(57)【要約】【課題】  センサと警報器を共用することによって防犯装置を小型化・低コスト化する。【解決手段】  取り付け対象物の振動によって伸縮可能な超磁歪素子１１と、超磁歪素子１１と磁気結合したコイル１２と、コイル１２に流れる電流の変化を検出する検出回路１５と、検出回路１５による検出の結果に応答してコイル１２に所定の電流を流し、コイル１２より超磁歪素子１１に磁界を印加することによって取り付け対象物を振動させる駆動回路１６とを備えている。このように、超磁歪アクチュエータが振動センサと警報器を兼ねていることから、装置全体を小型化し、低コスト化を実現することが可能となる。しかも、取り付け対象物自体が音響スピーカの振動板となることから、屋外側にスピーカ等の警報器を設置する必要もなくなる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
取り付け対象物の振動によって伸縮可能な超磁歪素子と、前記超磁歪素子と磁気結合した電磁変換手段と、前記電磁変換手段に流れる電流の変化を検出する検出回路と、前記検出回路による検出の結果に応答して前記電磁変換手段に所定の電流を流し、前記電磁変換手段より前記超磁歪素子に磁界を印加することによって前記取り付け対象物を振動させる駆動回路とを備えることを特徴とする防犯装置。
【請求項２】
前記電磁変換手段は中空部を有するコイルであり、前記コイルの前記中空部に前記超磁歪素子が挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の防犯装置。
【請求項３】
前記超磁歪素子の伸縮によって軸方向に駆動されるシャフトと、前記シャフトの先端を前記取り付け対象物に押し当て可能な固定手段をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の防犯装置。
【請求項４】
前記駆動回路は、前記検出回路がしきい値以上の電流変化を検出したことに応答して、前記電磁変換手段に前記所定の電流を流すことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の防犯装置。
【請求項５】
前記所定の電流には、少なくとも警告音又は音声を示す交流信号が含まれていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の防犯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は防犯装置に関し、特に、超磁歪アクチュエータを用いた防犯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年における犯罪件数の増加に伴い、防犯に対する人々の関心は日増しに高まりを見せている。このため、現在様々な防犯装置が開発されているが、最も一般的な防犯装置はセンサにより不審者の侵入を検知し警報を発するというタイプである。このタイプの防犯装置では、センサとして振動センサ、音響センサ、赤外線センサなどが用いられ、警報器としてサイレン、ブザーなどの音響スピーカや、警告灯などの照明器具が用いられることが多い。
【特許文献１】特開２００２−１２５２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、これらの防犯装置は、不審者を検知するセンサと警報を発する警報器を別個に備えていることから、装置全体が大型化したり、コストが高くなるという問題があった。特に、ドアやガラスの振動を検知し、警報を発することによって不審者の侵入を未然に防ぐタイプの防犯装置のように、センサを屋内側に設置し、警報器を屋外側に設置することの多い防犯装置は、配線が複雑となったり、配線を不審者によって切断されるおそれがあるなど、様々な問題があった。
【０００４】
したがって、本発明は、センサと警報器を共用することによって防犯装置を小型化・低コスト化することを目的とする。
【０００５】
また、本発明の他の目的は、屋内側への設置により、不審者の侵入を未然に防ぐことが可能な防犯装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による防犯装置は、取り付け対象物の振動によって伸縮可能な超磁歪素子と、前記超磁歪素子と磁気結合した電磁変換手段と、前記電磁変換手段に流れる電流の変化を検出する検出回路と、前記検出回路による検出の結果に応答して前記電磁変換手段に所定の電流を流し、前記電磁変換手段より前記超磁歪素子に磁界を印加することによって前記取り付け対象物を振動させる駆動回路とを備えることを特徴とする。本発明によれば、超磁歪アクチュエータが振動センサと警報器を兼ねていることから、装置全体を小型化し、低コスト化を実現することが可能となる。しかも、取り付け対象物自体が音響スピーカの振動板となることから、屋外側にスピーカ等の警報器を設置する必要もなくなる。
【０００７】
尚、通常のダイナミック型音響マイクとダイナミック型音響スピーカについても、その構造は基本的に同一であるため、原理的には、振動センサと警報器を兼ねた防犯装置のアクチュエータとして使用することが可能であるが、ダイナミック型のアクチュエータは変位量が大きく、且つ、駆動力が小さいという特徴を有していることから、ドア等に取り付ける防犯装置のアクチュエータとしては極めて不向きである。これに対し、本発明では、変位量が小さく駆動力の大きい超磁歪アクチュエータを使用していることから、振動を高感度に検知することが可能となるばかりでなく、取り付け対象物から大音量を発生させることが可能となる。
【０００８】
本発明において、前記電磁変換手段は中空部を有するコイルであり、前記コイルの前記中空部に前記超磁歪素子が挿入されていることが好ましい。これによれば、超磁歪素子と電磁変換手段を極めて簡単かつ効率よく磁気結合させることが可能となる。
【０００９】
本発明による防犯装置は、前記超磁歪素子の伸縮によって軸方向に駆動されるシャフトと、前記シャフトの先端を前記取り付け対象物に押し当て可能な固定手段をさらに備えることが好ましい。これによれば、取り付け対象物を音響マイクの振動板及び音響スピーカの振動板として効果的に利用することが可能となる。
【００１０】
本発明において、前記駆動回路は、前記検出回路がしきい値以上の電流変化を検出したことに応答して、前記電磁変換手段に前記所定の電流を流すことが好ましい。このようなしきい値を設ければ、誤動作を効果的に防止することが可能となる。
【００１１】
本発明において、前記所定の電流には少なくとも警告音又は音声を示す交流信号が含まれていることが好ましい。これによれば、取り付け対象物から警告音や音声を発生させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
このように、本発明による防犯装置は、超磁歪アクチュエータが振動センサと警報器を兼ねていることから、装置全体を小型化し、低コスト化を実現することが可能となる。しかも、取り付け対象物自体を音響スピーカの振動板として利用していることから、屋外にいる不審者への警告を屋内側から発することが可能となり、その結果、警報器への配線を不審者が切断するなどの問題を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の好ましい実施形態による防犯装置１０の構成を示す概略図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態による防犯装置１０は、超磁歪素子１１と、超磁歪素子１１の周囲に巻回されたコイル１２と、超磁歪素子１１の端部１１ａ側に配置され、磁界の印加に応じた超磁歪素子１１の伸縮によって軸方向（図１に示すＸ方向）に駆動されるシャフト１３と、超磁歪素子１１の端部１１ｂ側に配置されたヨーク１４と、コイル１２に流れる電流の変化を検出する検出回路１５と、コイル１２に電流を流す駆動回路１６と、検出回路１５及び駆動回路１６に動作電源を供給する電源１７と、これら各部材を収容する筐体１８とを備えている。また、本実施形態による防犯装置１０には、筐体１８を取り付け対象物へ固定するためのネジ２２が設けられている。
【００１６】
これら各要素のうち、超磁歪素子１１、コイル１２、シャフト１３及びヨーク１４は、いわゆる超磁歪アクチュエータを構成している。超磁歪アクチュエータとは、超磁歪素子の変位を利用したアクチュエータであり、これまでの磁歪素子とは異なり、１５００ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍといった非常に変位の大きな磁歪素子（超磁歪素子）が知られるようになって以来、音響送受波器の駆動回路などに利用するといった提案がいくつかなされている（特許文献１参照）。
【００１７】
超磁歪素子１１は、磁界の印加に応じて伸縮する超磁歪材料によって構成された棒状体であり、使用する超磁歪材料としては、特に限定されるものではないがＴｂ０．３４−Ｄｙ０．６６−Ｆｅ１．９０を中心組成とする超磁歪材料等を用いることができる。超磁歪素子のサイズについては、目的とする防犯装置１０のサイズや出力に応じて適宜選択すれば良い。また、本実施形態においては、超磁歪素子１１の端部１１ａ，１１ｂにそれぞれ永久磁石１９ａ，１９ｂが配置されており、これによって超磁歪素子１１には常に磁気バイアスが印加されている。
【００１８】
コイル１２は、その中空部１２ａに超磁歪素子１１が挿入された状態で保持されており、超磁歪素子１１と磁気結合する電磁変換手段として用いられる。したがって、駆動回路１６より所定の電流が供給されると、コイル１２はこれに基づいた磁界を超磁歪素子１１に印加する。逆に、外力によって超磁歪素子１１が伸縮し、これによって超磁歪素子１１の透磁率が変化すると、コイル１２はこれにより生じる電流を検出回路１５へと供給する。
【００１９】
シャフト１３は、棒状の本体部１３ａと、本体部１３ａの端部に設けられた鍔部１３ｂとを有している。本体部１３ａの軸は、超磁歪素子１１の軸とほぼ一致しており、その先端１３ｃは開放されている。鍔部１３ｂは、本体部１３ａよりも径が大きく、その端面１３ｄはスプリング２０の付勢により超磁歪素子１１に押しつけられている（本実施形態では、永久磁石１９ａを介して超磁歪素子１１に押しつけられている）。これにより、駆動回路１６が所定の電流をコイル１２に流すと、磁界が超磁歪素子１１に印加され、磁界強度に応じた超磁歪素子１１の伸縮がシャフト１３の先端１３ｃに伝わることになる。逆に、シャフト１３の先端１３ｃに外力が加わると、超磁歪素子１１が伸縮し、これによりコイル１２に生じる電流が検出回路１５へと供給されることになる。図１に示すように、シャフト１３の先端１３ｃは開放されており、筐体１８の取り付け面１８ａよりも僅かに突出した状態で保持されている。
【００２０】
検出回路１５は、コイル１２に流れる電流の変化を検出する回路であり、シャフト１３の先端１３ｃに外力が加わったか否かを検出するために用いられる。コイル１２に流れる電流の変化は、一対の配線２１を介して検出回路１５へ伝えられ、検出回路１５はしきい値以上の電流変化を検出すると検出信号１５ａを活性化する。このようなしきい値を設けているのは、誤動作を防止するためである。
【００２１】
駆動回路１６は、コイル１２に所定の電流を流すための回路であり、検出信号１５ａが活性化したことに応答して停止信号１６ａを活性化するとともに、所定の電流をコイル１２に供給する。停止信号１６ａは検出回路１５に供給されており、検出回路１５は停止信号１６ａが活性化すると電流変化の検出を一時的に停止する。これは、コイル１２に繋がる配線２１を検出回路１５と駆動回路１６によって共用しているため、駆動回路１６が供給する電流によって検出回路１５が影響を受けないようにするためである。
【００２２】
電源１７は、電源配線１７ａ及びグランド配線１７ｂを介して検出回路１５及び駆動回路１６に動作電源を供給するための要素であり、具体的には、電池を用いることができる。
【００２３】
図２は、本実施形態による防犯装置１０を取り付け対象物３０に取り付けた状態を示す略斜視図である。図２では、ドアを取り付け対象物３０とした例を示しており、この場合、防犯装置１０は取り付け対象物３０であるドアの屋内側に固定して使用する。
【００２４】
図３は、取り付け対象物３０に取り付けた防犯装置１０の要部を拡大して示す略断面図である。図３に示すように、ネジ２２を用いて防犯装置１０を取り付け対象物３０に取り付けると、シャフト１３の先端１３ｃが取り付け対象物３０に押し当てられた状態となる。これにより、取り付け対象物３０であるドアに振動が加わると、この振動が超磁歪素子１１を伸縮させ、これによりコイル１２には起電力が発生することになる。このことは、取り付け対象物３０であるドア自体が音響マイクの振動板として機能することを意味する。逆に、コイル１２に所定の電流を流せば、取り付け対象物３０であるドア自体を振動させることができ、この場合は、取り付け対象物３０であるドア自体が音響スピーカの振動板として機能することを意味する。
【００２５】
図４は、本実施形態による防犯装置１０の動作を説明するためのフローチャートである。
【００２６】
通常、本実施形態による防犯装置１０は監視モードにあり、検出回路１５は常にコイル１２に流れる電流の変化をモニタしている（ステップＳ１）。これは、不審者がドアを破壊乃至は不正に開こうとしているか否かを監視している状態である。そして、検出回路１５がしきい値以上の電流変化を検出すると（ステップＳ１：ＹＥＳ）、検出回路１５は検出信号１５ａを活性化し（ステップＳ２）、これを受けた駆動回路１６は停止信号１６ａを活性化する（ステップＳ３）。これにより、検出回路１５は停止状態となり、防犯装置１０は警告モードに移行する。したがって、検出回路１５のしきい値としては、不審者がドアを破壊乃至は不正に開こうとした場合に生じる振動を検知可能なレベルに設定する必要がある。
【００２７】
警告モードに移行すると、駆動回路１６はコイル１２に所定の電流を流し、これによって取り付け対象物３０（ドア）を振動させる（ステップＳ４）。コイル１２に流す所定の電流としては、警告音や音声を示す交流信号とすることが好ましく、この場合、取り付け対象物３０（ドア）自体から警告音や警告の音声を発生させることができる。このような警告音や音声は所定の時間中発生させ（ステップＳ５）、上記所定の時間が経過すると（ステップＳ５：ＹＥＳ）、駆動回路１６によるコイル１２への電流供給を停止させる（ステップＳ６）とともに、検出信号１５ａ及び停止信号１６ａを非活性化し（ステップＳ７、Ｓ８）し、再び監視モードに戻る。
【００２８】
このように、本実施形態による防犯装置１０は、超磁歪素子１１等からなる超磁歪アクチュエータが振動センサと警報器を兼ねていることから、部品点数が少なくてすみ、装置全体を小型化できるばかりでなく、容易に低コスト化を実現することが可能となる。しかも、取り付け対象物３０自体を音響スピーカの振動板として利用していることから、屋外にいる不審者への警告を屋内側から発することが可能となり、その結果、警報器への配線を不審者が切断するなどの問題を回避することができる。
【００２９】
図５は、本発明の他の好ましい実施形態による防犯装置４０の構成を示す概略図である。
【００３０】
本実施形態による防犯装置４０は、上記実施形態による防犯装置１０にチューナ４１が追加された構成を有しており、その他の点は防犯装置１０と同一である。チューナ４１は、テレビやラジオ等のチューナであり、受信した音声信号を監視モード時にコイル１２へ供給することによって、取り付け対象物からテレビやラジオの音声を発生させる。これにより、留守中であっても不審者に在宅中と錯覚させることができるので、犯罪の発生を未然に防止することが可能となる。
【００３１】
本発明は、以上説明した実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００３２】
例えば、上記各実施形態は、ネジ２２を用いてシャフト１３の先端１３ａを取り付け対象物に押し当てる構成を有しているが、押し当て可能な固定手段としてはネジに限定されず、例えば接着剤等であっても構わない。接着剤の使用は、取り付け対象物が窓ガラスである場合のように、ネジによる固定が困難な場合において特に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の好ましい実施形態による防犯装置１０の構造を示す略断面図である。
【図２】本実施形態による防犯装置１０を取り付け対象物３０に取り付けた状態を示す略斜視図である。
【図３】取り付け対象物３０に取り付けた防犯装置１０の要部を拡大して示す略断面図である。
【図４】防犯装置１０の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の他の好ましい実施形態による防犯装置４０の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０      防犯装置
１１      超磁歪素子
１１ａ，１１ｂ    超磁歪素子の端部
１２      コイル
１２ａ    コイルの中空部
１３      シャフト
１３ａ    本体部
１３ｂ    鍔部
１３ｃ    先端
１３ｄ    端面
１４      ヨーク
１５      検出回路
１５ａ    検出信号
１６      駆動回路
１６ａ    停止信号
１７      電源
１７ａ    電源配線
１７ｂ    グランド配線
１８      筐体
１８ａ    取り付け面
１９ａ，１９ｂ    永久磁石
２０      スプリング
２１      配線
２２      ネジ
３０      取り付け対象物
４１      チューナ
【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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