JP5010769B2 - タンパー検出機能を備えた電子回路収納筐体 - Google Patents

Description

本発明は、機械警備システムにおいて用いられる各種のセンサー回路や、各種の制御・通信回路を収納した筐体に関するものであり、詳しくは、係る筐体が不法にこじ開けられ、或いは取り外された際に、これを検知するタンパー検出機能を備えた電子回路収納筐体に関するものである。

防犯や防火を目的とする機械警備システムにおいては、多数のセンサー回路や制御・通信回路がそのシステム内に組み込まれており、これらの電子回路は大小様々の筐体内に収納されてシステムの各所に配置されている。通常、これらの電子回路を収納した筐体には、窃盗犯などの侵入者による破壊や不法者のいたずら等のために、筐体を不法にこじ開けられた場合やその設置場所から取り外された場合に、これを検知して所定の警報信号を通報するいわゆるタンパー検出機能が設けられている。

例えば、特許文献１や特許文献２には、係るタンパー検出機能として機械接点によるスイッチをタンパースイッチに利用した先行技術が開示されている。すなわち、これらの先行技術においては、筐体が壁面などの所定の設置場所から取り外されると、筐体の裏面に設けられたリミットスイッチ等の機械接点が動作して、所定の警報信号が機械警備システムの監視センターなどに通報される仕組みとなっている。

一方、リミットスイッチ等の機械接点は、その動作態様や信頼性或いは耐久性において問題を有するため、無接点化による信頼性・利便性の向上を図るべく、磁石とリードスイッチ或いはホール素子等の磁力検知手段とを組み合わせたタンパースイッチが特許文献３や特許文献４に開示されている。

例えば、特許文献３に示される先行技術では、感知器筐体のベース１Ｂに取り付けられた磁石２ｃと、本体１Ａに取り付けられた磁石２ｂとの磁力の相乗効果によって、通常はリードスイッチ２ａがオフとなっているが、本体１Ａがベース１Ｂから取り外されると磁石２ｃによる磁力打消し効果が消滅して、リードスイッチ２ａがオンとなって警報信号が生成される仕組みとなっている。

また、特許文献４に示される先行技術では、筐体の本体カバー２０の内側面に磁石２５が、機器本体１０のタンパースイッチ回路にはリードスイッチがそれぞれ設けられている。通常は、磁石２５の磁力によってリードスイッチがオンとなっており、本体カバー２０が機器本体１０から剥奪されるとタンパースイッチ回路のリードスイッチがオフとなって、筐体の異常を示す警報信号が生成されることになる。

特開平５−０５４２６９号公報 特開２００３−１８７３４０号公報 特開平６−１１１１５３号公報 特開２００７−０７９８７３号公報

しかしながら、特許文献３や特許文献４に示されるような磁力を利用したタンパースイッチでは、例えば、感知器本体１Ａとベース１Ｂ、或いは機器本体１０と本体カバー２０が合体された状態で壁面などの所定位置から取り外された場合、リードスイッチの接点状態が変化しないため、筐体に設けられたタンパー検出機能が正常に動作しないという問題があった。

このような問題を解決すべく、例えば、図（６ａ）に示すように筐体内に、磁石１００とホール素子２００からなるタンパースイッチ回路の他に、さらに転倒検知センサーや振動検知センサー等の他のセンサー３００を追加した従来技術が知られている。係る従来技術によれば、筐体のカバーがこじ開けられた場合は、図（６ｂ）に示すように磁石１００とホール素子２００とからタンパースイッチ回路によって筐体の異状を検出し、筐体ごと設定位置から取り外された場合は、図（６ｃ）に示すように他のセンサー３００によって筐体の異状（筐体の傾斜や振動）を検出できる仕組みとなっている。

しかしながら、図６に示される従来技術においては、通常のタンパースイッチを構成する磁石とホール素子という極めて単純で安価なセンサー素子の他に、さらに転倒検知センサーや振動検知センサーなどの加速度センサーのような他の高機能センサーを備える必要があるため、筐体の製造コストが増加するという問題があった。また、筐体が取り付けられている壁面等に何らかの衝撃が加わった際に、これらの高機能センサーが誤動作して警報信号を誤報してしまうという問題も派生した。

本発明は、従来技術におけるこのような課題の解決を目的とするものであって、より具体的には、他の高機能センサーを併用することなく、筐体の異常を確実に検出できる磁力検出方式のタンパースイッチ回路付きの電子回路収納筐体を提供することを目的とする。

本発明の第１の観点によるタンパー検出機能を備えた電子回路収納筐体は、上記の課題を解決するために、
取り付けネジ等の固定手段によって壁面などに固着されるベース部と、所定の添着手段によって前記ベース部に対し着脱自在に載設されるケース部とからなり、
前記ベース部は、該ベース部の本体から分離容易な構造を有しかつ前記固定手段によって壁面などに堅持された磁力発生部を備え、
前記ケース部は、前記磁力発生部に近接して設けられた磁力検出部を備え、
前記ケース部が前記ベース部から取り外され、もしくは前記磁力発生部を除いたベース部がケース部の載設状態の如何に拘わらずその設置部位から取り外された場合の、少なくとも一方の状態が発生した際に、所定の警報信号を出力するタンパー検出機能を備えた電子回路収納筐体であって、
前記磁力発生部は、所定の磁力発生手段を搭載し、かつ破砕容易な構造の破断部によって前記ベース部の本体から隔てられていることを特徴とする。

したがって、このような構成によれば、筐体のケース部とベース部が一体となって壁面などの所定の設置部位から取り外される外力が加えられた場合、係る外力によって、先ず構造の脆弱な破断部が破砕されるため、ベース部に設けられた磁力発生部は、ベース部の本体から容易に分離され、取り付けネジ等の固定手段によってその設置部位に残留される。このため、ケース部に設けられた磁力検出部は、磁力発生部からの磁力の消滅を容易かつ確実に検知することができる。

また、本発明の第２の観点によるタンパー検出機能を備えた電子回路収納筐体は、上記第１の観点において、
前記磁力発生部は、少なくともその一部が前記ベース部の本体から切欠き部によって分離されていることを特徴とする。
したがって、このような構成によれば、ベース部の本体と磁力発生部とは既に切欠き部によって一部が切り離されているので、電子回路収納筐体に対して筐体を取り外そうとする外力が加わった場合、ベース部の本体からの磁力発生部の破断・分離がさらに容易となる。

また、本発明の第３の観点によるタンパー検出機能付き電子回路収納筐体は、上記第１または第２の観点において、
前記磁力発生手段は、永久磁石もしくは電磁石であることを特徴とする。
したがって、このような構成によれば、ベース部に設けた永久磁石もしくは電磁石によって、ケース部に設けられた磁力検出部に対して磁力による影響を及ぼすことができる。

また、本発明の第４の観点によるタンパー検出機能付き電子回路収納筐は、上記第３の観点において、
前記磁力発生手段の電磁石を励磁する所定パターンの励磁信号を生成する励磁信号生成手段と、
前記励磁信号と前記磁力検出部が検出した検出信号の各々のパターンを比較する信号比較手段と、をさらに含み、
前記信号比較手段は、前記励磁信号および検知信号の各々のパターンが異なる場合に、筐体の状態が異常であると判定することを特徴とする。

したがって、このような構成によれば、励磁信号および検知信号の各々のパターンが異なる場合に筐体の状態が異常であると判定されるので、例えば、侵入者がダミー磁石を用いて筐体に設けられたタンパー検出機能のホールドを図った場合でも、これを容易に回避して警報信号を通報することができる。

本発明によれば、リミットスイッチなどの機械接点センサーや、或いは転倒検知センサーや振動検知センサーなどの他の高機能センサーを用いることなく、磁石とリードスイッチ若しくはホール素子等を組み合わせ単純なタンパースイッチのみを使用して、筐体のこじ開けのみならずその取り外しまでも検出可能な、安全性ならびに信頼性の高いタンパー検出機能を備えた電子回路収納筐体を低コストで実現することができる。

以下の記載において、本発明を実施するための最良の形態である複数の実施例に関し、それぞれの添付図面を参照しつつ説明を行なう。

先ず、本発明の一つの実施形態（実施例１）であるタンパー検出機能を備えた電子回路収納筐体１（以下、単に「筐体１」という）に関し、図１および２に示す概略構造図に基づいて説明を行なう。因みに、図（１ａ）は筐体１の斜視図を示すものであり、図（１ｂ）は筐体１のＡ−Ａ’方向の模式断面図を示すものである。図１に示されるように本実施例１による筐体１は、主にベース部１０とケース部２０から構成されている。

ベース部１０は、図（１ｂ）に示すように、例えば、取り付けネジ等の固定手段によって壁面などの所定位置に固着されている。ベース部１０の底面部分において、上記取り付けネジ等の周辺部分には磁力発生部１１が設けられており、磁力発生部１１には磁力発生手段１２が搭載されている。なお、磁力発生手段１２は、通常の永久磁石であっても良いし、或いは電磁石であっても良い。

磁力発生部１１は、ベース部１０と同一部材であり、かつベース部１０の一部ではあるが、破断部１３によってベース部１０の本体から隔てられている。なお、破断部１３の詳細構造については後述の図２において説明を行なう。

一方、ベース部１０には、ネジ止め、或いは構成部材の可撓性を利用した嵌合止め等の種々の係止方法（図示せず）によってケース部２０が載設されている。なお、ケース部２０には、各種のセンサー回路や通信・制御回路などを含む電子回路基板２１が実装されているものとする。

また、ケース部２０には、前述の磁力発生部１１に搭載された磁力発生手段１２に近接して磁力検出手段２２が設けられている。因みに、実装の便宜や磁力検出の確実性等の実用上の利便性に鑑みれば、磁力検出手段２２は、磁力発生手段１２に対向した電子回路基板２１の裏面に設けることが好ましい。

磁力検出手段２２の磁力検知素子として、磁力によって密封接点の開閉が可能なリードスイッチや、磁力によって出力電圧（電流）が変化するホール素子半導体を用いることができる。なお、実際のタンパースイッチとして機能するためには、磁力検出手段２２の出力から所定の警報信号を生成するタンパー信号生成回路等を必要とするが、係る部位は本発明の骨子とは直接的な関連がないためその記載ならびに説明は省略する。

次に、筐体１のベース部１０が壁面などの所定位置に固着された場合の平面図を図（２ａ）に示す。同図に示されるように、磁力発生部１１は、破断部１３によってベース部１０の本体から隔てられている。破断部１３は、ベース部１０と同一の部材から構成されており、図（２ａ）のＡ部の拡大断面図（図（２ｂ）を参照）に示されるように、その厚さが楔状にカットされている。なお、破断部１３の断面形状は係るカット構造に限定されるものではなく、例えば、その厚さがＵ字型にカットされていても良いし、或いは、その厚さが周囲のベース１０部の肉厚よりも単に薄くなっている構造であっても良い。

なお、図（２ａ）に示す事例では、磁力発生部１１の全周を破断部１３によって囲んでいるが、例えば、図（３ａ）に示すように、磁力発生部１１の少なくとも一辺以上を切欠き部によって周囲のベース部１０から切り離してしまい、破断部１３の残余の部分を上記に説明した肉厚カット構造、或いは肉薄構造として、ベース部１０の本体と連接させるようにしても良い。

また、図（３ｂ）に示すように、破断部１３の構造を、ベース部１０の本体との間を連接する橋絡部を残して切り離した構造としても良い。さらに、図（３ｂ）の橋絡連接構造と、上記の材質の肉厚をカットした構造、或いは、図（３ａ）のように磁力発生部１１の少なくとも一辺以上をベース部１０の本体から切離した構造などの種々の構造を組み合わせて用いるようにしても良い。

なお、図２もしくは３においては、破断部１３によって囲まれた磁力発生部１１の平面形状を矩形で表わしているが、本実施例は係る平面形状に限定されるものではなく、例えば、円形や楕円形、あるいは三角形や他の多角形等の任意の平面形状を利用できることは言うまでもない。

また、以上の説明では、ベース部１０の底面部分において、壁面などへの設置取り付け部分の一箇所のみに磁力発生部１１を設けた事例を示しているが、本実施例は係る事例に限定されるものではなく、底面部分の複数の取り付け部分に磁力発生部１１を設け、ケース部２０側にそれに対応した複数の磁力検出手段２２を設ける構成としても良い。

続いて、本実施例１の動作について、図４に示す各図を参照しつつ説明を行なう。
先ず、筐体１が壁面などの所定の設定位置に正常に取り付けられている状態を図（４ａ）に示す。この場合、ベース部１０に設けられた磁力発生手段１２と、ケース部２０に設けられた磁力検出手段２２は極めて近接しているので、例えば、磁力発生手段１２として永久磁石を用い、磁力検出手段２２としてリードスイッチを用いた場合は、永久磁石からの磁力によってリードスイッチの可動接点が閉じられている。

これによって、磁力検出手段２２に接続されているタンパー信号生成回路（図示せず）では、係るリードスイッチの接点がオンとなっている状態を認識して、筐体１が正常な状態に置かれている旨を示す信号を監視センターなどの中央装置に通報する。

次に、図（４ｂ）に示すように、筐体１が不法にこじ開けられケース部２０がベース部１０から取り外された場合は、磁力検出手段２２が磁力発生手段１２から離されるため、永久磁石による磁力がリードスイッチに及ばなくなりリードスイッチの可動接点が開放される。タンパー信号生成回路は、リードスイッチの接点がオフとなったことを検知すると、筐体１が異常な状態に置かれたものと判定し、その旨を監視センターなどの中央装置に通報する。

一方、図（４ｃ）に示すように、ケース部２０とベース部１０とを合わせてその設置場所から取り外された場合は、先ず、磁力発生部１１の周囲に設けられた構造の脆弱な破断部１３が破砕される。これによって、取り付けネジ等によって堅持されている磁力発生部１１は、ベース部１０から破断分離されて当初の取り付け位置である壁面上に残留され、当然、磁力発生部１１上に搭載された磁力発生手段１２もその位置に留め置かれることになる。

したがって、この場合も、上述の図（４ｂ）のときと同様に永久磁石による磁力がリードスイッチに及ばなくなりリードスイッチの可動接点が開放され、タンパー信号生成回路は、筐体１が異常な状態に置かれたものと判定して、その旨を監視センターなどの中央装置に通報する。

以上に説明したように、本実施例１による筐体１においては、転倒検知センサーや振動検知センサーなどの複雑なセンサーを併用することなく、単純な磁力によるタンパースイッチのみを用いて、筐体がこじ開けられた場合や所定位置から取り外された場合を確実に検知することができる。

次に、本発明の他の実施形態である実施例２について説明を行なう。なお、本実施例２によるタンパー検出機能を備えた電子回路収納筐体は、実施例１で説明した筐体１を基本とするものである。したがって、以下の説明においては、実施例１の場合と同一の構成要件に関しては同じ符号を付けて表すものとし、その機能等に関する説明は省略する。

因みに、実施例２に示す電子回路収納筐体では、磁力発生部１１に設けた磁力発生手段１２として電磁石を用い、これを所定パターンの励磁信号で磁化する。一方、磁力検出手段２２としては、例えば、ホール素子や磁力検知コイル等のセンサーを用いて、上記電磁石からの磁力線の変化を検知するものである。このような構成を採用することによって、例えば、窃盗犯などの侵入者が筐体の取り外しやこじ開けをする際に、強力な永久磁石を持ち込んで、タンパー検出機能に含まれる磁力検出手段のホールドを企てることを防止することができる。

実施例２に基づく、電子回路部の概要を図（５ａ）のブロック図に示す。同図において、励磁信号生成回路２３は、磁力発生手段１２の電磁石を励磁する所定パターンの励磁信号を生成する回路である。励磁信号の波形は単純な一定周期の矩形波でも良いが、セキュリティ向上の観点に鑑みれば、その周期等がランダムに変化するような波形を用いることが好ましい。

信号増幅回路２４は、励磁信号生成回路２３からの励磁信号を増幅して磁力発生手段１２の電磁石に供給する回路である。励磁信号再生回路２５は、磁力検出手段２２の出力信号から励磁信号の波形を再生する回路であり、磁力検出手段２２によって検出された励磁信号波形の包絡線を検波再生することにより目的を達成できる。

また、信号比較回路２６は、二つの入力信号を比較してそれぞれのパターンが一致していれば正常状態と判定し、パターンが異なった場合にはこれを異常状態と判定する回路である。なお、上記の各回路はケース部２０に搭載された電子基板２１の上に実装されることが好ましいが、ベース部１０或いはケース部２０内の所定部位に独立して実装されるようにしても良い。

次に、本実施例２による筐体のタンパー検出機能の動作について、図（５ｂ）のタイムチャートに基づいて説明を行う。先ず、励磁信号生成回路２３から出力された励磁信号は、信号増幅回路２４に供給されると共に信号比較回路２６のａ端子に供給される。一方、励磁信号再生回路２５からの出力信号は、信号比較回路２６のｂ（ｂ’）端子に供給される。

信号比較回路２６は、その出力（図（５ｂ）のｃ（ｃ’）端子）である異常を示すフラグが初期状態においてセットされているものとする。そして動作開始後にａ、ｂ（ｂ’）二つの入力信号が同一パターンのときに同フラグがリセットされる。なお、同フラグのリセットは、所定時間或いは所定回数継続して両信号が同一パターンであると検出された場合に行なう事が好ましい。

その後、信号比較回路２６は、両信号のパターンが異なることを検出すると同フラグをセットする。例えば、筐体が所定の取り付け位置から外されて、磁力検出手段２２が磁力線を検出できなくなると、図（５ｂ）のタイムチャートのｂのように再生された励磁信号が消失するので、信号比較回路２６の両入力のパターンが相違することになり異常フラグがセットされる。

一方、侵入者が強力な磁石などを持ち込んで、これを磁力検出手段２２の近傍に当接させた場合は、図（５ｂ）のタイムチャートのｂ’のように励磁信号が常に検出される状態になる。したがって、この場合も信号比較回路２６の両入力のパターンは相違することになり異常フラグがセットされる。信号比較回路２６に後続する警報信号生成回路（図示せず）は、係る異常フラグがセットされた場合に警報信号を警備センターへ通報する。

なお、電磁石の励磁遅延や磁力検出手段における検出遅延、および励磁信号波形のジッタによる波形の変動などを考慮すれば、図（５ｂ）のタイムチャートａの点線の範囲に示すように、信号波形の変化点から所定の遅延を設けて両信号のパターン比較を行うことが好ましい。

本実施例２は、このような構成となっているため、例えば、侵入者が強力な磁石を筐体に当接し、磁力検出手段２２の出力をホールドさせて筐体１のケース部２０、或いはベース部１０を含む筐体全体を壁面などの所定位置から取り外した場合でも、即座に筐体１の異常を検出してこれを通報することが可能となる。

なお、本発明は以上に説明した各実施形態に限定されるものではなく、例えば、本発明を構成する各部位の形状や配置、或いはその素材等は、本発明の趣旨を逸脱することなく、現実の実施対応に即して適宜変更ができるものであることは言うまでもない。

以上に説明した本発明の構成は、機械警備システムにおいて用いられる各種の機器を収納した筐体においてその利用が可能である。

本発明の第１の実施例による電子回路収納筐体の外観を示す斜視図および構成を示す断面図である。 図１の筐体１に含まれるベース部１０等を示す平面図ならびに部分拡大断面図である。 図１の筐体１に含まれるベース部１０において、破断部１３がとり得る各種構造の事例を説明する図である。 図１の筐体１に関する実際の運用を説明する図である。 本発明の第２の実施例による電子回路収納筐体の電子回路部分の概要構成を示すブロック図、およびタンパー検出機能の動作を説明するタイムチャートである。 従来のタンパー検出機能を備えた電子回路収納筐体の構成を説明する図である。

１ … 電子回路収納筐体
１０ … ベース部
１１ … 磁力発生部
１２ … 磁力発生手段
１３ … 破断部
２０ … ケース部
２１ … 電子基板
２２ … 磁力検出手段
２３ … 励磁信号生成回路
２４ … 信号増幅回路
２５ … 励磁信号再生回路
２６ … 信号比較回路

Claims (4)

1. 取り付けネジ等の固定手段によって壁面などに固着されるベース部と、所定の添着手段によって前記ベース部に対し着脱自在に載設されるケース部とからなり、
   前記ベース部は、該ベース部の本体から分離容易な構造を有しかつ前記固定手段によって壁面などに堅持された磁力発生部を備え、
   前記ケース部は、前記磁力発生部に近接して設けられた磁力検出部を備え、
   前記ケース部が前記ベース部から取り外され、もしくは前記磁力発生部を除いたベース部がケース部の載設状態の如何に拘わらずその設置部位から取り外された場合の、少なくとも一方の状態が発生した際に、所定の警報信号を出力するタンパー検出機能を備えた電子回路収納筐体であって、
   前記磁力発生部は、所定の磁力発生手段を搭載し、かつ破砕容易な構造の破断部によって前記ベース部の本体から隔てられていることを特徴とする。
2. 前記磁力発生部は、少なくともその一部が前記ベース部の本体から切欠き部によって分離されていることを特徴とする請求項１に記載のタンパー検出機能を備えた電子回路収納筐体。
3. 前記磁力発生手段は、永久磁石もしくは電磁石であることを特徴とする請求項１または２に記載のタンパー検出機能を備えた電子回路収納筐体。
4. 前記磁力発生手段の電磁石を励磁する所定パターンの励磁信号を生成する励磁信号生成手段と、
   前記励磁信号と前記磁力検出部が検出した検出信号の各々のパターンを比較する信号比較手段と、をさらに含み、
   前記信号比較手段は、前記励磁信号および検知信号の各々のパターンが異なる場合に、筐体の状態が異常であると判定することを特徴とする請求項３に記載のタンパー検出機能を備えた電子回路収納筐体。
   

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