JPH0754868Y2 - 侵入感知センサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、特に鳥獣や人、その他の物の侵入を感知する
侵入感知センサに関する。

（従来の技術） 鳥獣や人が特定の監視領域に侵入した場合、これを感知
し、例えば警告を発して排除し、あるいは自動ドア等の
開閉の制御を行なう装置がある。この種の装置には、侵
入感知センサが使用されている。

従来、侵入感知センサとしては、超音波式のものと赤外
線感知式のものが広く使用されている。

超音波式のものは、侵入物に対し超音波を放射し、その
反射波を捕えて、いわゆるドップラー効果の利用により
侵入判定を行なう原理のものである。一方、赤外線のも
のは、生物の体温により、その体から発せられる赤外線
を捕えて侵入判定を行なう。

第16図に、従来の侵入感知センサを使用した装置のブロ
ック図を示す。

この装置は、超音波送信機１の発生する電気信号を、ソ
ナー２において超音波に変換し、矢印３方向へ超音波を
発射する。侵入物による反射波は、矢印４のようにレシ
ーバ５に受信され、超音波受信機６で増幅され、警報音
発生装置７に入力する。

この装置は、鳥獣等が侵入した場合に、警報音を発生さ
せ鳥獣を撃退する目的で構成されたもので、侵入感知セ
ンサにより鳥獣の侵入が感知されると、警報音発生装置
７は、予め合成された警報音をスピーカ８を駆動して発
生させる構成とされている。

（考案が解決しようとする課題） ところで、上記のような侵入感知センサに使用される超
音波センサは、次のような構成をしている。

第17図に、超音波センサの斜視図を示す。

超音波センサは、よく知られているように、水晶やセラ
ミック強誘電体（PZT）等から成る圧電素子に電極を取
付けたもので、電極に超音波電気信号を印加すると、圧
電素子が振動して超音波を発生する。また、受信した超
音波により圧電素子が振動すると、電極に電気信号が発
生する。従って、このような超音波センサは、第17図に
示すように、ケース10の背面から電極11を引出す一方、
ケース10の前面に、超音波を送信あるいは受信するため
の多数の窓12が設けられている。

また、第18図に赤外線センサの斜視図を示す。

この赤外線センサは、よく知られているように、PZTの
温度による自発分極の大きさの変化を捕えて赤外線を検
出する素子である。この素子も、ケース13の背面から電
極14を引出す一方、その前面には、視野内に入った対象
物から受ける赤外線を検出面に集光するためのフレネル
レンズ15が取付けられている。

ここで、上記のようなセンサを、鳥獣の侵入感知に利用
する場合、屋外使用が原則となる。しかし、特に赤外線
センサの場合にはフレネルレンズ15の前面に水滴が付着
した場合光の干渉にて収れん効果を乱し、検出感度が低
下する。従って、センサ前面への水や埃の付着を防止す
るために、通常、密閉したケースに収容して使用され
る。

しかしながら、超音波センサの場合、超音波を放出しあ
るいは超音波を受信するといった性格から、密閉した容
器に収納すれば超音波が減衰し、その検出感度が低下す
る。また、赤外線センサの場合も、密閉した容器に収納
すれば、容器により赤外線が吸収され、やはり検出感度
が低下し、しかも容器に水滴が付着した場合にも上記し
たと同様に収れん効果を乱すため、更に検出感度が低下
する欠点がある。

このような検出感度低下を防止するために、センサの出
力信号を高い増幅率で増幅して使用することが考えられ
る。しかしながら、これでは、無信号時の雑音レベルが
高くなり、S/N比が低下して、誤検出が発生する恐れが
ある。

一方、上記のようなセンサを密閉した容器に収納するこ
とを避け、例えば、第19図に示すように、ホーン状の覆
いを設けることが考えられる。

第19図の例では、ホーン16の底部にセンサ17が収容され
固定されている。このホーン16は、センサ17に雨等が直
接降りかかるのを防止すると共に、超音波や赤外線の回
り込みを防止し、S/N比を向上させる効果がある。

しかしながら、このホーン16は、その開口部18を種々の
方向に向けて設置される。従って、開口部18が、水平方
向あるいはやや上方に向けて設置されたような場合、そ
の内面に水滴19が付着すると、矢印20の方向に流れ込
み、センサ17の前面に付着することになる。

また、結露等によりホーン16の内面に水滴が付着し、こ
れが十分乾燥しないまま、塵埃21が付着する場合もあ
る。ホーン16の内面に付着した水滴や塵埃は、超音波や
赤外線を吸収しあるいは乱反射して、センサの検出感度
を低下させるといった問題がある。

本考案は以上の点に着目してなされたもので、特に屋外
における設置に適し、水滴や塵埃の付着防止を図った侵
入感知センサを提供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） 本考案の侵入感知センサは、底部にセンサ機構を配置し
たホーンと、前記ホーン内壁面に長手方向に沿って、前
記ホーン開口部に向って延びるよう形成された排水溝
と、前記排水溝に交差するように、前記ホーン内壁面に
形成されたひだ状体とを備えたことを特徴とするもので
ある。

尚、前記排水溝と前記ひだ状体の交差点近傍に、前記ホ
ーンの壁面を貫通する透孔を設けてもよい。また、前記
センサ機構に近接した前記排水溝に、前記ホーンの壁面
を貫通する透孔を設けるようにしてもよい。更に、前記
センサ機構の配置された前記ホーン外周を取り囲み、前
記ホーン長手方向に略平行に複数の貫通孔を設け、前記
ホーンを支持する弾性体から成る支持部材を設けるのも
よい。

（作用） 以上の侵入感知センサは、ホーン内壁面に設けられたひ
だ状体と排水溝とによって、水滴がホーン内面を伝わっ
て、その底部にあるセンサまで到達するのを防止する。
また、排水溝とそこに設けられた透孔によって、ホーン
内壁面に付着した水滴を速やかに排除すると共に、ホー
ン内に適度な空気の対流作用を促し、ホーン内を速やか
に乾燥させる。ホーン開口部をやや上方に向けて設置す
るような場合には、センサ機構に近接した透孔から水滴
が排出される。このようなホーンを、長手方向に平行に
複数の貫通孔を設けた弾性部材を介して支持すれば、防
振，断熱，及び空冷効果が高く、屋外設置に適する。

（実施例） 以下、本考案を図の実施例を用いて詳細に説明する。

第１図に、本考案の侵入感知センサ縦断面図を示す。

この侵入感知センサは、図の左側から右側に向って次第
に縮径するホーンの最小径部分である底部に、センサ機
構17を配置している。

尚、本考案においては、先に第17図や第18図において紹
介した超音波センサ，赤外線センサ、あるいは各種のセ
ンサと、必要に応じてこれらと一体に組み込まれる回路
等を含めて、センサ機構と呼んでいる。しかしながら、
以下の実施例では、単に第17図あるいは第18図において
示した超音波センサ又は赤外線センサを用いた例のみを
説明する。従って、以下、センサ機構17を単にセンサ17
と呼ぶことにする。

さて、ホーン30の内壁面には、長手方向に沿って、この
ホーン開口部30aに向って延びるよう排水溝31が形成さ
れている。また、ホーン30の内壁面で、この排水溝31に
略直角に交差するようにひだ状体32が形成されている。
また、排水溝31とひだ状体32の交差点近傍には、それぞ
れホーン30の壁面を貫通する透孔33が設けられている。

このホーン30は、例えば、硬質塩化ビニル樹脂等の一体
モールド成型により製造される。また、このホーン30
は、比較的そのテーパが緩やかで、長距離にある侵入物
の検知に適する。ホーン30の底部30b軸部に嵌込まれた
センサ17には、端子17aが設けられている。端子17aは、
底蓋34を貫通する図示しないリード線等により、図示し
ない装置本体に電気接続される。

第２図に、第１図に示した侵入感知センサの左側面図を
示す。

図のように、排水溝31は、ホーン30のちょうど真下にあ
たる部分に、長手方向に連続的に設けられている。そし
て、ひだ状体32と交差する部分の近傍に透孔33が設けら
れている。

第３図には、第１図に示した侵入感知センサのA-A断面
図を示す。

第１図に示した縦断面図は、侵入感知センサを水平面で
切断したものであるが、第３図に示したものは、侵入感
知センサを垂直面で切断したところを示している。

第４図には、第３図のB-B断面図を示す。

この第４図から分かるように、ホーン30の内壁面には、
ひだ状体32がリブ状に突出しており、その真下にあたる
部分が切欠かれ、ここに排水溝31が形成されている。こ
の排水溝31の断面は湾曲しているが、加工容易性を考慮
すれば、単なる角型の溝でも差し支えない。また、この
排水溝31には、ホーン30の壁面を垂直に貫通するように
透孔33が設けられている。

以上説明した本考案の侵入感知センサは、例えば、第１
図において、ホーン30の開口部30aからホーン30の内壁
面を伝わって水滴が流れ落ちようとする場合、必ず何れ
かのひだ状体32において、その流れ込みが阻止され、排
水溝31に向って流れ落ち、最寄の透孔33から外部へ排出
される。

一方、排水溝31に設けられた透孔33は、ひだ状体32に沿
って流れ落ちる水滴を外部に排出するためだけでなく、
次のような作用効果を有する。

即ち、一般に、第１図に示すような長尺のホーンは、も
ともとその底部に配置したセンサ17に対し、雨や埃が直
接あたらないよう、覆いとしての役割を果たすものであ
る。従って、例えばホーン30の内壁面が結露したような
場合にも、外気が侵入し難く、蒸発が遅い。即ち、結露
しても比較的乾燥し難く、第19図で説明したように、そ
の内面に埃が付着し、センサの感度を低下させる。

ところが、本考案においては、第３図の破線の矢印に示
すように、ホーン30の下面に設けた幾つかの透孔33を通
って、ホーンの内部に空気の流れを生じさせる。このよ
うないわゆる対流作用によって、結露等が生じた場合で
も、比較的短時間に内部が乾燥される。従って、本考案
の侵入感知センサは、単に水滴の侵入防止のみならず、
埃の付着防止効果も高い。

第５図に、本考案の侵入感知センサの第１の変形例縦断
面図を示す。

この実施例においても、ホーン40の底部40bにセンサ22
を配置している。尚、このセンサ22は、例えば第18図で
説明した赤外線センサとする。

ここで、ホーン40の内壁面には、ホーン長手方向に多数
のリング45を順に配列して、ひだ状体42を形成するよう
にしている。

第６図に、第５図の要部斜視図を示す。即ち、この図
は、リング45を１つ取出したところを示している。

このリング45は、ちょうどその真下にあたる部分に、ス
リット状の排水溝41が形成される構成となっている。即
ち、このような構成のリング45をそれぞれ異なる外径で
形成し、第５図に示したホーン40の内壁面に積層する。
そして、その排水溝41の部分を直線的に連続させれば、
本考案の侵入感知センサが完成する。

排水溝41の部分には、ホーン40内壁面を貫通する透孔が
設けられることはいうまでもない。

第７図に、本考案の第２の変形例要部縦断面図を示す。

通常、例えば、第５図に示したようなホーン40は、その
開口部40aを水平に向けて配置される。しかしながら、
用途によっては、開口部40aを斜め上方に向けて使用さ
れる場合がある。この場合、第７図に示すように、ホー
ン40のセンサ22に最も近い部分に、結露等によって水滴
48が溜る。この水滴48は、例えば図のように透孔43のみ
を設けた場合十分排出されず、センサ22の前面に付着
し、その感度を低下させる。

そこで、ホーン40をこのように傾けて配置した場合に
も、排水効果を損なわないように、センサ機構に近接し
た排水溝に、このホーン40の壁面を貫通する透孔43′を
設けている。

また、第１図あるいは第５図に示した実施例において
は、ホーン40の軸方向、即ち第７図の矢印46方向に垂直
な面内にひだ状体が形成され、矢印47aの方向に水滴が
流れ落ちるよう説明している。しかしながら、この侵入
感知センサの用途に応じて、ひだ状体を形成する角度を
変更し、例えば矢印47bのように水滴が流れ落ち、ある
いはひだ状体をホーン40の壁面において湾曲させ、矢印
47cのように水滴が流れ落ちるようにしても差し支えな
い。この角度や曲がりは、使用態様により実験的に最適
のものに選定する。また、ひだ状体をホーン40の壁面に
おいて開口部40a（外側）に湾曲させ、矢印47dのように
水滴が外部へ流れ落ちるようにすると、更に排水効果が
向上する。

第８図に、本考案の第３の変形例縦断面図を示す。

この実施例も、赤外線センサ22を使用したもので、この
場合、赤外線の回り込みを防止し、できるだけ狭い視野
で侵入を感知しようとする構成となっており、ホーン50
は、実質的に長手方向に外径が均一な筒状体とされてい
る。

このホーン50の内部に嵌込まれた多数のリング55は、第
６図に示したリング45と略同様の構成のものである。

尚、この実施例においては、リング55の外周方向に設け
た切欠の直下には、ホーン50の壁面に多数の透孔53が設
けられている。

また、この実施例の場合、赤外線センサ22を使用する関
係上、ホーンが直射日光等によって加熱されて温度上昇
するのを嫌う。そこで、第９図に示すように、ホーン50
を、外周面にスペーサリブ50cを設けた筒状体とし、こ
のスペーサリブ50cに支えられるように、外周に放熱リ
ング56を嵌込むようにしている。この放熱リング56の外
周面には、多数のフィン56cが設けられている。放熱リ
ング56にも、ホーン50と同様の透孔56aが設けられ、水
滴の排水を容易にしている。また、ホーン50と放熱リン
グ56の間に空間が確保されており、断熱と空気の流通を
確保している。

その他の作用効果は、先に説明した実施例と同様であ
る。

第10図には、第４の変形例縦断面図を示す。

この実施例は、比較的近距離を広角的に監視する場合に
使用される。例えば、このホーン60は、金属やアルミニ
ウム合金等から構成される。そして、その底部60bに
は、超音波センサ17が配置されて蓋64により保護されて
いる。

一方、ホーン60の内壁面には、予めリング状の溝が形成
され、そこに金属線から成るひだ状体62が嵌込まれてい
る。この金属線は、例えばリン青銅や鋼の線材から構成
される。

第11図に第10図のC-C断面図を示す。

図のように、ホーン60の内面には、その真下にある部分
に切欠を持つひだ状体62が嵌込まれており、ホーン60の
内壁面には、その切欠部分に排水溝61が形成されてい
る。この排水溝61には、先に説明した実施例同様に透孔
63が設けられている。

第12図に、第10図のD-D断面図を示す。

図から明らかなように、この実施例においても、第１図
の実施例同様に、ホーン60の長手方向に沿って排水溝61
が形成され、線材により形成されたひだ状体62に沿って
流れ落ちる水は、排水溝61及び63から排出される構成と
なっている。

第13図に、本考案の第５の変形例縦断面図を示す。

このホーン30自体は、第１図に示した実施例のものと変
わるところはない。一方、ホーン30の底部30bには、そ
の外周を覆うように、ゴム状弾性体の筒から成る支持部
材70が嵌込まれている。この支持部材70には、その長手
方向に多数の貫通孔71が設けられている。また、この支
持部材70の外側を支持リング72が把持するよう構成され
ている。

第13図の右側面図を、第14図に示す。

図のように、ゴム等から構成された支持部材70には、そ
の長手方向に平行に８つの透孔71が設けられている。こ
の透孔71の断面形状は、図では、扇型とされているが、
丸穴であっても差し支えない。

そして、支持部材70の外周を把持するクランプ72は、例
えば、第15図に示すように、スタンド73の両腕に設けら
れており、左右一対のホーン30を支持するよう構成され
ている。

尚、第15図において、ホーン30の蓋34に設けられた貫通
孔からリード線75が引出され、スタンド73の下側に配置
された本体74に引込まれている。この本体74の中には、
第16図で示した警報音発生装置７等が組み込まれてい
る。

第13図及び第14図に示した支持部材70は、次のような作
用効果を有する。

即ち、先ず弾性体により形成され、更にその軸方向に貫
通孔を設けて変形容易な構成とされているため、防振効
果が高い。従って、センサ機構として超音波センサ17等
を使用した場合に、外部雑音の侵入が防止される。

また、軸方向に多数の貫通孔71を設けているため、支持
部材70の断熱効果が優れている。また、超音波センサ17
等は、それ自体比較的発熱し難く、むしろ直射日光等に
よる外部からの熱の侵入で高温化してしまう。従って、
断熱機能を備える弾性支持部材によって取り囲むことに
より、熱的な保護が完全となる。赤外線センサを用いた
場合には、これにより更に、センサ自体の温度上昇を防
止して、S/N比低下を防止する効果もある。

この他に、第13図に示すように、ホーン30の底部に上記
のような支持部材70を設けると、ホーン長手方向に略平
行に複数の貫通孔71が向き、一点鎖線76に示すような空
気の流れを形成する。ホーン30自体も直射日光等によっ
て温度上昇するため、このような空気の流れを形成する
ことによって、ホーン全体の冷却を行ない、センサの特
性を向上させている。

尚、上記実施例において、各ホーンは、例えばプラスチ
ックや金属等により形成されるが、プラスチックにより
形成される場合には、その内面に金属メッキや撥水性の
コーティングを施すことが好ましい。このようなコーテ
ィングは、耐候性を向上させるばかりでなく、超音波や
光の反射を良好にし集光，集音効果を向上させ、かつ、
ホーン内壁面に付着した水滴を速やかに透孔から排出す
る役割を果たす。

また、上記実施例においては、何れもホーン内壁面に排
水溝を１本だけ設けた例を示したが、排水溝は複数あっ
ても差し支えなく、又、直線状でなく蛇行していても差
し支えない。

一方、排水溝に設けられた透孔は、雨水等の侵入を防止
するため、できるだけホーンの下面にしかも少なめに設
けることが好ましい。しかし、本考案の特徴であるホー
ン内面への空気の対流を促進するためには、長手方向に
比較的分散して配置されることが好ましい。

尚、本考案においては、超音波方式の侵入感知センサ
は、ソナー及びレシーバ等の侵入感知のための機構や回
路を含んでおり、又赤外方式の侵入感知センサは焦電ユ
ニット及び機構や回路を含んでいる。

（考案の効果） 以上説明した本考案の侵入感知センサは、ホーン内壁面
に設けた排水溝とひだ状体と貫通孔とによって、ホーン
内壁面に付着した水滴を速やかに外部に排出する。そし
て、透孔によりホーン内部への空気の対流を促し、ホー
ン内面を乾燥させて埃の付着を防止する。また、センサ
機構に近接した透孔は、ホーンを傾けて設置した場合に
有効に水滴を外部に排出する。更に、ホーンをその長手
方向に略平行に複数の貫通孔を設けた弾性部材を介して
支持すれば、外部振動の吸収と断熱及びホーンの空冷効
果が高まる。

以上の結果、本考案の侵入感知センサは、屋外において
も高感度で高い信頼性をもって長期間安定に使用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の侵入感知センサ縦断面図、第２図は第
１図の左側面図、第３図は第１図のA-A断面図、第４図
は第３図のB-B断面図、第５図は第１の変形例縦断面
図、第６図は第５図の要部斜視図、第７図は第２の変形
例要部縦断面図、第８図は第３の変形例縦断面図、第９
図は第８図の左側面図、第10図は第４の変形例縦断面
図、第11図は第10図のC-C断面図、第12図は第10図のD-D
断面図、第13図は第５の変形例縦断面図、第14図は第13
図の右側面図、第15図はセンサ使用装置背面図、第16図
は従来の侵入感知センサ使用装置ブロック図、第17図は
超音波センサ斜視図、第18図は赤外線センサ斜視図、第
19図はホーン使用のセンサ縦断面図である。 17,22……センサ機構、30,40,50,60……ホーン、31,41,
51,61……排水溝、32,42,62……ひだ状体、33,43,53,63
……透孔、70……支持部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０８Ｂ 13/16 Ｚ 4234−5Ｇ

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】底部にセンサ機構を配置したホーンと、 前記ホーン内壁面に長手方向に沿って、前記ホーン開口
   部に向って延びるよう形成された排水溝と、 前記排水溝に交差するように、前記ホーン内壁面に形成
   されたひだ状体とを備えたことを特徴とする侵入感知セ
   ンサ。
2. 【請求項２】前記排水溝と前記ひだ状体の交差点近傍
   に、前記ホーンの壁面を貫通する透孔を設けたことを特
   徴とする請求項１記載の侵入感知センサ。
3. 【請求項３】前記センサ機構に近接した前記排水溝に、
   前記ホーンの壁面を貫通する透孔を設けたことを特徴と
   する請求項１記載の侵入感知センサ。
4. 【請求項４】前記センサ機構の配置された前記ホーン外
   周を取り囲み、前記ホーン長手方向に略平行に複数の貫
   通孔を設け、前記ホーンを支持する弾性体から成る支持
   部材を設けたことを特徴とする請求項１記載の侵入感知
   センサ。
5. 【請求項５】前記弾性体は断熱機能を有することを特徴
   とする請求項４記載の侵入感知センサ。