【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、警戒域の周囲にセンシング用のワイヤを張り巡らし、該ワイヤに加えられる過大な張力を感知することにより、警戒域への侵入もしくは警戒域からの脱出を検出する警戒装置に関するものである。更に詳しく述べると本発明は、定張力ばねを利用してセンシング用のワイヤに自然発生する弛みを吸収し、それによってメンテナンス頻度を少なくメンテナンスを容易にしたワイヤ張力検出型警戒装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特許第２６０２１４３号公報
【０００３】
警戒域内への不法侵入あるいは警戒域外への不法脱出を検知するシステムとして、警戒域の外周にセンシング用のワイヤを張り巡らし、該ワイヤの変位を検出するワイヤ張力検出型警戒装置を分散配置する構成がある。これは、侵入者あるいは脱出者が侵入あるいは脱出のためにワイヤを引っ張ったときに、そのワイヤに加わる過大な張力を検知して警報を発する方式である。
【０００４】
従来方式では、敷設されたセンシング用のワイヤの一端にコイルばねを接続して所定の張力を付与し、設定したコイルばねの弾撥力を上回る外力（張力）が加えられたときにコイルばねの弾撥力に抗してワイヤが変位することから、そのワイヤの変位をワイヤ変位センサによって感知するように構成されている。
【０００５】
ワイヤ変位センサとしては様々な構成があるが、例えば特許文献１では、微弱電流が流れるセンシング用のワイヤのループ内にプラグ・ジャックからなる電気的接点機構を組み込み、ワイヤに過大な張力が加えられたときにプラグがジャックから離脱し、接点の開放により電流オフ信号（警報トリガ信号）が発生するようにしている。
【０００６】
ワイヤ変位センサとしては、その他、例えばワイヤ端部と共に摺動する可動体に取り付けられている永久磁石と、それに近接して設置されている磁気感知スイッチ（磁力近接スイッチ）とを用い、ワイヤ端部の機械的変位を電気信号に変換する構成もある。過大な張力が作用してワイヤ端部が変位すると、磁気感知スイッチにより警報トリガ信号が生じることになる。
【０００７】
なお、これらの警戒装置において、センシング用のワイヤとしては、機械的強度が大きく（外力により伸び難い）耐候性に優れている（錆難い）ことなどの観点から、通常、線径１ｍｍφ程度のステンレス鋼製ワイヤが用いられている。例えばステンレス鋼製の細線を多数本撚り合わせ、フッ素樹脂で被覆加工したワイヤである。
【０００８】
このようなワイヤ張力検出型の警戒システムは、レーダ方式など他の警戒システムに比べて設置が簡単で低コストであること、任意の形状の警戒域でもそれに合わせて設置できること、天候（雨や霧など）や明暗など外部の影響を受け難いこと、などの特徴があり、既に各地で大規模プラントなどに採用されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、警戒域に張り巡らされたセンシング用のワイヤは、経年変化によって伸張し、また季節（夏と冬）変化など設置環境の温度変化によって伸縮することは避けられない。コイルばねによってワイヤに張力を与える従来の方式では、変位の拡大と共に反力を増すコイルばねの性質から、ワイヤの伸縮によって該ワイヤに与えられる張力が変化することになる。経年変化によりワイヤが伸張して付与している張力が低下すると、ワイヤが大きく弛んでも設定したコイルばねの弾撥力を上回る外力（張力）が加えられず、不法侵入や不法脱出を検知できなくなる恐れがある。そのため、コイルばねで吸収不能な長さ変化が発生する毎に張力の再設定を行わねばならず、メンテナンスが煩雑で頻度も多くなり、コスト高となる問題がある。
【００１０】
このような問題を解決するため、センシング用のワイヤとして経年変化が少なく熱膨張率が小さい特殊合金製ワイヤを用いて自然発生する伸びを極力少なくすることも考えられるが、長大な警戒域に張り巡らせることを想定すると、製品コストが高くなり、実用的ではない。
【００１１】
また、ワイヤ変位センサとして磁気感知スイッチを用いる場合、異常検出精度を高める目的でワイヤの不感変位範囲を狭くすると、誤動作を起こし易くなる。強風時に風圧によって張力が増加したり、野鳥がワイヤに留まるなど動物によって張力が増加することもあるし、気温変化によってワイヤが伸縮することがあるからである。このような諸条件を考慮せねばならず、コイルばねで吸収可能なワイヤの長さ変化の範囲が狭いため、張力の初期設定作業はかなり困難である。
【００１２】
本発明の目的は、センシング用のワイヤに自然発生する弛みを吸収できるようにし、張力の初期設定作業を容易にし、張力の再設定などメンテナンスを殆ど不要として設置・維持コストを低減できるようにしたワイヤ張力検出型警戒装置を提供することである。本発明の他の目的は、センシング用のワイヤの切断などに対しても非通電方式で対応でき、警戒システム施工工事の簡素化と設置費用の削減を図ることができるワイヤ張力検出型警戒装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、警戒域の周囲にセンシング用のワイヤを張り巡らし、該ワイヤに加えられる過大な張力を感知することにより、警戒域への侵入もしくは警戒域からの脱出を検出する警戒装置において、センシング用のワイヤの一端に接続して該ワイヤに自然発生する弛みを吸収する定張力ばねと、ワイヤに作用した過大な張力による急激な変位のみ伝達する方向性ワイヤ繋止機構と、該方向性ワイヤ繋止機構と一体の可動体に弾撥力を付与することで定張力ばねの巻き込み力を補助してワイヤに必要な張力を与えるコイルばねと、センシング用のワイヤに生じた過大な変位を感知するワイヤ変位センサを具備していることを特徴とするワイヤ張力検出型警戒装置である。
【００１４】
ここで定張力ばねは、例えば定曲率弧状に焼き入れ整形した帯状薄板ばねを巻き重ね、これを引き伸ばしたときに変位量の変化に関わりなく一定の張力が得られるようにしたものである。方向性ワイヤ繋止部材は、一方向への急激なワイヤの変位に対してワイヤを繋止し、逆方向へのワイヤの通過は許容するような方向性を有する繋止部材である。また定張力ばねは、大きな変位量に対応できるものの、コイルばねに比べて大きな作用力は得られ難い。ワイヤに対して必要十分な張力を定張力ばねのみで得ようとすると、該定張力ばねは巨大になり、これを収容する筐体は実用的な大きさを遙かに超えることになる。そこで本発明では、ワイヤに自然発生する弛みのみを定張力ばねで吸収しつつ、ワイヤに付与しなければならない十分な張力を得るために、小型で大きな作用力が得られるコイルばねを併用しており、これによって装置の小型化を可能としている。
【００１５】
本発明において使用するワイヤ変位センサは、任意の構成であってよい。典型的には、例えば可動体に取り付けられている永久磁石と、それに近接して設置されている磁気感知スイッチとの組み合わせとし、ワイヤに生じる過大な変位を非接触方式で電気信号に変換する構成とする。
【００１６】
更に、本発明においては、センシング用のワイヤの切断時に、該ワイヤに生じる弛みを検知するワイヤ切断センサを設置するのが好ましい。ワイヤ切断センサとしては、例えばワイヤ切断時に生じる定張力ばねの戻り変形を検知する接触式のリミットスイッチがある。また、ワイヤ切断による弛みによって変形するコイルばねを利用する接触式のリミットスイッチでもよい。その他、ワイヤ通し穴に装着したゴムブッシュの変形を検出するブッシュ変形センサなど、各種のセンサを設置するのも好ましい。これらのセンサは、単独で用いてもよいが、複合化したり、併用してもよい。
【００１７】
【実施例】
図１は、本発明に係るワイヤ張力検出型警戒装置の一実施例を示す説明図である。このワイヤ張力検出型警戒装置は、センシング用のワイヤ１０の一端が接続される定張力ばね１２と、一方向への急激なワイヤの変位に対してワイヤを繋止する機能を有する方向性ワイヤ繋止機構１４と、前記定張力ばね１２の巻き込み力を補助してワイヤ１０に対して必要な張力を与えるコイルばね１６と、センシング用のワイヤに生じた過大な変位を感知するワイヤ変位センサ１８を具備し、それらが直方体状の筐体２０内に収容されている構造である。
【００１８】
センシング用のワイヤ１０は、筐体の一端部近傍（図面下部）の右側面の通し穴から導入され、プーリ２２で経路を上方に変向し、方向性ワイヤ繋止機構１４を通過し、端部が定張力ばね１２に直結されている。定張力ばね１２は、定曲率弧状に焼き入れ整形した帯状薄板ばねを巻き重ね、これを引き伸ばしたときに変位量の変化に関わりなく一定の張力が得られるようにした構造であり、ワイヤ１０に自然発生する弛みを吸収する機能を果たすものである。
【００１９】
方向性ワイヤ繋止機構１４は、図２に詳細を示すように、上方にＵ型の凹部２４ａを形成した受容体２４と、該受容体２４の凹部２４ａ内に配置された左右１対のローラ２６ａ，２６ｂとからなる。Ａは平面を、Ｂは側面を表し、ＣはＡの要部を拡大して示したものである。１対のローラ２６ａ，２６ｂは、互いに接離自在（即ち図面左右方向（ｘ方向）にある程度変位可能）であって、且つそれらは一緒に図面上下方向（ｙ方向）にもある程度変位可能に支持されている。そしてワイヤ１０は、前記一対のローラ２６ａ，２６ｂに挟まれている。従って、ワイヤ１０に急激な張力（下向きの力Ｆ）が加わると、摩擦によって両ローラ２６ａ，２６ｂは互いに内側に（矢印Ｒ方向に）回転しつつ下方に引き下げられ、その動きが受容体２４の凹部壁面で規制されるため、互いに内向き下方に（ｆ方向）に力が働く。これによって、ワイヤ１０が両側から狭圧されて繋止され、受容体２４と一緒に動こうとする。
【００２０】
このような方向性ワイヤ繋止機構１４は、可動体２８と一体になっている。ここでは受容体２４と可動体２８とが一体成形されている。可動体２８は、溝３０内に嵌め込まれて溝長手方向（図面上下方向）に摺動自在となっており、同様に溝３０内に装填されているコイルばね１６によって図面上向きに弾撥力で押し上げられ、通常状態では溝端部のストッパ３２に当接した状態で止まっている。
【００２１】
可動体２８の変位を検出するのがワイヤ変位センサ１８である。ここでワイヤ変位センサ１８は、可動体２８に搭載されている永久磁石３４と、それに近接して筐体１０に固定されている磁気感知スイッチ３６からなる。通常状態では、永久磁石３４の磁力が磁気感知スイッチ３６に作用しており、それによって該磁気感知スイッチ３６はオン状態になっている。永久磁石３４が規定の位置から７〜８ｍｍ程度変位すると、永久磁石３４の磁力が磁気感知スイッチ３６に作用せず、そのため該磁気感知スイッチ３６はオフ状態に切り替わる。このようにして、可動体２８の過大な変位を非接触方式で電気信号に変換する。
【００２２】
センシング用のワイヤ（前記と同一のワイヤの場合もあるし別のワイヤの場合もある）１０の他端は、筐体２０の一端部近傍（図面下部）の左側面の通し穴から導入され、プーリ３８で経路を上方に変向し、ワイヤ繋止ターミナル４０にて固定される。ワイヤの通し穴には、雨水などが浸入しにくいように、またワイヤを保護するために、蛇腹状のゴムブッシュ４２が外側から装着される。また筐体２０内部には電気ターミナル４４が設けられ、それに電線を導くための電気配線口４６が設けられている。
【００２３】
このようなワイヤ張力検出型警戒装置は、例えば図３に示すような状態で用いられる。地中に埋設した基礎４８により支柱５０を立設し、支柱５０間にネット５２を張設することで警戒域を取り囲むようにフェンスを構築する。その忍び返しの部分にセンシング用のワイヤ１０を１本ないし複数本（図３では２本）張り巡らす。ワイヤ１０の端部は、支柱上部に取り付けた警戒装置５４に接続する。中間の支柱上部にはワイヤ挿通穴を有するホルダ５６を設けてワイヤを支持したり、プーリを備えたホルダを設けてワイヤを案内する。
【００２４】
侵入者あるいは脱出者が、センシング用のワイヤ１０を越えようとしたり、あるいは２本のワイヤ１０の間を潜り抜けようとすると、該ワイヤ１０は大きく引っ張られ、過大な張力が作用する。すると、方向性ワイヤ繋止機構１４が働き、ワイヤ１０を繋止する。そのためワイヤ１０の張力は可動体２８に作用し、コイルばね１６の弾撥力に抗して可動体２８が図面下方に移動する。すると、可動体２８に固定されている永久磁石３４も変位し、規定の範囲から外れると磁気感知センサ３６が作動し、警報発令のトリガ信号を発する。これによって、侵入者や脱出者の遠隔監視が可能となる。
【００２５】
ところで、経年変化によるワイヤの伸びは、定張力ばね１２が巻き込む方向、即ちワイヤ端部を定張力ばね１２の方向に変位させることになるため、方向性ワイヤ繋止機構１４ではワイヤ１０は拘束されずに変位が許容され、その変位（弛み）は定張力ばね１２で吸収される。また季節毎の気温変化による伸縮は、比較的緩やかに起こるし、経年変化による伸びに比べて小さいために、方向性ワイヤ繋止機構１４では拘束され難く、ある程度の変位は時間経過と共に許容され、その変位（弛み）も定張力ばね１２で吸収される。このように方向性ワイヤ繋止機構１４ではワイヤに自然発生する伸縮（特に弛み）は通過させるために、長期間にわたって季節などの気温変化には影響されず、定張力ばね１２によって常にほぼ一定の張力でセンシング用のワイヤ１０を張り巡らし続けることができる。
【００２６】
図１に示すワイヤ張力検出型警戒装置では、センシング用のワイヤ１０に加えられる過大な外力によって生じるワイヤの変位を、磁気感知センサ３６により電気信号に変換し、この電気信号によって警戒域を遠隔監視するというのが一般的な機能である。この一般的な機能のためには、ワイヤに通電することを必要としない。つまり非通電方式が基本である。しかし、筐体内部で１本又は複数本のワイヤを１個の電気的ループとなるように結線し、その電気的ループの通電状態を監視するように構成すると、ワイヤの切断や切断箇所を検出することが可能となり、広大な地域を警戒するに際して有効な対策となる。
【００２７】
図４は、本発明に係るワイヤ張力検出型警戒装置の他の実施例を示す説明図である。このワイヤ張力検出型警戒装置は、２組の警戒装置本体を同一の細長筐体２１内に縦設した構成である。警戒装置本体の構成は、図１に示す前記実施例と同様であるので、対応する部材などには同一符号を付し、それらについての説明は省略する。このようにすると、１台のワイヤ張力検出型警戒装置で、平行に敷設した２本のセンシング用のワイヤに対応することができる。勿論、３組以上の警戒装置本体を同一の細長筐体内に縦設する構成も可能である。
【００２８】
図５は、本発明に係るワイヤ張力検出型警戒装置の更に他の実施例を示す説明図である。ワイヤの過大な張力を検出する警戒装置本体の基本的な構成は図１に示す前記実施例と同様であるので、説明を簡略化するために対応する部材には同一符号を付す。このワイヤ張力検出型警戒装置は、警戒装置本体を収容する主筐体６０と、センシング用のワイヤの折り返し部を収容する補助筐体６２との組み合わせになっている。
【００２９】
この実施例では、センシング用のワイヤの通し穴が主筐体６０及び補助筐体６２のいずれも一方の側面の両端近傍部に対向するように設けられる。補助筐体６２の内部には、それら通し穴の位置に対応して下部と上部にプーリ６４ａ，６４ｂが設置されており、両プーリ６４ａ，６４ｂを通してワイヤ１０が段違いの状態で折り返される。
【００３０】
主筐体６０の側では、センシング用のワイヤ１０は、図面下端近傍の右側面の通し穴から導入され、プーリ２２で経路を上方に変向し、方向性ワイヤ繋止機構１４を通過し、端部が定張力ばね１２に直結されている。ワイヤ１０の他端は、主筐体６０の図面上端近傍の右側面の通し穴から導入され、プーリ３８で経路を下方に変向し、ワイヤ繋止ターミナル４０に固定される。図１の実施例と同様、方向性ワイヤ繋止機構１４は、上方にＵ型の凹部を形成した受容体２４と、該受容体２４の凹部内に配置された１対のローラ２６ａ，２６ｂとからなり、可動体２８と一体に成形されている。可動体２８は、溝３０内に嵌め込まれて溝長手方向（図面上下方向）に摺動自在となっており、溝３０内に装填されているコイルばね１６によって定張力ばね方向に弾撥力が付与され、通常状態では溝端部に当接した状態で止まっている。可動体２８の位置を検出するワイヤ変位センサ１８は、可動体２８に搭載されている永久磁石３４と、それに近接して主筐体６０に設置されている磁気感知スイッチ３６からなる。
【００３１】
本実施例では、各種の異常を検出するためのセンサ手段が配置されている。その一つは、定張力ばね１２の近傍に設置したワイヤ切断センサである。図６に詳細を示すように、定張力ばね１２の先端のワイヤ接続部の近傍に可動片が位置するように接触式のリミットスイッチ６４を取り付ける。もしセンシング用のワイヤ１０が切断した時には、ワイヤ１０の張力が解放されるために定張力ばね１２はその復元力により巻き戻り、その戻り変形によって可動片が動き、リミットスイッチ６４が投入される。これによって、センシング用のワイヤ自体に通電しなくてもワイヤ１０の切断を検出でき、完全な非通電方式による警戒動作が実現できる。
【００３２】
センシング用のワイヤ自体に通電する方式では、電源が必要であり、警戒域に沿って地中に電線を敷設する必要があるなど、システムの設置コストが高くなる問題がある。それに対して、本実施例のように完全に非通電方式でワイヤの切断までも検出可能なシステムでは、電源は太陽電池によって供給し、各種電気信号は無線で送受信することで、設備の設置コストを大幅に抑制することが可能となり、特に大規模な施設ほど有利となる。
【００３３】
更に本実施例では、他にも異常を検出するためのセンサが設置されている。それは、ワイヤ切断による弛みとゴムブッシュの変形の両者を検出する複合型のセンサ６６である。その詳細を図７に示す。ワイヤの通し穴に外側から装着されているゴムブッシュ４２の内部にパイプ６８を設け、該パイプ６８の中にワイヤ１０を挿通する。パイプ６８の外周にコイルばね７０を圧縮状態で装填し、ワイヤ１０に可動片７２を繋止する。そして、該可動片７２に対向するように接触式のリミットスイッチ７４を取り付ける。
【００３４】
もしセンシング用のワイヤ１０が切断した時には、ワイヤ１０の張力が解放されるために、コイルばね７０はその復元力により伸張して可動片７２が変位し、リミットスイッチ７４が投入される。また、意図的にゴムブッシュ４２が押し込まれようとしても、その力はパイプ６８に伝達され可動片７２が変位するため、同様にリミットスイッチ７４が投入される。このようにして、ワイヤ切断やゴムブッシュ変形などの異常の発生を検出することができる。なおパイプの変位は、押し込み方向のみならず引き抜き方向も検知できるようにリミットスイッチを２個組み合わせることもできる。
【００３５】
図５の実施例では、この複合型のセンサを主筐体側のみに設置しているが、補助筐体側に設置してもよい。また、他にワイヤ切断センサを設ける場合には、ゴムブッシュに内蔵したパイプの変位のみを検出するセンサとして構造を簡略化することもできる。いずれにしても、このような各種のセンサを付設することで警戒装置の信頼性は著しく向上することになる。
【００３６】
図８は、本発明に係るワイヤ張力検出型警戒装置の更に他の実施例を示す説明図である。Ａは平面を表し、Ｂは側面を表している。このワイヤ張力検出型警戒装置は、図５に示す実施例の警戒装置本体とセンシング用のワイヤの折り返し部を同一の筐体８０内で上下２段に収容した構造である。ワイヤ張力を検出する警戒装置本体およびセンシング用のワイヤの折り返し部の基本的な構成は図５と同様であるので、説明を簡略化するため対応する部材には同一符号を付す。
【００３７】
上段の警戒装置本体では、センシング用のワイヤ１０は、図面下端近傍の右側面の通し穴から導入され、プーリ２２で経路を上方に変向し、方向性ワイヤ繋止機構１４を通過し、端部が定張力ばね１２に直結されている。ワイヤ１０の他端は筐体８０の図面上端近傍の右側面の通し穴から導入され、プーリ３８で経路を下方に変向し、ワイヤ繋止ターミナル４０に固定される。図１の実施例と同様、方向性ワイヤ繋止機構１４は、上方にＵ型の凹部を形成した受容体２４と、該受容体２４の凹部内に配置された１対のローラ２６ａ，２６ｂとからなり、可動体２８と一体に成形されている。可動体２８は、溝３０内に嵌め込まれて溝長手方向（図面上下方向）に摺動自在となっており、溝３０内に装填されているコイルばね１６によって定張力ばね方向に弾撥力が付与され、通常状態では溝端部に当接した状態で止まっている。可動体２８の位置を検出するワイヤ変位センサ１８は、可動体２８に搭載されている永久磁石３４と、それに近接して主筐体６０に設置されている磁気感知スイッチ３６からなる。
【００３８】
下段のワイヤ折り返し部では、センシング用のワイヤの通し穴が筐体８０の両端近傍部の左側面に設けられ、それら通し穴の位置に対応して下部と上部にプーリ６４ａ，６４ｂが設置されている。ワイヤ１０は、両プーリ６４ａ，６４ｂを通して段違いの状態で折り返される。
【００３９】
本実施例でも、定張力ばね１２の近傍に設置したリミットスイッチ６４からなるワイヤ切断センサと、ワイヤ切断による弛みとゴムブッシュの変形の両者を検出する複合型のセンサ６６が組み込まれている。これらによって、センシング用のワイヤ自体に通電しなくてもワイヤ１０の切断を検出でき、完全な非通電方式による警戒動作が実現できる。
【００４０】
この実施例の構造は、全て単一の筐体で済むために警戒域の支柱などへの取り付けが容易となり、設置スペースも狭くてよい等の利点がある。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は上記のように、ワイヤの一端に定張力ばねを接続し、コイルばねを併用して方向性ワイヤ繋止機構を介してワイヤに必要な張力を与えるようにしたワイヤ張力検出型警戒装置であるから、センシング用のワイヤに自然発生する弛みを自動的に吸収でき、そのため張力の初期設定作業が容易になり、張力の再設定などメンテナンスが殆ど不要なるため、設置並びに維持に要するコストを大幅に低減することができる。
【００４２】
またリミットスイッチなどを利用したワイヤ切断センサなどを組み込むことによって、センシング用のワイヤの切断などに対しても非通電方式で対応でき、電源設置や電線の地中埋設工事などが不要となるため、警戒システム施工工事の簡素化と設置費用の大幅な削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るワイヤ張力検出型警戒装置の一実施例を示す説明図。
【図２】その方向性ワイヤ繋止機構の説明図。
【図３】ワイヤ張力検出型警戒装置の設置状況の一例を示す説明図。
【図４】本発明に係るワイヤ張力検出型警戒装置の他の実施例を示す説明図。
【図５】本発明に係るワイヤ張力検出型警戒装置の更に他の実施例を示す説明図。
【図６】ワイヤ切断センサの一例を示す説明図。
【図７】異常センサの一例を示す説明図。
【図８】本発明に係るワイヤ張力検出型警戒装置の更に他の実施例を示す説明図。
【符号の説明】
１０ ワイヤ
１２ 定張力ばね
１４ 方向性ワイヤ繋止機構
１６ コイルばね
１８ ワイヤ変位センサ
２０ 筐体
２８ 可動体
３４ 永久磁石
３６ 磁気感知スイッチ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a security device that stretches a sensing wire around a security area and senses excessive tension applied to the wire to detect intrusion into the security area or escape from the security area. is there. More specifically, the present invention relates to a wire tension detection type alerting device that uses a constant tension spring to absorb looseness naturally occurring in a sensing wire, thereby reducing maintenance frequency and facilitating maintenance.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2602143
As a system for detecting illegal intrusion into the warning area or illegal escape from the warning area, a configuration in which a sensing wire is stretched around the circumference of the warning area, and a wire tension detection type warning device for detecting displacement of the wire is dispersedly arranged. There is. In this method, when an intruder or an escaper pulls a wire to enter or escape, an excessive tension applied to the wire is detected and an alarm is issued.
[0004]
In the conventional method, a coil spring is connected to one end of a laid sensing wire to apply a predetermined tension, and when an external force (tension) exceeding the set resilient force of the coil spring is applied, the coil spring is turned off. Since the wire is displaced against the elastic force, the displacement of the wire is detected by a wire displacement sensor.
[0005]
There are various configurations of the wire displacement sensor. For example, in Patent Literature 1, an electrical contact mechanism including a plug and a jack is incorporated in a loop of a sensing wire through which a weak current flows, and excessive tension is applied to the wire. When the plug is disconnected from the jack, a current off signal (alarm trigger signal) is generated when the contact is opened.
[0006]
As the wire displacement sensor, for example, a permanent magnet attached to a movable body that slides with the wire end and a magnetic sensing switch (magnetic proximity switch) installed close to the permanent magnet are used. There is also a configuration in which the mechanical displacement of the is converted into an electric signal. If the wire ends are displaced due to excessive tension, an alarm trigger signal will be generated by the magnetic sensing switch.
[0007]
In these alarm devices, as a sensing wire, stainless steel having a wire diameter of about 1 mmφ is usually used from the viewpoint of high mechanical strength (hard to expand due to external force) and excellent weather resistance (hard to rust). Steel wires are used. For example, it is a wire formed by twisting a number of fine wires made of stainless steel and coating with a fluororesin.
[0008]
Such a wire tension detection type alert system is easier and cheaper to install than other alert systems such as radar systems. It can be installed in an alert area of any shape in accordance with the weather (rain and fog). ) And are not easily affected by external influences such as light and darkness.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, it is inevitable that the sensing wire stretched over the warning area expands due to aging, and expands and contracts due to temperature changes in the installation environment such as seasonal (summer and winter) changes. In the conventional method in which tension is applied to a wire by a coil spring, the tension applied to the wire changes due to expansion and contraction of the wire due to the nature of the coil spring, which increases the reaction force as the displacement increases. When the wire is stretched due to aging and the applied tension is reduced, even if the wire is greatly loosened, an external force (tension) exceeding the set resilience of the coil spring is not applied, and it is impossible to detect an illegal intrusion or an illegal escape. There is fear. Therefore, every time a length change that cannot be absorbed by the coil spring occurs, the tension must be reset, and maintenance is complicated, the frequency is increased, and the cost is increased.
[0010]
In order to solve this problem, it is conceivable to use a special alloy wire that has little aging and a small coefficient of thermal expansion as a sensing wire to minimize spontaneous elongation as much as possible. Assuming that they go around, the product cost is high and it is not practical.
[0011]
Further, when a magnetic sensing switch is used as the wire displacement sensor, if the insensitive displacement range of the wire is narrowed for the purpose of improving the accuracy of abnormality detection, malfunctions are likely to occur. This is because the tension may increase due to the wind pressure in a strong wind, the tension may increase depending on the animal such as a bird staying on the wire, and the wire may expand and contract due to a change in temperature. Such conditions must be taken into consideration, and the range of change in the length of the wire that can be absorbed by the coil spring is narrow.
[0012]
An object of the present invention is to make it possible to absorb looseness that occurs naturally in a sensing wire, to facilitate initial setting work of tension, and to reduce installation and maintenance costs with almost no maintenance such as resetting of tension. An object of the present invention is to provide a wire tension detection type warning device. Another object of the present invention is to provide a wire tension detection type alarm device that can respond to a disconnection of a sensing wire and the like by a non-energizing method, thereby simplifying an alarm system construction work and reducing installation costs. To provide.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a security device that stretches a sensing wire around a security area and detects an excessive tension applied to the wire to detect intrusion into the security area or escape from the security area. Constant tension spring that is connected to one end of a wire for use to absorb looseness that occurs naturally in the wire, a directional wire locking mechanism that transmits only sudden displacement due to excessive tension applied to the wire, and the directional wire A coil spring that applies the necessary tension to the wire by applying a resilient force to the movable body integrated with the locking mechanism and assists the winding force of the constant tension spring, and detects excessive displacement generated in the sensing wire This is a wire tension detection type alert device characterized by comprising a wire displacement sensor.
[0014]
Here, the constant tension spring is formed, for example, by winding a band-shaped thin plate spring quenched and shaped into a constant curvature arc so that when it is stretched, a constant tension is obtained irrespective of a change in the displacement amount. The directional wire locking member is a directionally locking member that locks the wire against sudden displacement of the wire in one direction and allows the wire to pass in the opposite direction. Further, although the constant tension spring can cope with a large displacement, it is difficult to obtain a large acting force as compared with the coil spring. If it is attempted to obtain a necessary and sufficient tension on the wire only by the constant tension spring, the constant tension spring becomes huge, and the housing for accommodating the spring is far larger than a practical size. Therefore, in the present invention, in order to obtain only sufficient tension that must be applied to the wire while absorbing only the slack that occurs naturally in the wire with a constant tension spring, a coil spring that is small and has a large acting force is used in combination. As a result, the size of the apparatus can be reduced.
[0015]
The wire displacement sensor used in the present invention may have any configuration. Typically, for example, a combination of a permanent magnet attached to a movable body and a magnetic sensing switch installed close to the movable body, and converting an excessive displacement generated in a wire into an electric signal in a non-contact manner. And
[0016]
Further, in the present invention, it is preferable to provide a wire cut sensor for detecting a slack generated in the sensing wire when the wire is cut. As a wire cut sensor, there is, for example, a contact type limit switch for detecting return deformation of a constant tension spring generated at the time of wire cutting. Further, a contact-type limit switch using a coil spring that is deformed by loosening due to wire cutting may be used. In addition, it is also preferable to install various sensors such as a bush deformation sensor that detects deformation of the rubber bush attached to the wire passage hole. These sensors may be used alone, but may be combined or used in combination.
[0017]
【Example】
FIG. 1 is an explanatory view showing one embodiment of a wire tension detection type warning device according to the present invention. This alarm device of the wire tension detection type comprises a constant tension spring 12 to which one end of a sensing wire 10 is connected, and a directional wire connection having a function of locking the wire against a sudden displacement of the wire in one direction. A stop mechanism 14, a coil spring 16 for assisting the winding force of the constant tension spring 12 to apply necessary tension to the wire 10, and a wire displacement sensor 18 for sensing an excessive displacement generated in the sensing wire. And a structure in which they are housed in a rectangular parallelepiped housing 20.
[0018]
The sensing wire 10 is introduced through a through hole on the right side near one end of the housing (at the bottom of the drawing), changes its path upward by a pulley 22, passes through the directional wire locking mechanism 14, and The part is directly connected to the constant tension spring 12. The constant tension spring 12 has a structure in which a band-shaped thin plate spring quenched and shaped into a constant curvature arc is wound up, and when it is stretched, a constant tension is obtained regardless of a change in the displacement amount. It fulfills the function of absorbing naturally occurring slack.
[0019]
As shown in detail in FIG. 2, the directional wire locking mechanism 14 includes a receiver 24 having a U-shaped recess 24a formed thereon, and a pair of left and right rollers disposed in the recess 24a of the receiver 24. 26a and 26b. A is a plane, B is a side surface, and C is an enlarged view of a main part of A. The pair of rollers 26a, 26b are freely movable toward and away from each other (that is, they can be displaced to some extent in the horizontal direction (x direction) in the drawing), and they are also supported to be displaceable to some extent in the vertical direction (y direction) in the drawing. Have been. The wire 10 is sandwiched between the pair of rollers 26a and 26b. Accordingly, when a sharp tension (downward force F) is applied to the wire 10, the two rollers 26 a and 26 b are pulled downward while rotating inward (in the direction of arrow R) with each other due to friction. Since the force is regulated by the wall surface of the concave portion, forces act inward and downward (f direction). As a result, the wire 10 is squeezed from both sides and locked, and tends to move together with the receiver 24.
[0020]
Such a directional wire locking mechanism 14 is integrated with the movable body 28. Here, the receiver 24 and the movable body 28 are integrally formed. The movable body 28 is fitted in the groove 30 and is slidable in the groove longitudinal direction (vertical direction in the drawing). Similarly, the coil spring 16 loaded in the groove 30 resiliently moves upward in the drawing. It is pushed up, and in a normal state, stops in a state of contact with the stopper 32 at the groove end.
[0021]
The wire displacement sensor 18 detects the displacement of the movable body 28. Here, the wire displacement sensor 18 includes a permanent magnet 34 mounted on the movable body 28 and a magnetic sensing switch 36 fixed to the housing 10 in proximity to the permanent magnet 34. In the normal state, the magnetic force of the permanent magnet 34 acts on the magnetic sensing switch 36, so that the magnetic sensing switch 36 is turned on. When the permanent magnet 34 is displaced from the prescribed position by about 7 to 8 mm, the magnetic force of the permanent magnet 34 does not act on the magnetic sensing switch 36, and the magnetic sensing switch 36 is turned off. Thus, the excessive displacement of the movable body 28 is converted into an electric signal in a non-contact manner.
[0022]
The other end of the sensing wire (which may be the same wire as described above or another wire) 10 is introduced through a through hole on the left side near one end of the housing 20 (at the bottom of the drawing), The path is diverted upward by the pulley 38 and fixed at the wire anchoring terminal 40. A bellows-like rubber bush 42 is attached to the through-hole of the wire from the outside so as to prevent rainwater or the like from penetrating and to protect the wire. Further, an electric terminal 44 is provided inside the housing 20, and an electric wiring port 46 for guiding an electric wire is provided therein.
[0023]
Such a wire tension detection type warning device is used, for example, in a state as shown in FIG. A support 50 is erected by a foundation 48 buried underground, and a net 52 is stretched between the supports 50 to construct a fence so as to surround the security area. One or more (two in FIG. 3) sensing wires 10 are stretched around the sneaking portion. The end of the wire 10 connects to a security device 54 mounted on the top of the column. A holder 56 having a wire insertion hole is provided on the upper portion of the intermediate support to support the wire, or a holder having a pulley is provided to guide the wire.
[0024]
When an intruder or escaper attempts to cross the sensing wire 10 or to escape between the two wires 10, the wire 10 is greatly pulled, and an excessive tension acts. Then, the directional wire locking mechanism 14 operates to lock the wire 10. Therefore, the tension of the wire 10 acts on the movable body 28, and the movable body 28 moves downward in the drawing against the elasticity of the coil spring 16. Then, the permanent magnet 34 fixed to the movable body 28 is also displaced. When the permanent magnet 34 is out of the prescribed range, the magnetic sensor 36 is activated, and a trigger signal for issuing an alarm is issued. This enables remote monitoring of intruders and escapers.
[0025]
By the way, since the elongation of the wire due to aging causes the constant tension spring 12 to be wound in the direction of winding, that is, the wire end is displaced in the direction of the constant tension spring 12, the wire 10 is restrained by the directional wire locking mechanism 14. The displacement (slack) is absorbed by the constant tension spring 12. In addition, expansion and contraction due to seasonal temperature changes occur relatively slowly, and are small compared to the secular changes. Therefore, the directional wire locking mechanism 14 is less likely to be restrained, and a certain amount of displacement is allowed with time. The displacement (slack) is also absorbed by the constant tension spring 12. As described above, since the directional wire locking mechanism 14 allows the natural expansion and contraction (especially slackness) of the wire to pass through, it is not affected by temperature changes such as seasons for a long period of time, and the constant tension spring 12 always keeps a substantially constant value. The tensioning of the sensing wire 10 can be continued.
[0026]
In the alarm device of the wire tension detection type shown in FIG. 1, the displacement of the wire caused by an excessive external force applied to the sensing wire 10 is converted into an electric signal by the magnetic sensor 36, and the alarm area is remotely monitored by the electric signal. Is a common function. This general function does not require that the wires be energized. That is, the non-energized system is fundamental. However, if one or a plurality of wires are connected so as to form one electric loop inside the housing and the state of conduction of the electric loop is monitored, a cut or a cut portion of the wire is detected. This will be an effective measure for guarding large areas.
[0027]
FIG. 4 is an explanatory view showing another embodiment of the wire tension detection type warning device according to the present invention. This wire tension detection type alerting device has a configuration in which two sets of alerting device main bodies are vertically installed in the same elongated casing 21. Since the configuration of the alerting device main body is the same as that of the embodiment shown in FIG. 1, the same reference numerals are given to the corresponding members and the like, and the description thereof will be omitted. With this configuration, one wire tension detection type alarm device can handle two sensing wires laid in parallel. Of course, a configuration in which three or more sets of security device main bodies are installed vertically in the same elongated housing is also possible.
[0028]
FIG. 5 is an explanatory view showing still another embodiment of the wire tension detection type warning device according to the present invention. Since the basic configuration of the alarm device main body for detecting an excessive tension of the wire is the same as that of the embodiment shown in FIG. 1, corresponding members are denoted by the same reference numerals for simplification of description. This wire tension detection type alerting device is a combination of a main housing 60 that houses an alerting device main body and an auxiliary housing 62 that houses a folded portion of a sensing wire.
[0029]
In this embodiment, the through holes of the sensing wires are provided so that both the main housing 60 and the auxiliary housing 62 face the vicinity of both ends of one side surface. Pulleys 64a and 64b are provided in the lower and upper portions of the auxiliary housing 62 at positions corresponding to the positions of the through holes, and the wire 10 is folded back in a stepped manner through the pulleys 64a and 64b.
[0030]
On the side of the main housing 60, the sensing wire 10 is introduced through a through hole in the right side near the lower end of the drawing, turns the path upward with the pulley 22, passes through the directional wire locking mechanism 14, The end is directly connected to the constant tension spring 12. The other end of the wire 10 is introduced through a through hole on the right side near the upper end of the main housing 60 in the drawing, and the path is turned downward by the pulley 38 and fixed to the wire locking terminal 40. As in the embodiment of FIG. 1, the directional wire locking mechanism 14 includes a receiver 24 having a U-shaped recess formed thereon, and a pair of rollers 26a and 26b disposed in the recess of the receiver 24. And is formed integrally with the movable body 28. The movable body 28 is fitted in the groove 30 and is slidable in the longitudinal direction of the groove (vertical direction in the drawing), and the coil spring 16 loaded in the groove 30 has a resilient force in the constant tension spring direction. In the normal state, it is stopped in contact with the groove end. The wire displacement sensor 18 that detects the position of the movable body 28 includes a permanent magnet 34 mounted on the movable body 28 and a magnetic sensing switch 36 installed in the main housing 60 in close proximity to the permanent magnet 34.
[0031]
In this embodiment, sensor means for detecting various abnormalities are arranged. One of them is a wire cut sensor installed near the constant tension spring 12. As shown in detail in FIG. 6, a contact type limit switch 64 is attached so that the movable piece is located near the wire connection portion at the tip of the constant tension spring 12. If the sensing wire 10 is cut, the tension of the wire 10 is released, so that the constant tension spring 12 is rewound by its restoring force, and the return deformation causes the movable piece to move, and the limit switch 64 is turned on. Thus, the disconnection of the wire 10 can be detected without supplying electricity to the sensing wire itself, and a warning operation by a completely non-conducting method can be realized.
[0032]
The method of energizing the sensing wire itself requires a power supply, and requires laying an electric wire underground along the warning area, thereby increasing the installation cost of the system. On the other hand, in a system such as the present embodiment, which can detect even the cutting of a wire by a completely non-energized system, power is supplied by a solar cell, and various electric signals are transmitted and received wirelessly, thereby reducing the installation cost of the equipment. Can be greatly suppressed, and the larger the facility is, the more advantageous it becomes.
[0033]
Further, in this embodiment, other sensors for detecting an abnormality are provided. It is a composite sensor 66 that detects both slack due to wire cutting and deformation of the rubber bush. The details are shown in FIG. A pipe 68 is provided inside the rubber bush 42 attached from the outside to the through hole of the wire, and the wire 10 is inserted through the pipe 68. A coil spring 70 is loaded on the outer periphery of the pipe 68 in a compressed state, and the movable piece 72 is fixed to the wire 10. Then, a contact type limit switch 74 is attached so as to face the movable piece 72.
[0034]
If the sensing wire 10 is cut, the tension of the wire 10 is released, so that the coil spring 70 expands due to the restoring force, the movable piece 72 is displaced, and the limit switch 74 is turned on. Further, even if the rubber bush 42 is intentionally pushed in, the force is transmitted to the pipe 68 and the movable piece 72 is displaced, so that the limit switch 74 is similarly turned on. In this way, it is possible to detect the occurrence of an abnormality such as wire cutting or rubber bush deformation. It should be noted that two limit switches can be combined so that the displacement of the pipe can be detected not only in the pushing direction but also in the drawing direction.
[0035]
In the embodiment of FIG. 5, the composite sensor is installed only on the main housing side, but may be installed on the auxiliary housing side. Further, when another wire cut sensor is provided, the structure can be simplified as a sensor for detecting only the displacement of the pipe built in the rubber bush. In any case, the provision of such various sensors significantly improves the reliability of the alerting device.
[0036]
FIG. 8 is an explanatory view showing still another embodiment of the wire tension detection type warning device according to the present invention. A represents a plane, and B represents a side surface. This wire tension detection type alerting device has a structure in which the alerting device main body of the embodiment shown in FIG. Since the basic configurations of the main body of the alarm device for detecting the wire tension and the folded portion of the sensing wire are the same as those of FIG. 5, corresponding members are denoted by the same reference numerals for simplification of description.
[0037]
In the upper security device main body, the sensing wire 10 is introduced from the through hole in the right side near the lower end of the drawing, turns the path upward by the pulley 22, passes through the directional wire locking mechanism 14, and ends. The part is directly connected to the constant tension spring 12. The other end of the wire 10 is introduced through a through hole on the right side near the upper end of the housing 80 in the drawing, the path is turned downward by the pulley 38, and fixed to the wire locking terminal 40. As in the embodiment of FIG. 1, the directional wire locking mechanism 14 includes a receiver 24 having a U-shaped recess formed thereon, and a pair of rollers 26a and 26b disposed in the recess of the receiver 24. And is formed integrally with the movable body 28. The movable body 28 is fitted in the groove 30 and is slidable in the longitudinal direction of the groove (vertical direction in the drawing), and the coil spring 16 loaded in the groove 30 has a resilient force in the constant tension spring direction. In the normal state, it is stopped in contact with the groove end. The wire displacement sensor 18 that detects the position of the movable body 28 includes a permanent magnet 34 mounted on the movable body 28 and a magnetic sensing switch 36 installed in the main housing 60 in close proximity to the permanent magnet 34.
[0038]
In the lower wire folded portion, through holes for sensing wires are provided on the left side surface near both ends of the housing 80, and pulleys 64a and 64b are provided at lower and upper portions corresponding to the positions of the through holes. I have. The wire 10 is folded back through the pulleys 64a and 64b in a stepped state.
[0039]
This embodiment also incorporates a wire cut sensor comprising a limit switch 64 installed near the constant tension spring 12 and a composite sensor 66 for detecting both slack due to wire cut and deformation of the rubber bush. Thus, the disconnection of the wire 10 can be detected without energizing the sensing wire itself, and a warning operation by a completely non-energized system can be realized.
[0040]
The structure of this embodiment is advantageous in that it can be easily mounted on a column or the like in the guard area because only a single housing is required, and the installation space can be narrow.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, the present invention relates to a wire tension detection type alarm device in which a constant tension spring is connected to one end of a wire, and a necessary tension is applied to the wire via a directional wire locking mechanism using a coil spring. Therefore, the slack naturally occurring in the sensing wire can be automatically absorbed, which makes initial setting of the tension easy, and maintenance such as resetting of the tension is almost unnecessary. It can be greatly reduced.
[0042]
In addition, by incorporating a wire disconnection sensor using a limit switch, etc., it is possible to respond to the disconnection of the sensing wire in a non-energized manner, and it is not necessary to install a power supply or bury the wire underground. It is possible to simplify the construction of the security system and significantly reduce installation costs.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing one embodiment of a wire tension detection type warning device according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view of the directional wire locking mechanism.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of an installation state of a wire tension detection type warning device.
FIG. 4 is an explanatory view showing another embodiment of the wire tension detection type warning device according to the present invention.
FIG. 5 is an explanatory view showing still another embodiment of the wire tension detection type warning device according to the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a wire cut sensor.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of an abnormal sensor.
FIG. 8 is an explanatory view showing still another embodiment of the wire tension detection type warning device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Wire 12 Constant tension spring 14 Directional wire locking mechanism 16 Coil spring 18 Wire displacement sensor 20 Housing 28 Movable body 34 Permanent magnet 36 Magnetic sensing switch
