JP2602143B2 - 通電式ワイヤ張力検出型警戒センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、警戒区域に張り巡らし
たワイヤに微弱電流を流し、該ワイヤに過大な張力が加
わった時に接点が開放して電流オフの警報を発する通電
式警戒センサに関するものである。更に詳しく述べる
と、通電式でありながら接点の自動復帰が可能で、且つ
後に接点開放発生箇所を検知可能とした通電式ワイヤ張
力検出型警戒センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】警戒区域内への不法侵入を迅速に検知す
る装置として、警戒区域に張り巡らした警戒ワイヤのル
ープ中に多数の警戒センサを分散させた状態で組み込
み、侵入者がワイヤを引っ張った時に、ワイヤの動きを
検知して警報を発する方式のワイヤ張力検出型警戒シス
テムがある。この種のシステムは、他の方式の警戒シス
テム（例えばレーダ方式など）に比べて、設置が簡単
で低コストであること、どのような形状の警戒区域で
もそれに合わせて設置できること、雨や霧、明暗など
の外部の影響を受け難いこと、などの特徴があり、既に
大規模プラントなど各地で広く使用されている。

【０００３】ワイヤ張力検出型警戒センサは、大別する
と、ワイヤに微弱電流を流す通電方式と通電しない非通
電方式に分けられる。通電方式は、警戒ワイヤのループ
内にプラグ・ジャックからなる接点機構を組み込み、ワ
イヤに過度の引張り外力が印加された時にその近傍のプ
ラグがジャックから脱落し、接点の開放により電流オフ
信号（警報信号）を発生するようにしている。この通電
方式は、機構が単純であり、動作の信頼性が高い利点が
ある。非通電方式は、例えば警戒ワイヤに永久磁石を取
り付け、その近傍にリードスイッチを配置して、ワイヤ
が引っ張られて永久磁石が変位した時にリードスイッチ
が作動して警報信号を発生するようにしている。その場
合、永久磁石とリードスイッチは非接触であり、各リー
ドスイッチに独立に信号線が接続されているから、スプ
リングを組み込むことで、ワイヤに印加されていた張力
が解除された時に永久磁石が元の位置に自動復帰するよ
うに構成でき、且つどのリードスイッチが作動したかも
判定できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】通電方式の場合は、侵
入した箇所ではプラグが抜け落ちているため、後で状況
判断をする時に便利である。その反面、一度発報すると
復旧に手間がかかるし、人手により復旧作業を行わない
かぎり、その警戒区域のループでは、その後の侵入を検
出できない（不感期間が長い）という重大な欠点があ
る。

【０００５】非通電方式の場合は、落雷や誘導雷によっ
てリードスイッチや終端抵抗が破壊される事故がしばし
ば生じる欠点がある。この種の警戒システムは、通常、
屋外の広大な警戒区域に設置されるため、落雷や誘導雷
を受ける可能性は極めて大きい。事実、故障した警戒セ
ンサの終端抵抗をＸ線で検査すると、高圧で層間スパー
クしたような痕跡が見られる。そのため、季節や地形な
どによっては、充分に機能しない虞があり、修理や保守
も煩瑣となる問題がある。

【０００６】本発明の目的は、上記のような従来技術の
欠点を解消し、通電方式の利点を生かしつつ、復旧に手
間がかかる問題を解決でき、不感期間が生じない通電式
ワイヤ張力検出型警戒センサを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、微弱電流が流
れる警戒ワイヤのループ中に挿入される接点機構を有
し、該ワイヤに設定値以上の引張り外力が印加された時
に接点が開放して電流オフの警報を発する方式の通電式
ワイヤ張力検出型警戒センサである。本発明では接点の
自動復帰機構を組み込んである。単にスプリングによっ
て接点を自動復帰させることは容易であるが、それのみ
ではどの箇所で侵入が生じたかを検知できない。そこで
本発明では接点が開放された箇所を、復帰後に検知でき
るように工夫している。

【０００８】本発明は、ケースと、該ケース内に設けた
固定接点となるジャック及び可動接点となるプラグと、
ケース外部から導入されて端部が前記プラグに接続され
るワイヤと、ケース内でプラグに対してジャック方向へ
の弾撥力を付与する自動復帰用スプリングと、プラグが
ジャックから脱離した後で外部から目視可能なマーカー
表示を継続する手動復旧式マーカー表示機構を具備して
いる。手動復旧式マーカー表示機構は、ワイヤに設定値
以上の引張り外力が加わった時に、ワイヤやプラグの移
動によってマーカーがケースの外方向に突出し、その後
に人手によって元の位置に復旧する機構である。

【０００９】警戒センサは、固定接点となる筒状ジャッ
クを中心として、その両側に対称的に可動接点となるプ
ラグを配置し、両プラグにそれぞれ両側のワイヤの端部
を接続することで双口式にできる。また一方の自動復帰
用スプリングに代えて固定用カラーを設けて一方のプラ
グが常に筒状ジャックに結合した状態とすることで双口
式をそのまま単口式にも転用可能である。

【００１０】

【作用】プラグがジャックに結合することでワイヤによ
るループに微弱電流が流れる。これが正常な待機状態で
ある。侵入発生時には、ワイヤに大きな引張り外力が加
わり、侵入箇所近傍の警戒センサではプラグがジャック
から脱離する。これはワイヤの接点が開放された状態で
あり（発報状態）、電流はオフとなる。この電流オフ信
号で、異常が生じた警戒センサを含む警戒ワイヤのルー
プを検出できる。ワイヤに印加されていた引張り力が無
くなると、プラグは自動復帰用スプリングの弾撥力によ
って元の位置に戻り、プラグはジャックに結合し、自動
的に待機状態に戻る。従って非通電方式と同様、不感期
間が生じない。ワイヤの動きによって手動復旧式マーカ
ー表示機構が作動する。このマーカーは、外部から目視
可能であるし、手動復旧しない限りそのままの状態を維
持し続けるから、後で状況判断ができる。

【００１１】双口式とすると１個の警戒センサに接続す
るワイヤを長くでき、設置工事が簡素化される。自動復
帰用スプリングに代えて固定用カラーを組み込むと、ほ
とんど同じ部品を用いて単口式に転用できるから、部品
製作コストを低減でき、在庫管理を簡略化できる。

【００１２】

【実施例】本発明に係る警戒センサの一実施例を図１に
示す。これは両側にそれぞれ接点を有する左右対称構造
の双口式の例である。同図においてＡの右半分は待機状
態を示し、左半分は発報状態を示している。また同図の
Ｂは自動復帰状態を示している。筒状ケース１０の内部
中央に固定接点となる円筒状ジャック１２を設け、その
両側に可動接点となるプラグ１４を出入自在に配置す
る。該プラグ１４の端子にはケース外部から導入するワ
イヤ１６の一端を圧着などの方法で接続する。プラグ１
４に対してジャック１２方向への弾撥力を付与する自動
復帰用スプリング１８をワイヤ１６の回りに巻装し、キ
ャップ２０によって保持する。キャップ２０は筒状ケー
ス１０にＯリングを介して螺着され水密的に結合してい
る。ワイヤ１６とそれが貫通するキャップ２０の間も密
封されるようにし、必要があればゴムワッシャ（図示せ
ず）などを取り付ける。前記スプリング１８は、伸展さ
れたワイヤ１６が大風や鳥（特にワイヤにとまっていた
鳥が飛び立つときの力）などの影響でプラグ１４がジャ
ック１２から脱離せず、且つワイヤ１６に設定値以上の
引張り外力が加わった時のみ離脱するように、精密な計
算の上、バネ定数や長さが決定される。またワイヤ１６
によってプラグ１４が変位するとき、ワイヤ１６が何mm
引かれたときに導通が切れるか（発報変位量）は重要な
要素であるので、ジャック１２の形状もそれを考慮して
設計されている。ワイヤ１６は、耐候性並びに耐食性に
優れ、引張り力が印加された時に、強靱でワイヤ自体の
伸びが少なく、且つ可撓性が良好で、スムーズに変位
（移動）できるものが好ましく、勿論通電できることも
必要である。そのため例えばステンレス素線の２重撚線
にフッ素樹脂被覆を施した直径１mm程度の線材を用い
る。なお筒状ケース１０には複数の取り付け用の穴１１
を設け、ポールなどに容易に装着できるようになってい
る。筒状ケース１０やキャップ２０などは合成樹脂の成
形品である。

【００１３】手動復旧式マーカー表示機構は次のような
構成である。前記キャップ２０の外側端部中央は凹陥し
ていて、その凹陥部の中にストッパ２２及びマーカー２
４を収容する。ストッパ２２はネジ２６によってワイヤ
１６に固定し、マーカー２４はその外周がキャップ２０
とは異なる色（例えば赤や黄色など判り易い色）を呈す
るものとする。特定の色の樹脂で成形したものでもよい
し、外周面のみ別の着色を施したり、別の着色部材を取
り付けてもよい。ワイヤ１６は、これらストッパ２２及
びマーカー２４を貫通するから、キャップ２０の外周に
は水抜き穴２８を設ける。なおマーカー２４の外側端面
は、完全収納時（待機状態）にキャップ２０の外側端部
と面一か若しくはキャップ２０の外側端部よりもやや引
き込まれるように設計する。

【００１４】通常の待機状況（警戒動作中）は、図１Ａ
の右半分に示すように、自動復帰用スプリング１８で押
されていてプラグ１４がジャック１２に結合しており、
接点が閉じた状態である。従って両側のワイヤ１６に
は、それぞれのプラグ１４及びジャック１２を介して微
弱電流が流れる。ここで左側のワイヤ１６に設定値以上
の張力が印加されたとする。するとワイヤ１６が変位
（移動）し、プラグ１４はジャック１２から離脱する。
つまり接点が開き、電流オフ信号（警報信号）が発せら
れる（発報状態）。この警戒センサでは、通常、約４〜
５mmの変位でプラグ１４が離脱するように設計する。そ
の際、ワイヤ１６に固定されているストッパ２２が引き
出され、それに伴ってマーカー２６もキャップ２０から
突出する。その後、ワイヤ１６への張力印加が解除され
ると、自動復帰用スプリング１８の弾撥力によってプラ
グ１４は元の位置に復帰する。つまりプラグ１４がジャ
ック１２に挿入されて、再び接点は閉成する。するとワ
イヤ１６には微弱電流が流れるから警戒可能な状況に戻
り、不感期間が生じない。自動復帰の際にストッパ２４
はワイヤ１６とともに変位して元の位置まで戻るが、マ
ーカー２６は動かず取り残されたままである。そのため
キャップ２０から突出しているマーカー２６を目視確認
することで、どの警戒センサが作動したかを検知でき
る。確認後は手動でマーカー２６をキャップ２０内に押
し込むと、完全に元の待機状態に戻る。逆に言うと、マ
ーカー２６をキャップ２０内に人手で押し込まない限り
マーカー２６はその表示状態を維持し続けることにな
る。これによって、常に発報可能な状態を維持しつつ、
一旦発報が生じたならば、その後にどの警戒センサで発
報が生じたかを容易且つ確実に検知できることになる。

【００１５】次に、この種の警戒センサを組み込む警戒
システムについて説明する。図１０に示すように警戒区
域境界に沿ってポール（ネットフェンス支柱などでもよ
い）を立設し、それを利用して警戒センサ３０を中継し
てワイヤ１６を連続して伸展する。通常、ポール間隔は
１．８ｍ程度であり、検知部Ｓ（警戒センサ３０の取付
け位置）とワイヤ固定部Ｔとは８〜１０スパンとるの
で、間のポールにはホルダ３２を設けてワイヤ１６を弛
緩なく伸展できるようにし、且つワイヤ１６に張力が加
わったときにワイヤ１６がスムーズに移動できるように
する。ワイヤ１６は出来るだけ弛みがなく、且つ発報動
作量（ポール間の中央位置でワイヤを垂直に引っ張って
発報するまでの距離）が出来るだけ小さくなるように、
伸展できること、ワイヤに引張り外力が加わったときに
力がワイヤに均一に伝達される（ポールなどに引っ掛か
らない）ことが重要である。そのためホルダや調整コネ
クタなどシステム構成部品についても様々な工夫が施さ
れている。

【００１６】ホルダの例を図５に示す。ホルダ３２はワ
イヤ挿通穴３３を有し、その内面は端部が大径となるよ
うな曲面状であり、摩擦係数が小さく耐候性のあるエン
ジニアリングプラスチックスの一体成形品である。ワイ
ヤ１６が１２０度以内の角度で曲がる場合は、摩擦が大
きくなりワイヤ１６の摺動がスムーズでない場合が生じ
るので、コーナーホルダを設置してワイヤ１６の繰り出
しをスムーズにする。コーナーホルダの例を図６に示
す。コーナーホルダ３４は、軸受（図示せず）を芯にリ
ング３５を成形し、それをベース部材３６に回転自在に
取り付けた構造である。ワイヤ１６を前記リング３５に
一回巻き付けて動きを軽くする。警戒センサ３０で中継
されたワイヤ１６を任意の数でブロック化し、ワイヤ固
定部にて切断して信号を取り出す。

【００１７】ワイヤ固定部Ｔに設置する端末固定具の一
例を図７に示す。Ａは正面図、Ｂは縦断面図である。端
末固定具３８は隣り合う警戒センサの中間のポールに設
置して、張力の調整を行うと共にワイヤを端末として固
定する機能を果たす。警戒センサが双口式であると、こ
のようにワイヤ端末を固定する必要が生じる。端末固定
具３８は、両方から引き込まれる連続したワイヤ１６を
Ｕ型に湾曲させるガイド機構とワイヤ圧着機構を備えて
いる。ガイド機構では、調整ネジ４０を回転することで
ワイヤガイド４１が上下動し、左右両方のワイヤ１６の
引き込み量を一度に調整する。調整後に、圧着ネジ４２
を締め付けることで歯状押さえ金具４３がワイヤ１６に
食い込み強固に固定する。

【００１８】ワイヤを警戒センサ間で接続する必要が生
じたとき（例えばなんらかの事情で切断したような場
合）には、図８に示すような調整コネクタを使用する。
Ａは正面図、Ｂは内部の断面図である。この調整コネク
タ５６は、ネジ棒部を有する雄ネジ端子５７と長いネジ
穴部を有する雌ネジ端子５８を螺合させ、ケース５９で
覆った構造であり、雄ネジ端子５７と雌ネジ端子５８に
はそれぞれワイヤ１６を接続する。両者の螺合量を調整
し押さえナット６０で締め付けることで張りを調整・固
定する。ケース５９には防水ベローズ６１の装着も可能
である。

【００１９】図９はワイヤの張りを調整可能なホルダの
例を示している。Ａは正面図、Ｂは側面図である。この
調整ホルダ６２は、前記コーナーホルダと同様、軸受
（図示せず）を芯に成形した２個のリング６３ａ，６３
ｂをベース部材６４に回転自在に取り付けた構造であ
る。一方のリング（ここでは上部リング）６３ａは回転
軸を固定し、他方のリング（下部リング）６３ｂは回転
軸が長穴６５を通っていて上下に変位可能である。ワイ
ヤ１６を両リング６３ａ，６３ｂに一回巻き付けて動き
を軽くする。下方のリング６３ｂの位置を上下すること
でワイヤ１６の張りを調整し、その位置で固定する。

【００２０】このようなシステム構成部品を必要個数、
必要な箇所に取り付け、ワイヤを張り巡らすことで図１
０に示すような警戒システムを構成することになる。双
口式の警戒センサを用いると、間に固定グループ端末固
定具を設けることで隣り合う警戒センサの間隔を広くで
き、システムの構成コストを安価にできる利点が生じ
る。

【００２１】警戒センサの他の実施例について説明を続
ける。以下に述べる例では、基本的な構成は前記図１の
場合と同様であるから、説明を簡略化するため対応する
部分には同一符号を付す。

【００２２】前記の例は単一ケース内で両側にそれぞれ
接点を設けた双口式であるが、従来の警戒システムでは
単一の接点をもつ単口式が用いられていた。図１に示す
警戒センサは簡単に単口式に変換できる。それを図２に
示す。右半分は可動接点側であり、図１の構成と全く同
様である。左半分では、自動復帰用スプリングに代えて
固定用カラー６６を嵌め込む。つまり常時、プラグ１４
がジャック１２に結合していて、例えワイヤ１６に張力
が加わっても脱離しないようにする。キャップ６７は、
マーカー表示機構を組み込む必要がないため極く単純な
構造でよい。勿論、右半分と同じ構成でもよい。

【００２３】図３は単口式警戒センサの他の例である。
ジャック１２の片側（固定側）は圧着端子６８によって
ワイヤ１６を接続する。この実施例ではマーカー表示機
構が異なる。可動接点側のワイヤ１６の適当な位置（ケ
ース１０の外部）にストッパ６９をネジ止めする。フラ
グ（マーカー）７０を取り付けたスプリングピン７１の
基端をケース１０に固定し、先端を前記ストッパ６９の
穴７２に差し込んでおく。ワイヤ１６に大きな張力が加
わり自動復帰用スプリング１８の弾撥力に抗してプラグ
１４がジャック１２から離脱すると、スプリングピン７
１の先端もストッパ６９から外れ、そのバネ弾性により
仮想線に示すようにフラグ７０が起き上がる。フラグ７
０は人手によってスプリングピン７１の先端をストッパ
６９の穴７２に差し込むことで、復旧する。

【００２４】図４は双口式の警戒センサの他の例であ
る。ケース１０の側面に細長状の開口７４を形成し、カ
ム状のマーカー片７５を回動自在に設置して、開口７４
に対して出没可能にしてある。正常待機状態では右半分
に示すようにプラグ１４がジャック１２に結合し、マー
カー片７５はケース１０内に没入している状態である。
ワイヤ１６に大きな張力が印加されてプラグ１４がジャ
ック１２から脱離するように変位すると、マーカー片７
５のカムを押して回動させ、左半分に示すようにマーカ
ー片７５がケース１０の開口７４から突出する（発報状
態）。ワイヤ１６に印加されている張力が解除されれば
接点は自動復帰するが、マーカー片７５はそのままの状
態（マーカー表示状態）を維持する。なおマーカー片７
５にはやや膨出した凸部７５ａがあり、没入時はその凸
部７５ａが開口７４の壁面に圧接して、プラグ１４の移
動が生じない限り突出しないようになっている。

【００２５】

【発明の効果】本発明は上記のように自動復帰用スプリ
ングによって、常にプラグがジャックに結合するように
弾撥力が付与されているため、ワイヤが外部張力で引っ
張られてプラグが脱離し通電電流オフ信号（警報信号）
を発した後、外部張力が解除されると、自動的に復帰す
る。このため、通電方式であるにもかかわらず、復旧に
手間がかかることはない。その後も直ちに発報待機状態
となり、充分な警戒機能をもつことができる（つまり不
感期間が生じない）。更に本発明によれば、接点が自動
復帰しても、多数設置されている警戒センサのどれが発
報したかを手動復旧式マーカー表示機構によって目視確
認でき、後で状況判断ができ便利である。本発明によっ
て、通電式の利点（落雷や誘導雷の影響を受け難いこ
と）を生かしつつ、復旧に手間がかかる欠点を解消で
き、張力検出型ワイヤセンサとして、使い易く、信頼性
も高い警戒システムが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る警戒センサの一実施例を示す説明
図。

【図２】本発明に係る警戒センサの他の実施例を示す説
明図。

【図３】本発明に係る警戒センサの他の実施例を示す説
明図。

【図４】本発明に係る警戒センサの他の実施例を示す説
明図。

【図５】ホルダの一例を示す説明図。

【図６】コーナーホルダの一例を示す説明図。

【図７】端末固定具の一例を示す説明図。

【図８】調整コネクタの一例を示す説明図。

【図９】調整ホルダの例を示す説明図。

【図１０】警戒システムの説明図。

【符号の説明】

１０ ケース １２ ジャック １４ プラグ １６ ワイヤ １８ 自動復帰用スプリング ２０ キャップ ２２ ストッパ ２４ マーカー

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微弱電流が流れる警戒ワイヤのループ中
   に挿入される接点機構を有し、該ワイヤに設定値以上の
   引張り外力が印加された時に接点が開放して電流オフの
   警報を発する通電式警戒センサにおいて、ケースと、該
   ケース内に設けた固定接点となるジャック及び可動接点
   となるプラグと、ケース外部から導入されて端部が前記
   プラグに接続されるワイヤと、ケース内でプラグに対し
   てジャック方向への弾撥力を付与する自動復帰用スプリ
   ングと、プラグがジャックから脱離した後に外部から目
   視可能なマーカー表示を継続する手動復旧式マーカー表
   示機構を具備している通電式ワイヤ張力検出型警戒セン
   サ。
2. 【請求項２】 手動復旧式マーカー表示機構は、警戒ワ
   イヤに設定値以上の引張り外力が加わった時に、ワイヤ
   やプラグの移動によってマーカーがケースの外方向に突
   出し、その後に人手によって元の位置に復旧する機構で
   ある請求項１記載のセンサ。
3. 【請求項３】 固定接点となる筒状ジャックを中心とし
   て、その両側に対称的に可動接点となるプラグを配置
   し、両プラグにそれぞれ両側のワイヤの端部を接続して
   双口式とした請求項１又は２記載のセンサ。
4. 【請求項４】 一方の自動復帰用スプリングに代えて固
   定用カラーを設けて一方のプラグが常に筒状ジャックに
   結合させて単口式とした請求項１又は２記載のセンサ。
5. 【請求項５】 警戒区域境界に沿って多数のポールを立
   設し、それらの数〜数十スパン毎に請求項３記載の双口
   式警戒センサを設置すると共に、各双口式警戒センサ同
   士の中間に位置するポールにワイヤの端末固定具を設置
   し、他のポールにはワイヤ挿通穴を有するホルダを設け
   てワイヤを連続して弛緩なく伸展する通電式警戒システ
   ムであって、前記端末固定具は、両側から引き込む連続
   したワイヤをＵ型に湾曲させ左右両方のワイヤ引き込み
   量を調整可能なガイド機構と、任意の位置でＵ型に湾曲
   したワイヤを固定するワイヤ圧着機構を備えている通電
   式ワイヤ張力検出型警戒システム。