JP5360671B2

JP5360671B2 - 車両検出装置

Info

Publication number: JP5360671B2
Application number: JP2012549693A
Authority: JP
Inventors: 貴博水田; 正和永野; 雅彦澤井; 博司中川; 滋石田; 幸生今井; 拓哉角南
Original assignee: Optex Co Ltd
Current assignee: Optex Co Ltd
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2011-11-22
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2031-11-22
Also published as: WO2012086354A1; JPWO2012086354A1; TWI437517B; TW201243782A

Description

関連出願

本願は、日本国で２０１０年１２月２２日に出願した特願２０１０−２８５９４９の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。

本発明は、送信コイルから受信コイルへ向かう磁束がそれらの上に位置する車両の有無に起因して変化することに基づいて車両の有無を検出する車両検出センサに関する。

この種の車両検出センサは例えば駐車場の駐車スペース上（地上）に設置されて駐車車両を検出するものであり、送信コイルとこれと離間して配置された受信コイルとを備え、送信コイルから受信コイルへ向かう磁束がそれら両コイルの上に位置する車両の有無に起因して変化することに基づいて車両の有無を検出するが、車両以外の金属体の影響を受けて車両を誤検出する場合がある。

この車両の誤検出を防止する車両検出センサとして、送信コイルと受信コイルを収納したケースの上面の両コイル間の中央部分に接地回路を有する電極部材を設けて、ケースに付着した導電性を有する汚れ（金属体）によって発生する渦電流を電極部材から接地回路を介して逃がして、誤検出を防止する車両検知器が挙げられる（例えば、特許文献１）。

また、送信コイルと受信コイルの結合の乱れを抑えるために、筐体の下部全体を金属部材で被膜して誤検出を防止する金属検知器も知られている（例えば、特許文献２）。

特許第３５８１４８６号公報特開昭６３−１５０６８６号公報

ところで、近年、駐車スペースの周辺環境によって車両を誤検出する場合が多くなっている。例えば、駐車スペースの地上周辺にアルミニウムや鉄の空き缶などの金属体が置かれるとき、車両を誤検出する場合がある。また、駐車場の下面に埋め込まれた鉄板材の影響により、車高（車両の底の高さ）の高い車両を検知できない場合もある。

この場合、特許文献１では地上に置かれた空き缶などの周辺金属体がケースと非接触であるので、この周辺金属体の影響による誤検出を防止できず、また、特許文献２も地上に置かれた空き缶などの周辺金属体の影響による誤検知を防止するものではなく、また、単に金属部材を拡げてシールドしたとしても、シールド体が大型化し、高コスト化するおそれがある。

本発明は、前記の問題点を解決して、小型かつ低コストで、車両以外の周辺金属体による誤検出を容易に防止できる車両検出センサを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明にかかる車両検出センサは、送信コイルから受信コイルへ向かう磁束がそれらの上に位置する車両の有無に起因して変化することに基づいて車両の有無を検出するものであって、受信コイルと送信コイルは、同一の仮想面上で非平行に配置されるものであり、周辺金属体の存在により受信コイルで受信される磁束密度が低下することを抑止させるように、電磁的遮蔽効果をもって車両検出センサの一部を遮蔽するシールド体を備えている。

この構成によれば、周辺金属体から電磁的遮蔽効果をもって車両検出センサの一部を遮蔽するシールド体により、周辺金属体の存在により受信コイルで受信される磁束密度の低下を抑止させることにより、受信コイルで受信する磁束密度が、周辺金属体が存在しない場合と比較して低下しないようにできるから、小型かつ低コストで、車両以外の周辺金属体による誤検出を容易に防止することができる。

好ましくは、受信コイルの軸方向両端のうち送信コイルに近い側の第１コイル端側を通る磁束密度と、その反対側の第２コイル端側を通る磁束密度との関係に基づいて、当該受信コイルで受信する磁束変化により誘起される電圧変化によって車両の有無が検出されるものであり、前記シールド体は、周辺金属体の存在による受信コイルの第２コイル端側を通る磁束密度の増加および当該第１コイル端側を通る磁束密度の低下を抑止させるように、当該周辺金属体から電磁シールドによって車両検出センサの一部を遮蔽する。したがって、周辺金属体による受信コイルの第２コイル端側を通る磁束密度の増加を抑止し、当該第１コイル端側を通る磁束密度の低下を抑止するので、第２コイル端側の磁束密度を可及的に減少させ、第１コイル端側の磁束密度を可及的に増加させて周辺金属体による影響を少なくさせることができる。

好ましくは、前記シールド体は、前記仮想面に直交する側面視で略コの字の形状を有し、受信コイルの第２コイル端に対向して垂直に延びる立壁と、前記立壁の上端から少なくとも受信コイルの第２コイル端近傍まで水平に延びる上壁と、前記立壁の下端から当該第１コイル端を超えて送信コイルの近傍まで水平に延びる下壁を有している。したがって、立壁により、側方の周辺金属体からの磁束を遮蔽して第２コイル端側の磁束密度の増加を抑止させる。上壁により、側方の周辺金属体による上方から入り込む磁束を遮蔽して第２コイル端側の磁束密度の増加を抑止させるとともに、車両により上方から入り込む磁束を遮蔽して第２コイル端側の磁束密度の増加を抑止させる。下壁により、その基端部分で側方および下方の周辺金属体による下方から入り込む磁束を遮蔽して第２コイル端側の磁束密度の増加を抑止させるとともに、下方の周辺金属体による下方からの磁束を遮蔽して第１コイル端側の磁束密度の低下を抑止させる。これにより、より小型かつ低コストで、車両以外の周辺金属体による誤検出を容易に防止することができる。

好ましくは、前記シールド体は、アルミニウムまたは銅の材料により構成される。したがって、シールド体に渦電流を発生させることにより周辺金属体からの磁力線を相殺させる電磁シールドによって、周辺金属体から車両検出センサを効果的に遮蔽することができる。

好ましくは、送信コイルはその上端が受信コイル側に近づくように傾斜し、受信コイルの中心軸はほぼ水平に設定されている。したがって、電磁シールドによって受信コイル両端をより効果的に遮蔽することができる。

本発明では、周辺金属体から電磁遮蔽効果をもって車両検出センサの一部を遮蔽するシールド体により、第２コイル端側の磁束密度を可及的に減少させ、第１コイル端側の磁束密度を可及的に増加させて周辺金属体による影響を少なくさせるから、小型かつ低コストで、車両以外の周辺金属体による誤検出を容易に防止することができる。

請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成のどのような組合せも、本発明に含まれる。特に請求の範囲の各請求項の２つ以上のどのような組合せも、本発明に含まれる。

本発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品符号は同一部分を示す。
（Ａ）は図１の車両検出センサを示す側面図、（Ｂ）はその平面図である。図１の車両検出センサを使用した車両ロック装置を示す構成図である。（Ａ）、（Ｂ）は、図１の車両検出センサの動作原理を示す模式図である。（Ａ）、（Ｂ）は、図１の車両検出センサの動作原理を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。図１（Ａ）は、本発明の一実施形態に係る車両検出センサ１を示す側面図、（Ｂ）はその平面図である。図２は、例えば有料駐車場における駐車スペースＳで車両検出センサ１を使用した車両ロック装置を示す構成図である。

図２のように、車両検出センサ１により車両が検出されるとき、ロックＯＮ信号が駆動部３１に出力され、鎖錠板（ロック板）３２を上昇させて車両をロックする。駐車料金が徴収されるとき、ロックＯＦＦ信号が駆動部３１に出力され、鎖錠板（ロック板）３２を下降させて車両のロックが解除される。

図１（Ａ）のように、車両検出センサ１は、送信コイル（ＴＸ）２から送信されて受信（ＲＸ）コイル３で受信される磁束がその上に位置する車両の有無に起因して変化することに基づいて車両の有無を検出するものである。送信コイル２と受信コイル３は同一の鉛直な仮想面Ｏ上で非平行に配置されており（図１（Ｂ））、送信コイル２はその上端が受信コイル３側に近づくように傾斜し、受信コイル３の中心軸はほぼ水平に設定されて、両コイル２、３が基板５上に配置されている。基板５上にはセンサ全体を制御する図示しない制御部（コントローラ）が設けられている。基板５上の受信（ＲＸ）コイル３はシールド体７で覆われており、センサ全体が堅牢なケース９に収納されている。

図３（Ａ）のように、受信（ＲＸ）コイル３はその中心軸を送信コイル３側に傾斜させているので、受信コイル３の軸方向両端のうち送信コイル２に近い側の第１コイル端３ａ側を通る磁束密度Ａと、その反対側の第２コイル端３ｂ側を通る磁束密度Ｂとでは、送信コイル２に近いほど磁力線の密度、つまり磁束密度が密となり、遠いほど疎になるため、第１コイル端３ａのほうが第２コイル端３ｂと比べて磁束密度が高くなり、必ず磁束密度Ａ＞磁束密度Ｂの関係が成立する。例えば、この磁束密度Ａから磁束密度Ｂを差し引いた磁束密度（Ａ−Ｂ）に基づいて、制御部により受信コイル３で受信する磁束変化によって誘起される電圧変化が演算されて車両が検出される。

図３（Ｂ）のように、車両検出センサ１の上に車両１０が存在する場合、送信コイル２からの磁束は車両１０に当たって斜め下に進み、密度の高い磁束が送信コイル２側から受信コイル３側へシフトする結果、受信コイル３で受信する磁束検知量が増加する。

ところが、図４（Ａ）のように、車両検出センサ１の側方周辺にアルミニウムや鉄の空き缶のような周辺金属体２０が存在する場合、受信コイル３の第２コイル端３ｂへ磁束が空き缶２０に当たって曲がって入り込むか、または、空き缶２０に交流的に磁束が当たり渦電流により発生した磁束が入り込むことになる。これにより、磁束密度（Ａ−Ｂ）のＢの部分が大きくなるため磁束検知量が低下して、車両の誤検出をする。

この誤検出状態を以下に詳細に説明する。図３（Ｂ）の車両検出センサ１上に車両１０が駐車するとき、通常、受信コイル３で検出できる磁束検知量が増加する。しかし、図４（Ａ）の周辺の空き缶２０が存在した場合に、通常の周辺に何も存在しない状態と比べて、当該周辺では、受信コイル３の第２コイル端３ｂでの磁束密度が高くなって磁束検知量が低くなることにより、空き缶２０よりも車両１０の影響が少ない場合、車両１０を検出できない。このため、有料駐車場でロック板が上がらず駐車料金を徴収できないこととなる。例えば、通常の周辺に金属体が存在しないときの磁束検知量１００、車両１０の磁束検知量５０、空き缶２０の磁束検知量−８０の場合、車両検出しきい値を１３０とすると、
空き缶２０がある状態は、１００−８０＝２０
空き缶２０がある状態で車両が駐車する状態は、２０＋５０＝７０
となり、車両検出しきい値１３０を超えないため、駐車車両が存在しないと誤検出される。

また、有料駐車場において、駐車車両を検出している状態から、空き缶２０が置かれると、車両１０を検出していないと認識し、ロック板が下がって無料で出ることができる。例えば、通常の周辺に金属体が存在しないときの磁束検知量１００、車両１０の磁束検知量５０、空き缶２０の磁束検知量−８０の場合、車両検出しきい値を１３０とすると、
車両検出状態は、１００＋５０＝１５０
この状態で空き缶２０が置かれた状態は、１５０−８０＝７０
となり、車両検出しきい値１３０を超えないため、上記と同様に駐車車両が存在しないと誤検出される。

また、図４（Ｂ）のように、車両検出センサ１の下方における駐車場の下面に鉄板３０が埋め込まれた場合、鉄板３０に渦電流が発生して、送信コイル２からの磁束と逆方向の磁束が発生し、受信コイル３の第１コイル端３ａの磁束密度が低下するため、車高（車両の底の高さ）の高い車両１０の検知が困難となり、車両１０が存在しないと誤検出される。

上記車両１０の誤検出を防止するために、図１のシールド体７は、上記空き缶２０や鉄板３０のような周辺金属体の存在による受信コイル３の第２コイル端３ｂ側における磁束密度の増加を抑止させる、および第１コイル端３ａ側における磁束密度の低下を抑止させるように、周辺金属体２０、３０から電磁遮蔽効果を有する電磁シールドによって車両検出センサ１の一部を遮蔽する。

シールド体７は、図１（Ｂ）の仮想面Ｏに直交する側面視で図１（Ａ）のように略コの字の形状を有し、受信コイル３の第２コイル端３ｂに対向して垂直または垂直から若干斜めに延びる立壁１１と、立壁１１の上端から受信コイル３の第２コイル端３ｂを超えて第１コイル端３ａ近傍まで水平に延びる上壁１２と、立壁１１の下端から第１コイル端３ａを超えて送信コイル２の近傍まで水平に延びる下壁１３を有している。

シールド体７は、例えば導電性が高く透磁率が低いアルミニウムまたは銅の材料により構成される。シールド体７に渦電流を発生させることにより周辺金属体２０、３０からの磁力線を相殺させる電磁シールドによって、周辺金属体２０、３０から車両検出センサ１を効果的に遮蔽することができる。この電磁シールドは、磁気シールドに比べて材料を薄くでき、小型化、軽量化が可能となる。

シールド体７の立壁１１により、空き缶２０のような周辺金属体による側方からの磁束を遮蔽して第２コイル端３ｂ側の磁束密度の増加を抑止させる。また、上壁１２により、空き缶２０による上方から入り込む磁束を遮蔽して第２コイル端３ｂ側の磁束密度の増加を抑止させるとともに、車両１０により上方から入り込む磁束を遮蔽して第２コイル端３ｂ側の磁束密度の増加を抑止させる。下壁１３により、その基端部分で空き缶２０および下方の鉄板３０のような周辺金属体による下方から入り込む磁束を遮蔽して第２コイル端３ｂ側の磁束密度の増加を抑止させるとともに、下方の鉄板３０による下方からの磁束を遮蔽して第１コイル端３ａ側の磁束密度の低下を抑止させる。

すなわち、本発明にかかるシールド体７は、周辺金属体２０、３０から車両検出センサ１の一部を有効に遮蔽することにより、受信コイル３の第２コイル端３ｂへ入り込む磁束がより少なくなるようにし、第１コイル端３ａへ入り込む磁束がより多くなるようにするものである。

例えば、車両検出センサ１のケース９の長さ４０ｃｍ、幅１０ｃｍ、高さ５ｃｍで、送信コイル２と受信コイル３間の距離が３０ｃｍ、受信コイル３が２．５ｃｍφの寸法を有する場合、シールド体７の幅Ｗは５〜９ｃｍが好ましく、立壁１１の高さＨ（外側寸法）は３〜４．５ｃｍが好ましく、上壁１２の長さＬ１は２〜４ｃｍが好ましく、下壁１３の長さＬ２は１０〜３０ｃｍが好ましい。

これにより、周辺金属体２０、３０から電磁シールドによって車両検出センサ１の一部を遮蔽するシールド体７により、周辺金属体２０、３０による受信コイル３の第２コイル端３ｂ側における磁束密度の増加を抑止し、および当該第１コイル端３ａ側における磁束密度の低下を抑止するので、第２コイル端３ｂ側の磁束密度を可及的に減少させ、第１コイル端３ａ側の磁束密度を可及的に増加させて周辺金属体２０、３０による影響を少なくさせるから、小型かつ低コストで、車両１０以外の周辺金属体２０、３０による誤検出を容易に防止することができる。

なお、上記各実施形態では、受信コイル３の中心軸はほぼ水平に設定されているが、これに何ら限定されるものではなく、受信コイル３の第１コイル端３ａが送信コイル２側に近づくように傾斜されていればよい。

以上のとおり図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。したがって、そのような変更および修正は、添付の請求の範囲から定まる本発明の範囲内のものと解釈される。

１：車両検出センサ
２：送信コイル
３：受信コイル
３ａ：受信コイルの第１コイル端
３ｂ：受信コイルの第２コイル端
５：基板
７：シールド体
１０：車両
１１：立壁
１２：上壁
１３：下壁
２０：周辺金属体（側方の空き缶）
３０：周辺金属体（下方の鉄板）
Ｏ：仮想面

Claims

送信コイルから受信コイルへ向かう磁束がそれらの上に位置する車両の有無に起因して変化することに基づいて車両の有無を検出する車両検出センサであって、
受信コイルと送信コイルは、同一の仮想面上で非平行に配置されるもので、
受信コイルの軸方向両端のうち送信コイルに近い側の第１コイル端側を通る磁束密度と、その反対側の第２コイル端側を通る磁束密度との関係に基づいて、当該受信コイルで受信する磁束変化により誘起される電圧変化によって車両の有無が検出されるものであり、
周辺金属体の存在による受信コイルの第２コイル端側を通る磁束密度の増加および当該第１コイル端側を通る磁束密度の低下を抑止させるように、当該周辺金属体から電磁シールドによって車両検出センサの一部を遮蔽するシールド体を備え、
前記シールド体は、前記仮想面に直交する側面視で略コの字の形状を有し、受信コイルの第２コイル端に対向して垂直に延びる立壁と、前記立壁の上端から少なくとも受信コイルの第２コイル端近傍まで水平に延びる上壁と、前記立壁の下端から当該第１コイル端を超えて送信コイルの近傍まで水平に延びる下壁を有している、車両検出センサ。