部を外部から視認できないようにする。なお、非透明部２２を設けずにカバー６全体が透明であっても良く、この場合、接着層２３はカバー６の透明な縁部分の下面に配置される。

図３は、図１の切断線ＩＩＩ−ＩＩＩにおけるビーコン装置２の断面図である。図３を参照して、ビーコン装置２の防水構造について説明する。カバー６は、筐体４とともに閉鎖空間２４を形成する。実装基板８は、筐体４の凹部１２の底に配置され、閉鎖空間２４に収容される。ソーラーパネル１０は、実装基板８の上方に配置され、閉鎖空間２４に収容される。接着層２３は、縁部１４とカバー６との間に介在して、筐体４とカバー６とを互いに固定する。

接着層２３は、防水性の両面テープ、防水性の接着剤等により形成される。両面テープは、ＤＩＣ株式会社製の８４０２ＢＬＡＣＫ、日東電工株式会社製のＮｏ．５７１２０Ｂ等が想定される。

接着層２３は、閉鎖空間２４を液密に封止して、装置外部から閉鎖空間２４への液体の浸入を防止する。接着層２３が閉鎖空間２４を防水することにより、閉鎖空間２４に収容された実装基板８及びソーラーパネル１０の液体による不具合、破損等が防止される。ビーコン装置２は、接着層２３を用いただけの簡易な構造により防水機能を備えたものとなる。

ビーコン装置２は、ソーラーパネル１０を備えたことにより、交換式の電池や充電式の電池を必要としない。交換式の電池を使用する構成では、電池交換用の蓋が必要となる。また、充電式の電池を使用する構成では、電池充電用のコネクタなどが必要となる。これらの場合、装置全体を防水構造とするためにはビーコン装置が大型化する。ビーコン装置２は、ソーラーパネル１０を備えたことにより、防水機能に加えて小型化が可能となる。

実装基板８が有する無線通信回路１６は、例えば、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ、Ｗｉ−Ｆｉ等の無線通信、又はＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）等の近距離無線通信を実現する。ビーコン装置２は、種々の無線通信回路１６を機能に応じて複数採用することもできる。

ビーコン装置２は、例えば、近接する他の装置へのデータの送信（例えばアドバタイズ）のほか、外部機器を介したビーコン装置２自身の設定変更やファームウェアアップデートを無線通信回路１６による無線通信で行っても良い。外部機器を介した設定変更とは、パーソナルコンピュータやスマートフォン等の外部機器で設定したビーコン装置２の設定パラメータを無線通信により受信し、受信した設定パラメータに基づく設定変更をいう。

ビーコン装置２は、自己の設定変更やファームウェアアップデートを無線通信により行うことで、設定変更やファームウェアアップデート用のコネクタも不要となる。

なお、上記ではコネクタを有さないビーコン装置２の例について説明したが、コネクタを有する態様も考えられる。この場合、例えばＩＰＸ７相当を担保する汎用の防水コネクタを採用することができる。ビーコン装置２は、防水コネクタと外部機器との有線接続により設定変更やファームウェアアップデートを行っても良い。防水コネクタを有する態様であっても、前述したようにソーラーパネル１０の採用により電池交換用の蓋及び防水構造が不要であるため、従来のビーコン装置よりも防水性に優れ、かつ、小型である。

続いて、第２の実施の形態におけるビーコン装置２６について説明する。ビーコン装置２と同様の構成、作用及び効果については、ここでは説明を繰り返さない。

図４は、ビーコン装置２６の斜視図である。図５は、ビーコン装置２６の分解斜視図である。ビーコン装置２６はカード型のビーコン装置であり、例えば、横９０ｍｍ、縦６０ｍｍ、厚み５ｍｍ程度の大きさを有する。

ビーコン装置２６は、筐体２８と、カバー３０と、実装基板３２と、ソーラーパネル３４とを備える。実装基板３２とソーラーパネル３４は電線３６により互いに接続される。

筐体２８は、凹部３８を含む。凹部３８には実装基板３２が配置される。凹部３８の底には、４つの第１の突起部４０が形成される。４つの第１の突起部４０を、実装基板３２の四隅に形成される開口４２に通すことで、凹部３８に実装基板３２が位置決めされる。筐体２８は、例えば、樹脂による成形部品であり、第１の突起部４０は筐体２８に一体的に形成される。

筐体２８は、凹部３８の外周沿いに分散して形成される複数（図では３個）の第１の段差部４４、４６、４８を含む。第１の段差部４４、４６、４８は、それぞれの上面が互いに同じ高さに配置される。また、筐体２８は、第１の段差部４４、４６、４８の外側であって凹部３８の外周沿いに連続して、第１の段差部４４、４６、４８よりも高い位置に形成される第２の段差部５０を含む。第２の段差部５０の上面は一様な高さに配置される。さらに、筐体２８は、第２の段差部５０から一体的に形成され、第１の段差部４６と平行な方向に、互いに接近するように内方へ延長される壁部５２、５４を含む。壁部５４は、図６に示されるように切欠部５６を有する。壁部５２は、壁部５４と同様に切欠部５６を有する。切欠部５６の底面は、第１の段差部４４、４６、４８の上面と同じ高さに配置される。

ソーラーパネル３４は、第１の段差部４４、４６、４８の上面と、切欠部５６の上面とに支持される。第１の段差部４４、４６、４８を複数に分離して形成することは、ソーラーパネル３４を支持するのに必要十分な強度を確保しつつ、筐体２８の軽量化及び材料費削減の効果がある。一方で、ソーラーパネル３４支持の強度を高めるために、複数の第１の段差部４４、４６、４８が互いに一体的に連結されていても良い。また、第１の段差部４４、４６、４８のみでソーラーパネル３４を支持しても良い。

第２の段差部５０は、その上面でカバー３０を支持する。壁部５２、５４はその上面でカバー３０を支持する。第２の段差部５０に加えて壁部５２、５４がカバー３０を支持することで、カバー３０に加わる外力に抗してカバー３０の変形を防止することができる。

図５に加え、図６及び図７を用いて、ビーコン装置２６の構成をさらに説明する。図６は、図４の切断線ＶＩＩ−ＶＩＩにおける断面図であり、図７は、図６の一部分を拡大した拡大断面図である。

図５に示される通り、筐体２８は第２の突起部５８を含む。また、図６に示される通り、第２の突起部５８は、凹部３８の長手方向の一端側のみならず他端側にも形成される。そして、図７に示される通り、第２の突起部５８には溝部６０が形成され、実装基板３２の縁が溝部６０に嵌合することで、実装基板３２は筐体２８に固定される。

図５、図６及び図７に示される通り、ソーラーパネル３４は、第１の段差部４４、４６、４８及び切欠部５６に支持されることで、筐体２８内において実装基板３２の上側に配置される。実装基板３２とソーラーパネル３４との間には空間６２が形成される。

空間６２が形成されることで、実装基板３２及びソーラーパネル３４は互いに密着することなく筐体２８内に収容されるため、それぞれが発生する熱の相互伝搬を抑制でき、放熱の観点で有利となる。また、ソーラーパネル３４と対向する実装基板３２の上面にも電子回路部品を実装できるため、実装基板３２の設計自由度を高められる。

第２の段差部５０には、防水性の接着層６４が配置される。接着層６４は、第２の段差部５０とカバー３０との間に介在する。図１０及び図１１に示される通り、接着層６４は枠形に成型される。例えば、接着層６４は、枠形への成型が容易である防水性の両面テープであっても良い。

防水性の両面テープは、例えば、幅１．０ｍｍ以上でＩＰＸ７相当を達成する両面テープであって良い。また、製造コストや、ソーラーパネルの受光面積をなるべく広く取る等の第２の段差部５０の寸法制約を鑑み、幅５．０ｍｍ以下であることが好ましい。採用する両面テープの種類等に応じて、任意の幅を採用しても構わない。

カバー３０は、筐体２８とともに閉鎖空間６６を形成する。接着層６４は、第２の段差部５０とカバー３０との間に介在して、筐体２８とカバー３０とを互いに固定する。

筐体２８とカバー３０との間に介在する接着層６４は、閉鎖空間６６を液密に封止して、装置外部から閉鎖空間６６への液体の浸入を防止する。接着層６４が閉鎖空間６６を防水することにより、閉鎖空間６６に収容された実装基板３２及びソーラーパネル３４の液体による不具合、破損等が防止される。ビーコン装置２６は、接着層６４を用いただけの簡易な構造により、防水機能を備えたものとなる。

図８は、実装基板３２の上面図である。実装基板３２は、上面に無線通信回路６８、センサ７０、プッシュスイッチ７２を有する。無線通信回路６８は、無線通信用のＩＣ及び周辺回路部品を含む。

図９は、実装基板３２の下面図である。実装基板３２は下面にアンテナ７４を有する。無線通信回路６８とアンテナ７４とは、実装基板３２内の配線を介して互いに電気的に接続され、協働して無線通信を行う。無線通信は、ビーコン装置２と同様の機能が想定される。

例えば、無線通信回路６８に搭載される通信回路は近距離無線通信であるＮＦＣに対応した回路であり、ＮＦＣにより外部機器と通信し、ビーコン装置２６の設定変更やファームウェアアップデートを行う。なお、無線通信回路６８及びアンテナ７４の配置は一例であり、それぞれが実装基板３２の任意の位置に配置され得る。

実装基板３２は、処理部７５を含む。処理部７５は、第１の動作モードと、第２の動作モードとを切り替える。例えば、第１の動作モードは、スマートフォン等の通信相手の装置へデータを送信する（例えばアドバタイズ）モードである。例えば、第２の動作モードは、ビーコン装置２６自身の設定を変更するモードである。本実施の形態では、処理部による第１の動作モード及び第２の動作モードの切り替えはプッシュスイッチ７２の押下操作により実行される。

センサ７０は、加速度センサ、ジャイロセンサ、温度センサ等のセンサが考えられる。実装基板３２は、これらのセンサを任意の組み合わせで複数有しても良い。ビーコン装置２６は、これらのセンサで取得したデータを無線通信で他の装置へ送信する。

なお、図８で示したセンサ７０、及びプッシュスイッチ７２の配置は一例であり、それぞれが実装基板３２の任意の位置に配置され得る。

筐体２８は、図５、図６及び図７に示される通り、取付穴７６を含む。取付穴７６には、例えばボルト等の固定部材（図示せず）が挿入され、固定部材を用いて壁等にビーコン装置２６を取り付けることができる。或いは、携帯性を向上させるためのストラップを取付穴７６に装着しても良い。

図７に示されるように、取付穴７６は、筐体２８の背面から側面及び上面に向かって斜めに貫通し、閉鎖空間６６と独立して形成される。斜めに貫通する取付穴７６は、筐体２８の第２の段差部５０を形成する厚肉領域の一部を利用して形成することができる。筐体２８に対して垂直方向に貫通する同寸法の取付穴を形成するよりも、筐体２８の遊休部分を利用して外形寸法の拡大を抑制することができる。

取付穴７６は、段差部７８を有する。段差部７８は、取付穴７６へ固定部材として挿入されるボルトの頭部を支持する。

図１０を参照して、カバー３０の構成を詳細に説明する。カバー３０は、ビーコン装置２６の最外面を形成する外側シート８０を含む。例えば、外側シート８０は、透明度の高い樹脂である。外側シート８０は、透明部８２及び非透明部８４を有する。透明部８２は、ソーラーパネル３４が受光する光を透過させる。

非透明部８４は、外側シート８０の上面又は下面、或いはその両方を有色の塗装材料で塗装することで形成でき、接着層６４が配置される。非透明部８４は、実装基板３２及び接着層６４の一部又は全部を外部から視認できないようにする。また、非透明部８４には、操作部９２（後述）の押下領域を示すリング状の印８６が形成される。印８６は、非透明部８４に塗布される色とは異なる色を塗布して形成しても良いし、同色で色の濃さを変えることで形成しても良い。印８６は、印刷、レーザーマーキング等により刻印されても良い。

カバー３０は、内側シート８８を含む。例えば、内側シート８８は、透明度の高いポリカーボネート樹脂である。内側シート８８は、開口部９０により形成される操作部９２を含む。操作部９２は、実装基板３２に実装されるプッシュスイッチ７２を押下する（後述）。内側シート８８の下面には接着層６４が配置される。

外側シート８０及び内側シート８８の間には、接着部材９４が介在する。例えば、接着部材９４は、光学用の両面テープである。外側シート８０及び内側シート８８は、接着部材９４により互いに固定される。カバー３０は、外側シート８０、接着部材９４、及び内側シート８８の積層構造により形成される。カバー３０は、接着部材９４を含まずに形成されても良い。

図１１は、外側シート８０及び接着部材９４を除いたビーコン装置２６の斜視図であり、図１２は拡大上面図である。図１１及び図１２に示される通り、操作部９２は、プッシュスイッチ７２を押下できる位置に形成される。例えば、操作部９２の先端近傍が、プッシュスイッチ７２の押ボタンの上側に位置するように形成される。

ここで、操作部９２は、アルファベットのＵ字型に形成された開口部９０により片持ち式に動作する構造を有する。操作部９２の一端が内側シート８８と連結し、他端が自由端となることで、操作部９２は片持ち式に動作する。なお、開口部９０は、曲線を有さない直線のみからなる形状など、任意の形状が採用されても良い。

図１３は、片持ち式の操作部９２がプッシュスイッチ７２を押下した状態を示す。

図１０に示される通り、操作部９２は、内側シート８８において接着層６４よりも内側に位置する。即ち、カバー３０が接着層６４により筐体２８に固定された状態では、操作部９２は閉鎖空間６６の内部に存在し、閉鎖空間６６の内部で動作する。従って、ビーコン装置２６は、開口部９０により片持ち式で動作する操作部９２を有しつつ、防水性を確保することができる。

図１４Ａ及び図１４Ｂは、ビーコン装置２６の製品仕様変更の一態様を示す図である。図１４Ａのビーコン装置２６は、実装基板３２が２つのプッシュスイッチ７２を有する。カバー３０の非透明部８４には、２つのプッシュスイッチ７２それぞれに対応する印８６が２つ形成されている。図１４Ｂのビーコン装置２６は、実装基板３２がセンサ７０及びプッシュスイッチ７２を有する。非透明部８４には、プッシュスイッチ７２に対応する印８６が１つ形成されている。

なお、カバー３０と実装基板３２の実装部品以外の各構成は、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すビーコン装置２６双方において共通であり、実装基板３２の実装部品及びカバー３０の仕様変更のみで、一部の機能が異なる製品群の製造を容易に可能とする。

図１４Ａ及び図１４Ｂにおいては、実装基板３２の実装部品を変更する態様について説明したが、予め異なる種類の部品が搭載された実装基板３２を利用することも考えられる。この場合、印８６の数などのカバー３０の仕様変更のみで、異なる機能を持つ製品群を製造することができる。

上記の実施の形態は適宜組み合わせることができる。また、上述のそれぞれの図において、同一または相当する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。

２、２６ ビーコン装置
４、２８ 筐体
６、３０ カバー
８、３２ 実装基板
１０、３４ ソーラーパネル
１６、６８ 無線通信回路
２３、６４ 接着層
２４、６６ 閉鎖空間
３８ 凹部
４４，４６，４８ 第１の段差部
５０ 第２の段差部
７２ プッシュスイッチ
７６ 取付穴
８０ 外側シート
８８ 内側シート
９２ 操作部

Claims (5)

1. 筐体と、
   前記筐体とともに閉鎖空間を形成するカバーと、
   前記閉鎖空間に収容され、無線通信回路を有する実装基板と、
   前記閉鎖空間に収容され、前記実装基板に接続されるソーラーパネルと、
   前記筐体と前記カバーとを互いに固定する防水性の接着層とを備える、ビーコン装置。
2. 前記筐体は、
   前記実装基板が配置される凹部と、
   前記凹部に形成され、前記ソーラーパネルを支持する第１の段差部と、
   前記第１の段差部よりも高い位置に形成され、前記接着層が配置される第２の段差部とを備え、
   前記カバーは前記接着層を介して前記第２の段差部に支持される、請求項１に記載のビーコン装置。
3. 前記実装基板は、プッシュスイッチを有し、
   前記カバーは、前記プッシュスイッチを操作する操作部であって、前記閉鎖空間の内部で動作する操作部を有する、請求項１又は２に記載のビーコン装置。
4. 前記実装基板は、通信相手の装置へデータを送信するための第１の動作モードと、自己の設定を変更するための第２の動作モードとの切り替えが可能な処理部を有し、
   前記プッシュスイッチの操作により、前記処理部が前記第１の動作モードと前記第２の動作モードとを切り替える、請求項３に記載のビーコン装置。
5. 前記カバーは、
   外側シートと、
   前記外側シートに積層される内側シートとを備え、
   前記内側シートに、片持ち式に動作する前記操作部が設けられる、請求項３又は４に記載のビーコン装置。

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