(57)【要約】【課題】圧電ケーブルにかかる加圧状態、例えば衝撃による加圧や手で押す加圧の状態に拘わらず検知手段の出力を同じにできるようにして検知の信頼性を高めることを目的とする。【解決手段】電荷を発生する圧電体層の内側に中心電極３を、外側に外側電極４をそれぞれ配置して構成した圧電ケーブルと、前記圧電ケーブルの中心電極３と外側電極４間に接続されて電荷を増幅する電荷増幅手段１０とを具備し、前記電荷増幅手段１０の出力側にハイカットフィルター手段１４を接続したことにより、圧電ケーブルと電荷増幅手段１０で構成されるローカットフィルター１４の周波数特性で加圧による発生電圧が減衰される周波数領域をハイカットフィルター手段１４で増加させ、衝撃力や手で軽く押す等の圧電ケーブルの加圧のかかり方にかかわらず、圧電ケーブルの検知手段の出力を一定にする事ができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電荷を発生する圧電体層の内側に中心電極を、外側に外側電極をそれぞれ配置して構成した圧電ケーブルと、前記圧電ケーブルの中心電極と外側電極間に接続されて電荷を増幅する電荷増幅手段とを具備し、前記電荷増幅手段の出力側にハイカットフィルター手段を接続した圧電ケーブルの検知装置。
【請求項２】
圧電ケーブルの等価手段は、加圧で発生する電圧源の一端が圧電ケーブルの容量の一端に接続され、前記圧電ケーブルの容量の他端はその内部抵抗の一端と中心電極に接続され、前記圧電ケーブルの内部抵抗の他端は外側電極と加圧で発生する電圧源の他端に接続した請求項１記載の圧電ケーブルの検知装置。
【請求項３】
圧電ケーブルの加圧のかかり方にかかわらず圧電ケーブルの検知手段の出力を一定にする周波数範囲を１Ｈｚから１ｋＨｚにした請求項１記載の圧電ケーブルの検知装置。
【請求項４】
外側電極は金属編組からなる請求項１記載の圧電ケーブルの検知装置。
【請求項５】
外側電極は金属箔からなる請求項１記載の圧電ケーブルの検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電荷を発生する圧電ケーブルの電荷を検知する圧電ケーブルの検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧電ケーブルの信号検知手段としては、圧電ケーブルの電圧を検知して電圧を増幅していた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−９８０１６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、前記従来の構成では、圧電ケーブルにかかる加圧状態、例えば衝撃による加圧や手で押す加圧の状態で検知手段の出力が異なっていたので、正確な加圧を把握できなかった。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、圧電ケーブルにかかる加圧状態、例えば衝撃による加圧や手で押す加圧の状態に拘わらず検知手段の出力を同じにできるようにして検知の信頼性を高めることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従来の課題を解決するために、本発明の圧電ケーブルの検知装置は、電荷を発生する圧電体層の内側に中心電極を、外側に外側電極をそれぞれ配置して構成した圧電ケーブルと、前記圧電ケーブルの中心電極と外側電極間に接続されて電荷を増幅する電荷増幅手段とを具備し、前記電荷増幅手段の出力側にハイカットフィルター手段を接続したものである。
【０００６】
本構成によって、圧電ケーブルと電荷増幅手段で構成されるローカットフィルターの周波数特性で、加圧による発生電圧が減衰される周波数領域をハイカットフィルター手段で増加させる事により、衝撃力や手で軽く押す等の圧電ケーブルの加圧のかかり方にかかわらず、圧電ケーブルの検知手段の出力を一定にする事ができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の圧電ケーブルの検知装置によれば、圧電ケーブルの加圧のかかり方にかかわらず、検知手段の出力を一定にすることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、電荷を発生する圧電体層の内側に中心電極を、外側に外側電極をそれぞれ配置して構成した圧電ケーブルと、前記圧電ケーブルの中心電極と外側電極間に接続されて電荷を増幅する電荷増幅手段とを具備し、前記電荷増幅手段の出力側にハイカットフィルター手段を接続したものである。
【０００９】
よって、圧電ケーブルと電荷増幅手段で構成されるローカットフィルターの周波数特性で、加圧による発生電圧が減衰される周波数領域をハイカットフィルター手段で増加させる事により、衝撃力や手で軽く押す等の圧電ケーブルの加圧のかかり方にかかわらず、圧電ケーブルの検知手段の出力を一定にする事ができる。
【００１０】
第２の発明は、特に、第１の発明において、圧電ケーブルの等価手段は、加圧で発生す
る電圧源の一端が圧電ケーブルの容量の一端に接続され、前記圧電ケーブルの容量の他端はその内部抵抗の一端と中心電極に接続され、前記圧電ケーブルの内部抵抗の他端は外側電極と加圧で発生する電圧源の他端に接続したことにより、ハイカットフィルターの特性を電荷増幅手段で減衰した周波数範囲に設定し、その周波数範囲の増幅率を電荷増幅手段で減衰した分を増加させる特性にすることができる。
【００１１】
第３の発明は、特に、第１の発明において、圧電ケーブルの加圧のかかり方にかかわらず圧電ケーブルの検知手段の出力を一定にする周波数範囲を１Ｈｚから１ｋＨｚにすることにより、圧電ケーブルの加圧の通常の状態の範囲を検知可能にできる。
【００１２】
第４の発明は、特に、第１の発明において、圧電体の外側を金属編組で被覆した外側電極により、圧電体の発生電荷の金属の電極と同じ機能を有することができる。
【００１３】
第５の発明、特に、第１の発明において、は圧電体の外側を金属箔で被覆した外側電極により、圧電体の発生電荷の金属の電極と同じ機能を有することができる。
【００１４】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されることはない。
【００１５】
（実施の形態１）
図１において、１は圧電ケーブルを示し、加圧されると電荷が生じる圧電体層２の内側に中心電極３を、外側に外側電極４をそれぞれ配置することで構成されており、前記圧電体層２が加圧されると、中心電極３と外側電極４との間に電荷が発生する。さらに、外側電極４は外皮５で被覆されている。
【００１６】
前記外側電極４は、圧電体層２の外周に巻き付けられており、材料としては、金属編組、金属泊などが考えられよう。
【００１７】
図２は圧電ケーブル１の検知装置の電気的等価手段を示し、６は圧電ケーブル１の等価手段である。
【００１８】
すなわち、７は加圧で発生する電圧源で、一端は外側電極４に、他端は圧電ケーブル１の容量８の一端にそれぞれ接続されている。
【００１９】
また、前記容量８の他端は圧電ケーブル１の内部抵抗９と中心電極３に接続され、さらに、この内部抵抗９の他端は外側電極４に接続されている。
【００２０】
中心電極３は電荷増幅手段１０における増幅器１１のマイナス入力側に、外側電極４は同増幅器１１のプラス入力側にそれぞれ接続されている。
【００２１】
さらに、前記増幅器１１のマイナス入力側との出力側との間には容量１２、および発振誤動作防止の抵抗１３が並列に接続されている。
【００２２】
ハイカットフィルター１４は、前記電荷増幅手段１０における増幅器１１の出力側が抵抗１５を介してマイナス入力側に、先の外側電極４がプラス側にそれぞれ接続された増幅器１６を具備する。
【００２３】
前記増幅器１６のマイナス側と出力側には、増幅率を決める抵抗１７と、高周波を減衰させる容量１８とが並列に接続されている。
【００２４】
上記構成において、以下その動作を説明する。
【００２５】
まず、図２において、圧電ケーブル１と電荷増幅手段１０とで低い周波数をカットするローカットフィルターが構成されることを説明する。
【００２６】
この圧電ケーブル１から発生する電荷がその中心電極３と外側電極４間に電圧源７から電圧として発生し、中心電極３は電荷増幅手段１０の増幅器１１のマイナス入力に接続される。
【００２７】
このとき、圧電ケーブル１の容量８と、電荷増幅手段１０の増幅器１１と発振誤動作防止の抵抗１３で低い周波数をカットするローカットフィルターが構成される。図３にその周波数と増幅率の関係を示す。
【００２８】
図３によれば周波数１ｋＨｚでは増幅率はＡであり、周波数１Ｈｚでは増幅率はＢであり、図からわかるようにＡの方がＢより増幅率は大きい。
【００２９】
次に、圧電ケーブル１の加圧で発生する電圧波形を示す。図４の（ａ）は圧電ケーブル１の外皮５にハンマー等で叩きつける等の衝撃による加圧で発生する電圧波形を示す。
この場合、時間幅は１ｍＳである。この波形の周波数成分はほぼ１ｋＨｚである。
【００３０】
図４（ｂ）は圧電ケーブル１の外皮５にゆっくり手で押す加圧で発生する電圧波形を示す。この場合、時間幅は１Ｓである。この波形の周波数成分はほぼ１Ｈｚである。圧電ケーブル１の加圧の通常の状態の範囲では、この２つの電圧波形の中にほとんどはいる。
【００３１】
つまり、圧電ケーブル１の加圧で発生する電圧波形を電荷増幅手段１０に入力した場合、衝撃による加圧で発生する電圧は１ｋＨｚが電荷増幅手段１０に入力され、手で押す加圧で発生する電圧は１Ｈｚが電荷増幅手段１０に入力されるわけであるが、先ほど述べたように周波数による増幅率が異なり、電荷増幅手段１０の増幅器１１出力は、図３に示すように衝撃力による加圧の方がＡで、手で押す加圧がＢで、大きさが異なる。
【００３２】
ハイカットフィルター１４の特性を抵抗１５と容量１７で電荷増幅手段１０で減衰した周波数範囲に設定し、その周波数範囲の増幅率を電荷増幅手段１０で減衰した分を抵抗１５と抵抗１８で増加させる特性にする。
【００３３】
図５の破線にハイカットフィルタ−１４の周波数増幅率特性を示す。図５の実線は、圧電ケーブル１と電荷増幅手段１０で構成されたローカットフィルターの特性を示す。
【００３４】
圧電ケーブル１で加圧され発生した電圧は、電荷増幅手段１０とハイカットフィルター１４を経由するので、増幅率はローカットフィルターとハイカットフィルターの積になり、図５に示す２点差線で示す合成特性となる。
【００３５】
合成特性では周波数１Ｈｚから１ｋＨｚの範囲は増幅率は一定になるので、圧電ケーブルの検知手段の出力を一定にすることができる。
【００３６】
このように、本発明によれば、圧電ケーブル１の加圧のかかり方にかかわらず、周波数１Ｈｚから１ｋＨｚの範囲は、圧電ケーブル１の検知手段の出力を一定にする事ができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明にかかる圧電ケーブルの検知手段によれば、圧電ケーブルの加圧のかかり方にか
かわらず、検知手段の出力を一定にすることが出来、電荷を発生する圧電ケーブルの電荷を検知する検知手段として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態における圧電ケーブルの外観斜視図
【図２】同圧電ケーブル検知手段の電気的ブロック図
【図３】ローカットフィルターの特性図
【図４】圧電ケーブルの加圧による電圧波形図
【図５】ハイカットフィルターの特性図
【符号の説明】
【００３９】
１  圧電ケーブル
２  中心電極
３  圧電体層
４  外側電極
５  外皮
６  等価手段
７  圧電ケーブルの加圧で発生する電圧源
８  圧電ケーブルの容量
９  圧電ケーブルの内部抵抗
１０  電荷増幅手段
１４  ハイカットフィルター手段
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図２】
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