(57)【要約】【課題】検知対象物の水面への接近や接触に加えて、水中における検知対象物の挙動を高い感度で検知することができ、しかも、水中における検知対象物の接触を検知することができる物体検知センサのセンサ素子を提供する。【解決手段】センサ素子１１の素子本体１１ａは、誘電性の母材１３にコイル状炭素繊維１２が分散されて構成されている。母材１３中には、素子本体１１ａを変形し易くするための多数の微少な気泡１３ａが形成されている。センサ素子１１は、気泡１３ａによって素子本体１１ａが変形し易くなったことにより、弾性変形し易くなり、この弾性変形によって母材１３中のコイル状炭素繊維１２が変形し易くなる。この結果、センサ素子１１のインピーダンスは、センサ素子１１に加わる圧力変化に対してより大きく変化する。ゆえに、センサ素子１１の感度が向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル形状に基づくインダクタンス（Ｌ）成分、容量（Ｃ）成分及び抵抗（Ｒ）成分を有してＬＣＲ共振回路として機能するコイル状炭素繊維を、誘電性の母材中に分散させて構成された素子本体を備えるセンサ素子において、
前記母材中には、前記素子本体を変形し易くするための空間部を形成したことを特徴とするセンサ素子。
【請求項２】
前記空間部を、前記母材の原料を発泡させることにより生成した気泡により構成したことを特徴とする請求項１に記載のセンサ素子。
【請求項３】
前記空間部を、前記センサ素子を成形する金型内の中子によって形成したことを特徴とする請求項１に記載のセンサ素子。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のセンサ素子における前記素子本体に対して一対の電極を電気的に接続するとともに、高周波発振回路と、前記センサ素子からの出力信号を検知する検波回路とを前記電極間に接続したことを特徴とする物体検知センサ。
【請求項５】
請求項４に記載の物体検知センサを用いた検知対象物の検知方法であって、
前記センサ素子を水中に配置し、前記出力信号の変化様態に基づいて、検知対象物の水面への接近、検知対象物の水面への到達、検知対象物の水中における挙動、及び、検知対象物の素子本体への接触を認識することを特徴とする物体検知センサを用いた物体検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば人体等の検知対象物を検知する物体検知センサに好適なセンサ素子、物体検知センサ、及び、物体検知センサを用いた物体検知方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような物体検知センサとしては、例えば特許文献１に開示される近接センサがある。この近接センサは、一対の電極板からなる検知部を有し、検知部の静電容量の変化に基づいて検知対象物を非接触状態で検知する。
【０００３】
また、別の物体検知センサとしては超音波センサがある。超音波センサは、超音波発信器から超音波を発信し、検知対象物に当たって反射した超音波を受信器で検知することにより検知対象物を非接触状態で検知する。
【特許文献１】特開２００１−２０３５６５号公報（第２頁及び第３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、例えば高齢者を１人で入浴させるときに、その高齢者の浴槽への接近や、浴槽の湯に入ったり浴槽から出たりする動作や、浴槽の湯に入った状態での挙動や、浴槽の内底に腰を下ろして静止している状態を遠隔的に監視することができれば便利である。
【０００５】
しかしながら、例えば特許文献１の近接センサあるいは超音波センサだけを用いて、高齢者が入浴するときの上記各状態を検知することは困難である。すなわち、空中に設置された近接センサや超音波センサは、水の外の検出範囲における被検知物の存在の有無を非接触状態で検知する構成であるため、高齢者の浴槽への接近を非接触状態で検知することはできるが、高齢者が浴槽の湯の中に入るときの動作や、浴槽の湯に浸かった高齢者の挙動を検知することはできない。また、水中に設置された超音波センサは、水中の検出範囲における被検知物の存在の有無を非接触状態で検知する構成であるため、浴槽の湯に入ってきた高齢者を非接触状態で検知することはできるが、浴槽に入る前の高齢者の浴槽への接近を検知することはできない。また、非検知物の存在を非接触状態で検知する超音波センサは、高齢者が浴槽の内底に腰を下ろして静止している状態を、腰を浮かして静止している状態と区別して検知することはできない。従って、高齢者が浴槽の内底に腰を下ろして静止している状態を検知するためには、超音波センサに加えて、例えば圧力センサや振動センサを浴槽の内底に設置する必要がある。
【０００６】
また、上記特許文献１の近接センサでは、検知対象物を、検知対象物と検知部との間の静電容量の変化に基づいて検知する。このように、静電容量の変化のみに基づいて検知対象物を検知する場合には、検知対象物の移動速度が遅いときに静電容量の時間当たり変化量が微少となり、検知感度が低くなるという問題があった。従って、高齢者が浴槽に入ったり浴槽から出たりする動作を良好に検知することができない。
【０００７】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、検知対象物の水面への接近や接触に加えて、水中における検知対象物の挙動を高い感度で検知することができ、しかも、水中における検知対象物の接触を検知することができる物体検知センサのセンサ素子、同センサ素子を用いた物体検知センサ、及び、物体検知センサを用いた物体検知方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、コイル形状に基づくインダクタンス（Ｌ）成分、容量（Ｃ）成分及び抵抗（Ｒ）成分を有してＬＣＲ共振回路として機能するコイル状炭素繊維を、誘電性の母材中に分散させて構成された素子本体を備えるセンサ素子において、前記母材中には、前記素子本体を変形し易くするための空間部を形成したことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、検知対象物がセンサ素子に接近すると、検知対象物とセンサ素子とにより構成される共振回路のインピーダンスが変化する。このため、このインピーダンスの変化に基づいて検知対象物の接近を検知することができる。従って、検知対象物との間の静電容量の変化のみに基づいて検知対象物の接近を検知する従来の構成に比べて、検知対象物の接近に対する検知感度が向上する。また、空間部により母材が変形し易くなっているため、センサ素子を水中に配置した場合、検知対象物の水中での挙動によって加えられた圧力に対する母材の変形量、さらには、コイル状炭素繊維の変形量が大きくなる。また、検知対象物がセンサ素子に接触することによって加えられた圧力に対する母材及びコイル状炭素繊維の変形量も大きくなる。このため、同圧力の変化に対するコイル状炭素繊維のインピーダンスの変化量が大きくなり、センサ素子のインピーダンスの変化量も大きくなる。従って、検知対象物の水中での挙動に対する検知感度が向上するとともに、センサ素子に対する検知対象物の接触が検知可能となる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記空間部を、前記母材の原料を発泡させることにより生成した気泡により構成したことを特徴とする。
この発明によれば、このような構成によれば、成形されたセンサ素子に対して、空間部を形成するための機械加工を行う必要がないため、その生産性が向上する。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記空間部を、前記センサ素子を成形する金型内の中子によって形成したことを特徴とする。
この発明によれば、このような構成によれば、成形されたセンサ素子に対して、空間部を形成するための機械加工を行う必要がないため、その生産性が向上する。しかも、金型による成形時において空間部の形状の自由度が高くなり、センサ素子の変形し易さを有効に高めることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の接近センサ素子における前記素子本体に対して一対の電極を電気的に接続するとともに、高周波発振回路と、前記センサ素子からの出力信号を検知する検波回路とを前記電極間に接続したことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の物体検知センサを用いた検知対象物の検知方法であって、前記センサ素子を水中に配置し、前記出力信号の変化様態に基づいて、検知対象物の水面への接近、検知対象物の水面への到達、検知対象物の水中における挙動、及び、検知対象物の素子本体への接触を認識することを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、検知対象物の水面への接近、検知対象物の水面への到達、検知対象物の水中における挙動、及び、検知対象物の素子本体への接触を、水中に設置した１つのセンサ素子からの出力信号から認識することができる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の物体検知センサ及び物体検知方法によれば、検知対象物の水面への接近や接触に加えて、水中における検知対象物の挙動を高い感度で検知することができ、しかも、水中における検知対象物の接触を検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、この発明を具体化した一実施形態について図１〜図１５に従って説明する。
図１に示すように、物体検知センサ１０を構成するセンサ素子１１の素子本体１１ａは、誘電体からなる母材１３中に多数のコイル状炭素繊維１２を分散して構成されている。素子本体１１ａには、一対の電極１４が電気的に接続されるとともに、両電極１４間には第１接続線１５を介して検知回路１６が接続されている。さらに、検知回路１６には、第２接続線１７を介してオシロスコープなどの表示装置１８が接続されている。この表示装置１８は、検知回路１６で検知された出力信号の波形を画面上に表示する。なお、電極１４、及び、電極１４と第１接続線１５との接続部分は、絶縁被覆処理されている。
【００１７】
前記センサ素子１１の等価回路を図２に示す。この図２に示すように、コイル状炭素繊維１２はそのコイル形状（螺旋形状）に基づき、電磁気的特性としてそれぞれ固有のインダクタンス（Ｌ）成分、容量（Ｃ）成分及び抵抗（Ｒ）成分（以下、Ｌ成分、Ｃ成分、Ｒ成分又はそれらをまとめてＬＣＲ成分ともいう）を有している。さらに、多数のコイル状炭素繊維１２間は、母材１３による容量成分を介して相互に接続されている。このため、コイル状炭素繊維１２は、前記ＬＣＲ成分に基づくＬＣＲ共振回路を形成すると共に、各コイル状炭素繊維１２と母材１３とは、コイル状炭素繊維１２よりなる多数のＬＣＲ共振回路同士を母材１３の容量成分により結合した複合的な共振回路を形成する。
【００１８】
次に、物体検知センサ１０の電気回路について図３により詳しく説明する。同図３に示すように、前記検知回路１６には、センサ素子１１に高周波信号を印加する高周波発振回路（交流回路）１９、センサ素子１１からの出力信号を増幅する増幅回路２０、その増幅回路２０からの信号及び前記高周波発振回路１９から位相調整回路２１を介する信号が入力される検波回路２２、及び、出力回路２３が備えられている。検波回路２２は、増幅回路２０及び高周波発振回路１９からの各信号を比較し、インピーダンスの変化に対応した電圧信号を出力するようになっている。
【００１９】
センサ素子１１は固有のインピーダンスを有すると共に、検知対象物２４も固有のインピーダンスを有している。センサ素子１１には高周波発振回路１９から所定周波数の高周波信号が印加されているため、センサ素子１１の近傍には交流電界が発生している。また、センサ素子１１のもつ容量（Ｃ）成分のほかに、センサ素子１１と検知対象物２４との間には容量（Ｃ）成分を有していることから、検知対象物２４がセンサ素子１１に接近しているときには、両容量（Ｃ）成分の全体が変動する。そのような全体の変動によって検知対象物２４からセンサ素子１１に到る全体のインピーダンスが変化する。なお、検知対象物２４がセンサ素子１１に接触した場合には、その圧力によるセンサ素子１１の弾性変形によってセンサ素子１１の抵抗（Ｒ）成分、容量（Ｃ）成分及びインダクタンス（Ｌ）成分のうちの少なくとも１つ以上が変動し、その変化によって検知対象物２４からセンサ素子１１に到る全体のインピーダンスが変化する。
【００２０】
そして、前記全体のインピーダンスの変化量がセンサ素子１１に印加された高周波信号の電圧及び位相を変化させ、その変化量が増幅回路２０で増幅されて検波回路２２に入力される。さらに、この入力信号が、高周波発振回路１９から位相調整回路２１を経て検波回路２２に入力される高周波信号と一緒に検波されることにより、検知対象物２４の接近によるインピーダンスの連続的な変化が検知されるようになっている。
【００２１】
前記母材１３はコイル状炭素繊維１２の分散媒であり、電磁気的特性としては容量（Ｃ）成分を有し、弾性樹脂（弾性を有するポリマー）や、エラストマーなどが用いられる。この母材１３として具体的は、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、スチレンと熱可塑性エラストマーとの共重合樹脂等が用いられる。例えばシリコーン樹脂として、信越化学（株）製の商品名、ＫＥ１０３（ＪＩＳ Ａ硬度１８）、ＫＥ１０６（ＪＩＳ Ａ硬度５０）、ＫＥ１２０２（ＪＩＳ Ａ硬度６５）等が挙げられる。スチレンと熱可塑性エラストマーとの共重合樹脂として、（株）クラレの商品名、セプトン樹脂＃４０４３（ＪＩＳ Ａ硬度７６）、＃８１０４（ＪＩＳ Ａ硬度９８）等が挙げられる。ウレタン樹脂として日本ポリウレタン（株）の商品名、コロネート４３８７等が挙げられる。
【００２２】
次に、前記コイル状炭素繊維１２はコイル形状を有していることから、コイル状炭素繊維１２を流れる高周波信号の変化により、前述のようにＬ成分、Ｃ成分及びＲ成分による共振回路を形成するとともに、さらに多数のコイル状炭素繊維１２が母材１３中で複合共振回路を形成し、センサ素子１１全体のインピーダンスが変化する。このため、それらインピーダンスの変化量に基づいて検波回路２２で検知対象物２４の接近を検知することができる。
【００２３】
前記コイル状炭素繊維１２としては一重巻きのコイル状炭素繊維１２、二重巻きのコイル状炭素繊維１２、超弾性コイル又はそれらの混合物等が用いられる。一重巻きのコイル状炭素繊維１２は、一定の線径を有する繊維によるコイルが一定のピッチ（間隔）をおいて一重巻きで螺旋状に延びるように形成されている。二重巻きのコイル状炭素繊維１２は、２本のコイルが交互に密接した状態で螺旋状に延び、従って全体としてほぼ円筒状をなし、中心には空洞が形成されている。超弾性コイルはコイルの直径が大きく、線径が小さいものをいい、弾力性がより大きいコイルのことをいう。
【００２４】
前記一重巻きのコイル状炭素繊維１２は、例えば線径が１ｎｍ〜１μｍ、コイルの直径が１ｎｍ〜１００μｍ、コイルの螺旋ピッチが１ｎｍ〜１００μｍ及びコイルの長さが１００μｍ〜１０ｍｍとなるように構成されている。製造の容易性等の観点から、コイルの直径は１ｎｍ〜１０μｍであることが好ましく、螺旋ピッチは１０ｎｍ〜１０μｍであることが好ましい。さらに、コイルの長さは、母材１３中における分散性を確保するために、１５０μｍ以下であることが好ましい。また、前記二重巻きのコイル状炭素繊維１２は、例えば線径が０．１〜１μｍ、直径が０．０１〜５０μｍ、螺旋ピッチがほぼ０及びコイルの長さが０．１〜１０ｍｍとなるように構成されている。また、前記超弾性コイルは、コイルの直径が５〜１００μｍ、コイルのピッチが０．１〜１０μｍ及びコイルの長さが０．３〜５ｍｍとなるように構成されている。すなわち、コイル状炭素繊維１２とは、炭素繊維が螺旋状に巻回された構造のものに加え、炭素繊維が捻れただけの構造のものをも含む。なお、螺旋状に巻回されたコイル状炭素繊維１２の巻き方向は、コイルの軸線を中心として時計方向（右巻き）又は反時計方向（左巻き）のいずれであってもよい。また、捻れただけの構造のコイル状炭素繊維１２の捻れ方向は、線の軸線を中心として時計方向（右巻き）又は反時計方向（左巻き）のいずれであってもよい。
【００２５】
コイル状炭素繊維１２は、母材１３中においてランダムに配向されていてもよいが、電場や磁場を利用して一定方向に配向させることにより、その配向方向にＬＣＲ共振回路の機能を高く発現させることができる指向性をもたせることができる。また、コイル状炭素繊維１２は、非晶質の炭素繊維により構成されたものでもよいが、非晶質の炭素繊維に加熱処理を施すことによって結晶化されたグラファイト層を有するものにすることもできる。
【００２６】
コイル状炭素繊維１２の含有量は、母材１３に対して１〜２０質量％であることが好ましい。この含有量が１質量％未満の場合には、母材１３中におけるコイル状炭素繊維１２の割合が少なく、センサ素子１１の感度が低下する。一方、コイル状炭素繊維１２の含有量が２０質量％を越える場合には、母材１３中におけるコイル状炭素繊維１２の割合が多くなり過ぎて硬くなり、センサ素子１１の感度が低下すると共に、成形性等も悪くなる傾向を示す。
【００２７】
母材１３中には、多数の微少な空間部としての気泡１３ａ、あるいは、後述する１つ又は複数の空間部３１が形成され、この気泡１３ａ又は空間部３１により母材１３の変形が容易になる。そして、この母材１３の変形し易さによって、母材１３中のコイル状炭素繊維１２が弾性変形し易くなっている。また、コイル状炭素繊維１２は、その弾性変形に基づき、そのＬ成分、Ｃ成分及びＲ成分のうち少なくとも１つ以上を変化させる。このため、センサ素子１１のインピーダンスは、センサ素子１１に加わる圧力変化に対してより大きく変化する。従って、母材１３中の気泡１３ａ又は空間部３１によってセンサ素子１１の検知感度が向上している。
【００２８】
前記センサ素子１１は、以下のような方法のいずれかひとつにより製造される。
（ａ）  母材１３を熱可塑性樹脂により形成する場合には、溶融状態の母材材料中にコイル状炭素繊維１２を添加し、攪拌して均一に分散させた後、金型内において加圧成形する。
【００２９】
（ｂ）  母材１３を、１液硬化型又は２液硬化型の熱硬化性樹脂により形成する場合には、硬化する前の樹脂中にコイル状炭素繊維１２を添加し、攪拌して均一に分散させた後、金型内において成形する。
【００３０】
また、母材１３中における気泡１３ａ又は空間部３１とは、次のいずれかひとつの方法によって形成される。
（ａ）  図４に示すように、２液発泡性樹脂を金型３０内で発泡成形することにより素子本体１１ａを形成し、素子本体１１ａ中に多数の気泡１３ａを形成させる。
【００３１】
（ｂ）  金型３０内の溶融状態の樹脂に対して減圧処理を施すことにより、成形された素子本体１１ａ中に多数の気泡１３ａを形成させる。
（ｃ）  金型３０に設けた図示しない中子により、例えば図５に示すように、素子本体１１ａの側面の１つに開口する複数の互いに平行な空間部３１を素子本体１１ａ中に形成する。この空間部３１の開口部は、塞がなくても良く、また、塞いでも良い。空間部３１の開口部を塞ぐには、例えば、成形された素子本体１１ａにおいて空間部３１が開口する側面に、素子本体１１ａと同材質によって形成された図示しない板状の蓋体を接合する。この場合には、センサ素子１１中に、複数の空間部３１が形成される。
【００３２】
（ｄ）  金型３０内において溶融状態となっている樹脂の内部に、金型３０の外部から図示しない注射器や定量エアポンプ等により空気を注入する。この場合には、図６に示すように、素子本体１１ａ中に、横方向に拡がる形状の空間部３１を形成できる。なお、このような形状の空間部３１を、金型３０に設けた中子によって形成することもできる。
【００３３】
ところで、前記高周波発振回路１９による高周波信号の周波数は、５０ｋＨｚ〜１ＭＨｚの範囲であることが好ましく、センサ素子１１の感度や安定性の観点から１００〜８００ｋＨｚであることがより好ましい。この周波数が５０ｋＨｚ未満の場合には、ノイズの発生が大きくなり、検知の安定性に欠けるようになる。
【００３４】
次に、この実施形態の作用について説明する。
図７に示すように、水が入れられた水槽３２の内底に、上記センサ素子１１を配置する。この状態において、検知回路１６からセンサ素子１１に高周波信号が印可されると、センサ素子１１において発生する交流磁界が水面上方の検知対象物２４に及ぶ。この結果、センサ素子１１と検知対象物２４とにより共振回路が形成される。このとき、検知回路１６からは、同共振回路におけるインピーダンスに対応した電圧信号が出力される。
【００３５】
検知対象物２４を水槽３２の水面に向かって接近移動させると、前記共振回路におけるインピーダンスが連続的に変化する。このため、図８に示すように、検知回路１６から出力される電圧信号の電圧値が、検知対象物２４と水面との間の距離に応じて連続的に変化する。この電圧信号の変化様態は、検知対象物２４のインピーダンスに応じた特有のものとなる。従って、その検知対象物２４を水面に向かって接近移動させたときの電圧信号の変化様態と距離との関係を予め取得しておくことにより、電圧信号の変化様態に基づいて検知対象物２４の水面への接近を検知することができる。
【００３６】
検知対象物２４を水面に接触させると、前記共振回路におけるインピーダンスが急激に変化する。このため、図８に示すように、前記電圧信号の電圧値が急激に変化する。従って、この電圧信号の変化に基づいて、検知対象物２４の水面への接触を検知することができる。
【００３７】
図９に示すグラフにおける範囲Ａは、前記水槽３２の水中に入れた検知対象物２４を、図１０に示すように水中で周期的に動かしたときの電圧信号の変化状態を示し、図１１はその範囲Ａを拡大したグラフである。すなわち、検知対象物２４を水中において周期的に動かすと、検知対象物２４とセンサ素子１１との間の間隔の変化に基づいて両者間のキャパシタンスが周期的に変化する。また、検知対象物２４の移動によってセンサ素子１１に加わる圧力が周期的に変化し、この圧力の周期的な変化によって母材１３さらにはコイル状炭素繊維１２が周期的に変形する。この結果、前記共振回路におけるインピーダンスが周期的に変化し、電圧信号の電圧値が周期的に変動する。ここで、気泡１３ａや空間部３１によって母材１３さらにはコイル状炭素繊維１２が変形し易くなっているため、水中において加えられた圧力に対する物体検知センサ１０の感度が向上している。従って、電圧信号の変化に基づいて、検知対象物２４の水中での挙動が良好に検知される。
【００３８】
さらに、図１３に示すように、検知対象物２４を水中に沈め、センサ素子１１に検知対象物２４を接触させて押圧すると、その押圧力の大きさに応じて前記共振回路におけるインピーダンスが急激に変化する。このため、図９のグラフの範囲Ｂで示すように、センサ素子１１に対する検知対象物２４の押圧力の大きさに応じて電圧信号の電圧値が大きく変化する。従って、電圧信号の変化に基づいて、センサ素子１１に対する検知対象物２４の接触が検知される。
【００３９】
図１２に、母材１３中に気泡１３ａを形成したこの実施形態のセンサ素子１１と、母材１３中に気泡１３ａを形成しないセンサ素子とに対し、水中において圧力を加えたときの応答特性の一例を示す。図１２に示すように、この実施形態のセンサ素子１１は、母材１３中に気泡１３ａが形成されていないセンサ素子に比較して、圧力に対して明らかに高い感度を示す。従って、この実施形態の物体検知センサ１０の水中における感度は、気泡１３ａのない母材１３を備えた物体検知センサの感度に比較して向上している。
【００４０】
以上のように、気泡１３ａや空間部３１により素子本体１１ａの変形し易さが高められているため、水中に設置されたセンサ素子１１に対して水を介して加えられた圧力や、接触により加えられた圧力に対するセンサ素子１１の検出感度が向上する。
【００４１】
上記物体検知センサ１０は、例えば次のような用途に用いられる。
例えば、図１４に示すように、物体検知センサ１０を浴槽４０の底や側壁に設置することにより、高齢者や身障者等の要監視者４１が浴槽に入ったり浴槽４０から出たりする動作や、浴槽４０に入った状態での挙動を非接触状態で検知できるとともに、浴槽４０に浸かっている状態を接触によって有効に検知することができる。従って、高齢者や身障者等の要監視者４１の入浴状態を遠隔的に監視することができる。
【００４２】
あるいは、図１５に示すように、動物園の飼育水槽４２内に物体検知センサ１０を設置することにより、動物４３が水槽に入ったり飼育水槽４２から出たりする動作や、飼育水槽４２に入った状態での動物４３の挙動を非接触状態で検知することができるとともに、動物４３が飼育水槽４２に入っている状態を接触によって有効に検知することができる。従って、動物４３の生活状態を遠隔的に監視することができる。
【００４３】
さらに、図１６に示すように、メッキ処理ラインのメッキ槽４４に物体検知センサ１０を設置することにより、ワーク４５がメッキ槽４４へ入ったりメッキ槽４４から出たりする動作や、メッキ槽４４に入った状態でのワーク４５の挙動を非接触状態で検知することができる。さらに、ワーク４５が吊り下げ治具４６から脱落してメッキ槽４４の底に接触した状態を有効に検知することができる。従って、ワーク４５のメッキ処理を遠隔的に監視することができる。
【００４４】
以上詳述した上記実施形態は、以下に記載する効果を発揮する。
（１）  ＬＣＲ共振回路として機能するコイル状炭素繊維１２を、誘電体よりなる母材１３中に分散させてセンサ素子１１を構成するとともに、センサ素子１１を変形し易くするための気泡１３ａ又は空間部３１を母材１３中に形成した。このため、圧力に対してセンサ素子１１が弾性変形し易くなり、同圧力変化に対するセンサ素子１１のインピーダンスの変化量が大きくなる。従って、センサ素子１１を水中に入れた状態において、水を介してセンサ素子１１に伝達される圧力の変化に対する感度が向上する。また、検知対象物２４がセンサ素子１１に接触することによって加えられた圧力に対する感度が向上する。ゆえに、水中にセンサ素子１１を配置することにより、検知対象物２４の水面への接近や接触に加えて、検知対象物２４の水中での挙動を高い感度で検知することができ、しかも、水中における検知対象物２４のセンサ素子１１への接触を検知することができる。
【００４５】
（２）  母材１３の原料を発泡させることにより生成した多数の微少な気泡１３ａによってセンサ素子１１を変形し易くした。従って、成形されたセンサ素子１１に対して、空間部を形成するための機械加工を行う必要がないため、その生産性が向上する。
【００４６】
（３）  センサ素子１１を成形するときに、金型の中子によって形成した空間部３１により、センサ素子１１を変形し易くした。従って、成形されたセンサ素子１１に対して、空間部３１を形成するための機械加工を行う必要がないため、生産性が向上する。しかも、金型による成形時において形成できる空間部３１の形状の自由度が高くなり、センサ素子１１の変形し易さを有効に高めることができる。
【００４７】
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・  素子本体１１ａ中に、母材１３の原料の発泡による気泡１３ａを形成するとともに、センサ素子１１の成形時に空間部３１を形成する。この構成においても、センサ素子１１が変形し易くなり、検知感度が向上する。
【００４８】
・  この発明を、動物園、水族館等の飼育動物の水面への接近、水中での挙動を検知するための物体検知センサに具体化する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】一実施形態の物体検知センサを示す構成図。
【図２】センサ素子の等価回路図。
【図３】物体検知センサの電気的構成を示すブロック図。
【図４】センサ素子の成形工程を示す模式図。
【図５】センサ素子の成形工程を示す模式図。
【図６】センサ素子の成形工程を示す模式図。
【図７】検知対象物を水槽の水面に近づける状態を示す模式図。
【図８】検知回路が出力する電圧信号の距離に対する変化状態を示すグラフ。
【図９】検知回路が出力する電圧信号の時間に対する変化状態を示すグラフ。
【図１０】図９における範囲Ａの拡大図。
【図１１】検知対象物を水中で振る状態を示す模式図。
【図１２】検知対象物をセンサ素子に接触させた状態を示す模式図。
【図１３】センサ素子の応答特性を示すグラフ。
【図１４】物体検知センサの使用状態を示す模式図。
【図１５】物体検知センサの使用状態を示す模式図。
【図１６】物体検知センサの使用状態を示す模式図。
【符号の説明】
【００５０】
１０…物体検知センサ、１１…センサ素子、１１ａ…素子本体、１２…コイル状炭素繊維、１３…母材、１３ａ…空間部としての気泡、１４…電極、１６…検知回路、１９…高周波発振回路、２２…検波回路、２４…検知対象物、３０…金型、３１…空間部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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