(57)【要約】【課題】水平方向に離れた位置で発生した振動の検出感度が向上する振動検出装置を提供する。【解決手段】振動検出装置１００は、振動センサ１０２と少なくとも１つの第１の振動伝達部１０３と第２の振動伝達部１０４とを有する。振動センサ１０２は、コア部１０５に設けられており、コア部１０５に生じた振動を検知する。第１の振動伝達部１０３はコア部１０５から延伸している。第２の振動伝達部１０４は、第１の振動伝達部１０３に設けられ、第１の振動伝達部１０３の延伸方向と略垂直方向に広がっている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア部に設けられ、前記コア部に生じた振動を検知する振動センサと、
前記コア部から延伸した少なくとも１つの第１の振動伝達部と、
前記第１の振動伝達部に設けられ、前記第１の振動伝達部の延伸方向と略垂直方向に広がる第２の振動伝達部と、を有する振動検出装置。
【請求項２】
前記第２の振動伝達部は平板形状である、請求項１に記載の振動検出装置。
【請求項３】
前記第２の振動伝達部は、前記第１の振動伝達部から前記略垂直方向に広がる複数の翼部から構成される、請求項１に記載の振動検出装置。
【請求項４】
前記第２の振動伝達部は、前記第１の振動伝達部の少なくとも１つに対して複数設けられている、請求項１から３のいずれか１項に記載の振動検出装置。
【請求項５】
前記第２の振動伝達部は、前記第１の振動伝達部の少なくとも１つに対して複数設けられており、
同一の前記第１の振動伝達部に設けられた複数の前記第２の振動伝達部の前記翼部は、該第１の振動伝達部の前記延伸方向から見て、互いに重ならないように配置されている、請求項３に記載の振動検出装置。
【請求項６】
前記第２の振動伝達部は、前記第１の振動伝達部の、前記コア部とは反対側の端部近傍に、設けられている、請求項１から５のいずれか１項に記載の振動検出装置。
【請求項７】
前記第１の振動伝達部が複数設けられており、
前記複数の第１の振動伝達部は、前記コア部から互いに異なる方向に延伸している、請求項１から６のいずれか１項に記載の振動検出装置。
【請求項８】
前記振動センサを保護するカバーをさらに有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の振動検出装置。
【請求項９】
使用時に振動を伝達する媒体中に埋設される、請求項１から８のいずれか１項に記載の振動検出装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の振動検出装置を備え、前記振動検出装置の前記振動センサからの信号に基づき前記振動検出装置の設置領域を監視する監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動の検出、特に土地やコンクリート等の媒体中を伝達する振動の検出を行う振動検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、侵入者による盗難、破壊もしくは情報の流出を防ぐため、または侵入者から人身の安全を確保するため、不正侵入を阻止するセキュリティ技術に対する関心が高まっている。一般家庭や各種の施設においては、不正侵入を阻止するため、敷地境界にフェンスが設けられることが多い。しかし、フェンスで不正侵入を阻止するには限界がある。そのため、不正な侵入者を検出する検出装置が必要になっている。
【０００３】
特許文献１は、地中の振動を検出する振動センサを備えた防犯装置を開示している。この防犯装置は、一方向に延びる振動伝達部材と、振動伝達部材に取り付けられた振動センサと、を備えている。特許文献１の図５に示された防犯装置は、振動センサの位置から６方向に延びる振動伝達部材を有している。振動伝達部材はバラスにより覆われている。この防犯装置は、振動伝達部材の延在方向が地表面と平行になるように、地中に埋設される。防犯装置のバラスの上を人が歩くと、バラスが動いて振動伝達部材に突き当たり、振動伝達部材に振動が発生する。この振動は、振動伝達部材を通じて振動センサへと伝達される。振動センサは振動伝達部材中を伝達した振動を検出する。このようにして、防犯装置は、人の歩行によって生じた地中の振動の検出によって、人の進入を検知することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５８００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の図５に示された防犯装置では、バラスに覆われた振動伝達部材は地表面に平行に広がっている。そのため、バラスおよび振動伝達部材は、振動伝達部材の直上で生じ、かつ地表面に対して略垂直な方向に伝播する振動を好適に捉えることができると考えられる。しかしながら、振動伝達部材から水平方向に離れた位置で生じ、かつ地表面に対して略平行な方向に伝播する振動を捉える感度は比較的低いと考えられる。
【０００６】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、振動の検出感度、より具体的には装置から離れた位置で発生した振動の検出感度を向上することができる振動検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態における振動検出装置は、振動センサと少なくとも１つの第１の振動伝達部と第２の振動伝達部とを有する。振動センサは、コア部に設けられており、コア部に生じた振動を検知する。第１の振動伝達部はコア部から延伸している。第２の振動伝達部は、第１の振動伝達部に設けられており、第１の振動伝達部の延伸方向と略垂直方向に広がっている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、振動の検出感度、より具体的には振動検出装置から水平方向に離れた位置で発生した振動の検出感度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態における振動検出装置の斜視図である。
【図２】第１の実施形態における使用時の振動検出装置の側面図である。
【図３】第１の実施形態における振動検出装置の断面図である。
【図４】地中を伝播する振動の種類を示す概念図である。
【図５】第２の実施形態における振動検出装置の斜視図である。
【図６】第３の実施形態における振動検出装置の斜視図である。
【図７】第４の実施形態における振動検出装置の斜視図である。
【図８】第５の実施形態における振動検出装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本発明の振動検出装置は、振動の検出、特に土地やコンクリート等の媒体に発生した振動の検出を行う。
【００１１】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態における振動検出装置の斜視図である。図２は、使用時の振動検出装置の側面図である。図３は、第１の実施形態における振動検出装置の断面図である。
【００１２】
振動検出装置１００は、コア部１０５と、振動センサ１０２と、少なくとも１つの第１の振動伝達部１０３と、第２の振動伝達部１０４と、を有する。振動センサ１０２は、コア部１０５に設けられており、コア部１０５に生じた振動を検出する。具体的には、振動センサ１０２は、コア部１０５の上面に配置されている。
【００１３】
振動センサ１０２は、コア部１０５を伝達する振動を検出できればどのようなものであっても良い。振動センサ１０２は、例えば、圧電体を有する圧電型の振動センサや磁石およびコイルを有する導電型の振動センサなどであって良い。圧電型の振動センサの一例としては、インターデジタル変換器（交差指状電極）を有するＳＡＷ共振子および圧電体を有するセンサがある。
【００１４】
振動検出装置１００は、第１の振動伝達部１０３を有する。第１の振動伝達部１０３はコア部１０５から一方向に延伸している。図１に示す例では、振動検出装置１００は８つの第１の振動伝達部１０３を有しているが、振動検出装置１００は少なくとも１つの第１の振動伝達部１０３を有していれば良い。ただし、振動検出装置１００の上方で発生した振動を効率よく検出するため、複数の第１の振動伝達部１０３がコア部１０５から互いに異なる方向に放射状に延伸していることが好ましい。第１の振動伝達部１０３は、図１に示すように、円柱形状であって良い。複数の第１の振動伝達部１０３が存在する場合、振動センサ１０２は、円板形状であって、複数の第１の振動伝達部１０３の中心位置に置かれていることが好ましい。
【００１５】
第２の振動伝達部１０４は、第１の振動伝達部１０３の延伸方向と略垂直な方向に広がっている。第２の振動伝達部１０４は、第１の振動伝導部１０３の、コア部１０５とは反対側の端部近傍に設けられている。第２の振動伝達部１０４は、振動の捕捉および伝達のため、平板形状であることが好ましい。この場合、第２の振動伝達部１０４は、第１の振動伝導部１０３を中心に等方的に広がっていて良い。
【００１６】
第１および第２の振動伝達部１０３，１０４は、図３に示すように中実構造であって良い。これに代えて、第１および第２の振動伝達部１０３，１０４は、パイプのような中空構造であってもよい。第１および第２の振動伝達部１０３，１０４の材料は、金属やプラスチックなど、振動の伝達が可能であれば任意の材料であって良い。
【００１７】
第２の振動伝達部１０４は、第１の振動伝達部１０３と一体的に形成されていて良い。また、コア部１０５は、第１の振動伝達部１０３と一体的に形成されていて良い。コア部１０５の、振動センサ１０２の位置とは反対側の端部は先細りしていて良い。
【００１８】
振動検出装置１００は、図１に示すように、コア部１０５に設けられた振動センサ１０２を覆うカバー１０１を有していて良い。カバー１０１は、振動センサ１０２を覆っており、振動センサ１０２を保護している。カバー１０１は、振動センサ１０２の位置から上方に延びていて良い。カバー１０１の内部には、通信装置１０６や電池（不図示）等の様々な部品が搭載されていても良い。
【００１９】
図２に示すように、振動検出装置１００は、使用時に地中に埋められる。振動検出装置１００は、第１の振動伝達部１０３が地表面７００に平行になり、第２の振動伝達部１０４が地表面７００に対し略垂直に広がるように埋没される。
【００２０】
図２に示すように、振動検出装置１００の大部分は地中に埋没されるが、カバー１０１の一部が地表面７００から露出しも良い。この場合、カバー１０１を透明な材料で構成し、カバー１０１内に太陽電池を収容しても良い。なお、図２に示す例の代わりに、振動検出装置１００全体が地中に埋没されても良い。
【００２１】
振動検出装置１００の上で発生し、地表面７００に対して略垂直方向に伝播する振動は、主に第１の振動伝達部１０３により捉えられる。一方、第２の振動伝達部１０４は、地表面７００に略垂直に広がっているので、地表面７００に沿った方向に伝播する振動を主に捉えることができる。このように、第１の振動伝達部１０３と第２の振動伝達部１０４により、様々な方向に伝播する振動を捉えることができるため、振動検出装置１００の感度が向上する。
【００２２】
一般的に、振動には、図４に示すように、振動源８０４から地表面７００に沿って円形に伝わる表面波（境界波）８０５と、振動源８０４から球状（放射状）に伝わる実体波８０６と、がある。表面波８０５には、地表面７００に対して平行方向に振動するラブ波８０７と、地表面７００に対して垂直方向に振動するレーリー波８０８とがある。実体波８０６には、縦波として伝播するＰ波８０９と、横波として伝播するＳ波８１０と、がある。
【００２３】
表面波８０５は実体波８０６と比較して減衰し難いということが知られている。上記の振動検出装置１００では、第２の振動伝達部１０４が、地表面７００に略垂直な方向に広がっているので、表面波８０５を効率よく捉えることができる。したがって、この振動検出装置１００は、振動検出装置と水平方向に離れた地点で振動が発生した場合であっても、地表面７００に沿った方向に伝播する振動を検出する感度が特に向上する。
【００２４】
このように地表面７００に沿って伝播する振動の検出感度が向上するため、１つの振動伝達装置１００がカバーできる検出領域が広がる。その結果、広大な領域を監視するために必要な振動伝達装置１００の数が減少し、設置費用が抑えられるという利点がある。
【００２５】
カバー１０１内に搭載された通信装置１０６は、遠隔地に置かれた警報機またはモニタ等と有線または無線により通信する。この通信装置１０６は、配線１０７を介して振動センサ１０２から信号を受信し、当該信号に応じて警報機またはモニタ等と通信する。例えば、通信装置１０６は、振動センサ１０２からの信号が所定の閾値を超えた場合に、遠隔地にある警報機またはモニタに信号を送信すれば良い。このように、振動検出装置１００は、警報機またはモニタと協働することで、振動を監視する監視システムとして利用できる。つまり、この監視システムは、振動検出装置１００の振動センサ１０２からの信号に基づき振動検出装置１００の設置領域を監視することができる。
【００２６】
振動検出装置１００を含む監視システムは、例えば、敷地内へ侵入した侵入者の歩行振動に伴う地面の振動を検出することができる。また、この監視システムは、崖崩れなどを検出する装置、または田畑などへの鳥獣の侵入を検出する装置等としても利用できる。
【００２７】
図２は地中に設置された振動検出装置１００を示しているが、振動検出装置１００は、振動の検出が可能であれば、地中に限らず、土地やコンクリート等の任意の媒体中に設置されても良い。
【００２８】
［第２の実施形態］
図５は、第２の実施形態に係る振動検出装置の斜視図である。第２の実施形態に係る振動検出装置２００は、第１および第２の振動伝達部の形状を除き、第１の実施形態の振動検出装置１００と同様の構成を有する。第１の実施形態の振動検出装置と同様の構成については、同一の符号が付されており、その説明を省略する。
【００２９】
第２の実施形態では、第１の振動伝達部２０３は長方体形状である。また、第２の振動伝達部２０４は正八角形の平板形状である。本実施形態に代えて、第１の振動伝達部２０３は三角柱や六角柱等であっても良い。また、第２の振動伝達部２０４は四角形や六角形等の平板形状であっても良い。このように、第１の振動伝達部２０３および第２の振動伝達部２０４は、振動検出装置２００が設置されている媒体の振動を捉え、コア部１０５に振動を伝達することができる限り、どのような形状であっても良い。
【００３０】
［第３の実施形態］
図６は、第３の実施形態に係る振動検出装置の斜視図である。第３の実施形態に係る振動検出装置３００は、第２の振動伝達部の形状および位置を除き、第１の実施形態の振動検出装置と同様の構成を有する。第１の実施形態の振動検出装置と同様の構成については、同一の符号を付しており、その説明を省略する。
【００３１】
第３の実施形態では、第２の振動伝達部３０４は、第１の振動伝達部１０３から略垂直方向に放射状に広がる複数の翼部３０９から構成される。複数の翼部３０９は互いに同一面上に配置されていて良い。この場合であっても、第２の振動伝達部３０４は、使用時に、地表面７００に略垂直な方向に広がっているので、主に地表面７００に沿った方向に伝播する振動を効果的に捉えることができる。
【００３２】
第２の振動伝達部３０４の各々の翼部３０９は、円柱形状となっており、細長く延伸している。細長く延伸した翼部３０９は、平板と比較すると振動を伝達しやすい。したがって、小さな振動に対する第２の振動伝達部３０４の感度が向上する。
【００３３】
［第４の実施形態］
図７は、第４の実施形態に係る振動検出装置の斜視図である。第４の実施形態に係る振動検出装置４００は、第２の振動伝達部の数を除き、第１の実施形態の振動検出装置と同様の構成を有する。第１の実施形態の振動検出装置と同様の構成については、同一の符号を付しており、その説明を省略する。
【００３４】
第４の実施形態では、第２の振動伝達部４０４は、１つの第１の振動伝達部１０３に２か所設けられている。具体的には、同一の第１の振動伝達部１０３に設けられた２つの第２の振動伝達部４０４は互いに離間している。この実施形態の代わりに、第２の振動伝達部４０４は、１つの第１の振動伝達部１０３に対して３か所以上設けられていても良い。図７では、第２の振動伝達部４０４は円板形状である。しかし、第２の振動伝達部４０４は、第２の実施形態や第３の実施形態で説明した形状であっても良い。
【００３５】
同一の第１の振動伝達部１０３に複数の第２の振動伝達部４０４が設けられている場合、コア部１０５に近い位置に配置された第２の振動伝達部４０４は、主に、振動源から斜め方向に伝播する振動を捉える。なお、斜め方向に伝播する振動を効果的に捉えるため、コア部１０５に近い方の第２の振動伝達部４０４は、第１の振動伝達部１０３の先端に近い方の第２の振動伝達部４０４よりも大きくても良い。
【００３６】
［第５の実施形態］
図８は、第５の実施形態に係る振動検出装置の斜視図である。第５の実施形態に係る振動検出装置５００は、第２の振動伝達部の数および形状を除き、第３の実施形態の振動検出装置と同様の構成を有する。第３の実施形態の振動検出装置と同様の構成については、同一の符号を付しており、その説明を省略する。
【００３７】
第５の実施形態では、第２の振動伝達部５０４は、第１の振動伝達部１０３から略垂直な方向に広がる複数の翼部５０９から構成される。複数の翼部５０９は互いに同一面上に配置されていて良い。複数の翼部５０９は細長く延伸している。図８では、翼部５０９は円板形状となっている。これに代えて、複数の翼部５０９は、振動を捉えて伝達することができれば、どのような形状であっても良い。
【００３８】
第５の実施形態では、複数の翼部５０９から構成される第２の振動伝達部５０４は、１つの第１の振動伝達部１０３に対して複数か所設けられている。複数の第２の振動伝達部５０４により、振動の検出感度をより向上させることができる。
【００３９】
また、同一の第１の振動伝達部１０３に設けられた複数の第２の振動伝達部５０４のうちの一の第２の振動伝達部の翼部５０９は、第１の振動伝達部１０３の前記延伸方向から見て、他の第２の振動伝達部の翼部５０９と重ならない位置に配置されている。言い換えると、翼部５０９の延伸方向は、同一の第１の振動伝達部１０３に設けられた複数の第２の振動伝達部５０４ごとに異なっている。
【００４０】
これにより、第１の振動伝達部１０３の最先端に設けられた第２の振動伝達部５０４が捉えられなかった地表面に略平行な方向に伝播する振動は、よりコア部１０５に近い位置の第２の振動伝達部５０４によって捉えられることになる。その結果、地表面に略平行な方向に伝播する振動をより効率的に捉えることができる。
【００４１】
以上、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲の趣旨または範囲から逸脱しない限り、さまざまな変更及び修正が可能であることを理解されたい。例えば、第１〜第５の実施形態で説明した各々の構成を可能な限り自由に組合せることが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１００，２００，３００，４００，５００  振動検出装置
１０１  カバー
１０２  振動センサ
１０３，２０３  第１の振動伝達部
１０４，２０４，３０４，４０４，５０４  第２の振動伝達部
１０５  コア部
１０６  通信装置
３０９，５０９  翼部
【図１】
2015021820.tif 000003
【図２】
2015021820.tif 000004
【図３】
2015021820.tif 000005
【図４】
2015021820.tif 000006
【図５】
2015021820.tif 000007
【図６】
2015021820.tif 000008
【図７】
2015021820.tif 000009
【図８】
2015021820.tif 000010