(57)【要約】【課題】耐久性が高く廉価なセンサーで簡単かつ確実に水または降雨を検知し、洗濯物が雨に濡れるのを防ぐ。【解決手段】導体１（網またはスリット状の導体）と導体２（板または箔状の導体）にリード線４、５をつなげる。導体１は外部からの水または降雨を取り込むために穴の開いた導体固定枠６に取り付け、導体２は導体固定台７に取り付ける。２つの導体の間に吸湿性の絶縁体３を挟み、水または雨滴が導体１や絶縁体３に落下すると絶縁体３に吸湿されながら導体１と導体２が電気的に導通する水センサー９を形成する。水センサーの信号を高感度検出回路で検出し、この信号を基に洗濯物が雨に濡れないようにするためモータとアクチュエータによる連動手段を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１枚の吸湿性の絶縁体を２つの導体で挟み、水が絶縁体に染み込み２つの導体が電気的に導通することで水の有無を検出する方法。
【請求項２】
前記導体の一方は細かい穴が多数あいた網またはスリット状の導体から成り、もう一方の導体は金属板または金属箔または細かい穴が多数あいた網またはスリット状の導体から成り、水が導体の穴を通り絶縁体に染み込む事を特徴とする請求項１記載の検出方法。
【請求項３】
一辺を支持した２枚の開閉式の筐体（絶縁性）に前記２つの導体をそれぞれ固定し、スプリングの力を利用して前記絶縁体を挟みワンタッチで脱着可能である事を特徴としたセンサー。
【請求項４】
センサーのリード線の片側を内部電源（ここではセンサーおよび検出回路用の駆動電源を内部電源と呼ぶ）の一方（ＤＣ電源の場合はプラス極）に接続し、センサーのリード線の反対側をダイオードブリッジの一方の入力端子に接続し、ダイオードブリッジのもう一方の入力端子を内部電源の反対側（ＤＣ電源の場合はマイナス極）に接続する。ダイオードブリッジのマイナス極を増幅回路の１次・２次共通のマイナス極（ＧＮＤ）とし、ダイオードブリッジのプラス極を入力信号（増幅回路の１次側信号）として使用する。一方、２つのダイオードのアノード側を内部電源の両極にそれぞれ接続し、２つのダイオードのカソードどうしを接続し、これを増幅回路における２次側電源のプラス極とする。トランジスタ（ｎｐｎ接合型ＦＥＴが望ましい）の入力に前記入力信号を接続し、トランジスタの出力に負荷を介して前記２次側電源のプラス極に接続する。これらの回路によりセンサーからの微小電流を増幅した高感度検出方法。
【請求項５】
前記内部電源は外部から供給するＡＣ電源をトランスで電圧変換した電源または外部から供給するＤＣ電源のいずれかを切り替えスイッチにより選択可能とした請求項４記載の検出方法。
【請求項６】
複数箇所の検出を行う場合、前記高感度検出回路の負荷に絶縁伝達部品（フォトカプラ等）を使うことで電源系を分離し、高感度検出回路のみをセンサーと同数用意することで簡単に安価な多チャンネル検出を可能とする請求項４記載の検出方法。
【請求項７】
入力信号がＯＮ状態の時に警報音を鳴らせるか、ＯＦＦ状態の時に警報音を鳴らせるか、必要ないときに消音できる切り替え可能とし、またＯＮ状態の時に光源を光らせる警報手段。
【請求項８】
入力信号のＯＮ／ＯＦＦに対しボリュームにより電気的フィルタ回路の定数を可変することで警報や次段に伝達する信号の遅れ（ヒステリシス）を持たせる事のできる請求項７記載の警報手段。
【請求項９】
モータとアクチュエータによりシートの開閉を自動または手動で動かし、手動の際アクチュエータの動作方向を変えるまたは任意の位置で止めることを特徴とする制御方法。
【請求項１０】
入力信号がＯＮの時にシートを開き被対象物を水に濡らさず、入力信号がＯＦＦの時にシートを閉じることで、水の有無に応じて被対象物の出し入れをする手間を省くための請求項９記載の制御方法。
【請求項１１】
シートを取り付けた棒をモータと歯車で回転させ、シートを巻き上げまたは巻き戻しすることでシートの開閉を行い、シートを開く力はシートを結びつける２本のポールとそれを支持するステーの重力を利用していることを特徴とする請求項１０記載の制御方法。
【請求項１２】
センサーからの信号を受け高感度検出回路で検知し連動装置を動かすため請求項１または請求項４または請求項７または請求項９のいずれか１項または２項以上含む制御方法。
【請求項１３】
センサーからの信号を受け高感度検出回路で検知し連動装置を動かすため請求項１または請求項４または請求項７または請求項９のいずれか１項または２項以上含む制御装置。
【請求項１４】
センサーおよび検出回路および連動装置が物干し台に固定または脱着できることを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
水供給手段として前記検出回路における信号を受けてアクチュエータをフィードバック動作させることで一定の湿り気を与える事を目的とする請求項１または請求項４または請求項７または請求項９記載のいずれか１項または２項以上含む制御方法。
【請求項１６】
水供給手段として前記検出回路における信号を受けてアクチュエータをフィードバック動作させることで一定の湿り気を与える事を目的とする請求項１または請求項４または請求項７または請求項９記載のいずれか１項または２項以上含む制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はセンサーと検出回路により水または降雨の有無を警報で知らせる。更にセンサーの信号を利用してアクチュエータを制御し、被対象物を水に濡らさないもしくは被対象物に一定の水分を与える方法とその装置。
【０００２】
【従来の技術】この種の技術として、降雨センサーにおいては雨滴を溜めて重量やその他の方法で検出しやすくしたり、２つの導体間に雨滴が介在して回路が閉じることで降雨を電気的に検出し、その信号を基にランプとブザーで知らせたり、換気装置の開閉や洗濯物を取り込む等の連動装置について既に存在する。例えば電極間に雪または雨滴が付着してインピーダンスの低下を検出するものとして特開平７−２００７４号「降雨・雪検出用センサ」や電極間のインピーダンスの変化をパルス信号で検出する特開平７−５５９５５号「降雨検出装置」が提案されている。特開２０００−１８２４８９号「降雨センサー及び該降雨センサーを敷設した閉鎖装置」では２つの網の間に存在する雨滴を検出してランプとブザーによる警報や換気装置の開閉を連動するものであり、特開２０００−２３０９８５号「降雨検出装置と降雨連動装置」では洗濯物干し装置が上げられている。特開平８−１５４５０号「降雨検出装置および降雨検出装置を備えたハウス」では火山灰に対応するものも存在する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】雨滴を蓄えて検出しやすくするものは、一定量溜まらなければ検出できないことや検出までに時間を要することが問題となる。２つの導体間の雨滴を直接検出するものは即座に検出が行えるが雨滴の大きさに合わせて２つの導体を一定距離におかなければならず、構造上の精度が要求されることや取り扱いにも注意が必要なこと、取り付け後も雹などによる衝撃で変形や破損によるトラブルが発生すること。また雨滴の小さい霧には反応しないことが考えられる。さらに導電性のごみが付着すると誤動作を起こす可能性も高い。また、特開２０００−２３０９８５号「降雨検出装置と降雨連動装置」における洗濯物干し装置では乾いていない洗濯物を取り込んでしまって床や乾いているものを湿らせてしまうこと、再び洗濯物を吊るすのに手間がかかることが考えられる。
【０００４】本発明は構造上の制約を緩和し廉価で手軽に取り扱える。水滴の大きさに影響を受けにくく霧状の降雨も瞬時に検出可能とする。導電性のごみの付着による誤動作を防ぐものとする。ブザーによる警報は降雨時に鳴らすだけでなく雨が上がった時に鳴らしたり、必要でないときは鳴らさないようにする。
干し物の上にシートを自動または手動で被せたり閉じたりすることで干し物を濡らさず雨が上がったあと引き続き物干しを継続できるようにするため、被対象物をそのままの状態で水に濡れないようにする。水検出回路の応用例として、植物の栽培等で一定の湿り気を与えたい場合、水または霧を発生させる装置に対して本センサーと検出回路または本制御装置が利用できる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするところは、センサーが吸湿性の絶縁体を二つの導体で挟んだ構造にある。一方の導体は細かい穴が多数あいた網やスリット板を使い、もう一方の導体は面状の金属板や金属箔もしくは網を使う。吸湿性の絶縁体は紙や布やスポンジを使うがそれ以外の絶縁体でもかまわない。吸湿性の絶縁体に水が染み込んだとき二つの導体が電気的に導通し、高感度検出回路をもってこれを検知する。センサーは大粒の雨滴のみならず霧状の雨滴をも検知でき、吸湿された雨滴は蒸発に時間を要するため、断続的な降雨に対して頻繁にＯＮ／ＯＦＦの切り替えを行うことなく、雨が上がった後も湿度や気温さらにそれまでの雨量により蒸発時間が異なるため、単純構造でありながら被対象物の目的に合ったタイミングで信号を切り替えられる。
【０００６】本発明の他の特徴とするところは、センサーからの微小電流を増幅する高感度検出回路を有していることにある。この高感度検出回路は同一電源回路内に複数用意することで互いに干渉を受けにくい多チャンネルの検出回路が安価で簡単に構築できる。したがって、センサーを複数箇所に敷設したい用途でも一つの検出装置で対応することが可能となる。
【０００７】本発明の他の特徴とするところは、ブザーによる警報が降雨時に鳴らすだけでなく、雨が上がった時に鳴らしたり、必要でないときは鳴らさないようにできることにある。
【０００８】本発明の他の特徴とするところは、電源に使用環境に応じたＡＣ電源かＤＣ電源かのいずれか一方を選択できることにある。
【０００９】本発明の他の特徴とするところは、ＣＲフィルタの定数を可変することで、センサーからの入力信号に対し任意に遊び（遅延時間）を持たせることができることにある。
【００１０】本発明の他の特徴とするところは、センサーからの信号を使って連動装置を自動で制御するか手動で動かすか、スイッチで選択できることにある。
【００１１】本発明の他の特徴とするところは、連動装置がシートを開閉することで被対象物を水または降雨に濡らさない、さらに水または降雨があがった時に元に戻り前の状態を引き続き継続できることにある。
【００１２】本発明の他の特徴とするところは、連動装置のシートの開閉にモータと歯車を使用していることにある。
【００１３】本発明の他の特徴とするところは、連動装置のシートの開閉にシート巻き棒を使用していることにある。
【００１４】本発明の他の特徴とするところは、連動装置のシートの開閉にシートバーや回転可能なシートステーを使用していることにある。
【００１５】本発明の他の特徴とするところは、連動装置のシートを開くのに重力を利用していることにある。
【００１６】本発明の他の特徴とするところは、アクチュエータの動作が急峻な動きや力で人や動物に怪我を与えることがないよう、また機能を損なうことのない程度のスピードに加減していることにある。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明を図により説明する。図１は、水センサー９の断面図であり、構造を見やすくするため部品と部品の間を開けてあるが使用時はそれぞれ接している。図２は水センサー使用時の外観図で、図３は水センサーの展開図である。
【００１８】本発明の水センサー９は、吸湿性の絶縁体３を導体１と導体２で挟んだ構造である。導体１は細かい穴が多数開いた錆びにくい導電性の網・スリット板をさす。導体２は錆びにくい導体で金属板や金属箔をさすが導体１同様の導体でもかまわない。吸湿性の絶縁体３は紙や布やスポンジを使用するがそれ以外の絶縁体でもかまわない。
【００１９】導体固定枠６は導体１を固定し外部からの水を取り入れられる大きな穴があいている必要がある。導体固定台７は導体２を固定しセンサーの構造を保持するための台であり導体固定枠支持８を支点として回転できる構造にすることで導体１、導体２、吸湿性の絶縁体３のメンテナンスが楽になる。
【００２０】導体１と導体２が直接接触しないため、また導体固定枠の下では吸収した水分の蒸発が悪く、これによる影響を回避するため、導体固定枠６の穴の大きさは導体２より大きくし、導体１は導体固定枠６の穴より大きくし、吸湿性の絶縁体３は導体１より大きくすることが望ましい。
尚、導体２に導体１同様の導体を使い、導体固定台７に導体固定枠６同様の穴を開けて吸湿性の絶縁体３の水分蒸発を促進してもかまわない。
しかしながら導体固定枠と導体固定台は必ずしも必要とするものではない。要は外部より導体１側から浸入した水または降雨を吸湿性の媒体３が吸収し、導体１と導体２が電気的に閉回路となることが本センサーの目的である。
【００２１】導体１からリード線４を導体２からリード線５を出し、図４の制御装置１０に接続する。
【００２２】図４は制御装置１０を表す。図５はセンサー９と制御装置１０の高感度検出回路２２と電源回路２３の回路図で図６はその詳細図ある。図７はモータと制御装置１０の警報回路２４と駆動回路２５の回路図で図８はその詳細図ある。制御装置１０はセンサー用配線口２０とモータ及びリミットスイッチ用配線口２１を介して外部のセンサー９と連動回路２６に接続している。
【００２３】図６は高感度検出回路２２においてＤＳ１は整流素子、Ｕ１はフォトカプラを表し重要であるが、Ｄ２やＺＤ（ツェナーダイオード）を外しオープンにしたり、Ｒ３やＲ５を外してショートしてもかまわない。高感度検出回路２２はセンサーからの微小電流を検出するためにダイオードブリッジで整流したあとコンデンサで平滑し、ＦＥＴで増幅する。さらに、フォトカプラで絶縁すれば電源の干渉やノイズの影響を抑えることができる。また、高感度検出回路２２を複数設ければ多チャンネルの検出が一つの検出装置で対応できる。このことは、複数箇所の導通状態や水の水位を多段階で細かく検出したい場合、１つの装置で目的が果たせるためコンパクトで安価な検出器が提供できる。
【００２４】電源回路２３は入力電源に商用ＡＣ１００ＶをトランスでＡＣ９Ｖ程度に変換して供給する方法と、乾電池またはバッテリーによりＤＣ１２Ｖ程度を供給する方法が可能である。ＡＣ１００Ｖは制御装置１０のＡＣ用配線口１９を介して、ＤＣ１２Ｖは制御装置１０のＤＣ用配線口１８を介して配線する。いずれかの電源をスイッチ１５で切り替えられることで使用環境に応じた使い方が選択できる。尚、ＡＣ９ＶまたはＤＣ１２Ｖは特に電圧値を規定するものではなく目安に過ぎない。この電源を別のダイオードブリッジで整流し、コンデンサで平滑し、レギュレータを使用して電源を作れば、警報回路２４や駆動回路２５さらに連動装置２６と一連の電源を一つの元電源で賄うことができる。
【００２５】警報回路２４は高感度検出回路２２からの信号を入力し、ＣＲフィルタを介してインバータＩＣによりＬＥＤなどの光源１１を点灯させたり、ブザーなどの音源１６を鳴らすものである。ここで、ＣＲフィルタの抵抗をボリューム１７（またはコンデンサをバリアブルコンデンサ）にして定数を可変すれば、センサー９からの入力信号に対し任意に遊び（遅延時間）を持たせることができる。尚、音源１６に関しては、切り替えスイッチ１２を設けることでＯＮ／ＯＦＦの論理を切り替え、例えばセンサーを降雨検出用に用いれば雨の降り始めに鳴らせるか雨上がりに鳴らせるか、もしくは鳴らさなくするかの選択が可能となる。
【００２６】駆動回路２５は連動装置２６のモータの回転方向とリミットスイッチＥｐｏｉｎｔとＦｐｏｉｎｔ信号を受けての停止制御を行う。警報回路２４上の信号を利用し自動でモータを制御することができるし、切り替えスイッチ１３により手動で動かすこともできる。手動の場合更にサブの切り替えスイッチ１４により、モータの回転方向の論理を切り替えたり、任意に停止することも可能である。
【００２７】図９は連動装置２６の側面図であり、図１０は連動装置側面図（開の状態）、図１１は連動装置側面図（閉の状態）である。図１２は連動装置正面図である。通常２つのアクチュエータを対面にして使用する。ただし、一方にはギヤボックス４１を搭載するが、もう一方には搭載しない。ギヤボックス４１をポール４０に固定し、シートステー２８、シートステー２９を回転できるようにステー支持３８でポール４０に取り付ける。それぞれのシートステーの反対側にはシートバー３５、シートバー３６を回転できるように取り付ける。ポール４０にはシート巻き棒４２を回転できるように取り付ける。ギヤボックス４１内の歯車３４のシャフトはシート巻き棒４２のシャフト４３と一体とする。シート３７の中心線をシート巻き棒４２に固定し、両側に数個所ストラップ３９を取り付け、それぞれをシートバー３５、シートバー３６に引っ掛ける。シートには開リミット接点４９、５０と閉リミット接点５１、５２を貼り付けリード線を使い制御装置１０に接続する。
【００２８】駆動回路２５からのモータ用電源を受けギヤボックス４１内のモータ３０が回転する。この回転を次段の歯車３１、更に歯車３２、歯車３３、歯車３４へと伝える。モータの性能や歯車の数とギヤ比を規定するものではないが、ここではモータの回転数を下げてトルクを高めることが目的である。シート巻き棒４２は歯車３４と一体となっているため回転方向によってシート３７を巻き上げたり、巻き戻したりできる。巻き上げ時にはシートバー３５，３６及びシートステー２８，２９は持ち上げられ閉じる（ＣＬＯＳＥ）。このとき接点５１と接点５２が触れると閉リミットと認識し、前記Ｆｐｏｉｎｔ信号を制御装置１０に与え回転は停止する。（図１１）巻き戻し時にはシートバーやシートステーの自重により開こう（ＯＰＥＮ）とする力が働く。このとき接点４９と接点５０が離れると開リミットと認識し、前記Ｅｐｏｉｎｔ信号を制御装置１０に与え回転は停止する。（図１０）機能を損なわないようにＯＰＥＮ状態ではシートステー２８とシートステー２９の最大角度は１８０°程度までとしている。
【００２９】
【実施例】図１３は連動装置２６の実施例である。水センサー９を連動装置２６のポール４０に固定し、連動装置２６を物干し台４６に取り付け、制御装置１０を家屋４７内に置き、商用ＡＣ１００Ｖ電源４８につないでおく。降雨時、物干し竿４５の上にシート３７を覆い被せ、吊るしてある洗濯物４４を濡らさない働きと、雨上がりの後、水センサー９の吸湿性の絶縁体３が乾いたらシート３７を閉じ洗濯物４４を日に当てるという働きをさせる。
【００３０】夜間洗濯物を干さないように特定時間帯は使用しない場合、タイマーを付設することで装置を作動させないことが可能となる。（図省略）
【００３１】その他水検出回路の応用例として、植物の栽培等で一定の湿り気を与えたい場合、水または霧を発生させる装置に対して本検出回路または装置を使って制御することも可能である。（図省略）
【００３２】
【発明の効果】本装置は２つの導体間に吸湿性の絶縁体を挟みさえすれば導体間の距離を気にすることなく、また導体の形や穴の大きさは従来のセンサーほど精度を必要としない。例えば導体にステンレスの網と調理用のアルミホイルを使い、吸湿性の絶縁体はティッシュペーパーやペーパータオルを使えば手軽で廉価に降雨センサーが製作可能である。単純構造であるため壊れにくく、仮に吸湿性の絶縁体が破けたり腐食しても交換が簡単である。雨滴が小さくても吸湿性の絶縁体に染み込み２つの導体が電気的につながれば霧でも検出可能となる。逆に導電性のごみが付着しても吸湿されない物質であれば誤動作にはつながらない。導体固定枠支持にスプリング等を使い吸湿性の絶縁体をはさむ構造にすることで絶縁体をワンタッチで交換可能となり、取り扱いが楽である。棒に取り付けたシートをモータとアクチュエータで巻き上げまたは巻き戻しすることでシートの開閉を行ない、降雨時に干し物の上にシートを被せ、雨上がりにシートを閉じ物干しを継続する等、被対象物をそのままの状態で水に濡らさないようにすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】水センサー断面図である。
【図２】水センサー外観図である。
【図３】水センサー展開図である。
【図４】制御装置外観図である。
【図５】制御回路１である。
【図６】制御回路１の詳細図である。
【図７】制御回路２である。
【図８】制御回路２の詳細図である。
【図９】連動装置側面図である。
【図１０】連動装置側面図（開の状態）である。
【図１１】連動装置側面図（閉の状態）である。
【図１２】連動装置正面図である。
【図１３】連動装置の実施例である。
【符号の説明】
１．  導体
２．  導体
３．  吸湿性の媒体
４．  リード線
５．  リード線
６．  導体固定枠
７．  導体固定台
８．  導体固定枠支持
９．  水センサー
１０．制御装置
１１．光源
１２．スイッチ
１３．スイッチ
１４．スイッチ
１５．スイッチ
１６．音源
１７．ボリューム
１８．ＤＣ用配線口
１９．ＡＣ用配線口
２０．センサー用配線口
２１．モータ及びリミットスイッチ用配線口
２２．高感度検出回路
２３．電源回路
２４．警報回路
２５．駆動回路
２６．連動装置
２７．アクチュエータ
２８．シートステー
２９．シートステー
３０．モータ
３１．歯車
３２．歯車
３３．歯車
３４．歯車
３５．シートバー
３６．シートバー
３７．シート
３８．ステー支持
３９．ストラップ
４０．ポール
４１．ギヤボックス
４２．シート巻き棒
４３．シャフト
４４．洗濯物
４５．物干し竿
４６．物干し台
４７．家屋
４８．ＡＣ１００Ｖコンセント
４９．開リミット接点
５０．開リミット接点
５１．閉リミット接点
５２．閉リミット接点
【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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