月: 2024年2月

監修:株式会社小森安全機研究所

レーダーセンサーとは

レーダーセンサーとは、電波を照射して跳ね返ってきた反射波から物体や人などを検知する仕組みのセンサーです。

レーダー (英: Radar) とは、radio detecting and rangingから頭文字を取ったアクロニムです。照射する電磁波には可視光線よりも波長の長いマイクロ波が用いられます。各種静止物体、移動物体や人の検出・監視・動体の速度や距離の計測を行うことができ、様々な分野で広く活用されている技術です。

国際標準化機構(ISO)の規格13849-1のパフォーマンスレベル(PL)、国際電気標準会議(IEC)の規格61508の安全度水準(SIL)や、アメリカ保険業者安全試験所（Underwriters Laboratories Inc.）の製品安全規格であるUL規格に準拠したものがあり、安全性に関わる場所で使用する場合はそうした規格に準拠しているかどうかも検討材料の一つになります。

レーダーセンサーの使用用途

レーダーセンサーは、物体検知・速度や距離の計測を行うことができる装置です。

1. 産業用途

産業用途では、衝突回避や侵入防止など、主に安全対策を目的として使用されます。主な用途としては下記のようなものがあります。

• 工場における各種装置や工業用ロボット、切断機などと人との接触防止
• 衝突回避システム (乗用車、トラック、フォークリフトなどの車両および、キャリア、ハンドラー、シップローダーなどの港湾機械)
• 車両センサー・車載センサー (車両の移動速度や距離、物体の有無等を判定する)
• 高精度液面検出・振動モニタリング

また、車載センサーは、自家乗用車においても運転支援機能として近年搭載されるようになっています。

2. 人感センサー/バイタルセンサー

レーダーセンサーは、人体を検知することができ、更に心拍数や呼吸数を非接触で取得することが可能です。そのため、人感センサーやバイタルセンサーとして使用される場合もあります。ただし、現段階では人体センターとして人体のみを検出することは難しく、人体以外の動きを検知する事があります。

• 複数人のバイタル検出や複数の動体の追跡
• 成人および乳幼児のベッドの見守り (脈拍と呼吸の計測およびベッドからの転落検出) 
• 防犯カメラの機能拡張・交通量モニタリング

レーダーセンサーは非接触式であることと、イメージセンサーと異なり映像を伴わないことが特徴です。そのため、浴室やトイレなどのプライバシー配慮が求められる空間や、機密性の高い施設など、映像での監視を行うことが難しいシチュエーションにおいても使用しやすいというメリットがあります。

3. ポータブルデバイス

レーダーセンサーは、一部のスマートフォンに搭載されており、手の動きを追跡することでジェスチャーコントローラーとして使用されています。ウェアラブルデバイスや各種ポータブルデバイスにも搭載されていくことが見込まれている技術です。

レーダーセンサーの原理

1. 概要

レーダーセンサーは、マイクロ波や、さらに波長の長いミリ波を一方向へ照射し、物体に反射して戻ってきた反射波を解析することにより物体の位置などを検知します。

日本でレーダーセンサーに使用されている帯域には、79GHz帯 (帯域幅4GHz幅、距離分解能3.75cm) や60GHz帯 (帯域幅7GHz幅、距離分解能2.14cm)などがあります。また、レーダーセンサーは風や雨、霧、煙、粉体、光の影響を受けず、湿度、温度によっても検出能力は変化しません。このため、屋外環境や煙や粉体の多い環境でも高精度の検出が可能です。

2. FMCWレーダー (周波数変調連続波レーダー)

レーダーセンサーの中には、FMCWレーダーと呼ばれる連続波レーダーを採用しているものもあります。FMCWレーダーは、周波数変調した連続波を送信し、送信波と反射波の周波数差 (ビート周波数) から距離を求める方法です。

レーダーセンサーの種類

レーダーセンサーは、様々な分野で使用されているため、製品の種類も様々なものがあります。

1. 産業用

工場などで使用する産業用製品は、煙、ほこり、切粉、など、機械加工による廃棄物に耐えるように設計されており、製造機器などと接続して、機器の停止や再起動防止ができるようになっています。また、車載用や車両検知用などの製品は、屋外で使用されることを念頭に置いて雨などに強い構造になっていることが多いです。

2. 民生用

民生用機械では、人のバイタル検出や細かい動作の追跡などを目的とすることが多いため、脈拍検出、呼吸検出、動体検出などを想定した設計となっています。人が居るか居ないかだけではなく、人数や位置、動きを検出するなど、精緻な検出ができる製品も多いです。

本記事はレーダーセンサーを製造・販売する株式会社小森安全機研究所様に監修を頂きました。

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シンナー再生機とは

シンナー再生機とは、塗料やインキ、樹脂などが混入した廃溶剤 (シンナーなど) を回収・リサイクルするための装置です。

別名では、ソルベントリサイクラー、溶剤再生機、溶剤再生装置などと呼ばれることもあります。再生された溶剤は、洗浄用の溶剤として使用される他、再生液と新液を混ぜて使用される場合もあります。廃溶剤の再生により、資源の有効活用、産業廃棄物の処理費用の削減、新規溶媒の購入費用の削減などに貢献する装置です。

シンナー再生機の使用用途

シンナー再生機は、溶剤を使用する多くの産業において用いられています。主な使用産業並びに具体的な使用例は、下記の通りです。

1. 輸送用機器・機械

• 自動車やその関連部品の製造・修理
• 航空機製造・修理
• 造船 (鉄船・FRP船)

2.  電子機器

• 精密部品加工
• 基盤加工
• 半導体等脱脂洗浄工程排気処理
• その他エレクトロニクス

3. 印刷

• ペイント･インキ製造
• グラビア印刷
• オフセット印刷
• フレキソ印刷

4. 金属

• 金属加工ならびに脱脂
• 金属家具製造

5. 化学・医薬品

• 薬品･樹脂などの製造における乾燥･反応工程排気処理
• 医薬品原体･中間体の製造における合成反応･遠心分離･貯蔵タンクからの排気処理
• プラスチック製造・加工

シンナー再生機の原理

1. 概要

シンナー再生機は、廃溶剤を蒸留することにより再生溶剤を取り出す仕組みです。廃溶剤の再生機構の概要は下記の通りです。

1. 蒸留タンク内に廃溶剤を投入します。

2. 蒸留タンクをヒーターなどで加熱して廃溶剤を気化させます。ヒーターは通常、底部などに埋め込まれています。

3. 溶剤蒸気が気化して、空冷コンデンサー内に入ります。

4. 冷却ファンでコンデンサーが冷却され、溶剤蒸気が液化します。

5. 再生溶剤が回収されると共に、樹脂や顔料などが固形の廃棄物として排出されます。

2. 再生処理可能な溶剤

• 炭化水素系溶剤: キシレン、トルエン、n-ヘキサン、イソヘキサンなど
• アルコール系溶剤: メタノール、エタノール、ブタノール、イソプロピルアルコール (IPA) など
• ケトン系溶剤: アセトン、メチルエチルケトン (MEK) 、メチルイソブチルケトンなど
• エステル系溶剤: 酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ノルマルプロピルなど
• ハロゲン系溶剤 (塩素系やフッ素系・臭素系) :塩素系溶剤：塩化メチレン、トリクロールエチレン、テトラクロールエチレンなど

3. 再生困難な溶剤

シンナー再生機は多くの溶剤を再生処理することが可能ですが、下記のような場合は再生処理することが困難です。

• 沸点が280℃以上の場合
• 廃液もしくは、再生液が酸性やアルカリ性の場合
• 粘度が高い場合
• ニトロセルロースが混入されている溶剤
• 水

ニトロセルロースは、インキ・塗料に含まれる場合がある物質ですが、135℃～165℃で発火する物質であるため、大変危険です。

シンナー再生機の種類

シンナー再生機には様々な種類があり、用途に合わせたものを使用することが重要です。

1. 連続式とバッチ式

シンナー再生機には、連続式とバッチ式とがあります。連続式とは、シンナー再生機のタンク内の廃溶剤が減ってくるとポンプで連続自動充填される方式です。廃溶剤の減少は蒸留タンク内の液面センサーで感知されます。

バッチ式は、タンクに一回充填した分の廃溶剤のみを処理します。

2. 圧力

シンナー再生機には常圧で蒸留する製品と減圧で蒸留する製品とがあります。常圧で蒸留する製品の場合、主に溶剤の沸点温度が約50℃～180℃の溶剤を処理することが可能です。

それよりも沸点の高い溶剤を処理する場合は減圧式の製品を用いる必要があります。減圧式の製品では概ね沸点250℃までの溶剤に対応しています。

3. その他

シンナー再生機には、様々な大きさが有り、10〜600Lまでの様々な廃溶剤容量に対応しています。また、防爆型と非防爆型があり、防爆型では防爆モーターが使用され、モーターと電気制御系統がカプセルで覆われた構造です。自動運転、自動停止機能を備えた装置もあります。

基板ケースとは

基板ケースとは、プリント基板などの電子基板を収納・保護するために使用する筐体・収納ケースです。

プラスチックや金属など、様々な素材があり、また、外観や形状についても様々な製品が販売されています。単純な収納や保管を目的として使用される場合もありますが、筐体として使用し、ケース内に格納したまま基板を使用する場合もあります。

汎用のケースを使用したり、必要に応じて特注ケースを用意することがありますが、様々なサイズのケースとパーツの組み合わせでカスタマイズ性を高めた基板ケースもあり、そうしたものを活用すればコストパフォーマンスが高くなる可能性があります。

基板ケースの使用用途

基板ケースは、機器製作や、電子工作の分野において、プリント基板などの基板を内部に収納することに用いられます。過酷な条件下で使用する場合は防水タイプという選択肢もあるなど、外部の混入物や、事故による損傷や破損から基板を保護し、更に配線の整備をより安全に行うことも可能です。また電子機器の筐体として使用することで、使用者のケガや感電を防ぐことができます。

基板ケースを使用する目的は、

• 基板の単純な保管収納
• 透明ケースなどを用いた観賞用・ディスプレイ用としての収納
• 輸送を目的とした保護
• 基板の使用時における保護 (機器筐体など)

などが挙げられます。

基板ケースの原理

基板ケースは、使用用途に合わせて様々な組立形状をしており、シンプルなものでは、コの字型の上蓋と本体を組み合わせた形状をしています。そのままで開閉できるもの、ビスで開閉するタイプのもの、或いは、ハメコミ構成により簡単に開閉できないようになっているものなどがあります。

筐体など基板を収納したまま使用する場合は、放熱性の優れたものを使用することが必要です。また、基板に合わせた端子穴が必要であるため、元々ケースに加工されている端子穴以外にも必要な場合は、追加工にて別途穴あけ加工が行われる場合があります。

基板ケースの種類

基板ケースは様々なものが販売されており、用途に合ったものを選択することが必要です。

1. 材質

基板ケースの材質については、プラスチック、アクリル樹脂、アルミ合金、スチールなどがあります。

樹脂素材の中には、難燃ABS樹脂、耐熱ABS樹脂、帯電防止アクリル材などの機能性樹脂が使用されている場合もあります。

特徴としては、ファクトリーオートメーション向け電子機器では、難燃性規格”UL94-V0″の準拠が要求されることが多く、耐薬品性、難燃性の観点からABS樹脂を避ける傾向がります。

PC/ABSアロイ樹脂はハロゲンフローで難燃性は問題ありませんが、耐薬品性が高くないため、耐薬品性、難燃性の高いPA66樹脂、PC樹脂が選ばれることがあります。

2. 外観

基板ケースの色や外観は様々なものがあります。基板の様子がよく分かる透明ケースや、金属の質感を生かしたメタリックなものがあります。

色も、白やグレー、黒などのシンプルなものから、配色されたカラフルなものまで様々な製品から選ぶことが可能です。機器筐体として使用することを目的としたものは、デザイン性が高い傾向にあります。

3. 放熱性

基板ケースに基板を入れたまま機器として使用する場合は放熱性に配慮することが必要です。製品によって対策は様々ですが、主な対策には下記のようなものがあります。

• 通気孔を設ける
• 冷却ファンを使用する
• アルミなどの放熱性の優れた素材を使用する
• 熱対策用の専用ヒートシンクを用いる

放熱対策がされていないケースについても冷却ファンの増設により使用が可能になる場合もあります。ただし、冷却ファンの増設は補助的な対策になることが多いため、はじめから基板の使用を想定した基板ケースを使用する方が安全です。

4. 大きさ・端子

基板ケースには様々な大きさの製品があります。使用する基板の大きさに合わせて適切なものを選択することが必要です。基板ケース本体が中に格納できるようでも、基板ケースと基板の大きさが合っていない場合には、SDカードなどの取り出しや、ケーブルの取り回しが難しいことがあります。

また、端子穴も製品によって異なるため注意が必要です。単純な保管目的を想定したものは、穴が開いていません。製品によっては、基板取付位置がカスタマイズ可能になっており、様々な製品にフレキシブルに対応できる場合もあります。

5. 取り付け・設置

基板ケースの多くは、置いて使用することを想定されています。製品の中には、専用アクセサリを用いるなどの方法で、ブラケットや壁面への取付けが可能となるものもあります。主な設置方法は次のとおりです。

• 卓上平置き
• 卓上自立
• 壁面取付け
• DINレール取付け

その他、二段にスタックする方法や、VESAマウントインターフェイスに対応しているものなどがあります。

4. その他

その他には、特殊な機能を付加したケースなどもあります。例えば、高周波基板ケースは、高周波基板のシールドの役割となるケースです。