JP2006098382A - 雨滴センサー及び雨滴警報装置 - Google Patents

Abstract

【課題】雨滴の付着量及び該付着量の時間的変動を高感度で精密に検知することのできる、雨滴検知センサーと、該検知センサーの出力に基づいて雨滴の付着を警報する手段を提供する。
【解決手段】円錐様の基材の表面に対向馬蹄形等の電極を形成して、その電極が雨滴の付着により電気的特性が変化する量を計測することにより雨の降り始め及び雨の量を正確に検知する。また、円錐様の基材により雨滴を集滴する集滴部と、該集滴部の底面に密着してその表面に対向馬蹄形等の電極を形成した円筒状の検出部と、前記電極が前記集滴部から落下する雨滴の付着により電気的特性が変化する量を計測することにより雨の降り始め及び雨の量を一層正確に検知する。
【選択図】図２

Description

発明の詳細な説明

本発明は、雨の降り始めを感度良く検知すると共に瞬時瞬時の雨水の量を検知するために用いられる雨滴センサーと、雨の降り始め及び瞬時瞬時の雨水の量を警報として報知する雨滴警報装置に関するものである。

従来より、自動車の窓ガラス表面の雨量を測る雨滴センサーとして、例えば、特開２００２−３４０８２９号公報の開示されているように、自動車の窓ガラスの面上に対向櫛歯形の電極や１対の導線による渦巻き形電極を貼り付けて両電極間の電気抵抗が雨滴の量によって変化するのを検出することにより雨の降り始めや雨水の量を検知したものが提案されている。

発明が解決しようとする課題

しかしながら、上記従来の雨滴センサーのように平面状のものにおいては、これを水平に取り付けて使用した場合横から吹き付ける雨に対しては雨量測定が大きな誤差を生ずることになる。また、電極面上には雨水が溜まり直ぐには消えないので瞬時瞬時の雨水量を検出することは不可能であるばかりか、埃等が付着し易く苔などが繁殖するので動作を正常に保つ為には頻繁な清掃を必要として、実用上大きな障害となる。

こうした不都合を避けるため傾斜して取り付けて使用した場合は、電極面の裏側から吹き付ける雨に対しては全く検出できないという新たな不都合が生じることになる。

雨滴は、多くの場合、風の吹き方次第で水平面上で３６０度の範囲内及び垂直面上で９０度の範囲内の何れの方向からも飛来するが、現状では、こうした雨滴の降り始めや瞬時瞬時の雨水量を精密に検出する雨滴センサーは未だ提供されていない。

一方、一般家庭で日々の洗濯物や寝具を庭やベランダ等で陽光に当てて乾かす際には、主婦が屋内で他の家事に専念していて気付かぬ間に雨が降り始め返って濡らしてしまうような不都合はよくあることである。また、桜海老や魚の開き等の海産物や、梅干や干瓢等の農産物や、乾麺等の加工食品も天日干しを必要としており、生産者が雨の降り始めに気付かないと折角の生産物の品質を大きく損ねてしまうことになる。

本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、雨の降り始めを感度良く検知すると共に瞬時瞬時の雨水の量を検知する雨滴センサーと、雨の降り始め及び瞬時瞬時の雨水の量を警報として報知する雨滴警報装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

上記目的を達成する為になされれた請求項１に記載の本発明は、撥水性で且つ電気的絶縁性を有する表面に少なくとも１対の電極を形成した円錐様の基材と、前記１対の電極が雨滴の付着により電気的特性が変化する量を計測する手段と、を備えたことを特徴としている。

そして、請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の電極が対向馬蹄形又は平行２線式逆竜巻形で双方の電極を露出或いは一方の電極を撥水性で且つ高誘電体の被覆がしてあることを特徴としている。

また、請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載の計測する手段が前記１対の電極の電極間抵抗或いは電極間静電容量を計測することを特徴としている。

また更に、請求項４に記載の本発明は、請求項１に記載の計測する手段が前記円錐様の基材の内部に収容されていることを特徴としている。

一方、請求項５に記載の本発明は、撥水性の表面を有する円錐様の基材により雨滴を集滴する集滴部と、該円錐様の基材の底面と同一形状を有し該集滴部の底面に密着して撥水性で且つ電気的絶縁性を有する表面に少なくとも１対の電極を形成した円筒状の検出部と、前記電極が前記集滴部から落下する雨滴の付着により電気的特性が変化する量を計測する手段と、を備えたことを特徴としている。

そして、請求項６に記載の本発明は、請求項５に記載の電極が対向馬蹄形又は平行２線式螺旋形或いは円筒状対向櫛歯形（いか足形、傘骨形）であることを特徴としている。

また、請求項７に記載の本発明は、請求項５に記載の計測する手段が前記円筒或の内部に収容されていることを特徴としている。

一方、請求項８に記載の本発明は、請求項１乃至請求項６に記載の雨滴センサーと、該雨滴センサーが計測した計測結果に基づいて無線信号を遠隔地に送信する送信部と、前記無線信号を受信して雨滴センサーに付着した雨滴の量に係わる情報に基づいて警報を発出する表示部と、を備えたことを特徴としている。

そして、請求項９に記載の本発明は、請求項８に記載の表示部が発出する警報が、表示部が受信した雨滴センサーに付着した雨量に係わる情報に基づいて発生した雨滴が雨滴センサーに衝突する擬態音であることを特徴としている。

また、請求項１０に記載の本発明は、請求項８に記載の雨滴警報装置において、雨滴センサーが天頂部或いは底面部に送信用アンテナを取り付けたことを特徴としている。

発明の実施の形態、及び発明の効果

上記のように構成された請求項１に記載の雨滴センサーは、雨滴を検出する為の少なくとも１対の電極が円錐様の基材の表面に形成されている。この円錐様の基材の表面は、付着した雨滴が表面を伝って素早く落下するようテフロンなどの材料により撥水性が付与されている。前記電極には、電極間の電気的特性の変化量を計測する手段が接続されていて、電極に雨滴が付着したことによって起こる電気抵抗や漏洩電流或いは静電容量等の電気的特性を計測することにより１粒の雨の付着であっても感度良く検出したり瞬時瞬時の雨の量を計測する。雨滴の量と電極間電気抵抗との関係は反比例の関係にあり、漏洩電流や電極間静電容量との関係は比例関係にある。雨の降り始めの検出感度を高めるには円錐様の基材の表面積を増やせばよい。尚、ここでいう円錐様の基材とは、円錐は勿論多角錐及び半球等を総称している。
以後の説明では、円錐様の基材を簡略化し円錐という。

このように構成された雨滴センサーの円錐を、その天頂部を真上に向けて屋外に設置する。こうした状況においてこの雨滴センサーに雨滴が飛来したときに、雨滴が風に押されて水平面の３６０度及び垂直面の９０度のどの方向から飛来したとしてもこの雨滴センサーは盲点無く且つ方向による感度差少なく雨滴を捉えることが出来る。
以後の説明を簡単化するために前記の計測手段が電極間抵抗を測定する場合について説明する。例えば、１粒の雨滴が円錐に飛来したとすると、この雨滴は一対の電極に接しながら円錐の表面を伝って素早く落下する。このとき、雨滴が接触している部分の電極間抵抗が低下し雨滴が円錐の下端から離れるまでその低下が継続する。前記計測手段は、前記の抵抗が低下したことを検知する。このようにして、雨滴が次々と飛来する度に前記計測手段は抵抗の低下を観測することになる。もし、同一の大きさの雨滴が複数個円錐の面上にある場合は、前記の抵抗の低下は雨滴の数だけ大きくなる。即ち、雨の量を抵抗値の低下量に置き換えたわけである。また、次々と雨滴が飛来してもそれらの雨滴は素早く落下してしまうので、前の雨滴が新しい雨滴の検出を妨害することがない。一方、円錐面上雨滴が付着した点から円錐下端までの距離により雨滴が円錐面上を流れ去る時間が異なり、前記電極間抵抗が低下している時間が異なるので雨量の計測にはその分の誤差を生じる。従って、本発明の雨滴センサーは雨の降り始めを精度良く検知する性能を重視するが、瞬時瞬時の雨の量の検知については僅かな誤差は許容できるという用途に特に適している。また、本発明の雨滴センサーは、円錐に飛来した雨滴が円錐表面を流れ去る際に付着した埃も一緒に流し去るという自己クリーニングの性質も持っているために苔などの繁殖を抑制し頻繁に清掃しなくても長期間性能を持続するという優れた特長がある。前記計測手段が電極間抵抗以外の電気的特性を計測する場合も上述した場合と同様な効果が得られるが、当該技術者ならば容易に理解できることなので詳細な説明は省略する。

請求項２に記載の雨滴センサーは、電極が対向馬蹄形のものにあっては、円錐の表面に沿って半径が少しずつ異なりつつ対向する多数の馬蹄形電極を交互に且つ接近してほぼ表面全域に亘って形成して一方の向きの電極を相互に接続して１対の電極の一方とし、他方の向きの電極を相互に接続して１対の電極の他方としたものである。電極を前記円錐の出来る限り全域に形成することにより、雨滴の付着可能面積を広げることが出来るので、雨の降り始めを検出する感度を高めることが出来ると共に、感度を低下させずに小型化が実現できる。また、馬蹄形電極の幅及び相互の距離を狭めることにより、検出可能な雨滴の大きさを小さくすることができる等、本発明雨滴センサーの高感度化を実現できるという優れた効果がある。

一方、平行２線式逆竜巻形のものにあっては、平行する２本の線状電極を円錐の下端近くから相互に接近して逆竜巻状に天頂に向かって巻き上げ、該線状電極の一方を１対の電極の一方とし、該線状電極の他方を１対の電極の他方としたもので、対向馬蹄形の場合と同様の効果が得られる。

以上説明した構造を有する１対の電極に雨滴が付着した場合には電極間の電気的特性が変化するが、前記１対の電極の双方を雨滴に露出している場合には、雨滴が付着した場所の電極間には漏洩電流が流れるので電極間の電気抵抗が変化する。一方、前記１対の電極の一方を高誘電体で被覆した場合には、雨滴が付着した場所の被覆した方の電極はその両側を挟んでいる露出している方の電極とその両方に跨って付着している雨滴により高誘電体を介して囲まれるのでその部分の電極間静電容量が増加する。本発明の雨滴センサーは、上述のようにして雨滴の量を電気信号に変換して雨滴の量を感度良く検知するようにした。以上説明した２つの方法は何れの方法においても雨滴を検知する上で同様の効果を得ることが出来る。

請求項３に記載の雨滴センサーは、請求項１及び請求項２に記載の雨滴センサーにおいて、雨滴を検出する為の１対の電極の構造に対応して、該１対の電極に接続した計測手段を電極間抵抗を測定して雨滴の量を検知するようにするか、または、電極間漏洩電流を測定するか、或いは、電極間静電容量を測定して雨滴の量を検知するようにしたものである。前記の電気抵抗を測定する手段、または、漏洩電流を測定する手段、或いは、静電容量を測定する手段は本発明に特有の手段を用いる必要は無く、従来一般に広く使われている公知の方法でよい。

請求項４に記載の雨滴センサーは、請求項１に記載の雨滴センサーにおいて、円錐様の基材の内部を中空状にしてその中に計測する手段を収容したもので、円錐の内部を利用することにより小型化とコストダウンが実現できた。

請求項５に記載の雨滴センサーは、先ず、請求項１に記載の円錐様の基材と同様の形状と撥水性を有するが表面には電極を形成しないで付着した雨滴を下方に導くためだけの円錐を用いる。次いで、該円錐の底面には底面の形状と同一の形状を有し表面が撥水性で且つ電気的絶縁性を有する円筒状の検出部が底面に密着して取り付けられていて、該検出部の表面には請求項１に記載の電極と同様に雨滴の付着により電気的特性が変化する電極が取り付けられている。更に、前記電極には請求項１に記載の計測手段と同様の計測手段が接続されている。このように構成された雨滴センサーの円錐に雨滴が飛来すると、この雨滴は円錐の表面を落下して底面に密着した円筒の表面上端に伝い落ち、次いで該円筒表面の電極を速やかに伝い下り円筒下端から空中に落下する。前記雨滴が、該円筒表面を伝い下りる間に前記電極の電気的特性を変化させるので、前記計測手段は前記電気的特性の変化を計測して雨の降り始めや瞬時瞬時の雨の量を検知する。本発明の雨滴センサーは、請求項１に記載の雨滴センサーと異なり、前記雨滴が前記円錐のいかなる場所で捉えられた場合でも、前記電極を通過する時間が一定であるので、雨滴の量の計測が極めて正確になるという優れた特長がある。また、集滴部と電極を分離したことにより、集滴部の表面積を広げて雨の降り始めの検出感度を高めてもそれとは独立に雨滴が電極を流れ落ちる時間を選定できるので、雨滴検出の時間分解能を好適に選定することが出来、雨滴センサーとしての性能をより一層向上させることが可能になった。従って、本発明の雨滴センサーは、雨の降り始め及び瞬時瞬時の雨の量の双方とも正確に検知する用途に適している。更に電極を形成する面が円錐に比べて単純であるので、電極の構造についてより多様な選択が可能であり製造が容易で、コストダウンが出来るようになった。尚、前記円筒を前記円錐様の基材の底面の形状に合わせて多角筒等にすることは当然のことで、本発明の範囲に含まれる。

請求項６に記載の雨滴センサーは、請求項５に記載の雨滴センサーにおいて、電極が対向馬蹄形のものにあっては、円筒表面に同一半径を有する多数の馬蹄形電極を交互に対向する形で且つ接近して形成し、一方の向きの電極を相互に接続して１対の電極の一方とし、他方の向きの電極を相互に接続して前記１対の電極の他方としたものである。

また、平行２線式螺旋形のものにあっては、平行する２本の線状電極を円筒の下端近くから相互に接近して円筒上端に向かって巻き上げ、該線状電極の一方を１対の電極の一方とし、該線状電極の他方を１対の電極の他方としたもので、対向馬蹄形の場合と同様の効果が得られる。

更に、円筒状対向櫛歯形のものにあっては、櫛歯状の電極を円筒の表面に相互に接近して該円筒を鮨巻きするように配設し１つおきに相互接続して１対の電極の一方とし、残りの１つおきの電極どうしを同様に相互接続して前記１対の電極の他方としたものである。上述した３種類の電極構造は、何れも本発明の雨滴センサー用として十分の性能を備えているが、対向櫛歯形のものにあっては、円筒の上端から下端まで雨滴が流れ落ちる間、雨滴は接触する櫛歯を他の櫛歯に乗り換えることがないのでその間は前記一対の電極の示す電気的特性が変わらない点でより安定した雨滴の検出性能を得ることができる。また、前記円筒に直接飛来する雨滴を避けて測定精度の低下を防止するため該円筒の外側をもう一つの円筒で覆うことは効果的である。重複するが、前記円筒の長さを変えて雨滴が前記円筒の上端から下端まで流れ落ちる時間を調節することにより雨滴検出の時間分解能を調節できるので、本発明によれば用途に応じて最適な雨滴センサーが提供できるという優れた特長がある。

請求項７に記載の雨滴センサーは、請求項５に記載の計測する手段を円筒の内部に収容するようにしたもので、請求項４に記載の雨滴センサーの場合と同様円筒の内部の空間を利用することにより小型化とコストダウンが実現した。

請求項８に記載の雨滴警報装置は、請求項１乃至請求項７に記載の雨滴センサーが計測した雨滴の量に係わる情報を微弱電波などの無線信号に乗せて遠隔地に送信する送信機を備え、遠隔地には、前記無線信号を受信して前記雨滴センサーに付着した雨滴の量に係わる情報に基づいて音や光等を用いて警報を発出する表示部を備えたものである。こうすることにより、外が見えないような屋内で作業している主婦や作業者でも雨の降り始めや雨の量を知ることができるので適切に対応することができ、思わぬ損失の発生を未然に防止することができるという優れた効果がえられる。特に動き回る作業に従事していて、雨の降り始めを直接目や耳で確かめられない利用者には利用効果が高い。

請求項９に記載の雨滴警報装置は、請求項８に記載の雨滴警報装置の表示部が発出する警報音を、表示部が受信した前記雨滴センサーに付着した雨滴の量に係わる情報に基づいて、雨滴が前記雨滴センサーに衝突する様子を雨戸やガラス窓に雨滴が衝突する際に発する音に似た擬態音として発出するようにした。このことにより、利用者は雨滴が飛来する間隔や量を直感的に判断出来るようになった。

請求項１０に記載の雨滴警報装置は、請求項８に記載の雨滴センサーが、前記送信機により駆動される例えばホイップアンテナをセンサーの天頂部或いは底面部に配設したもので、本発明装置の屋外部分をベランダの手摺や物干し台等に取り付ける場合の取り付け場所の省スペース化を図り取り付けを容易にするとともに、装置の小型化及びコスト削減を図ったものである。

以下、本発明が適用された実施例について図面を用いて説明する。尚、本発明は、下記の実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲に属する限り、種種の形態を採り得ることは言うまでもない。

（第１実施例）先ず、図１は第１実施例の雨滴センサーの構成を示す構成図である。尚、図１（Ａ）は、雨滴センサーが取付棒により取り付けられる場合の側面図であり、図１（Ｂ）は、ストラップにより懸垂される場合の側面図である。また、以下の第１実施例に関する説明において、上・下を示す記載は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に基づくものである。

図１（Ａ）に示すように、第１実施例の雨滴センサーは、電気的絶縁体の表面に雨滴に感応する電極を形成した円錐２を備えている。該円錐２の内部には空室２１を設け、前記円錐２の表面に形成した電極（ここでは図示していない）に接続して電極間漏洩電流を測定する電流測定器２２を収納している。該電流測定器２２の測定出力は出力ケーブル２３を通して例えば表示器などの外部装置に送出される。前記円錐２は、その底面に取り付けられた取付棒２４により物干台等屋外で雨滴を検知し易い場所に取り付けられる。また、図１（Ｂ）に示すように、第１実施例の雨滴センサーは、前記取付棒２４の代わりにストラップ２５により、物干棒などに吊り下げて使用することも出来る。

次に、図２は前記円錐２の表面に形成する本発明に好適な電極の構造を説明する為の説明図である。図２（Ａ）は、対向馬蹄形電極の構造を示し、図２（Ｂ）は、平行２線式逆竜巻形電極の構造を示した。

尚、図２（Ａ）に示すように前記円錐２の表面に形成する電極は、対向馬蹄形の構造をしている。図を分かり易くするため図２（Ａ）は構造を説明できるだけの範囲にとどめ現実のものを極端に簡略化して記載している。馬蹄形電極２６ａ及び２６ｂは電極相互接続導体２６ｃにより相互接続されて対向馬蹄形電極の一方の電極を形成している。同様に、馬蹄形電極２７ａ及び２７ｂは電極相互接続導体２７ｃにより相互接続されて対向馬蹄形電極の他方の電極を形成している。こうして相互接続された馬蹄形電極は、２７ａ、２６ａ、２７ｂ、２６ｂというように交互に且つ対向して組み合わされて１対の対向馬蹄形電極を構成している。前記各馬蹄形電極は例えば導体幅は１ｍｍで相互間隔は０．５ｍｍである。この場合、前記電極に付着した雨滴の検出出来る最少直径は２ｍｍである。この導体幅および相互間隔は検出する雨滴粒の大きさに合わせて任意の値を取り得る。前記各馬蹄形電極の相互間隔は付着した雨滴が素早く円錐表面を流れ下ることが出来るようにテフロン等の撥水性材料で被覆してある。上記のように構成した馬蹄形電極を円錐２の下端部から天頂部まで設けて本発明の雨滴センサーを構成する。雨が降り始めの雨滴の検出感度を高めるためには、円錐２を大きくして表面積を増やし飛来する雨滴が円錐表面の電極に付着する確率を増やす。

また、図２（Ｂ）は本発明雨滴センサーに好適なもう１つの電極構造を示す説明図で、円錐２の表面に形成する電極は、円錐２の表面下端部から天頂部に向かって逆竜巻状に平行２線を巻き上げる構造をしている。図２（Ｂ）中２８ａ及び２８ｂは平行２線で例えば導体幅は１ｍｍで相互間隔は０．５ｍｍである。この導体幅および相互間隔は検出する雨滴粒の大きさに合わせて任意の値を取り得ることは、前記対向馬蹄形電極の場合と同じである。前記円錐２に巻き上げる平行２線どうしの相互間隔も前記の相互間隔の０．５ｍｍと同一にする。導体２８ａ及び２８ｂが１対の逆渦巻き形電極を構成する。前記円錐２の表面に巻き上げられた前記導体の相互間隔を撥水性材料で被覆することは前記対向馬蹄形の場合と同じである。

一方、図３は図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に記載した対向馬蹄形電極及び平行２線式逆竜巻形電極の構造をいっそう詳細に説明するための説明図である。図３（Ａ）は、円錐２の表面に形成された電極のうちの一部を取り出す説明図である。図３（Ｂ）は、電極間抵抗或いは電極間漏洩電流を測定する方式の雨滴センサーを構成する場合に好適な電極構造の詳細を説明する為の説明図である。図３（Ｃ）は、電極間静電容量を測定する方式の雨滴センサーを構成する場合に好適な電極構造の詳細を説明する為の説明図である。

先ず、図３（Ａ）に示すように円錐２の表面に形成した電極の一部分Ｓを取り出して円錐２の軸に沿った断面を拡大したものを図３（Ｂ）に示したが、これは、前述したように該電極が電極間抵抗或いは電極間漏洩電流を測定して雨滴を検知するのに適した構造のものである。前記円錐２の表面に図２（Ａ）［（Ｂ）］に示した電極２６ａ［２８ａ］、２６ｂ［２８ａ］、２７ａ［２８ｂ］、２７ｂ［２８ｂ］等間隔で配設されている。（ここで、括弧［ ］内に示したものは図２（Ｂ）に示した電極の場合を示している。）図３（Ｂ）に示すように雨滴Ｒ１が電極２７ａ［２８ｂ］と２６ｂ［２８ａ］を短絡して付着した場合には両電極間には雨滴を通して漏洩電流が流れるのでこの漏洩電流を測定して雨滴の付着を検知することが出来る。この場合前記両電極間の抵抗を測定しても同様な結果が得られる。前記雨滴Ｒ１が円錐２の表面上を落下する道程において、雨滴Ｒ１は、相隣る電極間を次々に短絡するので雨滴Ｒ１が円錐２の下端から離れるまで電極間漏洩電流が流れ続ける。或いは、電極間抵抗が低下する。これらの電極間漏洩電流は円錐２の表面に付着する雨滴の量に比例する。一方、電極間抵抗は反比例する。

次いで、図３（Ｂ）と同様に図３（Ａ）に記載した円錐２の表面の電極の一部Ｓを取り出して円錐２の軸に沿った断面を拡大したものを図３（Ｃ）に示したが、これは、前述したように該電極が電極間静電容量を測定して雨滴を検知するのに適した構造のものである。前記円錐２の表面に図２（Ａ）［（Ｂ）］に示した電極２６ａ［２８ａ］、２６ｂ［２８ａ］、２７ａ［２８ｂ］、２７ｂ［２８ｂ］等間隔で配設されている。（ここで、括弧［ ］内に示したものは図２（Ｂ）に示した電極の場合を示している。以下同じ）しかし、一対の電極の一方即ち２７ａ［２８ｂ］及び２７ｂ［２８ｂ］は表面を高誘電体Ｍで覆われていて雨滴Ｒ２と直接接触することがない。このように構成した電極構造において図３（Ｃ）に示すように雨滴Ｒ２が電極２６ａ［２８ａ］と２６ｂ［２８ａ］を短絡して付着した場合には雨滴は両電極と同一の電位になる。この雨滴と電極２７ａ［２８ｂ］との間には高誘電体Ｍが挟み込まれているので前記両電極の間には雨滴による静電容量が発生する。この静電容量を測定して雨滴の付着を検知することが出来る。前記雨滴Ｒ２が円錐２の表面上を落下する道程において、雨滴Ｒ２は、次々と静電容量を構成するので雨滴Ｒ２が円錐２の下端から離れるまで電極間静電容量が持続する。この電極間静電容量は円錐２の表面に付着する雨滴の量に比例する。

（第２実施例）先ず、第２実施例の雨滴センサーの構成については、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示した第１実施例に於ける円錐２及び電極構造を図４（Ａ）に示した第２実施例の集滴部３及び検出部４によって置き換えたものであり容易に理解できると思われるので、重複して説明することは避ける。従って、第２実施例の雨滴センサーに関する以後の説明は、前記集滴部３及び検出部４に集中して行う。

次に、図４（Ａ）において、集滴部３は円錐形をした電気的絶縁性の基材で出来ていて、表面は飛来した雨滴が素早く流れ落ちることが出来るよう撥水処理がされている。集滴部３の底面に密着して同一半径を有する円筒状の検出部４が設けられている。該検出部４は電気的絶縁性の基材で出来ていて、その表面には雨滴を検出するための対向馬蹄形電極４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４２ａ、４２及び４２ｃが形成されている。この様に構成した対向馬蹄形電極を、検出部４の下端部から上端部まで設ける。この対向馬蹄形電極は、図２（Ａ）に示した第１実施例の対向馬蹄形電極と比べ各馬蹄形電極が同一半径である点だけが異なっているがその他の点では同一なのでこれ以上の説明は省略する。

そして、集滴部３に飛来した雨滴は、その表面を伝わって検出部４に流れ落ちる。更に、この雨滴は検出部４の電極を上から順順に横切って相隣る電極を短絡し電極間に漏洩電流を発生させながら流れ下り下端から空中に落下する。従って、集滴部４で捕らえられた全ての雨滴は検出部４を一定時間で通過するので、検出部４の電極に発生する漏洩電流はどの雨滴に対しても一定時間持続することになり、この漏洩電流を測定することにより１粒の雨滴を検出することは勿論雨滴の量を検出することも極めて正確に行うことが出来る。

また、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示した第２実施例の検出部４の表面に形成した電極の別の実施例として平行２線式螺旋形電極の構成を示している。この電極は検出部４の表面に下端部から上端部まで平行２線４１ａ及び４２ｂを巻き上げたもので、図２（Ｂ）に示した第１実施例の平行２線式逆竜巻形電極の構造と比べ巻き上げ半径が同一である点だけが異なっていてその他の点では同一なのでこれ以上の説明は省略する。

更にまた、図４（Ｃ）は、図４（Ａ）に示した第２実施例の検出部４の表面に形成した電極の更に別の実施例として円筒状対向櫛歯形電極の構成を示している。この電極は、検出部４の表面に垂直軸と平行に櫛歯型電極４４ａ及び４４ｂを設け円筒状の検出部４の上端を横巻きにする形でリング状の接続導体４４ｃにより相互に接続して前記円筒状対向櫛歯形電極の一方の電極とし、他方の電極として、やはり垂直軸と平行に櫛歯型電極４５ａ及び４５ｂを設け円筒状の検出部４の下端を横巻きにする形でリング状の接続導体４５ｃにより相互に接続して、且つ、前記一方の櫛歯形電極と他方の櫛歯電極が交互に等間隔で並ぶように形成したものである。このように構成した櫛歯形電極を検出部４の全面に設ける。尚、前記検出部４の軸と直角の断面に於ける前記円筒状対向櫛歯形電極の詳細な構造は、第１実施例に於ける図３（Ｂ）及び（Ｃ）に示した電極構造と同じである。

そして、このように構成した電極では、雨滴が検出部４の表面を流れ落ちる場合に、櫛歯形電極に沿って流れるので電極を横切る構造に比べると、雨滴が流れ落ちる過程で変形する割合が少ないので漏洩電流の変動も少なく、また、流れ落ちる速度も速いので、雨滴の量の測定精度及び雨滴計測の時間分解能を高めることができる。

（第３実施例）先ず、図５は第３実施例の雨滴警報装置の構成を示す構成図である。図５において、５は屋外に取り付けられる雨滴センサー並びに送信部である。該雨滴センサーは、前記第２実施例の雨滴センサーと同一の構成をしていて、集滴部３と検出部４及び電流測定器２２、とから構成されている。該雨滴センサーの内部の空室２１には電流測定器２２と、該電流測定器２２が測定した前記検出部４の電極間漏洩電流の大きさを微弱電波等により遠隔地に送信する送信機送信機５１と、が収納されており、更に、前記集滴部３の天頂部には送信アンテナ５２が取り付けられている。

一方、図５において、６は、遠隔地に配設される指示器で、送信機５１から送出される前記電極間漏洩電流の大きさに係わる信号を受信アンテナ６１を経由して受信する受信機６２と、該受信機６２から出力される前記電極間漏洩電流に係わる信号を増幅して駆動することにより前記集滴部３に雨滴が衝突するときの擬態音として発生させる警報音発生手段６３と、より構成されている。

そして、図６は、雨の降り始めにおいて、前記集滴部３で捕らえられ、次いで検出部４で検出され、更に、電流測定器２２で測定された電極間漏洩電流の時間変化の概略を示している。この時間変化は、大略、雨滴が集滴部３に飛来して生じた雨滴量の時間変化を示していると考えてよい。勿論、その時々の雨の降り方により図６に示した雨滴量の時間変化は千差万別であるので、図６の時間変化はほんの１例に過ぎない。しかし、雨の降り始めにおいては、雨の量は最初の１粒から時間経過と共に不規則な増減を繰り返しながら徐々に増加していくので、その点ではどんな雨の降り始めにおいても共通に電流測定手段２２で測定した電流の時間変化は不規則な変化を示す。本実施例ではその点に着目して前記電流の時間変化を送信機５１により指示器６に送り、受信機６２で受信して前記電流の時間変化を再現し、警報音発生手段６３により前記電流の時間変化に応じて音を発生させることによりあたかも雨滴が集滴部に打ち当たる音であるかのように擬態音として発生させている。この音を聞くことにより利用者は、雨の降り方の時間変化や雨の量を直感的に把握出来るようになった。

尚、図５では、送信アンテナ５２を集滴部の天頂部に取り付ける場合について示したが、該送信用アンテナ５２の取り付け部はこれに拘ることなく、検出部４の底面に取付け、集滴部３の天頂部を第１実施例の図１（Ｂ）に示すストラップ２５を用いて懸垂してもよい。

第１実施例の雨滴センサーの構成を示す構成図である。 第１実施例の雨滴センサーの電極構造を説明する為の説明図である。 第１実施例の雨滴センサーの詳細な電極構造を説明する為の説明図である。 第２実施例の雨滴センサーの構成及び電極構造を説明する為の説明図である。 第３実施例の雨滴警報装置の構成を示す構成図である。 雨の降り始めにおける雨滴量の推移を説明するための説明図である。

符号の説明

２・・・雨滴センサーの円錐様基材３・・・雨滴センサーの集滴部
４・・・雨滴センサーの検出部
５・・・雨滴警報装置の雨滴センサー並びに送信部６・・・雨滴警報装置の指示器
２１・・・空室２２・・・電流測定器２３・・・出力ケーブル２４・・・取付棒
２５・・・ストラップ
２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂ、４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂ、４４ａ、４４ｂ、４５ａ、４５ｂ・・・電極
２６ｃ、２７ｃ、４１ｃ、４２ｃ、４４ｃ、４５ｃ・・・相互接続導体５１・・・送信機５２、６２・・・アンテナ
６２・・・受信機６３・・・警報音発生手段
Ｓ・・・雨滴センサーの電極の一部Ｒ１、Ｒ２・・・雨滴Ｍ・・・高誘電体

Claims (10)

1. 撥水性で且つ電気的絶縁性を有する表面に少なくとも１対の電極を形成した円錐様の基材と、前記１対の電極が雨滴の付着により電気的特性が変化する量を計測する手段と、を備えたことを特徴とする雨滴センサー。
2. 請求項１に記載の電極が対向馬蹄形又は平行２線式逆竜巻形で双方の電極を露出或いは一方の電極を撥水性で且つ高誘電体の被覆がしてあることを特徴とする雨滴センサー。
3. 請求項１に記載の計測する手段が前記１対の電極の電極間抵抗或いは電極間静電容量を計測することを特徴とする雨滴センサー。
4. 請求項１に記載の計測する手段が前記円錐様の基材の内部に収容されていることを特徴とする雨滴センサー。
5. 撥水性の表面を有する円錐様の基材により雨滴を集滴する集滴部と、該円錐様の基材の底面と同一形状を有し該集滴部の底面に密着して撥水性で且つ電気的絶縁性を有する表面に少なくとも１対の電極を形成した円筒状の検出部と、前記電極が前記集滴部から落下する雨滴の付着により電気的特性が変化する量を計測する手段と、を備えたことを特徴とする雨滴センサー。
6. 請求項５に記載の電極が対向馬蹄形又は平行２線式螺旋形或いは円筒状対向櫛歯形であることを特徴とする雨滴センサー。
7. 請求項５に記載の計測する手段が前記円筒の内部に収容されていることを特徴とする雨滴センサー。
8. 請求項１乃至請求項６に記載の雨滴センサーと、該雨滴センサーが計測した計測結果に基づいて無線信号を遠隔地に送信する送信部と、前記無線信号を受信して雨滴センサーに付着した雨滴の量に係わる情報に基づいて警報を発出する表示部と、を備えたことを特徴とする雨滴警報装置。
9. 請求項８に記載の表示部が発出する警報が、表示部が受信した雨滴センサーに付着した雨量に係わる情報に基づいて発生した雨滴が雨滴センサーに衝突する擬態音であることを特徴とする雨滴警報装置。
10. 請求項８に記載の雨滴警報装置において、雨滴センサーが天頂部或いは底面部に送信用アンテナを取り付けたことを特徴とする雨滴警報装置。

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