(57)【要約】【課題】圧電ケーブルの長さに関係なく確実な検知を行うことを目的とする。【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１，１２と、前記圧電ケーブル１，１２の中心電極３と外側電極４との間に接続されて電荷を増幅する電荷増幅手段６とを具備し、前記圧電ケーブル１，１２にはケーブル延長接続手段７，１３を設け、電荷増幅手段６を介して圧電ケーブル１，１２の長さが長くなっても検知できるようにし、しかも接続手段７，１３で簡単に圧電ケーブル１，１２を延長することが出来る。【選択図】図３
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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、前記圧電ケーブルにはケーブル延長接続手段を設けた圧電ケーブルの検知装置。
【請求項２】
圧電ケーブルの長さは一定長さに設定してなる請求項１記載の圧電ケーブルの検知装置。
【請求項３】
圧電ケーブルの長さを１０ｍに設定した請求項２記載の圧電ケーブルの検知装置。
【請求項４】
ケーブル延長接続手段は、圧電ケーブルの終端抵抗も接続可能にした請求項１記載の圧電ケーブルの検知装置。
【請求項５】
ケーブル延長接続手段に電荷増幅手段と情報伝送手段とを設けた請求項１記載の圧電ケーブルの検知装置。
【請求項６】
ケーブル延長接続手段に電圧増幅手段と情報伝送手段を設けた請求項１記載の圧電ケーブルの検知装置。
【請求項７】
圧電ケーブルを情報伝送手段として利用した請求項５または６記載の圧電ケーブルの検知装置。
【請求項８】
複数個延長された圧電ケーブルの加圧状態を、複数個の圧電ケーブルに対応して表示するようにした請求項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で発生する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回路は、圧電ケーブルの電圧を検知してその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、従来の電圧増幅手段では、圧電ケーブルが長くなるほど発生電圧が小さくなるものであった。
【０００４】
そのため、電圧増幅手段の増幅率を上げて検知していたが、圧電ケーブルの長さがあまり長くなりすぎると検知できなくなるという課題があった。
【０００５】
本発明は前記従来の課題を解消したもので、圧電ケーブルの長さに関係なく確実な検知を行う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】
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、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、前記圧電ケーブルにはケーブル延長接続手段を設けたことにより、電荷増幅手段で圧電ケーブルの長さが長くなっても検知でき、接続手段を介して簡単に圧電ケーブルを延長すること事が出来る。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電荷増幅手段で圧電ケーブルの長さが長くなっても電荷増幅手段で確実に検知できるもので、接続手段で簡単に圧電ケーブルを延長すること事が出来る。
【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、前記圧電ケーブルにはケーブル延長接続手段を設けたことにより、電荷増幅手段で圧電ケーブルの長さが長くなっても検知でき、接続手段を介して簡単に圧電ケーブルを延長すること事が出来る。
【０００９】
第２の発明は、特に、第１の発明において、圧電ケーブルの長さを一定長さに設定したことにより、いろいろ長さの所に圧電ケーブルを張る場合に対応する事が出来る。
【００１０】
第３の発明は、特に、第２の発明において、圧電ケーブルの長さを１０ｍ一定長さに設定することにより、電荷増幅回路の検知精度を向上する事が出来る。
【００１１】
第４の発明は、特に、第１の発明において、ケーブル延長接続手段は、圧電ケーブルの終端抵抗も接続可能にすることにより、圧電ケーブルの断線や短絡を検知する事が出来る
。
【００１２】
第５の発明は、特に、第１の発明において、ケーブル延長接続手段に電荷増幅手段と情報伝送手段を設けることにより、複数個の圧電ケーブルのうちの特定の圧電ケーブルに加圧された事がわかる。
【００１３】
第６の発明は、特に、第１の発明において、圧電ケーブルの長さが短い時に接続手段に電圧増幅手段と情報伝送手段を設けることにより、特定の圧電ケーブルに加圧された事がわかる。
【００１４】
第７の発明は、特に、第５、６の発明において、圧電ケーブルを情報伝送手段として利用することにより、情報伝送用の線が必要なく、線数を減らすことが出来る。
【００１５】
第８の発明は、特に、第１の発明において、複数個延長された圧電ケーブルの各々の加圧状態を、各々の圧電ケーブルに対応して表示することにより、加圧された圧電ケーブルを特定することが出来る。
【００１６】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態が本発明を限定するものではない。
【００１７】
（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。
【００１８】
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。
【００１９】
図２は電圧増幅手段と圧電ケーブルの回路構成を示し、（Ａ）は従来の回路構成、（Ｂ）は本実施の形態の回路構成である。
【００２０】
（Ａ）において、ａは圧電ケーブルの等価回路、Ｖ２は加圧で発生する電圧源で、電圧源Ｖ２の一端は容量Ｃ３の一端に、同容量Ｃ３の他端は内部抵抗Ｒ２の一端と圧電ケーブルの中心電極３に接続され、内部抵抗Ｒ２の他端は電圧源Ｖ２の他端と圧電ケーブルの外側電極４に接続されている。
【００２１】
ｂは電圧増幅手段で、増幅器Ｘ２を有し、そのマイナス入力側には抵抗Ｒ４を介して圧電ケーブルの中心電極３が、プラス入力側には圧電ケーブルの外側電極４がそれぞれ接続されており、また、同増幅器Ｘ２の出力側と抵抗Ｒ４とマイナス入力側との接続中点には抵抗Ｒ３が接続されている。
【００２２】
（Ａ）の構成において、圧電ケーブルが加圧されると、電圧源Ｖ２に電圧が発生し、中心電極３と外側電極４との間にその電圧が発生する。
【００２３】
その電圧を増幅器Ｘ２は抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４の比率で増幅する。圧電ケーブルが長くなると、内部抵抗Ｒ２が小さくなり、それに応じて電圧源Ｖ２に電圧が小さくなって、圧電ケーブルの中心電極２と外側電極４との間の電圧も小さくなる。
【００２４】
従って、圧電ケーブルが長くなると、増幅器Ｘ２の増幅率を上げて、その出力を確保していた。
【００２５】
しかし、あまり長くなると増幅器Ｘ２で増幅しても安定した出力が得られなくなり、この電圧検知手段では検知できない。
【００２６】
次に、（Ｂ）において、ｃは圧電ケーブル１の等価回路、Ｖ１は加圧で発生する電圧源で、その一端は容量Ｃ１の一端に、同容量Ｃ１の他端は内部抵抗Ｒ１の一端と圧電ケーブルの中心電極３に接続され、内部抵抗Ｒ１の他端は電圧源Ｖ１の他端と圧電ケーブルの外側電極４に接続されている。
【００２７】
ｄは電荷増幅手段で、増幅器Ｘ２を有し、そのプラス入力側は圧電ケーブルの外側電極４に、マイナス側は中心電極３にそれぞれ接続され、また、接続増幅器Ｘ２のマイナス側と中心電極３との接続中点と同接続増幅器Ｘ２の出力側との間には容量Ｃ２が介在されている。
【００２８】
この（Ｂ）の構成において、圧電ケーブル１が加圧されるとその中心電極３と外側電極４との間に電圧源Ｖ１の電圧が発生する。その電圧を増幅器Ｘ１は圧電ケーブル１内部の容量Ｃ１と容量Ｃ２の比率で増幅する。
【００２９】
この様に、圧電ケーブルが長くなって内部抵抗Ｒ１が小さくなっても、同圧電ケーブル内部の容量Ｃ１と容量Ｃ２の比率で増幅するので圧電ケーブルの長さに影響を受けることがない。
【００３０】
図３は、検知装置の全体構成を示し、先に述べたように、１は圧電ケーブル、３はその中心電極、４は外側電極、６は圧電ケーブル１の外側電極４と中心電極３が接続された電荷増幅手段、７は第１の接続手段で、第１〜第４端子８，９，１０，１１を有するものである。
【００３１】
そして、圧電ケーブル１の外側電極４は第１端子８に、中心電極３は第２端子９に接続されて、また、第１、第３端子８，１０と、第２、第４端子９，１１は電気的に導通している。
【００３２】
１２は第２の圧電ケーブル、１３は第２の接続手段で、第１〜第４端子１４，１５，１６，１７を有し、第１、第３端子１４，１６と、第２、第４端子１５，１７は電気的に導通し、また、第３、第４端子１６，１７との間には終端抵抗１８が接続されている。
【００３３】
そして、前記第２の圧電ケーブル１２の外側電極４は第１の接続手段７の第３端子１０と第２の接続手段１３の第１端子１４に、第２の圧電ケーブル１２の中心電極３は第１の接続手段７の第４端子１１と第２の接続手段１３の第２端子１５にそれぞれ接続されている。
【００３４】
上記構成において、その動作を説明する。
【００３５】
電荷増幅手段６から見ると、圧電ケーブル１と第２の圧電ケーブル１２の外側電極４、および中心電極３は、それぞれ第１の接続手段７で導通されており、第２の接続手段１３で外側電極４と中心電極３は終端抵抗１２を介して接続されていることになる。
【００３６】
つまり、電荷増幅手段６から見た場合、圧電ケーブル１は第１の接続手段７を介して第２の圧電ケーブル１３の長さを延長したことになる。
【００３７】
なお、この考えによれば、接続端子の数Ｎを増やせば、圧電ケーブルはその数Ｎ分だけ
長さを延長できることになる。
【００３８】
さらに、圧電ケーブルの長さを一定長さＬに、接続端子の数Ｎとすれば、この積の分だけ圧電ケーブルを延長できる。
【００３９】
しかも、接続端子のところで圧電ケーブルの延長方向を自在に設定できるので、複雑な形状の場所に、圧電ケーブルを張る場合に対応できる。
【００４０】
また、図２において、電荷増幅手段ｄは、圧電ケーブル内部の容量Ｃ１と増幅器Ｘ１の容量Ｃ２の比率で増幅するとともに、圧電ケーブルの長さに関係なく検知できることを述べた。
【００４１】
ただ、圧電ケーブルの長さが長くなると、圧電ケーブル内部の容量Ｃ１も大きくなり、圧電ケーブル内部の容量Ｃ１と増幅器Ｘ１の容量Ｃ２の比率が変化し検知精度が悪くなる。そこで、圧電ケーブルの長さＬを１０ｍ一定長さに設定すれば、その内部容量は１７００ｐＦ付近であるので、内部の容量Ｃ１と増幅器Ｘ１の容量Ｃ２の比率変化を実用コンデンサの容量範囲に収める事が出来、電荷増幅回路ｄの検知精度を向上する事が出来る。
【００４２】
なお、増幅率を１０倍にすると、増幅器Ｘ１の容量Ｃ２は１７０ｐＦとなり、セラミックコンデンサを使用でき、実用的である。
【００４３】
図３で説明したように、延長された第２の圧電ケーブル１の終端には終端抵抗１８が接続されているので、電荷増幅手段６から、圧電ケーブルのインピーダンスを見た場合、通常時は終端抵抗１８も抵抗値が測定できる。
【００４４】
圧電ケーブルが断線しているときは無限大の抵抗値を、短絡しているときはゼロΩの抵抗値を示すので断線・短絡検知が可能である。
【００４５】
（実施の形態２）
図４は実施の形態２を示し、図３と同作用をする構成部分には同一符号を伏し、その具体的説明は実施の形態２のものを援用する。
【００４６】
図４において、１９は圧電ケーブル１の外側電極４と中心電極３が接続された中央制御手段で、情報を送受信する中央情報伝送手段２０と、中央電荷増幅手段２１と、加圧の検知結果を表示する表示手段２２とから構成されている。
【００４７】
２３は第１の接続手段７に設けられた情報伝送手段、２４は第２の圧電ケーブル１２の加圧を検知する電荷増幅手段で、前記情報伝送手段２３は電荷増幅手段２４で得られた情報を中央情報伝送手段１９に送信する。
【００４８】
第１の接続手段７の内部において、第１端子８と第２端子９は、情報伝送手段２３の入出力に接続され、第３端子１０と第４端子１１は電荷増幅手段２４に接続されている。
【００４９】
２５は第２の接続手段１３に設けられ、次の圧電ケーブル（図では接続されていない）の加圧を検知する第２の電荷増幅手段、２６は前記第２の電荷増幅手段２５で得られた情報を中央情報伝送手段１９に送信する第２の情報伝送手段である。
【００５０】
第２の接続手段１３において、第１端子１４と第２端子１５は第２の情報伝送手段２６の入出力に接続され、第３端子１６と第４端子１７は第２の電荷増幅手段２５に接続されている。上記構成において、その動作を説明する。
【００５１】
中央電荷増幅手段２０は圧電ケーブル１の加圧状態を検知する。検知結果は表示手段２２で表示する。
【００５２】
次に、電荷増幅手段２４は第２の圧電ケーブル１２の加圧状態を検知する。検知結果は情報伝送手段２３から端子８，９、圧電ケーブル１を経由して、中央制御手段１９の中央情報伝送手段２０に送信する。
【００５３】
表示手段２２は中央電荷増幅手段２１の結果と電荷増幅手段２４の結果を交互に表示する。あるいは、大きい方を表示する等判断を加えて表示する。
【００５４】
この様に、電荷増幅手段２４は延長された第２の圧電ケーブル１２の加圧状態を検知して、その結果を情報伝送手段を用いて、前の中央制御手段に送信する事により、圧電ケーブル１と第２の圧電ケーブル１２の加圧状態を表示手段２２で表示できる。
【００５５】
なお、圧電ケーブルの長さが短い場合、電荷増幅手段でなく電圧増幅手段でも上記と同様のことが出来る。
【００５６】
また、圧電ケーブルと接続端子が複数個接続された状態でも、この考えで進めることことができ、複数個の各々の圧電ケーブルに対応した加圧状態を表示手段で表示できる。
【００５７】
さらに、加圧された圧電ケーブルを特定することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は電荷を発生する圧電ケーブルを延長する時に関するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態１における圧電ケーブルの外観斜視図
【図２】圧電ケーブルと電圧増幅手段の等価回路図
【図３】本発明の実施の形態１における圧電ケーブルに第２の圧電ケーブルを延長した時の概略構成図
【図４】本発明の実施の形態２における圧電ケーブルに第２の圧電ケーブルを延長した時の概略構成図
【符号の説明】
【００６０】
１，１２  圧電ケーブル
３  中心電極
２  圧電体層
４  外側電極
７，１３  接続手段
２０，２３，２６  情報伝送手段
２１，２４，２５  電荷増幅手段
１９  中央制御手段
２２  表示手段
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図２】
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