(57)【要約】【課題】短い期間で音波（超音波）の周波数を変化させることにより、コウモリ又は鳥類を効果的に忌避することができる動物忌避装置を提供する。【解決手段】この動物忌避装置１は、入力された電気信号により機械振動を生成し音波を発信する発信部２Ｘと、発信部２Ｘから発信された音波の一部を受信して機械振動を生成し電気信号を出力する受信部２Ｙと、受信部２Ｙからの電気信号を増幅して発信部２Ｘに電気信号を出力する帰還回路３と、を有する音波発生ブロック１Ａを備え、発信部２Ｘ、受信部２Ｙ、帰還回路３を通る帰還ループを構成する。【選択図】図２
2011050368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された電気信号により機械振動を起こして音波を発信する発信部と、発信部から発信された音波の一部を受信し、機械振動から電気信号を生じさせて出力する受信部と、受信部からの電気信号を増幅して発信部に出力する帰還回路と、を有する音波発生ブロックと、
音波発生ブロックを収容し、発信部の発信部ケースと受信部の受信部ケースとを、発信部が発信する音波の周波数が揺らぐように所定間隔でもって露出した状態で設けた筐体と、
を備えてなることを特徴とする動物忌避装置。
【請求項２】
請求項１に記載された動物忌避装置において、
前記発信部は圧電振動子を含み、圧電振動子が振動することにより機械振動が起こることを特徴とする動物忌避装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された動物忌避装置において、
前記筐体は少なくとも１つの平面を有し、前記発信部ケースと受信部ケースとを筐体の前記平面に配置したことを特徴とする動物忌避装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載された動物忌避装置において、
前記音波発生ブロックを複数個備え、それらの音波発生ブロックから発信する音波の周波数は互いに異なることを特徴とする動物忌避装置。
【請求項５】
請求項４に記載された動物忌避装置において、
前記筐体は少なくとも１つの平面を有し、前記発信部ケースと受信部ケースとを筐体の前記平面に配置し、
前記平面に対峙する凸状の反射板を有して前記平面を内壁で囲む椀状体を有して成る雨よけ部が設けられていることを特徴とする動物忌避装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載された動物忌避装置において、
前記複数個の音波発生ブロックは全てが間欠動作を行い、少なくとも２個の音波発生ブロックは、互いに同期して間欠動作を行うことを特徴とする動物忌避装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コウモリや鳥類などの動物に対して好適な動物忌避装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅や道路などにおいて、コウモリや鳥類などの動物による糞害を蒙ることがあり、そのため、それらの動物を忌避する種々の動物忌避装置が提案されている。その１つとして、音波（以下の明細書及び特許請求の範囲においては、超音波帯域及び人間の可聴帯域を含むものとする。）を用いた、コウモリや鳥類に対して効果が有るとされる動物忌避装置がある。コウモリは、自らが発する超音波帯域の音波のエコーによって物体を認識するというエコーロケーション（反響定位）の能力を有する。この能力を、音波を装置から放射することによって混乱させ、それによりコウモリを忌避する技術が特許文献１に記載されている。また、鳥類については、鳥類の可聴域の音波を放射することにより、恐怖感や不快感を覚えさせて忌避する技術が特許文献２に記載されている。これらの特許文献１、２では、所定期間毎に音波の周波数を微妙に変化させることで、コウモリや鳥類が特定の周波数の音波に対して慣れてしまわないようにするとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２０４６４４号公報
【特許文献２】特開２００２−１５９２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、音波の周波数を微妙に変化させるには、特別な回路（例えば、ＰＬＬ回路等）が必要になり、また、特別な回路を用いたとしても、所定の期間を所望の短い期間にすることは容易ではない。
【０００５】
本発明は係る事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、極めて短い期間で音波の周波数を変化させることができ、コウモリや鳥類などの動物を効果的に忌避することができる動物忌避装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の動物忌避装置は、入力された電気信号により機械振動を起こして音波を発信する発信部と、発信部から発信された音波の一部を受信し、機械振動から電気信号を生じさせて出力する受信部と、受信部からの電気信号を増幅して発信部に出力する帰還回路と、を有する音波発生ブロックと、音波発生ブロックを収容し、発信部の発信部ケースと受信部の受信部ケースとを、発信部が発信する音波の周波数が揺らぐように所定間隔でもって露出した状態で設けた筐体と、を備えてなることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の動物忌避装置は、請求項１に記載された動物忌避装置において、前記発信部は圧電振動子を含み、圧電振動子が振動することにより機械振動が起こることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の動物忌避装置は、請求項１又は２に記載された動物忌避装置において、前記筐体は少なくとも１つの平面を有し、前記発信部ケースと受信部ケースとを筐体の前記平面に配置したことを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の動物忌避装置は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載された動物忌避装置において、前記音波発生ブロックを複数個備え、それらの音波発生ブロックから発信する音波の周波数は互いに異なることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の動物忌避装置は、請求項４に記載された動物忌避装置において、前記筐体は少なくとも１つの平面を有し、前記発信部ケースと受信部ケースとを筐体の前記平面に配置し、前記平面に対峙する凸状の反射板を有して前記平面を内壁で囲む椀状体を有して成る雨よけ部が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の動物忌避装置は、請求項４又は５に記載された動物忌避装置において、前記複数個の音波発生ブロックは全てが間欠動作を行い、少なくとも２個の音波発生ブロックは、互いに同期して間欠動作を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る動物忌避装置によれば、発信部と受信部と帰還回路とを有する音波発生ブロックの発信部が発信する音波の周波数を揺らぐようにしたので、コウモリや鳥類などの動物を効果的に忌避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る動物忌避装置１の外観を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】同上の動物忌避装置１の音波発生ブロック１Ａの構成を示すブロック図である。
【図３】同上の動物忌避装置１の発信部２Ｘの構造例を示す拡大断面図である。
【図４】同上の動物忌避装置１の帰還回路３の例を示す回路図である。
【図５】同上の動物忌避装置１の帰還回路３の別の例を示す回路図である。
【図６】同上の動物忌避装置１の実験結果を示す発信部２Ｘのリード端子２４Ｘａにおける波形図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る動物忌避装置１０の内部構成を示すブロック図である。
【図８】同上の動物忌避装置１０の外観の一例を示す正面図である。
【図９】同上の動物忌避装置１０の屋外用に適するようにした例を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面視断面図である。
【図１０】同上の動物忌避装置１０の変形例１０’を示すブロック図である。
【図１１】同上の動物忌避装置１０’の帰還回路の出力端子における出力例の模式的な波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための好ましい形態を図面を参照しながら説明する。第１の実施形態は、主としてコウモリを忌避するのに好適な動物忌避装置１であり、図１にその外観を示している。（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。この動物忌避装置１は、略直方体状の筐体１ａを備え、筐体１ａ内に、後述する発信部２Ｘ、受信部２Ｙ、帰還回路３を有してなる音波発生ブロック１Ａを収容している。また、筐体１ａは、同一の面に、発信部２Ｘの発信部ケース２０Ｘと受信部２Ｙの受信部ケース２０Ｙとを露出した状態で所定間隔でもって設けている。なお、発信部ケース２０Ｘと受信部ケース２０Ｙは、図１では共に略円筒状であるが、形状はこれに限られない。また、筐体１ａも、略直方体状に限定されることはなく、受信部２Ｙが発信部２Ｘから発信された音波の一部を受信できるように、発信部ケース２０Ｘと受信部ケース２０Ｙとを配置できればよい。好ましくは、筐体１ａは少なくとも１つの平面１ａａを有し、この平面１ａａに、発信部２Ｘからの音波の発信を妨げないように、発信部ケース２０Ｘと受信部ケース２０Ｙとを配置する。なお、発信部２Ｘから発信される音波は、多くの場合は超音波帯域のものである。  
【００１５】
図２は、音波発生ブロック１Ａの構成を示すブロック図である。音波発生ブロック１Ａは、前述したように、発信部２Ｘと受信部２Ｙと帰還回路３を有している。発信部２Ｘは、入力された電気信号により機械振動を起こして音波を発信する。受信部２Ｙは、発信部２Ｘから発信された音波の一部を受信し、機械振動から電気信号を生じさせて出力する。帰還回路３は、受信部２Ｙからの電気信号を増幅して発信部２Ｘに出力する。
【００１６】
発信部２Ｘは、圧電振動子２１Ｘを有しており、入力された電気信号が所定の周波数帯域であると、圧電振動子２１Ｘがそれに共振して振動（機械振動）する。この振動は、振幅が最も大きい圧電振動子２１Ｘの固有振動数から前後にずれると徐々に振幅が減少する周波数特性を持つ。この圧電振動子２１Ｘは、急峻な周波数特性（Ｑ値が大きい）の水晶振動子よりも、それほど急峻でないセラミック振動子であることが好ましい。
【００１７】
図３は、発信部２Ｘの構造の例を示す拡大断面図である。この発信部２Ｘは、距離測定などに用いられる超音波センサを流用したものである。発信部２Ｘの発信部ケース２０Ｘは、略円筒状をなし、金属材料のような導電材料製である。発信部ケース２０Ｘの頂部２０Ｘａは、中央部に多数の貫通孔が形成されている。発信部２Ｘの内部には、頂部２０Ｘａに向かってコーン状に広がる形状の共振子２２Ｘと、共振子２２Ｘの最下部に一方の面が接する金属板２３Ｘと、金属板２３Ｘの他方の面に一方の面が接する上記の圧電振動子２１Ｘが設けられている。発信部ケース２０Ｘの底部２０Ｘｂは、２個のリード端子２４Ｘａ、２４Ｘｂの中間部を保持するように形成されている。一方のリード端子２４Ｘａは、その内方側端部がリード線２５Ｘａを介して圧電振動子２１Ｘの他方の面に接続されている。他方のリード端子２４Ｘｂは、その内方側端部がリード線２５Ｘｂを介して金属板２３Ｘの一方の面に接続され、また、その中間部が発信部ケース２０Ｘの底部２０Ｘｂに接続されている。圧電振動子２１Ｘの中央部と発信部ケース２０Ｘの底部２０Ｘｂとの間には、弾力性のある絶縁材２６が設けられている。
【００１８】
発信部２Ｘの一方のリード端子２４Ｘａの外方部は帰還回路３の出力端に接続され、他方のリード端子２４Ｘｂの外方部は接地されることになり、リード端子２４Ｘａに入力された電気信号により、圧電振動子２１Ｘが振動（機械振動）を起こし、その振動が金属板２３Ｘと共振子２２Ｘに伝わって音波を発信する（放射する）のである。なお、図３で示したものは、超音波センサの汎用型の一例であるが、軒下などの雨がかからない場所以外の屋外での使用に適すように、圧電振動子２１Ｘを発信部ケース２０Ｘの頂部２０Ｘａに貫通孔が形成されていない密閉空間に配した密閉型のものとすることもできる。
【００１９】
受信部２Ｙは、発信部２Ｘと別の構造（例えば、圧電振動子２１Ｘのような圧電振動子を含まない構造）とすることも可能であるが、通常は、発信部２Ｘと同様の構造とするのが、性能やコスト等の点から好ましい。この場合、電気信号はリード端子２４Ｘａから帰還回路３に出力される。
【００２０】
図４は、帰還回路３の具体例を示す回路図である。入力端子ＩＮに受信部２Ｙからの電気信号が入力され、これを増幅して出力端子ＯＵＴから発信部２Ｘに出力する。入力端子ＩＮに入力された電気信号は、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、容量Ｃ１、オペアンプＯＰ１からなる反転増幅器ＡＭＰ１により反転増幅されるとともに高周波ノイズが除去される。この反転増幅器ＡＭＰ１の電源は、低電圧電源Ｖ１（例えば、５Ｖ）から供給されている。反転増幅器ＡＭＰ１の反転の基準となる電圧は、基準電圧発生回路ＲＣＩＲが出力する基準電圧Ｖｒｅｆである。基準電圧Ｖｒｅｆは、低電圧電源Ｖ１の電圧を抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４により分圧した電圧であり容量Ｃ２により安定化されている。反転増幅器ＡＭＰ１の出力信号は、容量Ｃ３、抵抗Ｒ５、抵抗Ｒ６、オペアンプＯＰ２からなる反転増幅器ＡＭＰ２により反転増幅されるとともに低周波ノイズが除去される。この反転増幅器ＡＭＰ２の電源も、低電圧電源Ｖ１から供給されている。また、反転増幅器ＡＭＰ２の反転の基準となる電圧は、基準電圧Ｖｒｅｆである。
【００２１】
反転増幅器ＡＭＰ２の出力信号は、スイッチング素子ＳＷＥＬ又は機械スイッチＳＷを介して、抵抗Ｒ７、抵抗Ｒ８、抵抗Ｒ９、トランジスタＴＲ１、容量Ｃ４からなる反転出力回路ＯＣＩＲにより、電圧変換及び反転増幅されて出力端子ＯＵＴから出力される。反転出力回路ＯＣＩＲの電源は、高電圧電源Ｖ２（例えば、１２〜３６Ｖ）から供給されている。
【００２２】
反転増幅器ＡＭＰ２と反転出力回路ＯＣＩＲとの間に設けられているスイッチング素子ＳＷＥＬは、消費電力を少なくするなどの目的のために出力端子ＯＵＴから間欠的に電気信号を出力できる（間欠動作できる）ようにオンオフするものである。また、スイッチング素子ＳＷＥＬと並列に機械スイッチＳＷが設けられ、間欠動作をさせるときは開き、連続動作をさせるときは、閉じて出力端子ＯＵＴから連続して電気信号を出力するようになっている。スイッチング素子ＳＷＥＬの制御のために、三角波発生器ＧＥＮにより発生した三角波の発振信号を、低電圧電源Ｖ１の電圧を抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１により分圧した電圧とオペアンプＯＰ３により比較し、所定周期（例えば、０．１〜１０秒程度）のＰＷＭ信号を生成してスイッチング素子ＳＷＥＬの制御端子に出力するＰＷＭ生成回路ＰＣＩＲが設けられている。間欠動作をさせるとき、スイッチング素子ＳＷＥＬがオフすると、反転増幅器ＡＭＰ２から反転出力回路ＯＣＩＲに信号が伝わらず、帰還回路３の入力端子ＩＮから出力端子ＯＵＴまでの帰還ループにおける信号処理の経路が断たれて、出力端子ＯＵＴからは有効な電気信号は出力されない。なお、反転増幅器ＡＭＰ２と反転出力回路ＯＣＩＲとの間にスイッチング素子ＳＷＥＬと機械スイッチＳＷを設けるかわりに、図５に示すように、反転増幅器ＡＭＰ１及び反転増幅器ＡＭＰ２の電源と低電圧電源Ｖ１との間にスイッチング素子ＳＷＥＬと機械スイッチＳＷを設けるようにしてもよい。この場合、間欠動作をさせるときにスイッチング素子ＳＷＥＬがオフしたとき、反転増幅器ＡＭＰ１及び反転増幅器ＡＭＰ２の電源に低電圧電源Ｖ１からの電力が供給されないので、それらが動作せず、帰還回路３の入力端子ＩＮから出力端子ＯＵＴまでの帰還ループにおける信号処理の経路が断たれる。図５の回路では、より消費電力を少なくすることができる。
【００２３】
次に、動物忌避装置１の動作を説明する。発信部２Ｘにおいては、入力された電気信号に応じて発信された音波の多くは外部に向かって広がって行くが、一部は、受信部２Ｙにおいて受信される。受信された音波は電気信号に変換され、帰還回路３に出力される。その際、帰還回路３に出力される電気信号は、発信部２Ｘに入力された電気信号よりも、発信部ケース２０Ｘと受信部ケース２０Ｙとの距離Ｌ（図１参照。）に依存して遅延する。また、帰還回路３では、入力された電気信号は反転や増幅などしながら遅延して発信部２Ｘに出力される。こうして構成された帰還ループを経て、発信部２Ｘに入力された電気信号が帰還される。そのとき、所定の周波数帯域内であれば圧電振動子２１Ｘが共振し、発信部２Ｘからは継続して音波が発信される。この動作は、音響システムにおけるハウリングの原理と同様である。
【００２４】
ここで、圧電振動子２１Ｘが共振する周波数（共振周波数成分の中央値）は、発信部ケース２０Ｘと受信部ケース２０Ｙとの距離Ｌに依存して変わる。そして、この共振の周波数が圧電振動子２１Ｘの固有振動数からずれている場合は、共振の周波数の微妙な変化、すなわち周波数の揺らぎ（ジッター）が生じる。この周波数の揺らぎは、発信部２Ｘから発信される音波の周波数の揺らぎとなる。つまり、周期毎、すなわち極めて短い期間で音波の周波数が変化することになる。そうすると、音波に対する慣れを防止し、エコーロケーションの能力を効果的に混乱させてコウモリを忌避することができるのである。また、発信部２Ｘから発信されて受信部２Ｙに受信されるまでの音波の遅延が外部環境（風や温度等）の時々刻々の変化に応じて微妙に変化したり、コウモリの発する音波の一部を受信部２Ｙが受信したりするため、発信部２Ｘから発信される音波の周波数の揺らぎは極めて複雑になり、このことは更に忌避効果を高めることになる。
【００２５】
図６は、距離Ｌを変化させて実験したときの発信部２Ｘのリード端子２４Ｘａにおける波形図であって、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、Ｌ＝４０ｍｍ、３０ｍｍ、１０ｍｍの場合のものである。圧電振動子２１Ｘは、固有振動数が４０ｋＨｚのセラミック振動子を選択した。帰還回路３のオペアンプはＮＥＣ製４５５８を用い、高電圧電源Ｖ２を１２Ｖとした。また、帰還回路３は間欠動作をさせなかった。図６においては、８Ｖ程度の振幅の波形が観察できる。Ｌ＝４０ｍｍの場合には、共振の周波数は圧電振動子２１Ｘの固有振動数である４０ｋＨｚであった。Ｌ＝３０ｍｍ、１０ｍｍの場合は、共振の周波数は４０ｋＨｚの近傍であり、周波数の揺らぎが生じた。その揺らぎは、Ｌ＝３０ｍｍ、１０ｍｍで若干異なっているが、±１ＫＨｚ程度の広い範囲である。このように、圧電振動子２１Ｘをセラミック振動子とし、適度な距離Ｌとすると、十分に広い範囲の揺らぎが得られることが分かる。この適度な距離Ｌを所定間隔として、発信部ケース２０Ｘと受信部ケース２０Ｙとを配置すればよい。
【００２６】
次に、わが国に生息し住宅に棲みつくもので最も数が多いと言われているアブラコウモリ（いわゆるイエコウモリ）を対象にして本願発明者が行った実験方法及び実験結果について説明する。まず、コウモリの発する音波の周波数を測定したところ、４０ＫＨｚであった。そこで、動物忌避装置１について、発信部２Ｘの圧電振動子２１Ｘは固有振動数が４０ＫＨｚのセラミック振動子を選択し、発信部ケース２０Ｘと受信部ケース２０Ｙとの距離Ｌを３０ｍｍとした。高電圧電源Ｖ２を１２Ｖとすると、コウモリを忌避できる距離は、無風で７〜８ｍ、追い風で８〜１０ｍ、逆風で４〜５ｍであった。家屋における巣の入口に向かって出力して実験したところ、普段は１〜３回旋回して巣の入口に入るのが、約０．５ｍ〜１ｍ程距離を誤り、誤った場所から歩いて巣の入口に入るのが２匹おり、何処かに飛び去ったのが３匹いた。別の実験として、動物忌避装置１を糞害が甚だしかった３つの場所に３ヶ月設置して実験したところ、糞は一滴も落ちていなかった。
【００２７】
次に、第２の実施形態を説明する。第２の実施形態は、主として鳥類を忌避するのに好適な動物忌避装置１０であり、図７に動物忌避装置１０の内部構成のブロック図を示す。この動物忌避装置１０は、音波発生ブロック１Ａの他に、それと同様の構成である音波発生ブロック１Ｂ、１Ｃを有するものである。すなわち、音波発生ブロック１Ｂ、１Ｃは、それぞれ、音波発生ブロック１Ａの発信部２Ｘ、受信部２Ｙ、帰還回路３と同様の、発信部２ＢＸ、２ＣＸ、受信部２ＢＹ、２ＣＹ、帰還回路３Ｂ、３Ｃを備えている。音波発生ブロック１Ａ、１Ｂ、１Ｃのそれぞれに含まれる圧電振動子は、固有振動数が互いに異なるものを用いる。それにより、音波発生ブロック１Ａ、１Ｂ、１Ｃから発信する音波の周波数は、鳥類の聴覚に反応する帯域にあるものの、互いに異なるものにする。なお、動物忌避装置１０が発信する音波のエネルギーを増加するために、発信部２Ｘ、２ＢＸ、２ＣＸをそれぞれ２個以上にし、例えば、図８に示すように、受信部ケース２０Ｙ、２０ＢＹ、２０ＣＹのそれぞれの周りに２個以上の発信部ケース２０Ｘ、２０ＢＸ、２０ＣＸを設けるようにしてもよい。
【００２８】
図９に示すのは、軒下などの雨がかからない場所以外でも設置できるように、すなわち、屋外の設置場所の自由度を広げるように、雨よけ部４を設けるようにしたものである。なお、図９においては、理解のため、隠れている線で必要なものは破線で示し、また、その（ｂ）では、筐体１ａなどについては断面でなく側面視のものを示している。この雨よけ部４は、筐体１ａの発信部ケース２０Ｘ、２０ＢＸ、２０ＣＸと受信部ケース２０Ｙ、２０ＢＹ、２０ＣＹとが配置される平面１ａａを内壁で囲む椀状体４ａを有して成る。椀状体４ａは、その開口部の縁部４ａａが接合するように固定部材４ｄ１、４ｄ１を用いて支柱体４ｂに取り付けられている。また、筐体１ａは、その底部１ａｂが接合するように固定部材４ｄ２、４ｄ２を用いて支柱体４ｂに取り付けられている。椀状体４ａの底部４ａｂの内壁には、多少の隙間をあけて略円盤状の反射板４ｃが固定部材４ｄ３、４ｄ３を用いて取り付けられている。反射板４ｃは、筐体１ａの平面１ａａに対峙しており、中心に向かうにつれて平面１ａａに近づくような凸状の形状である。反射板４ｃは、金属材料のような導電材料製である。椀状体４ａの底部４ａｂには、小径の貫通孔４ａｃ、４ａｃ、・・・が形成されている。
【００２９】
この雨よけ部４を設けた動物忌避装置１は、発信部ケース２０Ｘ、２０ＢＸ、２０ＣＸから発信した音波は反射板４ｃで反射して外部に放射される。なお、反射板４ｃの形状により、放射の広がりが調整可能である。そして、雨よけ部４の支柱体４ｂは適当な場所に適当な角度で設置されるが、どのような角度で設置されても、椀状体４ａと反射板４ｃにより、筐体１ａの発信部ケース２０Ｘ、２０ＢＸ、２０ＣＸと受信部ケース２０Ｙ、２０ＢＹ、２０ＣＹに雨が直接かかることがないようになっている。また、椀状体４ａの底部４ａｂに形成されている小径の貫通孔４ａｃ、４ａｃ、・・・からは、椀状体４ａの内側に入ってきた風が通過して行くので、椀状体４ａと支柱体４ｂの接合部などの破壊が防止される。また、小径の貫通孔４ａｃ、４ａｃ、・・・からは、椀状体４ａの底部４ａｂが斜め下或いは真下になるように設置されたときは、雨水が排出されるので、筐体１ａの発信部ケース２０Ｘ、２０ＢＸ、２０ＣＸと受信部ケース２０Ｙ、２０ＢＹ、２０ＣＹが雨水に浸ることはない。
【００３０】
この動物忌避装置１０を用いてカラスとムクドリを対象にして本願発明者が行った実験方法及び実験結果について説明する。発信部２Ｘ、２ＢＸ、２ＣＸの圧電振動子は、固有振動数が３２ＫＨｚ、４０ＫＨｚ、２５ＫＨｚのセラミック振動子を選択した。発信部２Ｘ、２ＢＸ、２ＣＸから発信される音波は、超音波帯域のものであり、連続動作させた。高電圧電源Ｖ２は３６Ｖとした。
【００３１】
電柱２０本に止まっている１５０羽ほどのカラスに照射したところ、首を左右に傾げた後、一斉に逃げたりしばらくして逃げたりして、２分以内に全ていなくなった。この照射を２０日ほど続けると、カラスの数は３分の１程度に減り、止まる電柱は数本程度に限られるようになった。一方、動物忌避装置１０の構成によらず上記３種類の周波数の音波を発信するだけ（受信せず）の比較実験を行ったが、カラスを忌避できる効果は確認できなかった。このことより、音波発生ブロック１Ａ、１Ｂ、１Ｃから発信する音波の周波数の揺らぎが鳥類においても忌避効果をもたらしているものと考えられる。また、音波の周波数差によって生じるうなり現象がそれぞれの音波の周波数の揺らぎによって複雑になり、それらが特に鳥類における忌避効果に寄与しているものと考えられる。
【００３２】
また、ロータリーの樹木、電柱、電線に止まっている１０００羽ほどのムクドリに、５〜１０ｍ程度の距離から照射した。直後に一斉に逃げ、５０羽ほど残った。翌日以降の残った数も余り変化はなく、減少したままだった。
【００３３】
次に、第２の実施形態の細部を変形した実施形態を説明する。この実施形態の動物忌避装置１０’は、図７のブロック図で示される音波発生ブロック１Ａ、１Ｂ、１Ｃが、全て間欠動作を行い、少なくとも２個のブロックが互いに同期して間欠動作を行うようにしたものである。図１０に、その具体例を示している。音波発生ブロック１Ａ’、１Ｂ’、１Ｃ’の帰還回路３’、３Ｂ’、３Ｃ’におけるそれぞれの入力端子ＩＮの符号は、ＩＮ−Ａ、ＩＮ−Ｂ、ＩＮ−Ｃとし、出力端子ＯＵＴの符号は、ＯＵＴ−Ａ、ＯＵＴ−Ｂ、ＯＵＴ−Ｃとしている。各帰還回路３’、３Ｂ’、３Ｃ’は、図５で示した回路を少し変形したものであり、符号ＡＭＰ１、ＡＭＰ２、ＲＣＩＲ、ＰＣＩＲ、ＯＣＩＲで示すものは上述したものと同じ回路である。ＰＷＭ生成回路ＰＣＩＲは、帰還回路３Ｃ’には設けられていない。音波発生ブロック１Ａ’のＰＷＭ生成回路ＰＣＩＲの出力信号を分周回路ＤＩ−Ａ１により分周してその出力信号を音波発生ブロック１Ｃ’のスイッチング素子ＳＷＥＬの制御端子に出力するとともに、更に分周回路ＤＩ−Ａ２により分周することで分周比を変えてその出力信号を音波発生ブロック１Ａ’のスイッチング素子ＳＷＥＬの制御端子に出力する。なお、分周回路は周知技術なのでその詳細な説明は省略する。こうして、音波発生ブロック１Ａ’、１Ｃ’が互いに同期して間欠動作を行う。音波発生ブロック１Ｂ’では、そのＰＷＭ生成回路ＰＣＩＲの出力信号を分周回路ＤＩ−Ｂにより分周してその出力信号を音波発生ブロック１Ｂ’のスイッチング素子ＳＷＥＬの制御端子に出力する。音波発生ブロック１Ｂは音波発生ブロック１Ａ’、１Ｃ’と同期せずに間欠動作を行う。
【００３４】
例えば、音波発生ブロック１Ａ’のＰＷＭ生成回路ＰＣＩＲの出力信号の周期が１秒とし、分周回路ＤＩ−Ａ１の分周比が４分周とし、分周回路ＤＩ−Ａ２の分周比が２分周とし、音波発生ブロック１Ｂ’のＰＷＭ生成回路ＰＣＩＲの出力信号の周期が０．３秒とし、分周回路ＤＩ−Ｂの分周比が４分周とする。そうすると、図１１に示すように、音波発生ブロック１Ａ’、１Ｂ’、１Ｃ’の発信の期間について、ほとんど全ての組み合わせを実現することができる。勿論、発信が全て止まる期間や全てが発信する期間も存在している。このような音波発生ブロック１Ａ’、１Ｂ’、１Ｃ’からの音波の組み合わせにより、複数の種類のうなり現象が生じる。また、発信が全て止まる期間も重要であり、音波から開放された鳥類が飛び立つことも多い。
【００３５】
このように、少なくとも２個の音波発生ブロックが互いに同期していると、音波発生ブロックが全て同期していない場合と比べ、ほぼ確実に発信の期間について全ての組み合わせを設けることができる。上記の例において、２個の音波発生ブロック１Ａ’、１Ｂ’、１Ｃ’を全て同期させることも可能であるが、鳥類が規則性を感得し易くなる可能性があるので、１個は他の音声発生ブロックと同期しないようにするのが好ましい。
【００３６】
動物忌避装置１０’をカラスが多く止まっていた場所で２月間設置した。その期間は、ほぼ全てのカラスは逃げたまま、近辺には飛来してこなかった。
【００３７】
以上、本発明の実施形態に係る動物忌避装置について説明した。動物忌避装置１は、上記のように１個の音波発生ブロックで十分にコウモリの忌避効果を奏する。２個以上含めば、更なるコウモリの忌避効果を奏することになる。また、動物忌避装置１及び音波発生ブロックを２個含む動物忌避装置は、コウモリほどではないが、鳥類の忌避効果を奏する。３個の音波発生ブロック含む動物忌避装置１０は、上記のように十分に鳥類の忌避効果を奏する。４個以上含めば、少なくとも３個と同等以上の鳥類の忌避効果を奏することになる。
【００３８】
本発明は、実施形態に記載したものに限られることなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内でのさまざまな設計変更が可能である。例えば、上記の各図で示した構造又は回路の例は、所望の機能、性能、コストなどに合わせて任意に変更可能なことは勿論である。
【符号の説明】
【００３９】
１、１０      動物忌避装置
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  音波発生ブロック
１ａ      動物忌避装置の筐体
１ａａ    筐体の１つの平面
２Ｘ      発信部
２０Ｘ    発信部ケース
２Ｙ      受信部
２０Ｙ    受信部ケース
２１Ｘ    圧電振動子
３        帰還回路
４        雨よけ部
４ａ      雨よけ部の椀状体
４ｃ      雨よけ部の反射板
【図１】
2011050368.tif 000003
【図２】
2011050368.tif 000004
【図３】
2011050368.tif 000005
【図４】
2011050368.tif 000006
【図５】
2011050368.tif 000007
【図７】
2011050368.tif 000008
【図８】
2011050368.tif 000009
【図９】
2011050368.tif 000010
【図１０】
2011050368.tif 000011
【図１１】
2011050368.tif 000012
【図６】
2011050368.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成21年11月27日(2009.11.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コウモリや鳥類などの動物に対して好適な動物忌避装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅や道路などにおいて、コウモリや鳥類などの動物による糞害を蒙ることがあり、そのため、それらの動物を忌避する種々の動物忌避装置が提案されている。その１つとして、音波（以下の明細書及び特許請求の範囲においては、超音波帯域及び人間の可聴帯域を含むものとする。）を用いた、コウモリや鳥類に対して効果が有るとされる動物忌避装置がある。コウモリは、自らが発する超音波帯域の音波のエコーによって物体を認識するというエコーロケーション（反響定位）の能力を有する。この能力を、音波を装置から放射することによって混乱させ、それによりコウモリを忌避する技術が特許文献１に記載されている。また、鳥類については、鳥類の可聴域の音波を放射することにより、恐怖感や不快感を覚えさせて忌避する技術が特許文献２に記載されている。これらの特許文献１、２では、所定期間毎に音波の周波数を微妙に変化させることで、コウモリや鳥類が特定の周波数の音波に対して慣れてしまわないようにするとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２０４６４４号公報
【特許文献２】特開２００２−１５９２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、音波の周波数を微妙に変化させるには、特別な回路（例えば、ＰＬＬ回路等）が必要になり、また、特別な回路を用いたとしても、所定の期間を所望の短い期間にすることは容易ではない。
【０００５】
本発明は係る事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、極めて短い期間で音波の周波数を変化させることができ、コウモリや鳥類などの動物を効果的に忌避することができる動物忌避装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の動物忌避装置は、圧電振動子を含み、その圧電振動子が入力された電気信号により共振し機械振動を起こして音波を発信する発信部と、発信部から発信された音波の一部を受信し、機械振動から電気信号を生じさせて出力する受信部と、受信部からの電気信号を増幅して発信部に出力する帰還回路と、を有する音波発生ブロックと、音波発生ブロックを収容し、発信部の発信部ケースと受信部の受信部ケースとを、圧電振動子が共振する周波数が揺らぐように所定間隔でもって露出した状態で設けた筐体と、を備えてなることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の動物忌避装置は、請求項１に記載された動物忌避装置において、前記筐体は少なくとも１つの平面を有し、前記発信部ケースと受信部ケースとを筐体の前記平面に配置したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の動物忌避装置は、請求項１又は２に記載された動物忌避装置において、前記音波発生ブロックを複数個備え、それらの音波発生ブロックから発信する音波の周波数は互いに異なることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の動物忌避装置は、請求項３に記載された動物忌避装置において、前記筐体は少なくとも１つの平面を有し、前記発信部ケースと受信部ケースとを筐体の前記平面に配置し、前記平面に対峙する凸状の反射板を有して前記平面を内壁で囲む椀状体を有して成る雨よけ部が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の動物忌避装置は、請求項３又は４に記載された動物忌避装置において、前記複数個の音波発生ブロックは全てが間欠動作を行い、少なくとも２個の音波発生ブロックは、互いに同期して間欠動作を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る動物忌避装置によれば、発信部と受信部と帰還回路とを有する音波発生ブロックの発信部が発信する音波の周波数を揺らぐようにしたので、コウモリや鳥類などの動物を効果的に忌避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る動物忌避装置１の外観を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】同上の動物忌避装置１の音波発生ブロック１Ａの構成を示すブロック図である。
【図３】同上の動物忌避装置１の発信部２Ｘの構造例を示す拡大断面図である。
【図４】同上の動物忌避装置１の帰還回路３の例を示す回路図である。
【図５】同上の動物忌避装置１の帰還回路３の別の例を示す回路図である。
【図６】同上の動物忌避装置１の実験結果を示す発信部２Ｘのリード端子２４Ｘａにおける波形図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る動物忌避装置１０の内部構成を示すブロック図である。
【図８】同上の動物忌避装置１０の外観の一例を示す正面図である。
【図９】同上の動物忌避装置１０の屋外用に適するようにした例を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面視断面図である。
【図１０】同上の動物忌避装置１０の変形例１０’を示すブロック図である。
【図１１】同上の動物忌避装置１０’の帰還回路の出力端子における出力例の模式的な波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための好ましい形態を図面を参照しながら説明する。第１の実施形態は、主としてコウモリを忌避するのに好適な動物忌避装置１であり、図１にその外観を示している。（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。この動物忌避装置１は、略直方体状の筐体１ａを備え、筐体１ａ内に、後述する発信部２Ｘ、受信部２Ｙ、帰還回路３を有してなる音波発生ブロック１Ａを収容している。また、筐体１ａは、同一の面に、発信部２Ｘの発信部ケース２０Ｘと受信部２Ｙの受信部ケース２０Ｙとを露出した状態で所定間隔でもって設けている。なお、発信部ケース２０Ｘと受信部ケース２０Ｙは、図１では共に略円筒状であるが、形状はこれに限られない。また、筐体１ａも、略直方体状に限定されることはなく、受信部２Ｙが発信部２Ｘから発信された音波の一部を受信できるように、発信部ケース２０Ｘと受信部ケース２０Ｙとを配置できればよい。好ましくは、筐体１ａは少なくとも１つの平面１ａａを有し、この平面１ａａに、発信部２Ｘからの音波の発信を妨げないように、発信部ケース２０Ｘと受信部ケース２０Ｙとを配置する。なお、発信部２Ｘから発信される音波は、多くの場合は超音波帯域のものである。  
【００１４】
図２は、音波発生ブロック１Ａの構成を示すブロック図である。音波発生ブロック１Ａは、前述したように、発信部２Ｘと受信部２Ｙと帰還回路３を有している。発信部２Ｘは、入力された電気信号により機械振動を起こして音波を発信する。受信部２Ｙは、発信部２Ｘから発信された音波の一部を受信し、機械振動から電気信号を生じさせて出力する。帰還回路３は、受信部２Ｙからの電気信号を増幅して発信部２Ｘに出力する。
【００１５】
発信部２Ｘは、圧電振動子２１Ｘを有しており、入力された電気信号が所定の周波数帯域であると、圧電振動子２１Ｘがそれに共振して振動（機械振動）する。この振動は、振幅が最も大きい圧電振動子２１Ｘの固有振動数から前後にずれると徐々に振幅が減少する周波数特性を持つ。この圧電振動子２１Ｘは、急峻な周波数特性（Ｑ値が大きい）の水晶振動子よりも、それほど急峻でないセラミック振動子であることが好ましい。
【００１６】
図３は、発信部２Ｘの構造の例を示す拡大断面図である。この発信部２Ｘは、距離測定などに用いられる超音波センサを流用したものである。発信部２Ｘの発信部ケース２０Ｘは、略円筒状をなし、金属材料のような導電材料製である。発信部ケース２０Ｘの頂部２０Ｘａは、中央部に多数の貫通孔が形成されている。発信部２Ｘの内部には、頂部２０Ｘａに向かってコーン状に広がる形状の共振子２２Ｘと、共振子２２Ｘの最下部に一方の面が接する金属板２３Ｘと、金属板２３Ｘの他方の面に一方の面が接する上記の圧電振動子２１Ｘが設けられている。発信部ケース２０Ｘの底部２０Ｘｂは、２個のリード端子２４Ｘａ、２４Ｘｂの中間部を保持するように形成されている。一方のリード端子２４Ｘａは、その内方側端部がリード線２５Ｘａを介して圧電振動子２１Ｘの他方の面に接続されている。他方のリード端子２４Ｘｂは、その内方側端部がリード線２５Ｘｂを介して金属板２３Ｘの一方の面に接続され、また、その中間部が発信部ケース２０Ｘの底部２０Ｘｂに接続されている。圧電振動子２１Ｘの中央部と発信部ケース２０Ｘの底部２０Ｘｂとの間には、弾力性のある絶縁材２６が設けられている。
【００１７】
発信部２Ｘの一方のリード端子２４Ｘａの外方部は帰還回路３の出力端に接続され、他方のリード端子２４Ｘｂの外方部は接地されることになり、リード端子２４Ｘａに入力された電気信号により、圧電振動子２１Ｘが振動（機械振動）を起こし、その振動が金属板２３Ｘと共振子２２Ｘに伝わって音波を発信する（放射する）のである。なお、図３で示したものは、超音波センサの汎用型の一例であるが、軒下などの雨がかからない場所以外の屋外での使用に適すように、圧電振動子２１Ｘを発信部ケース２０Ｘの頂部２０Ｘａに貫通孔が形成されていない密閉空間に配した密閉型のものとすることもできる。
【００１８】
受信部２Ｙは、発信部２Ｘと別の構造（例えば、圧電振動子２１Ｘのような圧電振動子を含まない構造）とすることも可能であるが、通常は、発信部２Ｘと同様の構造とするのが、性能やコスト等の点から好ましい。この場合、電気信号はリード端子２４Ｘａから帰還回路３に出力される。
【００１９】
図４は、帰還回路３の具体例を示す回路図である。入力端子ＩＮに受信部２Ｙからの電気信号が入力され、これを増幅して出力端子ＯＵＴから発信部２Ｘに出力する。入力端子ＩＮに入力された電気信号は、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、容量Ｃ１、オペアンプＯＰ１からなる反転増幅器ＡＭＰ１により反転増幅されるとともに高周波ノイズが除去される。この反転増幅器ＡＭＰ１の電源は、低電圧電源Ｖ１（例えば、５Ｖ）から供給されている。反転増幅器ＡＭＰ１の反転の基準となる電圧は、基準電圧発生回路ＲＣＩＲが出力する基準電圧Ｖｒｅｆである。基準電圧Ｖｒｅｆは、低電圧電源Ｖ１の電圧を抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４により分圧した電圧であり容量Ｃ２により安定化されている。反転増幅器ＡＭＰ１の出力信号は、容量Ｃ３、抵抗Ｒ５、抵抗Ｒ６、オペアンプＯＰ２からなる反転増幅器ＡＭＰ２により反転増幅されるとともに低周波ノイズが除去される。この反転増幅器ＡＭＰ２の電源も、低電圧電源Ｖ１から供給されている。また、反転増幅器ＡＭＰ２の反転の基準となる電圧は、基準電圧Ｖｒｅｆである。
【００２０】
反転増幅器ＡＭＰ２の出力信号は、スイッチング素子ＳＷＥＬ又は機械スイッチＳＷを介して、抵抗Ｒ７、抵抗Ｒ８、抵抗Ｒ９、トランジスタＴＲ１、容量Ｃ４からなる反転出力回路ＯＣＩＲにより、電圧変換及び反転増幅されて出力端子ＯＵＴから出力される。反転出力回路ＯＣＩＲの電源は、高電圧電源Ｖ２（例えば、１２〜３６Ｖ）から供給されている。
【００２１】
反転増幅器ＡＭＰ２と反転出力回路ＯＣＩＲとの間に設けられているスイッチング素子ＳＷＥＬは、消費電力を少なくするなどの目的のために出力端子ＯＵＴから間欠的に電気信号を出力できる（間欠動作できる）ようにオンオフするものである。また、スイッチング素子ＳＷＥＬと並列に機械スイッチＳＷが設けられ、間欠動作をさせるときは開き、連続動作をさせるときは、閉じて出力端子ＯＵＴから連続して電気信号を出力するようになっている。スイッチング素子ＳＷＥＬの制御のために、三角波発生器ＧＥＮにより発生した三角波の発振信号を、低電圧電源Ｖ１の電圧を抵抗Ｒ１０と抵抗Ｒ１１により分圧した電圧とオペアンプＯＰ３により比較し、所定周期（例えば、０．１〜１０秒程度）のＰＷＭ信号を生成してスイッチング素子ＳＷＥＬの制御端子に出力するＰＷＭ生成回路ＰＣＩＲが設けられている。間欠動作をさせるとき、スイッチング素子ＳＷＥＬがオフすると、反転増幅器ＡＭＰ２から反転出力回路ＯＣＩＲに信号が伝わらず、帰還回路３の入力端子ＩＮから出力端子ＯＵＴまでの帰還ループにおける信号処理の経路が断たれて、出力端子ＯＵＴからは有効な電気信号は出力されない。なお、反転増幅器ＡＭＰ２と反転出力回路ＯＣＩＲとの間にスイッチング素子ＳＷＥＬと機械スイッチＳＷを設けるかわりに、図５に示すように、反転増幅器ＡＭＰ１及び反転増幅器ＡＭＰ２の電源と低電圧電源Ｖ１との間にスイッチング素子ＳＷＥＬと機械スイッチＳＷを設けるようにしてもよい。この場合、間欠動作をさせるときにスイッチング素子ＳＷＥＬがオフしたとき、反転増幅器ＡＭＰ１及び反転増幅器ＡＭＰ２の電源に低電圧電源Ｖ１からの電力が供給されないので、それらが動作せず、帰還回路３の入力端子ＩＮから出力端子ＯＵＴまでの帰還ループにおける信号処理の経路が断たれる。図５の回路では、より消費電力を少なくすることができる。
【００２２】
次に、動物忌避装置１の動作を説明する。発信部２Ｘにおいては、入力された電気信号に応じて発信された音波の多くは外部に向かって広がって行くが、一部は、受信部２Ｙにおいて受信される。受信された音波は電気信号に変換され、帰還回路３に出力される。その際、帰還回路３に出力される電気信号は、発信部２Ｘに入力された電気信号よりも、発信部ケース２０Ｘと受信部ケース２０Ｙとの距離Ｌ（図１参照。）に依存して遅延する。また、帰還回路３では、入力された電気信号は反転や増幅などしながら遅延して発信部２Ｘに出力される。こうして構成された帰還ループを経て、発信部２Ｘに入力された電気信号が帰還される。そのとき、所定の周波数帯域内であれば圧電振動子２１Ｘが共振し、発信部２Ｘからは継続して音波が発信される。
【００２３】
ここで、圧電振動子２１Ｘが共振する周波数（共振周波数成分の中央値）は、発信部ケース２０Ｘと受信部ケース２０Ｙとの距離Ｌに依存して変わる。そして、この共振の周波数が圧電振動子２１Ｘの固有振動数からずれている場合は、共振の周波数の微妙な変化、すなわち周波数の揺らぎ（ジッター）が生じる。この周波数の揺らぎは、発信部２Ｘから発信される音波の周波数の揺らぎとなる。つまり、周期毎、すなわち極めて短い期間で音波の周波数が変化することになる。そうすると、音波に対する慣れを防止し、エコーロケーションの能力を効果的に混乱させてコウモリを忌避することができるのである。また、発信部２Ｘから発信されて受信部２Ｙに受信されるまでの音波の遅延が外部環境（風や温度等）の時々刻々の変化に応じて微妙に変化したり、コウモリの発する音波の一部を受信部２Ｙが受信したりするため、発信部２Ｘから発信される音波の周波数の揺らぎは極めて複雑になり、このことは更に忌避効果を高めることになる。
【００２４】
図６は、距離Ｌを変化させて実験したときの発信部２Ｘのリード端子２４Ｘａにおける波形図であって、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、Ｌ＝４０ｍｍ、３０ｍｍ、１０ｍｍの場合のものである。圧電振動子２１Ｘは、固有振動数が４０ｋＨｚのセラミック振動子を選択した。帰還回路３のオペアンプはＮＥＣ製４５５８を用い、高電圧電源Ｖ２を１２Ｖとした。また、帰還回路３は間欠動作をさせなかった。図６においては、８Ｖ程度の振幅の波形が観察できる。Ｌ＝４０ｍｍの場合には、共振の周波数は圧電振動子２１Ｘの固有振動数である４０ｋＨｚであった。Ｌ＝３０ｍｍ、１０ｍｍの場合は、共振の周波数は４０ｋＨｚの近傍であり、周波数の揺らぎが生じた。その揺らぎは、Ｌ＝３０ｍｍ、１０ｍｍで若干異なっているが、±１ＫＨｚ程度の広い範囲である。このように、圧電振動子２１Ｘをセラミック振動子とし、適度な距離Ｌとすると、十分に広い範囲の揺らぎが得られることが分かる。この適度な距離Ｌを所定間隔として、発信部ケース２０Ｘと受信部ケース２０Ｙとを配置すればよい。
【００２５】
次に、わが国に生息し住宅に棲みつくもので最も数が多いと言われているアブラコウモリ（いわゆるイエコウモリ）を対象にして本願発明者が行った実験方法及び実験結果について説明する。まず、コウモリの発する音波の周波数を測定したところ、４０ＫＨｚであった。そこで、動物忌避装置１について、発信部２Ｘの圧電振動子２１Ｘは固有振動数が４０ＫＨｚのセラミック振動子を選択し、発信部ケース２０Ｘと受信部ケース２０Ｙとの距離Ｌを３０ｍｍとした。高電圧電源Ｖ２を１２Ｖとすると、コウモリを忌避できる距離は、無風で７〜８ｍ、追い風で８〜１０ｍ、逆風で４〜５ｍであった。家屋における巣の入口に向かって出力して実験したところ、普段は１〜３回旋回して巣の入口に入るのが、約０．５ｍ〜１ｍ程距離を誤り、誤った場所から歩いて巣の入口に入るのが２匹おり、何処かに飛び去ったのが３匹いた。別の実験として、動物忌避装置１を糞害が甚だしかった３つの場所に３ヶ月設置して実験したところ、糞は一滴も落ちていなかった。
【００２６】
次に、第２の実施形態を説明する。第２の実施形態は、主として鳥類を忌避するのに好適な動物忌避装置１０であり、図７に動物忌避装置１０の内部構成のブロック図を示す。この動物忌避装置１０は、音波発生ブロック１Ａの他に、それと同様の構成である音波発生ブロック１Ｂ、１Ｃを有するものである。すなわち、音波発生ブロック１Ｂ、１Ｃは、それぞれ、音波発生ブロック１Ａの発信部２Ｘ、受信部２Ｙ、帰還回路３と同様の、発信部２ＢＸ、２ＣＸ、受信部２ＢＹ、２ＣＹ、帰還回路３Ｂ、３Ｃを備えている。音波発生ブロック１Ａ、１Ｂ、１Ｃのそれぞれに含まれる圧電振動子は、固有振動数が互いに異なるものを用いる。それにより、音波発生ブロック１Ａ、１Ｂ、１Ｃから発信する音波の周波数は、鳥類の聴覚に反応する帯域にあるものの、互いに異なるものにする。なお、動物忌避装置１０が発信する音波のエネルギーを増加するために、発信部２Ｘ、２ＢＸ、２ＣＸをそれぞれ２個以上にし、例えば、図８に示すように、受信部ケース２０Ｙ、２０ＢＹ、２０ＣＹのそれぞれの周りに２個以上の発信部ケース２０Ｘ、２０ＢＸ、２０ＣＸを設けるようにしてもよい。
【００２７】
図９に示すのは、軒下などの雨がかからない場所以外でも設置できるように、すなわち、屋外の設置場所の自由度を広げるように、雨よけ部４を設けるようにしたものである。なお、図９においては、理解のため、隠れている線で必要なものは破線で示し、また、その（ｂ）では、筐体１ａなどについては断面でなく側面視のものを示している。この雨よけ部４は、筐体１ａの発信部ケース２０Ｘ、２０ＢＸ、２０ＣＸと受信部ケース２０Ｙ、２０ＢＹ、２０ＣＹとが配置される平面１ａａを内壁で囲む椀状体４ａを有して成る。椀状体４ａは、その開口部の縁部４ａａが接合するように固定部材４ｄ１、４ｄ１を用いて支柱体４ｂに取り付けられている。また、筐体１ａは、その底部１ａｂが接合するように固定部材４ｄ２、４ｄ２を用いて支柱体４ｂに取り付けられている。椀状体４ａの底部４ａｂの内壁には、多少の隙間をあけて略円盤状の反射板４ｃが固定部材４ｄ３、４ｄ３を用いて取り付けられている。反射板４ｃは、筐体１ａの平面１ａａに対峙しており、中心に向かうにつれて平面１ａａに近づくような凸状の形状である。反射板４ｃは、金属材料のような導電材料製である。椀状体４ａの底部４ａｂには、小径の貫通孔４ａｃ、４ａｃ、・・・が形成されている。
【００２８】
この雨よけ部４を設けた動物忌避装置１は、発信部ケース２０Ｘ、２０ＢＸ、２０ＣＸから発信した音波は反射板４ｃで反射して外部に放射される。なお、反射板４ｃの形状により、放射の広がりが調整可能である。そして、雨よけ部４の支柱体４ｂは適当な場所に適当な角度で設置されるが、どのような角度で設置されても、椀状体４ａと反射板４ｃにより、筐体１ａの発信部ケース２０Ｘ、２０ＢＸ、２０ＣＸと受信部ケース２０Ｙ、２０ＢＹ、２０ＣＹに雨が直接かかることがないようになっている。また、椀状体４ａの底部４ａｂに形成されている小径の貫通孔４ａｃ、４ａｃ、・・・からは、椀状体４ａの内側に入ってきた風が通過して行くので、椀状体４ａと支柱体４ｂの接合部などの破壊が防止される。また、小径の貫通孔４ａｃ、４ａｃ、・・・からは、椀状体４ａの底部４ａｂが斜め下或いは真下になるように設置されたときは、雨水が排出されるので、筐体１ａの発信部ケース２０Ｘ、２０ＢＸ、２０ＣＸと受信部ケース２０Ｙ、２０ＢＹ、２０ＣＹが雨水に浸ることはない。
【００２９】
この動物忌避装置１０を用いてカラスとムクドリを対象にして本願発明者が行った実験方法及び実験結果について説明する。発信部２Ｘ、２ＢＸ、２ＣＸの圧電振動子は、固有振動数が３２ＫＨｚ、４０ＫＨｚ、２５ＫＨｚのセラミック振動子を選択した。発信部２Ｘ、２ＢＸ、２ＣＸから発信される音波は、超音波帯域のものであり、連続動作させた。高電圧電源Ｖ２は３６Ｖとした。
【００３０】
電柱２０本に止まっている１５０羽ほどのカラスに照射したところ、首を左右に傾げた後、一斉に逃げたりしばらくして逃げたりして、２分以内に全ていなくなった。この照射を２０日ほど続けると、カラスの数は３分の１程度に減り、止まる電柱は数本程度に限られるようになった。一方、動物忌避装置１０の構成によらず上記３種類の周波数の音波を発信するだけ（受信せず）の比較実験を行ったが、カラスを忌避できる効果は確認できなかった。このことより、音波発生ブロック１Ａ、１Ｂ、１Ｃから発信する音波の周波数の揺らぎが鳥類においても忌避効果をもたらしているものと考えられる。また、音波の周波数差によって生じるうなり現象がそれぞれの音波の周波数の揺らぎによって複雑になり、それらが特に鳥類における忌避効果に寄与しているものと考えられる。
【００３１】
また、ロータリーの樹木、電柱、電線に止まっている１０００羽ほどのムクドリに、５〜１０ｍ程度の距離から照射した。直後に一斉に逃げ、５０羽ほど残った。翌日以降の残った数も余り変化はなく、減少したままだった。
【００３２】
次に、第２の実施形態の細部を変形した実施形態を説明する。この実施形態の動物忌避装置１０’は、図７のブロック図で示される音波発生ブロック１Ａ、１Ｂ、１Ｃが、全て間欠動作を行い、少なくとも２個のブロックが互いに同期して間欠動作を行うようにしたものである。図１０に、その具体例を示している。音波発生ブロック１Ａ’、１Ｂ’、１Ｃ’の帰還回路３’、３Ｂ’、３Ｃ’におけるそれぞれの入力端子ＩＮの符号は、ＩＮ−Ａ、ＩＮ−Ｂ、ＩＮ−Ｃとし、出力端子ＯＵＴの符号は、ＯＵＴ−Ａ、ＯＵＴ−Ｂ、ＯＵＴ−Ｃとしている。各帰還回路３’、３Ｂ’、３Ｃ’は、図５で示した回路を少し変形したものであり、符号ＡＭＰ１、ＡＭＰ２、ＲＣＩＲ、ＰＣＩＲ、ＯＣＩＲで示すものは上述したものと同じ回路である。ＰＷＭ生成回路ＰＣＩＲは、帰還回路３Ｃ’には設けられていない。音波発生ブロック１Ａ’のＰＷＭ生成回路ＰＣＩＲの出力信号を分周回路ＤＩ−Ａ１により分周してその出力信号を音波発生ブロック１Ｃ’のスイッチング素子ＳＷＥＬの制御端子に出力するとともに、更に分周回路ＤＩ−Ａ２により分周することで分周比を変えてその出力信号を音波発生ブロック１Ａ’のスイッチング素子ＳＷＥＬの制御端子に出力する。なお、分周回路は周知技術なのでその詳細な説明は省略する。こうして、音波発生ブロック１Ａ’、１Ｃ’が互いに同期して間欠動作を行う。音波発生ブロック１Ｂ’では、そのＰＷＭ生成回路ＰＣＩＲの出力信号を分周回路ＤＩ−Ｂにより分周してその出力信号を音波発生ブロック１Ｂ’のスイッチング素子ＳＷＥＬの制御端子に出力する。音波発生ブロック１Ｂは音波発生ブロック１Ａ’、１Ｃ’と同期せずに間欠動作を行う。
【００３３】
例えば、音波発生ブロック１Ａ’のＰＷＭ生成回路ＰＣＩＲの出力信号の周期が１秒とし、分周回路ＤＩ−Ａ１の分周比が４分周とし、分周回路ＤＩ−Ａ２の分周比が２分周とし、音波発生ブロック１Ｂ’のＰＷＭ生成回路ＰＣＩＲの出力信号の周期が０．３秒とし、分周回路ＤＩ−Ｂの分周比が４分周とする。そうすると、図１１に示すように、音波発生ブロック１Ａ’、１Ｂ’、１Ｃ’の発信の期間について、ほとんど全ての組み合わせを実現することができる。勿論、発信が全て止まる期間や全てが発信する期間も存在している。このような音波発生ブロック１Ａ’、１Ｂ’、１Ｃ’からの音波の組み合わせにより、複数の種類のうなり現象が生じる。また、発信が全て止まる期間も重要であり、音波から開放された鳥類が飛び立つことも多い。
【００３４】
このように、少なくとも２個の音波発生ブロックが互いに同期していると、音波発生ブロックが全て同期していない場合と比べ、ほぼ確実に発信の期間について全ての組み合わせを設けることができる。上記の例において、２個の音波発生ブロック１Ａ’、１Ｂ’、１Ｃ’を全て同期させることも可能であるが、鳥類が規則性を感得し易くなる可能性があるので、１個は他の音声発生ブロックと同期しないようにするのが好ましい。
【００３５】
動物忌避装置１０’をカラスが多く止まっていた場所で２月間設置した。その期間は、ほぼ全てのカラスは逃げたまま、近辺には飛来してこなかった。
【００３６】
以上、本発明の実施形態に係る動物忌避装置について説明した。動物忌避装置１は、上記のように１個の音波発生ブロックで十分にコウモリの忌避効果を奏する。２個以上含めば、更なるコウモリの忌避効果を奏することになる。また、動物忌避装置１及び音波発生ブロックを２個含む動物忌避装置は、コウモリほどではないが、鳥類の忌避効果を奏する。３個の音波発生ブロック含む動物忌避装置１０は、上記のように十分に鳥類の忌避効果を奏する。４個以上含めば、少なくとも３個と同等以上の鳥類の忌避効果を奏することになる。
【００３７】
本発明は、実施形態に記載したものに限られることなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内でのさまざまな設計変更が可能である。例えば、上記の各図で示した構造又は回路の例は、所望の機能、性能、コストなどに合わせて任意に変更可能なことは勿論である。
【符号の説明】
【００３８】
１、１０      動物忌避装置
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  音波発生ブロック
１ａ      動物忌避装置の筐体
１ａａ    筐体の１つの平面
２Ｘ      発信部
２０Ｘ    発信部ケース
２Ｙ      受信部
２０Ｙ    受信部ケース
２１Ｘ    圧電振動子
３        帰還回路
４        雨よけ部
４ａ      雨よけ部の椀状体
４ｃ      雨よけ部の反射板
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動子を含み、その圧電振動子が入力された電気信号により共振し機械振動を起こして音波を発信する発信部と、発信部から発信された音波の一部を受信し、機械振動から電気信号を生じさせて出力する受信部と、受信部からの電気信号を増幅して発信部に出力する帰還回路と、を有する音波発生ブロックと、
音波発生ブロックを収容し、発信部の発信部ケースと受信部の受信部ケースとを、圧電振動子が共振する周波数が揺らぐように所定間隔でもって露出した状態で設けた筐体と、
を備えてなることを特徴とする動物忌避装置。
【請求項２】
請求項１に記載された動物忌避装置において、
前記筐体は少なくとも１つの平面を有し、前記発信部ケースと受信部ケースとを筐体の前記平面に配置したことを特徴とする動物忌避装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された動物忌避装置において、
前記音波発生ブロックを複数個備え、それらの音波発生ブロックから発信する音波の周波数は互いに異なることを特徴とする動物忌避装置。
【請求項４】
請求項３に記載された動物忌避装置において、
前記筐体は少なくとも１つの平面を有し、前記発信部ケースと受信部ケースとを筐体の前記平面に配置し、
前記平面に対峙する凸状の反射板を有して前記平面を内壁で囲む椀状体を有して成る雨よけ部が設けられていることを特徴とする動物忌避装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載された動物忌避装置において、
前記複数個の音波発生ブロックは全てが間欠動作を行い、少なくとも２個の音波発生ブロックは、互いに同期して間欠動作を行うことを特徴とする動物忌避装置。
【手続補正書】
【提出日】平成22年3月1日(2010.3.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電振動子を含み、その圧電振動子が入力された電気信号により共振し機械振動を起こして音波を発信する発信部と、発信部から発信された音波の一部を受信し、機械振動から電気信号を生じさせて出力する受信部と、受信部からの電気信号を増幅して発信部に出力する帰還回路と、を有する音波発生ブロックと、
音波発生ブロックを収容し、発信部の発信部ケースと受信部の受信部ケースとを所定間隔でもって露出した状態で設けた筐体と、
を備えてなり、
前記圧電振動子が共振する周波数が揺らぎ、それにより発信部が発信する音波の周波数が揺らぐことを特徴とする動物忌避装置。
【請求項２】
請求項１に記載された動物忌避装置において、
前記筐体は少なくとも１つの平面を有し、前記発信部ケースと受信部ケースとを筐体の前記平面に配置したことを特徴とする動物忌避装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された動物忌避装置において、
前記音波発生ブロックを複数個備え、それらの音波発生ブロックから発信する音波の周波数は互いに異なることを特徴とする動物忌避装置。
【請求項４】
請求項３に記載された動物忌避装置において、
前記筐体は少なくとも１つの平面を有し、前記発信部ケースと受信部ケースとを筐体の前記平面に配置し、
前記平面に対峙する凸状の反射板を有して前記平面を内壁で囲む椀状体を有して成る雨よけ部が設けられていることを特徴とする動物忌避装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載された動物忌避装置において、
前記複数個の音波発生ブロックは全てが間欠動作を行い、少なくとも２個の音波発生ブロックは、互いに同期して間欠動作を行うことを特徴とする動物忌避装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の動物忌避装置は、圧電振動子を含み、その圧電振動子が入力された電気信号により共振し機械振動を起こして音波を発信する発信部と、発信部から発信された音波の一部を受信し、機械振動から電気信号を生じさせて出力する受信部と、受信部からの電気信号を増幅して発信部に出力する帰還回路と、を有する音波発生ブロックと、音波発生ブロックを収容し、発信部の発信部ケースと受信部の受信部ケースとを所定間隔でもって露出した状態で設けた筐体と、を備えてなり、前記圧電振動子が共振する周波数が揺らぎ、それにより発信部が発信する音波の周波数が揺らぐことを特徴とする。