JP2011008500A - 負荷制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】建築物の壁面などを介してベランダやバルコニーから不審者が侵入しようとした場合に、それを検視し、警報装置や照明装置などの負荷を作動させ、侵入者を威嚇すると共に、住人に侵入を知らせる負荷制御システムを提供する。
【解決手段】建築物の外観として視認される中空の部材で構成される構造物、例えば手摺り５１や雨樋５２の内周面に、歪みゲージを用いた複数の応力センサ６０を設置し、応力センサ６０のいずれかによって検出され、構造物に生じた応力と所定の閾値とを比較し、構造物に応力を加えた原因を推定し、推定された原因が不審者の侵入であった場合に、あらかじめ設定されている所定の負荷（照明装置）２１・・・を作動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ベランダなどからの不審者の侵入を検出して、警報装置を作動させたり、照明装置を点灯させたりして、侵入者に対して威嚇を行うと共に、住人に不審者の侵入を通報する負荷制御システムに関する。

従来から、戸外に設置された人体感知センサによる検知信号に応じて、戸外照明装置の点灯及び消灯を制御する照明制御システムが提案されている（特許文献１参照）。このような照明制御システムによれば、人体感知センサの検知領域内に人が立ち入れば照明装置が点灯されるため、不審者に対しては心理的に侵入を思いとどまらせる効果があり、一種の夜間防犯装置としても機能しうる。しかしながら、従来の照明制御システムでは、屋内の家人に不審者などの接近を通報するようには構成されていない。また、焦電式の人体感知センサの検知範囲内に人が立ち入った場合にのみ照明装置が点灯されるため、人体感知センサの検知範囲外からの不審者の侵入に対しては、その効果を発揮することができない。

また、集合住宅においては、エントランスホール、廊下、中庭などには、防犯用のカメラが設置されており、一定の防犯効果を奏しているものの、通常は、個々の住戸のベランダやバルコニーなどには、防犯カメラや人体感知センサ及び照明装置などは設置されていない。ところが、このような集合住宅においては、屋上などから雨樋などを伝って上層階の住戸のベランダに侵入することは可能であり、実際に犯罪事件が発生している。

ベランダやバルコニーなどからの不審者の侵入を防止するために、集合住宅全体の全てのベランダやバルコニーを網羅するように防犯カメラや人体感知センサ及び照明装置を設置することは、コスト面及び美観上からも現実的ではなく、低コストで、且つ、効果的に不審者の侵入を検出し、不審者に対して威嚇を与え、その事実を住人に通報するシステムの実現が望まれている。

そこで、本出願人は、ベランダやバルコニーの手摺り部分に圧力センサを設け、侵入者が手摺りに体重を掛けたときに、圧力センサでその荷重を検出するように構成された防犯センサを提案している（特許文献２参照）。図６に示すように、従来の防犯センサは、水平に設けられた手摺り本体１５０の頂部分には、一定間隔で複数の圧力センサ１５１が設け、また、圧力センサ１５１の間にはベース部材１５２が設けられている。そして、圧力センサ１５１及びベース部材１５２を覆うように、上からセンサ笠木１５３が被せられている。センサ笠木１５３の内側で、且つ、圧力センサ１５１に対向する部分には、圧力センサ１５１を押圧するための押圧部材（図示せず）が設けられている。なお、特許文献２には、不審者の侵入を検出した後の措置については、特に言及されていない。

上記のように構成された従来の防犯センサは、手摺り部分の内側に設けられているため、外観上目立たないというメリットを有しているが、構造が複雑であり、コストが高くなるという問題は解決されていない。また、侵入者が手摺りのどの部分に手を掛けるかによっては、圧力を正確に検出できない可能性がある。さらに、雨樋などの垂直な構造部分に設置するには、さらに構造が複雑になるという問題を有している。

特開２００７−２０００４６号公報 特開２００８−１６９５９６号公報

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、比較的簡単な構造であり、低コストで、建築物の外観を損ねることなく、様々な場所にセンサの設置が可能であり、不審者の侵入に対して照明装置や警報装置などの特定の負荷をオンさせることにより、不審者に対して威嚇を与え、その事実を住人に通報することが可能な負荷制御システムを目的としている。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、負荷制御システムであって、建築物の外観として視認される中空の部材で構成される構造物の内周面に貼付された歪みゲージを用いた複数の応力センサと、前記複数の応力センサのいずれかによって検出され、前記構造物に生じた応力と所定の閾値とを比較し、前記構造物に応力を加えた原因を推定する応力原因推定部と、前記応力原因推定部により推定された原因が不審者の侵入であった場合に、あらかじめ設定されている所定の負荷を作動させる負荷制御部を備えている。

請求項２の発明は、請求項１に記載の負荷制御システムにおいて、前記応力原因推定部は、前記複数の応力センサによって検出された応力を比較して、前記構造物に応力が加えられた場所を推定することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の負荷制御システムにおいて、前記構造物は、雨樋又は手摺りであることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の負荷制御システムにおいて、前記所定の負荷は、警報装置又は１又は複数の照明装置であることを特徴とする。

本発明によれば、雨樋や手摺りなど、建築物の外観として視認される中空の部材で構成される構造物の内周面に貼付された歪みゲージを用いて応力センサを構成しているので、上記従来例のようなベース部材やセンサ笠木が不要であり、構造が簡単であり、低コストで、建築物の外観を損ねることなく、垂直な雨樋など様々な場所に応力センサを設置することが可能である。また、歪みゲージを用いた応力センサは、正確に応力値を測定できるので、構造物に応力を加えた原因が人であるのか、あるいは鳥であるのか、などを判断して推定することができる。そのため、単に鳥が手摺りに止まった場合などにおける誤動作を防止することができる。そして、構造物に応力を加えた原因が不審者の侵入であった場合に、あらかじめ設定されている所定の負荷、例えば警報装置や照明装置を作動させるので、不審者に対して威嚇効果を発揮すると共に、住人に対して不審者の侵入を通報することができる。

また、複数の応力センサから応力が検出されている場合、その応力センサの位置と応力が検出された時間、あるいは応力値などによって、不審者がどのルートから又はどの場所から侵入しようとしていたのかを推定することができる。この情報は、後の現場検証や証拠調べなどにおいて有効である。

本発明の一実施形態に係る負荷制御システムを備えた戸建て住宅の概略構成を示す図。 手摺りに設けられた応力センサの一例を示す図。 上記負荷制御システムにおける屋内モニタ装置の構成を示すブロック図。 上記負荷制御システムを集合住宅に適用した場合の概略構成を示す図。 集合住宅に適用した場合の負荷制御システムの親機及び子機の構成を示すブロック図。 ベランダやバルコニーの手摺り部分に圧力センサを設けた従来の防犯センサの構成を示す図。

本発明の一実施形態に係る負荷制御システムについて説明する。図１は、本実施形態に係る負荷制御システムを、戸建て住宅に設置した場合の概略構成を示す。一般的に、戸建て住宅などの建築物の門扉や玄関などの付近には、テレビカメラ２を備えたテレビドアホン装置の屋外器（子機）３が設けられている。また、リビングルームやダイニングキッチンなどにはテレビドアホン装置の屋内モニタ装置（親機）４が設けられている。一方、家屋１の玄関１１、廊下１２、階段１３、リビング１４、キッチン１５、寝室１６、１７・・・などの壁面には、照明装置（照明負荷）２１・・・のオン及びオフなどを制御するための壁面スイッチを兼ねた負荷制御装置３１・・・が設けられており、これら負荷制御装置３１・・・と照明装置２１・・・とは、それぞれ壁や天井の裏側に設置された配線を介して接続されている。これらの負荷制御装置３１・・・の一部又は全部は、テレビドアホン装置の屋内モニタ装置４から有線を介して又は電波を媒体として無線送信される所定の信号を受信する受信機能を有している。

本実施形態では、全ての負荷制御装置３１・・・は上記受信機能を有するものとし、さらに１又は複数の負荷のオン及びオフ及びオン状態における負荷の段階を制御する負荷制御機能を有する。負荷としては、上記照明装置２１・・・の他に、警報装置、警備会社への通報装置あるいは電気錠（オートドアロック）などを制御することができる。また、負荷制御装置３１・・・は、ユーザによって操作され、電波を媒体として、操作された内容に応じた所定の信号を無線送信する操作スイッチ（例えばリモコン装置）８０などからの所定の信号も受信可能である。なお、操作スイッチ８０は、必ずしもリモコン装置である必要はなく、壁面に設置又は固定された他のスイッチであってもよい。

屋内モニタ装置４に設けられている照明制御部（負荷制御部）は、特定の又は全ての負荷制御装置３１に対して点灯のための制御信号を無線送信し、あらかじめ設定されている１又は複数の照明装置又は全ての照明装置２１・・・をオン（点灯）させる。なお、玄関の天井部に設置されている屋側センサ５は、屋外の照度に応じて又は所定の検知領域６内に人が存在するか否かに応じて、照明装置２１などを点灯又は消灯させるための点灯信号又は消灯信号を屋内モニタ装置４に対して出力し、屋内モニタ装置４は屋側センサ５からの点灯信号又は消灯信号を受信すると、負荷制御装置３１に対して点灯又は消灯のために制御信号を無線送信し、照明装置２１をオン（点灯）又はオフ（消灯）させる。

玄関１１、廊下１２及び階段１３に設けられた人体感知センサ７１、７２及び７３は、所定の検知領域内に人が立ち入った場合に、人の存在を検知して、例えば電波を媒体として、人を検知したことを知らせ、照明装置を点灯させるための点灯信号又は所定の検知領域内に一定時間人の存在を検知しなくなった場合に、人が立ち去ったことを知らせる消灯信号を屋内モニタ装置４又は最寄りの負荷制御装置３１、３２又は３３に対して無線送信する。負荷制御装置３１、３２及び３３は、人体感知センサ７１、７２及び７３からの点灯信号又は消灯信号に応じて照明装置２１、２２、２３及び２４をそれぞれ点灯又は消灯させる機能を有すると共に、ユーザの操作により照明装置２１、２２、２３及び２４をそれぞれ点灯又は消灯させる通常のスイッチ機能を有している。

リビング１４、寝室１６又は１７などに設けられた負荷制御装置３４〜３７などは、操作スイッチ（リモコン装置）８０などから送信される所定の制御信号に応じて、照明装置２５〜２８などのオン又はオフ及びオンのときの照度などを制御する機能を有する。

各負荷制御装置３１〜３７は、有線又は無線通信を介して、屋内モニタ装置４と通信を行う。また、１つの負荷制御装置（例えばリビング１４又はキッチン１５に設けられている負荷制御装置３４又は３５）をマスターとし、他の負荷制御装置をスレーブとするマスター・スレーブ通信を行うように構成されていてもよい。さらに、個々の負荷制御装置３１〜３７は、時分割多重方式又は周波数多重方式により、操作スイッチ８０からの信号の受信を行う。

本実施形態の負荷制御システムにおいては、さらに、ベランダ又はバルコニーの手摺り５１及び雨樋５２など、建築物の外観として視認される中空の部材で構成される構造物に、それぞれ１又は複数（全体としては複数）の応力センサ６０が設けられており、それらの応力センサ６０によって検出された応力を所定の閾値とを比較し、それらの構造物に応力を加えた原因を推定し、推定された原因が不審者の侵入であった場合に、あらかじめ設定されている警報装置や照明装置などの所定の負荷を作動させるように構成されている。

図２（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ手摺り５１及び雨樋５２に設けられた応力センサ６０の取り付け状態を示す。応力センサ６０は、中空部材の内周面に貼付された歪みセンサであり、２つの歪みセンサを互いに直交する方向に配置してもよいし、図に示すように４つの歪みセンサでブリッジを構成するように貼付してもよい。また、歪みゲージは金属抵抗体を用いた歪みゲージであってもよいし、半導体を用いた歪みゲージであってもよい。あるいは、圧電素子のように加圧されることによって電圧を発生させるようなものであってもよい。これらの歪みゲージは非常に小さく、応力の検出精度が高く、比較的安価であり、且つ、取り付けも容易である。また、これらの応力センサ（歪みゲージ）６０は戸外に設置されるため、さらに、雨樋５２を雨水が流れるため、防水処理が施されていることはいうまでもない。

手摺り５１としては、一般的にアルミニウムの押し出し材などが使用される。また、雨樋５２、特に垂直部分には、アルミニウムやステンレス鋼など錆に強い金属材料や樹脂によるパイプが使用される。これらの部材は中空であり、その内周面に上記歪みゲージを貼付することが容易であり、且つ、人がぶら下がるなどして加重が加えられた場合に、歪みが生じやすい。従って、不審者が手摺り５１や雨樋５２を伝って侵入しようとした場合に、手摺り５１や雨樋５２が歪むので、応力センサ６０によって、歪みの発生又は歪み量の変化から手摺り５１や雨樋５２に生じた応力の値を検出することができる。

図３は、屋内モニタ装置４のブロック構成を示す図である。屋内モニタ装置４は、上記複数の応力センサ６０に接続され、複数の応力センサ６０のいずれかによって検出され、上記手摺り５１や雨樋５２などの構造物に生じた応力と所定の閾値とを比較し、構造物に応力を加えた原因を推定する応力原因推定部４１と、応力原因推定部４１により推定された原因が不審者の侵入であった場合に、あらかじめ設定されている所定の負荷、例えば警報装置や照明装置などを作動させる負荷制御部４２、応力センサ６０により検出された応力やその応力を検出した応力センサ６０の位置などの情報を液晶表示装置などの表示装置４８に表示するための画像情報出力部４６などを備えている。負荷制御部４２は、さらに警報制御部４２Ａと照明制御部４２Ｂなどで構成されている。これら応力原因推定部４１及び負荷制御部４２は、ＣＰＵなどで構成されている。応力原因推定部４１には、各応力センサ６０の位置を記憶した記憶部（メモリ）４３や、各応力センサ６０によって応力が検出された時刻を特定するための計時部（タイマ）４４が接続されている。また、負荷制御部４２としての電気錠制御部４５及び電気錠８１が、オプションとして必要に応じて設置されていてもよい。なお、テレビドアホン機能部（図示せず）については説明を省略する。

上記屋内モニタ装置４の防犯機能が有効である状態において、いずれかの応力センサ６０から応力値が出力されると、又はいずれかの応力センサ６０から応力値が変化すると、応力原因推定部４１は、その応力センサ６０からの応力値を記憶部４３に記憶されている閾値と比較する。そして、応力値が閾値よりも大きい場合は、応力原因推定部４１は不審者が侵入しようとしている可能性が高いと判断し、警報制御部４２Ａを介して、屋内モニタ装置４のスピーカ４７から所定の警報音を出力させると共に、あらかじめ設定されている１又は複数の又は全ての照明装置２１・・・を点灯させる。さらに、あらかじめオプションで電気錠制御部４５及び電気錠８１が設けられているときは、電気錠制御部４５を介して電気錠８１を解錠し、避難路を確保する。

上記手摺り５１や雨樋５２など１つの構造物に複数の応力センサ６０が設けられている場合、その構造物に不審者が手を掛けたりすると、その構造物に設けられている全ての応力センサ６０が反応し、その応力センサ６０が設けられている場所の歪みに応じた応力値を出力するが、各応力センサ６０の出力値は、その構造物に力が加えられた場所からの距離に応じて変化する。従って、応力原因推定部４１は、複数の応力センサ６０によって検出された応力を比較して、構造物に応力が加えられた場所を推定することができる。

また、例えば、不審者が１階の雨樋５２を伝って２階のベランダから侵入しようとしているときは、まず１階の雨樋５２に設けられている応力センサ６０が反応し、次に、２階のベランダの手摺り５１の応力センサ６０が反応する。従って、応力原因推定部４１は、計時部４４から出力される現在時間をモニタし、複数の応力センサ６０から応力が出力される時間を比較することにより、不審者がどのルートを通って侵入しようとしたかを推定することができる。

応力原因推定部４１は、応力を検出した応力センサ６０を特定するための位置情報、応力値及び応力を検出した時間などを記憶部４３に記憶させる。それによって、不審者がどのルートから又はどの場所から侵入しようとしていたのかを推定することができ、これらの情報は、後の現場検証や証拠調べなどにおいて有効である。

ところで、ベランダの手摺り５１などには、不審者がぶら下がったり、それに跨ったりすることは希であるが、日常的に鳥が止まったり、住人が布団などを干したりする。ところが、鳥や布団によって手摺り５１に生じる応力は小さく、人がぶら下がったり、跨ったりした場合とはその値が大きく異なる。従って、応力原因推定部４１は、応力センサ６０から出力された応力値と比較される閾値を適当に選択することにより、不審者の侵入とその他の場合とを区別することができる。また、閾値を複数設定することにより、警戒レベルを、安全レベル、注意レベル、危険レベルなど、複数段階に設定することも可能である。

屋内モニタ装置４は、応力センサ６０による応力検出、すなわち防犯機能を、外出時、夜間時及び就寝時にのみ機能させるように、モード選択機能を有していてもよい。また、全ての応力センサ６０と屋内モニタ装置４を直接有線又は無線を介して接続してもよいが、ある程度の数の応力センサ６０を一旦中継装置（図示せず）に接続し、中継装置と屋内モニタ装置４を直接有線又は無線を介して接続するように構成してもよい。さらに、屋内モニタ装置４は、上記応力センサ６０以外のセンサ、例えばガス漏れ警報機や火災警報機などのセンサからの出力に応じて、警報装置や照明装置などの負荷をオンさせるように構成されていてもよい。

図４は、負荷制御システムを集合住宅全体に適用した場合の概略構成を示す。集合住宅用の負荷制御システムは、管理室又は配電室などに設置された１つの親機４Ａと個々の住戸に設けられた複数の子機（屋内モニタ装置）４Ｂで構成されている。親機４Ａと子機４Ｂのブロック構成を図５に示す。親機Ａ及び各子機４Ｂは、それぞれ図３に示す屋内モニタ装置４と基本的に同じ構成であり、有線又は無線を介して親機４Ａと双方向に通信するための非常信号転送部４９を有している点で異なっている。

親機４Ａの応力原因推定部４１は、エントランスホール、階段エレベータホール、廊下など、集合住宅の共用部分に設けられた手摺り５１や雨樋５２に設けられた複数の応力センサ６０に接続されている。一般的に、集合住宅では、個々の住戸のベランダやバルコニーも共用部分とされるが、以下の説明では、共用部分をエントランスホール、階段エレベータホール、廊下などに限定し、個別住戸のベランダやバルコニーなどの手摺り５１や雨樋５２に設けられた複数の応力センサ６０は、それぞれ子機４Ｂの応力原因推定部４１に接続されているものとする。

親機４Ａの照明制御部４２Ｂは、集合住宅の共用部分に設置されている複数の照明装置２０に接続され、複数の照明装置２０の点灯及び消灯を個別に又は一斉に制御する。集合住宅の扉が自動開閉扉６１である場合は、扉開閉制御部５３は、自動開閉扉６１の開閉を制御する。また、集合住宅の扉６２に電気錠８２が設置されている場合、電気錠制御部４５は、電気錠８２の解錠及び施錠を制御する。さらに、集合住宅にエレベータ５５が設置されている場合、エレベータ制御部５４は、エレベータの制御部（図示せず）に接続され、エレベータの乗籠５６の昇降及び扉５７の開閉を制御する。図４では、正面玄関の扉６１を自動開閉扉とし、非常口又は通用口の扉６２に電気錠８２が設けられているものとする。

親機４Ａの応力原因推定部４１が、いずれかの応力センサ６０から出力された応力値に基づいて、不審者が共用部分から侵入したと判断したときは、負荷制御部４２を介して警報音を出力させたり、共用部分の照明装置２０を点灯させたりすると共に、非常信号転送部４９を介して、各子機４Ｂの非常信号転送部４９に非常信号を出力する。個々の住戸に設けられた子機４Ｂでは、非常信号転送部４９を介して親機４Ａから送信された非常信号を受信すると、負荷制御部４２を介して、スピーカ４７から警報音を出力したり、あらかじめ設定されている照明装置２１・・・を点灯させたりする。それによって、各住戸の住人に不審者が侵入したことを通報することができる。

一方、子機４Ｂの応力原因推定部４１が、いずれかの応力センサ６０から出力された応力値に基づいて、不審者が個別住戸のベランダやバルコニーから侵入したと判断したときは、負荷制御部４２を介して警報音を出力させたり、その住戸の照明装置２１・・・を点灯させたりすると共に、非常信号転送部４９を介して、親機４Ａの非常信号転送部４９に非常信号を出力する。親機４Ａでは、非常信号転送部４９を介していずれかの子機４Ｂから送信された非常信号を受信すると、さらに、その非常信号転送部４９を介して、他の全ての子機４Ｂの非常信号転送部４９に非常信号を転送すると共に、負荷制御部４２を介して警報音を出力させたり、共用部分の照明装置２０を点灯させたりする。また、必要に応じて、電気錠制御部４５、扉開閉制御部５３及びエレベータ制御部５４を介して、非常口又は通用口の扉６２に電気錠８２や自動開閉扉６１をロックしたり、エレベータ５５を機能停止させたりしてもよい。

なお、上記実施形態では、手摺り５１や雨樋５２など、建築物の外観として視認される中空の部材で構成される構造物の内周面に貼付された歪みゲージを用いて応力センサを構成したが、参考例として、応力センサの代わりに音センサを用いることも可能である。すなわち、筒状の中空体に力が加えられ、歪みが発生したとすると、人に聞こえるか否かは別にして、何らかの音が発生する。従って、その音をマイクロホンなどの音センサで検出することによっても、不審者の侵入を検知することが可能である。また、ベランダやバルコニーの床面に特殊なマットや砂利のような粒状体を敷き詰め、その音を検出することによっても、不審者の侵入を検視することができる。

１ 家屋
３ テレビドアホン装置の屋外器（子機）
４ テレビドアホン装置の屋内モニタ装置（親機）
４Ａ 負荷制御システムの親機
４Ｂ 負荷制御システムの子機（屋内モニタ装置）
２０〜２８ 照明装置
３１〜３７ 負荷制御装置（壁面スイッチ）
４１ 応力原因推定部
４２ 負荷制御部
４２Ａ 警報制御部
４２Ｂ 照明制御部
４３ 記憶部
４４ 計時部
４５電気錠制御部
４６ 画像情報出力部
６０ 応力センサ
４７ スピーカ
４８ 表示装置
６１ 自動開閉扉
６２ （非常口又は通用口の）扉
８１、８２ 電気錠

Claims (4)

1. 建築物の外観として視認される中空の部材で構成される構造物の内周面に貼付された歪みゲージを用いた複数の応力センサと、
   前記複数の応力センサのいずれかによって検出され、前記構造物に生じた応力と所定の閾値とを比較し、前記構造物に応力を加えた原因を推定する応力原因推定部と、
   前記応力原因推定部により推定された原因が不審者の侵入であった場合に、あらかじめ設定されている所定の負荷を作動させる負荷制御部を備えた負荷制御システム。
2. 前記応力原因推定部は、前記複数の応力センサによって検出された応力を比較して、前記構造物に応力が加えられた場所を推定することを特徴とする請求項１に記載の負荷制御システム。
3. 前記構造物は、雨樋又は手摺りであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の負荷制御システム。
4. 前記所定の負荷は、警報装置又は１又は複数の照明装置であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の負荷制御システム。

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