JPH0643783B2 - 降雨に対する制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は降雨に際して、温室や家屋の窓、天井等の開閉
制御要素を閉制御することにより、降雨の影響を防ぐた
めの降雨に対する制御方法に関するものである。

（従来の技術） 制御のために降雨を検出する従来の方法としては、基板
上に櫛形等の導電性パターンを形成したセンサを用い、
降雨時に基板に当った雨滴によって生ずる電気伝導度の
変化を捕えて検出する方法や、雨滴を受ける振動板を用
い、降雨時に振動板に衝突した雨滴による振動から検出
する方法がある。後者の検出方法は例えば実願昭54−80
733号（実開昭55−179376号）のマイクロフイルムに記
載されている。

また降雨を検出して窓等の閉制御を行う従来技術として
は、例えば実願昭53−107823号（実開昭55−24466号）
のマイクロフイルムに記載されているものや、特開昭58
−118978号公報に記載されているものがあり、後者のも
のではセンサとして雨滴の衝突による振動を検出するセ
ンサを用いている。即ち、後者のものでは、雨滴センサ
からの電気信号を波形成形し、その出力を設定レベルと
比較して所定の雨滴レベル以上の場合に雨滴信号を出力
すると共に、雨滴信号に対応した波形成形出力信号を所
定時間、例えば１０秒間積算して雨滴積算データを得
て、この積算データに基づいて制御を行っている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、以上の従来技術では以下のような課題があ
る。

まず導電性パターンを用いたセンサでは、雨が降って
きてから電気伝導度が所定量の変化をするまでに時間が
かかり、応答が遅い、雨が止んでもパターン面が乾く
までは降雨の検出状態が続き、この点に於いても応答が
遅い、の応答を早めるために、パターン面を乾燥さ
せるためのヒータが必要であり、省電力でない、気温
等、季節の影響を受けたり、塵等に影響され易く、後者
に対しては定期的な掃除が必要である、導電面が曝露
されている等により、耐久性に欠ける、雨滴の大きさ
や数、そして降雨量を検出することができず、降雨量に
応じた制御を行なう用途には使用できない。これに対し
て、雨滴の衝突による振動を検出するセンサでは、この
ような課題を解決することができる。

しかしながら降雨を検出して窓等の閉制御を行う従来の
方法では、このようなセンサを効果的に利用していな
い。例えば上記特開昭58−118978号公報に記載されてい
るものでは、雨滴レベルの検出までに、所定の積算時
間、例えば１０秒を要するので、例えば時雨や嵐の時等
のように不定期的に降雨を繰り返す場合に、急に多量の
雨が降り出した等の降雨の状態によっては、窓等の閉制
御出力が発せられるまでに多量の雨水が窓等から家屋等
の中に入って濡らしてしまう等の不都合が生じる場合が
ある。

本発明はこのような課題を解決することを目的とするも
のである。

（課題を解決するための手段） 上述した課題を解決するための手段を実施例に対応する
図面を参照して説明すると、本発明では、膜３を振動自
在に設けると共に、該膜３の振動検出器４を設けたセン
サ１を、降雨時に雨滴が前記膜３に衝突自在に設置し、
雨滴の衝突による膜３のパルス的振重力を検出して、雨
滴の大きさに対応する振動の振幅と、雨滴の数に対応す
る各パルス的振動間の周期とにより降雨量に対応する制
御信号を得、かかる制御信号に基づいて、温室や家屋の
窓、天井等の、降雨の影響を防ぐための開閉制御要素５
を閉制御すると共に、前記制御信号がなくなった場合に
もオフディレイタイマーにより所定時間は前記制御状態
を維持するようにした降雨に対する制御方法を提案す
る。

（作用） 降雨時にセンサ１の膜３に雨滴が衝突すると、膜３はそ
の衝撃により、雨滴毎にパルス的な振動が生ずる。雨滴
自体が大きかったり、複数の雨滴が同時に衝突した場合
にはより強い振動が生じるので、膜３の振幅は雨滴の大
きさ（同時に衝突した複数の雨滴を含む）に対応し、ま
た各パルス的振動間の周期は雨滴の数に対応するので、
これらを測定し、適宜に処理することにより、降雨量に
対応する制御信号を得ることができる。

しかして、かかる制御信号に基づいて、温室や家屋の
窓、天井等の、降雨の影響を防ぐための開閉制御要素５
を閉制御することにより、これらの開閉制御要素５から
の雨水の浸入を防止することができる。

雨が止んで膜３が振動しなくなった場合、あるいは小降
りになって所定以上の振動が生じなくなって、開閉制御
要素５を制御するべき降雨量を検出しなくなると、前記
制御信号がなくなり、降雨の影響を防ぐための制御が終
了する。しかしながら制御信号がなくなっても、オフデ
ィレイタイマー７によって設定した時間（例えば５分間
等）が経過するまでは開閉制御要素の閉制御状態を維持
する。

このため開閉制御要素５は断続的な降雨状態に於いて
も、オフディレイタイマー７の設定時間以下の時間間隔
では制御状態が切り替わらず、ハンチングの発生を防止
することができると共に、一時降雨が止んだ後、前記設
定時間を経過する前に急に多量の雨が降り出した場合に
も雨水が開閉制御要素５から家屋等の中に入ってしまう
のを防止することができる。

従って本発明では、雨が降り始めてから窓や天井等の開
閉制御要素５が閉まるまでの機械的所要時間における雨
水の浸入は最低限許容するものの、その後は、完全に雨
が上がるまで雨水の浸入を阻止することができる。

（実施例） 次に図に示す本発明の実施例を図について説明する。

符号１はセンサで、このセンサ１は器体２に膜３を振動
自在に設けると共に、該膜３の振動を検出する振動検出
器４を設けた構成である。膜３は雨滴の衝撃によって適
切な振動を発生し得るものであれば太鼓等に用いられる
適宜の膜を使用することができる。また振動検出器４は
膜３の振動を電気信号に検出し得る構成であれば、ロッ
シェル塩を用いた構成、磁石とコイルを用いた構成ある
いは静電容量の変化を利用する構成等、適宜の構成を適
用して良く、またかかる構成は膜３の振動を直接に電気
信号に変換する構成とする他、膜３の振動による振動音
を介して変換するマイクロホン等の構成としても良い。

また前述したように雨滴の衝突による膜３のパルス的振
動を検出して降雨量に対応する制御信号を得る方法は、
例えば振動検出器４からのアナログ信号をデジタル信号
に変換し、このデジタル信号をマイクロコンピュータ等
を用いてデジタル的に処理する方法、以下に説明するよ
うな専用のハードウェアによって行なう方法等、適宜の
方法を適用することができる。

降雨量に対応した制御の方法は、単一の設定降雨量に対
して前記窓や天井等を開閉する等の制御方法の他、複数
の設定降雨量に対して窓や天井等の開度等を調節する等
の制御方法や、複数の設定降雨量に対して、順次制御内
容を移行させる等の、制御対象及び開閉制御要素に応じ
て適宜の制御方法を選択することができる。

符号５は温室や家屋の窓、天井等の、降雨の影響を防ぐ
ための開閉制御要素５であり、また符号６は前記センサ
１からの信号に基づいてこれらの開閉制御要素５を制御
する制御部である。尚、窓は出窓や天窓等も含むもので
ある。

次に膜３の振動を検出して降雨量に対応する制御信号を
得る方法の一例を第２図、第３図に基づいて説明する。
尚、第２図は系統説明図、第３図は系統中に於ける信号
の波形を示すものである。

まず降雨時にセンサ１の膜３に雨滴が衝突すると、膜３
が振動して（ａ）のような電気信号が発生する。個々の
雨滴自体が大きかったり、複数の雨滴が同時に衝突した
ような場合には、膜３により強い振動が生じるので、信
号（ａ）の振幅は雨滴の大きさに対応し、また各信号間
の時間、即ち周期は雨滴の数に対応する。

振動検出器４に於いて検出された信号（ａ）は適宜増幅
されて振幅判別回路８に入力され、ここで設定電圧
（ｂ）と比較されて、設定電圧以上の場合に所定の電圧
を発生して振幅判別出力（ｃ）を得る。このように振幅
判別を行うことにより、風による膜の振動や雨滴の残響
振動等のノイズや、ポツリ、ポツリとたまに降る微量な
雨滴による誤動作を防止して、所定以上の大きさの雨滴
によるパルス的振動に対応する信号（ｃ）を得ることが
できる。

設定電圧（ｂ）は段階的に複数を用意し、信号（ａ）を
段階的に判別することにより、衝突振動の大きさ、即ち
雨滴の大きさに対応して、小粒の雨、中粒の雨、大粒の
雨等のように判別することもできる。

次いで振幅判別出力（ｃ）はワンショットマルチバイブ
レータ等で構成される信号縮小回路９に入力して、振幅
判別出力（ｃ）の立ち上り部に対応する短パルス列
（ｄ）とする。かかる短パルス列（ｄ）のパルス間隔
は、所定以上の大きさの雨滴によるパルス的振動の周期
を示すものである。かかる短パルス列（ｄ）は次いで、
電気的に重みをつける信号幅拡大回路１０に於いて、幅
の広い一定幅のパルス列（ｄ）として積分回路１１に至
らせ、前記パルス間隔に対応した積分出力（ｆ）を得
る。かかる積分出力（ｆ）は判別回路１２に於いて、所
定の雨滴間の周期に対応する設定電圧（ｇ）と比較さ
れ、所定以上の電圧、即ち雨滴間の周期が設定周期より
も短かい場合に判別出力（ｈ）、即ち制御信号を発生さ
せる。そしてこの制御信号（ｈ）はオフディレイタイマ
ー７を介して制御維持信号（ｉ）を発生させる。即ち、
オフディレイタイマー７は、判別出力毎にリセットさ
れ、制御信号（ｈ）がなくなった時点から設定時間、例
えば５分間は制御維持信号（ｉ）を出力して制御状態を
継続する。

以上の方法においては所定以上の大きさの雨滴の時間間
隔が所定時間以下となった場合に自動的に開閉制御要素
５の制御出力（ｈ）が出力されるので、所定時間積算し
て得た雨滴積算データに基づいて制御を行う従来の方法
と比較して、降雨量に応じた制御出力を速やかに発生さ
せることができ、従って雨が降り始めてから窓や天井等
の開閉制御要素５が閉まるまでの機械的所要時間を短く
することができ、この間の雨水の浸入量を少なくするこ
とができる。また所定以上の降雨を検出しなくなり、制
御信号（ｈ）がなくなっても開閉制御要素５はオフディ
レイタイマーに設定した時間は閉状態を維持するので、
この設定時間内に再び降雨があっても雨水の浸入を確実
に防止することができる。

以上の制御において、上記設定電圧（ｇ）は、制御の対
象物、即ち開閉制御要素５と降雨量に応じて任意に設定
することができ、またこの設定電圧（ｇ）を複数容易し
て夫々に対して異なった制御出力を発生させるようにす
れば、開閉制御要素５を、夫々の制御出力に対応して段
階的に閉制御することができる。また、この制御を上記
雨滴の大きさ判別と組み合わせれば、更に木目細かな制
御を行うこともできる。

（発明の効果） 本発明は以上のとおりであるので、以下のような効果が
ある。

雨滴の衝突による膜のパルス的振動を検出し、その振
幅と各パルス的振動間の周期とにより、所定以上の降雨
を検出するので、雨の降り始め及び降り込みを即座に検
出することができ、従って温室や家屋の窓、天井等のよ
うに降雨の影響を防ぐための開閉制御要素を早い応答で
動作させることができ、また降雨量に応じた制御を行う
こともできる。

オフディレイタイマーにより開閉制御要素の閉状態を
維持するようにしているので、時雨のように降っては止
み、止んでは降るような降雨状態の場合にもハンチング
の発生を防止することができると共に、雨が完全にあが
るまでは温室や家屋等に雨水を浸入させない。

降雨を検出するセンサは、気温等、季節の影響を受け
ず、そして塵等にも影響され難く、保守が容易であると
共に耐久性にも優れ、ヒータも必要としないので省電力
である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の実施例に対応するもので、第
１図は系統的説明図、第２図、第３図は降雨量に対応す
る制御信号を得る方法の一例を示す夫々系統説明図、信
号波形説明図である。 符号１……センサ、２……器体、３……膜、４……振動
検出器、５……開閉制御要素、６……制御部、７……オ
フディレイタイマー、８……振幅判別回路、９……信号
縮小回路、１０……信号幅拡大回路、１１……積分回
路、１２……判別回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】膜を振動自在に設けると共に、該膜の振動
   検出器を設けたセンサを、降雨時に雨滴が前記膜に衝突
   自在に設置し、雨滴の衝突による膜のパルス的振動を検
   出して、雨滴の大きさに対応する振動の振幅と、雨滴の
   数に対応する各パルス的振動間の周期とにより降雨量に
   対応する制御信号を得、かかる制御信号に基づいて、温
   室や家屋の窓、天井等の、降雨の影響を防ぐための開閉
   制御要素を閉制御すると共に、前記制御信号がなくなっ
   た場合にもオフディレータイマーにより所定時間は前記
   制御状態を維持することを特徴とする降雨に対する制御
   方法