JP3547500B2 - 感圧ケーブル支持具およびこれを用いた圧力検出装置 - Google Patents
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【産業上の利用分野】
本発明は、防犯装置等のセンサとして用いられる感圧ケーブルと、その感圧ケーブルを効果的に支持する支持具とを有する圧力検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
中心導線を導電性のゴム、粗い絶縁物、導電性のゴム、外部導線の順に被覆してケーブル状に形成した感圧ケーブル用いて不審者の建物への進入を検出し、犯罪を防ぐ防犯装置が開発されている。この感圧ケーブルは、径方向に力を加えると粗い絶縁体の隙間に導電性のゴムが入り込み、2つの導電性のゴムが接触し、2つの導体間の抵抗値が下がるように構成されている。
例えば、このような感圧ケーブルを建物の周囲の塀の上面等にはわせて配設して2つの導体間に電圧を印加しておくと、不審者が塀を乗り越えようとして、その上面に配設された感圧ケーブルに手をかけて力を加えた場合等に、感圧ケーブルの導体に流れる電流が増加する。
上記防犯装置は、このように、感圧ケーブルの導体に流れる電流の増加を検出することにより、不審者が塀を乗り越えようとしていることを検出するように構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような感圧ケーブルを、何らの処置もせずに単に野外の塀の上等に配設すると、物が当たる等の事故により切断されやすく、気候の変化による感圧ケーブルの劣化が激しいといった問題がある。
また、配設面に凹凸があると、感圧ケーブルの感度が部分ごとにばらついてしまうという問題がある。
【0004】
本発明は、防犯装置等のセンサとして好適に使用される感圧ケーブルと、野外に配設されるそのような感圧ケーブルの切断を防ぎ、劣化の進行を遅らせることができ、配設面の凹凸に係わらず感圧ケーブルに印加された押圧を正確に検出できる構造を有する支持具と、監視回路とを有する圧力検出装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、感圧ケーブルと、該感圧ケーブルを支持する支持具と、前記感圧ケーブルが押圧されたことを検出する監視回路とを備えた、圧力検出装置であって、
前記感圧ケーブルは、第1の導電体と、該第1の導電体と離間して配設された第2の導電体と、前記第1の導電体と前記第2の導電体との離間部分に、前記第1の導電体と前記第2の導電体とが接触しないように支持しつつ、かつ、前記感圧ケーブルが押圧されたときには前記第1の導電体と前記第2の導電体とが接触する空間を残して配設された絶縁物と、前記感圧ケーブルの外周に位置する外部被覆とを有し、
前記支持具は、前記感圧ケーブルを収容する収容部の底部を成す基材と、該基材上に設けられ、前記基材との間で前記収容部を形成するとともに、対向する先端を離間させて配された2つの側部支持部と、前記基材上の前記2つの側部支持部の間に前記2つの側部支持部間の間隔より小さい幅で突出させて設けられ、前記収容部に前記感圧ケーブルを収容したときに前記感圧ケーブルの一部と当接するとともに前記感圧ケーブルの他の一部を前記側部支持部の先端間から露出させるように形成された底部突起とを有し、
前記監視回路は、前記感圧ケーブルの前記第1の導電体と前記第2の導電体との間に電圧を印加して前記第1および第2の導電体間に流れる電流値を監視し、前記第1の導電体と前記第2の導電体とが接触することによって前記電流値が所定の値以上になった場合に前記感圧ケーブルが押圧されたことを検出する検出手段を有し、
前記感圧ケーブルの前記支持具の2つの側部支持部から露出している部分が押圧されたとき、前記感圧ケーブルが前記支持具の底部突起と当接する部分において、前記底部突起前記押圧された前記感圧ケーブルの前記第1の導電体と前記第2の導電体を接触させる、ことを特徴とする、圧力検出装置が提供される。
【0006】
好ましくは、前記支持具は前記感圧ケーブルを前記収容部に収容する固定用部材をさらに備え、前記支持具の前記側部支持部は前記収容部を形成する側と反対側に前記固定用部材を係止するための固定用突起を有し、前記固定用部材は、前記固定用突起に係止させることにより、前記収容部に収容された前記感圧ケーブルと前記底部突起とを当接させて固定する。
また好ましくは、前記支持具の前記基材に、前記収容部に溜まる液体を排出する排出穴が設けられている。
【0007】
【作用】
感圧ケーブルは、例えば導電性ゴム等を互いに対向する面に有し、粗い絶縁体で隔てられた複数の導体を有しており、所定の強さ以上の圧力が径方向に加わると絶縁体の隙間に導電性のゴムが入り込み、導電性ゴム同士が接触して導体間の抵抗値が下がる。この感圧ケーブルに電圧を印加しておくと、いずれかの部分に径方向の圧力が加わった場合に導体に流れる電流が増加する。この電流の増加を検出することにより、感圧ケーブルのどこかに圧力が加わったことを検出することができる。
側部支持部は、感圧ケーブルが底部突起の上に当接するように支持する。側部支持部は、感圧ケーブルに物体が当たることを防ぐ。
底部突起は、感圧ケーブルの上部から力が加わった場合に、底部の方から感圧ケーブルを押圧する。底部全体でなく、主に底部突起が感圧ケーブルを押圧することにより、ケーブルを押圧する力が集中され、感圧ケーブルの間の導電性ゴム同士の接触を確実にする。
【0008】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
まず、図1を参照して本発明に係る圧力検出装置1の構成を説明する。
図1に示すように、圧力検出装置1は、圧力センサ3、終端抵抗(R)5、監視回路7およびコントローラ9から構成されており、圧力センサ3は、感圧ケーブル10および感圧ケーブル支持具20から構成されている。
【0009】
圧力センサ3は、例えば図9を参照して後述するように、建物の周囲の塀の上といった野外に配設され、例えば不審者が塀に手をかけて感圧ケーブル10の径方向に力を加えると、感圧ケーブル10に流れる電流が増加するように構成されている。また、感圧ケーブル10および感圧ケーブル支持具20の構成、および、感圧ケーブル支持具20による感圧ケーブル10の支持方法等は、図2〜図7を参照して後述する。
【0010】
監視回路7は、圧力センサ3の感圧ケーブル10の中心導線110と外部導線102との間に、例えば12V程度の電圧を印加して、感圧ケーブル10の中心導線110および外部導線102と終端抵抗(R)5とにより構成される直流回路に電流iを流す。なお、監視回路7は、感圧ケーブル10の中心導線110および外部導線102に流れる電流iの電流値を常に、あるいは、一定周期、例えば数ミリ秒ごとに測定しており、電流値が一定以上になった場合に、圧力センサ3の感圧ケーブル10のいずれかの部分に力が加わったことを検出してコントローラ9に通知する。なお、終端抵抗(R)5の抵抗値は、例えば3KΩ程度とするのが好適である。
コントローラ9は、監視回路7により圧力センサ3の感圧ケーブル10いずれかの部分に力が加わったことを検出したことを通知された場合、例えば通信回線(図示せず)を介して監視センターに自動的に通報する等の処理を行う。
【0011】
以下、図2および図3を参照して感圧ケーブル10の形状および構成を説明する。
図2は、感圧ケーブル10の形状を示す図であって、(A)は感圧ケーブル10のY−Z平面(径方向)の断面図であり、(B)は感圧ケーブル10をY方向(長手方向)から見た側面図である。
図3は、感圧ケーブル10の構成を示す断面図である。
感圧ケーブル10は、例えば図2(A)の断面図に示すように、直径Dが9.5mm、図2(B)の側面図に示すように、長さLが20m〜30m程度のケーブル状に形成されており、感圧ケーブル10が設置する場所に合わせて切断されて用いられる。
【0012】
また、図3に示すように、感圧ケーブル10は内側から、中心導線110、第1の導電性ゴム108、絶縁物1061 〜1065 、第2の導電性ゴム104、外部導線102および外部被覆100から構成されている。
第1の導電性ゴム108は、例えば導電性を有するシリコンゴム等で形成されており、中心導線110を覆うとともに、中心導線110との間で電気的に導通する。
絶縁物1061 〜1065 は、例えばテトロン繊維等により粗い組紐状に形成されており、感圧ケーブル10は常時及び猫等が感圧ケーブル10に乗った程度の圧力が径方向に加えられても、第1の導電性ゴム108と第2の導電性ゴム104を非導通状態に維持し、人間が塀に手又は足を掛けた場合よりもやや弱い力、例えば3.75Kg/cm以上が加えられた場合に第1の導電性ゴム108と導電性ゴム104とが接触し導通する。
【0013】
第2の導電性ゴム104は、第1の導電性ゴム108と同様に、導電性を有するシリコンゴム等で形成されており、絶縁物106より内側の各構成要素を覆うとともに、外部導線102との間で電気的に導通する。
外部導線102は、例えば網組線で構成され、第2の導電性ゴム104より内部の各構成要素を覆う。
外部被覆100は、ビニール等により構成されており、外部被膜102より内側の各構成要素を覆って、これらを保護する。
なお、中心導線110と外部導線102の間の抵抗値は、感圧ケーブル10のいずれの部分にも所定の力が加わらず、第2の導電性ゴム104と第1の導電性ゴム108とが接触していない場合には、例えば数十MΩ以上、感圧ケーブル10のいずれかの部分に所定の強さ以上の力が加わって、第2の導電性ゴム104と第1の導電性ゴム108とが接触した場合には、例えば200Ω以下になる。
【0014】
以下、図4〜図9を参照して感圧ケーブル支持具20の構成、感圧ケーブル支持具20による感圧ケーブル10の支持方法、径方向に力が加えられた場合の感圧ケーブル10の内部を説明する。
【0015】
図4は、感圧ケーブル支持具20の構成を示す図であって、(A)は感圧ケーブル支持具20のX−Y平面(短径方向)の断面図であり、(B)は感圧ケーブル支持具20をY方向(長手方向)から見た上面図である。
図5は、感圧ケーブル支持具20の排出穴210を示す図である。
図6は、感圧ケーブル10を支持した感圧ケーブル支持具20の断面を示す図である。
図7は、感圧ケーブル10を支持し、さらに固定部用部材30を用いて固定した感圧ケーブル支持具20の断面を示す図である。
図8は、感圧ケーブル10に所定の強さ以上の力が加えられた場合の感圧ケーブル10の断面を示す図である。
【0016】
図4に示すように、感圧ケーブル支持具20は、アルミ等により、基材206上に側部支持部材2021 ,2022 および底部突起204を有するレール状に形成されており、さらに図5に示すように、側部支持部材2021 ,2022 の間には、所定の間隔で排出穴210が開けられている。
【0017】
側部支持部材2021 ,2022 により感圧ケーブル支持具20に形成される感圧ケーブル収容溝200は、感圧ケーブル10の上部(Z方向)から力が加えられた場合に、第2の導電性ゴム104と第1の導電性ゴム108とが充分に接触するように、また、感圧ケーブル10と底部突起204とが当接するように感圧ケーブル10の一部を突出させて感圧ケーブル10を収容する。
側部支持部材2021 ,2022 は、感圧ケーブル収容溝200に収容された感圧ケーブル10を両側面から支持する。
【0018】
底部突起204は、側部支持部材2021 ,2022 の間に、感圧ケーブル収容溝200に収容された感圧ケーブル10の底面に、その上面が当接するように配設されている。
排出穴210は、感圧ケーブル収容溝200に溜まった雨水等の液体を感圧ケーブル支持具20の下面に排出する。なお、排出穴210をネジ穴に兼用し、排出穴210から塀等に感圧ケーブル支持具20をネジ止めすることもできる。
【0019】
感圧ケーブル支持具20は、圧力センサ3を設置する部分の長さに応じて切断され、圧力センサ3を設置する部分に上述のようにネジ止め等により配設され、図6に示すように感圧ケーブル10を収容する。
さらに、所定の間隔、例えば50cmごとに、図7に示すような形状の固定部用部材30を用い、側部支持部材2021 ,2022 の感圧ケーブル10に当接する部分と逆の部分の突起(固定用突起)に固定部用部材30の鉤状の部分を掛けて、感圧ケーブル10の第2の導電性ゴム104と第1の導電性ゴム108とを接触させず、感圧ケーブル10の特性に大きな影響を与えない力で下方に押しつけることにより、感圧ケーブル10を感圧ケーブル支持具20から外れないように固定する。固定部材30は感圧ケーブル10及び感圧ケーブル支持具20に密着して固定するので、侵入者が感圧ケーブル10を感圧ケーブル支持具20から外そうとすると感圧ケーブル10に所定以上の力が加わり、検知状態となる。
【0020】
図8に示すように、上記所定の強さ以上の力Fが径方向に加えられた場合、感圧ケーブル10の断面は潰れるように変形する。この際に、底部突起204の感圧ケーブル10に当接した部分に力fが集中し、第1の導電性ゴム108と外部導線102を確実に接触させる。しかも、基材206および底部突起204を介して設置されるので、設置部分の凹凸の影響は、感圧ケーブル10に及ばない。
なお、感圧ケーブル10に加わる力Fがなくなると、感圧ケーブル10は、図6に示した形状に戻り、外部導線102と中心導線110との間の抵抗値も元に戻る。
【0021】
以下、図9を参照して、圧力センサ3および終端抵抗(R)5の配設方法を説明する。
圧力センサ3は、図9に示すように、野外の塀50の上面に配設され、感圧ケーブル10の感圧ケーブル支持具20からはみ出た部分の両端は、保護チューブ421 ,422 により保護されて防水性のジョイントボックス401 ,402 に導かれる。なお、ジョイントボックス402 には終端抵抗(R)5が収容されており、図1に示したように感圧ケーブル10の外部導線102と中心導線110とを終端する。
【0022】
以下、圧力検出装置1の動作を説明する。
監視回路7は、塀50の上面に配設された圧力センサ3の感圧ケーブル10の外部導線102と中心導線110の間に12Vの電圧を印加する。
感圧ケーブル10のいずれの部分にも、上記所定の力が加わっていない場合には、外部導線102と中心導線110との間に流れる電流値は無視できるので、外部導線102、中心導線110および終端抵抗(R)5で形成される直流回路に流れる電流iの電流値は、終端抵抗(R)5の抵抗値を3KΩとすると4mA以下になる。
一方、感圧ケーブル10のいずれかの部分に、侵入者等が手を掛けて、上記所定の強さ以上の力が加わった場合、外部導線102と中心導線110との間の抵抗値を200Ω以下とし、これらの直流抵抗値を無視すると、電流iの電流値は60mAになる。
【0023】
監視回路7は、電流iの電流値を常に測定しており、例えば電流iの電流値が電流値30mA以上となった場合に感圧ケーブル10に上記所定の強さ以上の力が加わったことを検出し、コントローラ9に通知する。
コントローラ9は、監視回路7からの通知を受けると、例えば、通信回線を介して監視センターに自動的に侵入者があった可能性がある旨の通報を行う。
【0024】
以上説明したように、本発明の圧力検出装置1によれば、感圧ケーブル10を用いているので、猫等が塀の上を歩いている場合には反応しない。したがって、圧力検出装置1を用いることにより、このような原因による誤警報を阻止することができる防犯装置を実現することができる。
また、感圧ケーブル支持具20から感圧ケーブル10の一部のみが上部に出るだけであり、風あるいは物体等が感圧ケーブル10の側面に当たることがなく、感圧ケーブル10は充分に保護されることになる。従って、感圧ケーブル10が切れるといった事故が少なく、しかも、感圧ケーブル10の劣化を抑えることができる。
【0025】
また、常に感圧ケーブル10は感圧ケーブル支持具20を介して設置部分に接するので、感圧ケーブル10に設置部分の凹凸による感度変化が生じない。
また、図7により、固定部用部材30を用ることにより、感圧ケーブル支持具20による感圧ケーブル10の支持がさらに確実になる。
【0026】
また、感圧ケーブル支持具20に排出穴210を設けることにより、感圧ケーブル収容溝200に雨水が溜まることを防ぐことができるので、例えば冬季に溜まった雨水が凍って感圧ケーブル10に悪影響を与えることを防ぐことができる。
さらに、排出穴210の形状を、図5に示したように長手方向に長くすることにより、ネジ穴として用いた場合であっても好適に雨水等の液体を排出することができ、しかも、気温の変化に伴う伸び縮みにより感圧ケーブル支持具20が変形することを防ぐことができる。
【0027】
以上説明した実施例に示したほか、本発明の感圧ケーブル支持具20および圧力検出装置1は、例えば排出穴210を側部支持部材2021 ,2022 および基材206に切れ込みを入れて作る等、あるいは、側部支持部材2021 ,2022 および底部突起204の形状を、同じ機能を果たすことができる範囲で変形する等、種々の構成をとることができる。
【0028】
【発明の効果】
本発明の圧力検出装置における支持具は、感圧ケーブルを効果的に支持し、感圧ケーブルと協動して感圧ケーブルにかかる押圧を効果的に検出可能にする。
さらに本発明の圧力検出装置における支持具は、たとえば、野外に配設される感圧ケーブルの切断を防ぎ、劣化の進行を遅らせることができ、配設面の凹凸に係わらず感圧ケーブルに印加された押圧を正確に検出可能にする。
その結果、本発明の圧力検出装置は、信頼性が高く、誤動作が起きにくく、効果的に防犯可能なセンサとして使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る圧力検出装置の構成を示す図である。
【図2】図1に示した感圧ケーブルの形状を示す図であって、(A)は感圧ケーブルのY−Z平面の断面図であり、(B)は感圧ケーブルをY方向から見た側面図である。
【図3】図1に示した感圧ケーブルの構成を示す断面図である。
【図4】図1に示した感圧ケーブル支持具の構成を示す図であって、(A)は感圧ケーブル支持具のX−Y平面の断面図であり、(B)は感圧ケーブル支持具をY方向から見た上面図である。
【図5】図4に示した感圧ケーブル支持具の排出穴を示す図である。
【図6】図1に示した感圧ケーブルを支持した感圧ケーブル支持具の断面を示す図である。
【図7】図1に示した感圧ケーブルを支持し、さらに固定部用部材を用いて固定した感圧ケーブル支持具の断面を示す図である。
【図8】図1に示した感圧ケーブルに所定の強さ以上の力が加えられた場合の感圧ケーブルの断面を示す図である。
【図9】図1に示した圧力センサおよび終端抵抗の配設方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
1…圧力検出装置、3…圧力センサ、10…感圧ケーブル、100…外部被覆、102…外部導線、104…第1の導電性ゴム、108…第2の導電性ゴム、1061 〜1065 …絶縁物、110…中心導線、20…感圧ケーブル支持具、200…感圧ケーブル収容溝、2021 ,2022 …側部支持部材、204…底部突起、206…基材、210…排出穴、5…終端抵抗、7…監視回路、9…コントローラ、30…固定部用部材、401 ,402 …ジョイントボックス、421 ,422 …保護チューブ、50…塀
Claims (3)
- 感圧ケーブルと、該感圧ケーブルを支持する支持具と、前記感圧ケーブルが押圧されたことを検出する監視回路とを備えた、圧力検出装置であって、
前記感圧ケーブルは、
第1の導電体と、
該第1の導電体と離間して配設された第2の導電体と、
前記第1の導電体と前記第2の導電体との離間部分に、前記第1の導電体と前記第2の導電体とが接触しないように支持しつつ、かつ、前記感圧ケーブルが押圧されたときには前記第1の導電体と前記第2の導電体とが接触する空間を残して配設された絶縁物と、
前記感圧ケーブルの外周に位置する外部被覆と
を有し、
前記支持具は、
前記感圧ケーブルを収容する収容部の底部を成す基材と、
該基材上に設けられ、前記基材との間で前記収容部を形成するとともに、対向する先端を離間させて配された2つの側部支持部と、
前記基材上の前記2つの側部支持部の間に前記2つの側部支持部間の間隔より小さい幅で突出させて設けられ、前記収容部に前記感圧ケーブルを収容したときに前記感圧ケーブルの一部と当接するとともに前記感圧ケーブルの他の一部を前記側部支持部の先端間から露出させるように形成された底部突起と
を有し、
前記監視回路は、前記感圧ケーブルの前記第1の導電体と前記第2の導電体との間に電圧を印加して前記第1および第2の導電体間に流れる電流値を監視し、前記第1の導電体と前記第2の導電体とが接触することによって前記電流値が所定の値以上になった場合に前記感圧ケーブルが押圧されたことを検出する検出手段を有し、
前記感圧ケーブルの前記支持具の2つの側部支持部から露出している部分が押圧されたとき、前記感圧ケーブルが前記支持具の底部突起と当接する部分において、前記底部突起は、前記押圧された前記感圧ケーブルの前記第1の導電体と前記第2の導電体とを接触させる、
ことを特徴とする、圧力検出装置。 - 前記支持具は前記感圧ケーブルを前記収容部に収容する固定用部材をさらに備え、
前記支持具の前記側部支持部は前記収容部を形成する側と反対側に前記固定用部材を係止するための固定用突起を有し、
前記固定用部材は、前記固定用突起に係止させることにより、前記収容部に収容された前記感圧ケーブルと前記底部突起とを当接させて固定する、
請求項1に記載の圧力検出装置。 - 前記支持具の前記基材に、前記収容部に溜まる液体を排出する排出穴が設けられている、
請求項1または2に記載の圧力検出装置。
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