JPH08313363A - 路面温度センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 上部開口した円筒状ケース１と、ケース１内
に収容された送信回路２およびアンテナ４と、ケー１ス
の上部外周に嵌合された電波透過性のある材質から構成
されたカバー６と、この内部に配置され、送信回路２に
接続するセンサー本体７とを備え、カバー６の一部にこ
れの上下を貫通する取付孔６ａを形成し、取付孔６ａの
上部側に金属製インサート１０を嵌合してその頂部をカ
バー６の表面に露出させ、センサー本体７を前記取付孔
６ａの下部側に嵌合し、形状記憶合金からなる複数のチ
ャック爪１０ｂを介して一定温度以下で前記インサート
１０に係脱可能に接触させた。 【効果】 カバー全体は電波透過性のある部材であるた
め、アンテナの送信に不具合がない。センサー本体は取
付孔の下部に遊嵌状態に支持されるので、設定温度以下
で路面温度をこれの下部に接触しているセンサー本体に
直ちに伝導する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、寒冷地等に於いて路
面凍結を検出して警告を行う際の路面温度検出用に用い
られる路面温度センサーに関する。

【０００２】

【従来の技術】寒冷地などの道路の路面は降雨，積雪な
どにより凍結し易く、特にトンネル内部は凍結していな
いが出口付近が凍結している場合には、トンネルを抜け
出たときにスリップ事故が発生する可能性が高い。そこ
で例えば、国道や自動車専用道路などでは凍結の可能性
が高い箇所の路面を常時監視するとともに、この監視箇
所の近くに電光表示板を設けておき、路面凍結と判断さ
れた場合には電光表示板に「凍結注意、速度落とせ」な
どの警告を表示するための監視システムを設けている。
このシステムにおける路面凍結の検出手段として、従来
では凍結予測箇所の路面をビデオカメラで常時撮影し、
これを遠隔の管理事務所などに設置されたモニタテレビ
等に表示して路面の凍結情況を観察し、監視員が凍結あ
りと判断した場合に警告表示、通行禁止などの処置を採
るようにしていた。

【０００３】しかし、このような従来の検出手段の場
合、監視員が常時モニタ画面を監視していなければなら
ず、人件費がかかるという問題があった。また最終的に
監視員の目視確認に頼っているため判定が難しく、特に
ガス発生時などは判定が困難となる上、夜間は監視箇所
を照明しなければならず、コストアップの原因となって
いた。そこで、本出願人は投受光器により路面の濡れ乾
き状態を検出すると同時に、路面に埋設された温度セン
サーによって路面温度を検出し、これらの検出結果を遠
隔地で自動的にモニタするシステムを提案している。こ
のシステムに用いる路面温度計の使用にあたっては、既
設の道路に配備するために、次に述べる工事上、および
使用上の条件が求められる。 （１）単に路面に穴を明けて温度センサーを埋設し、ア
スファルトなどにより埋め戻すだけで埋設工事を完了
し、完了後は直ちに使用状態にあること。 （２）埋設後は少なくても一年以上は路面温度センサー
としての機能を維持すること。

【０００４】以上の条件を満足するために路面温度セン
サーに要求されることは、種々の理由から送信用のケー
ブルを路面下に埋設できないため、温度検出値を電波に
より近くの受信部に向けて発信する送信局としての機能
をもたらすことが必要であり、このためには一年以上駆
動する駆動電源と送信のための回路を内蔵しているこ
と、路面近くに埋設されることから路面振動からセンサ
ー本体、電源、および回路を保護し得ること、および路
面温度変化に対するセンサー本体の応答性を高く設定で
きるようにすることである。

【０００５】しかし、センサー本体の応答性を高く保つ
ためには、ケースの地表面に近い部分を伝熱性の良好な
金属によって構成しなければならないが、このようにす
ると当該金属により送信電波が遮蔽されるため、アンテ
ナをケースから分離して離間させた位置に配置する必要
性が生じ、アンテナの耐久性、設置作業性等に問題を生
ずる。逆に電波透過性を高めようとした場合にはセンサ
ー本体側をケースから分離しあて離間配置しなければな
らないため、センサー本体の耐久性、設置作業性などに
問題を生ずる。また、地域によっても異なるが、路面凍
結期間は冬期の限られた時期にのみ限られる反面、セン
サー本体を路面近くに一年間を通して配置していると常
時路面振動を直接受け、耐久性に問題が生ずる問題があ
る。したがって、これまでには以上の条件にかなう路面
温度計は実用化されていなかった。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、センサー本体、アンテナ、電
源および送信のための回路部の全てをケース内に密封収
納し、路面埋設状態における電波透過性を確保しつつ、
設定温度以上ではセンサー本体を防振状態に保持し、設
定温度以下になるとセンサー本体の応答性を高く保つこ
とができる路面温度センサーを提供することを目的とし
ている。

【０００７】

【発明の概要】本発明は、上部開口した円筒状ケース
と、該ケース内に収容された送信回路部およびアンテナ
と、前記ケースの上部外周に嵌合された電波透過性のあ
る材質から構成されたカバーと、該カバーの内部に配置
され、前記送信回路部に接続したセンサー本体とを備え
た路面温度センサーであって、前記カバーの一部にこれ
の上下を貫通する取付孔を形成し、該取付孔の上部側に
金属製インサート嵌合してその頂部を前記カバーの表面
に露出させる一方で、前記センサー本体を前記取付孔の
下部側に遊嵌し、該センサー本体を形状記憶合金からな
るチャック部を介して前記インサートに係脱可能に接合
したことを特徴とする。

【０００８】また、前記インサートは形状記憶合金から
なり、該インサートの下部に温度上昇により拡開し、温
度低下により縮径して前記センサー本体の頭部を着脱可
能に掴むチャック部を設けることができる。前記インサ
ートは筒状をなしている一方、センサー本体の上部に形
状記憶合金からなるチャック部を設け、該チャック部は
温度上昇により縮径し、温度低下により拡開して前記イ
ンサートの内周に係脱可能に接合する構成も採用でき
る。

【０００９】

【作用】カバー全体は電波透過性のある部材であるた
め、アンテナの送信に不具合がない。またその一部には
熱良導体である金属製インサートが嵌合され、チャック
部の温度変化による形状変化に応じて、設定温度を越え
るとセンサー本体とインサートとは離間し、センサー本
体は取付孔の下部に遊嵌状態に支持される。設定温度以
下で路面温度をこれの下部に接触しているセンサー本体
に直ちに伝導する。請求項２の構成を採用した場合には
構造が簡単である。請求項３の構成を採用した場合には
形状記憶合金自体の形状が小形化する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明について詳細に説明する。図
１、図２はこの発明にかかる路面温度計の全体構成を示
しており、この路面温度センサーは、上部に開口部１Ａ
を有した円筒状ケース１と、ケース１内に収容される送
信回路部２と、ケース１の上部開口１Ａから内部に嵌め
付けられるアンテナホルダー３と、アンテナホルダー３
の上面に設置される板状のマイクロストリップアンテナ
４と、ケース１の上部外周にＯ−リング５を介して嵌合
されるドーム状のカバー６と、および振動数が温度変化
に応じて変化する水晶振動子やサーミスタ等からなるセ
ンサー本体７とから概略構成されている。

【００１１】ケース１はＳＵＳステンレスなどの耐蝕性
のある厚肉パイプ材を切断加工したもので、その底面に
同じくＳＵＳステンレスによる底板１ａを溶接により一
体化している。送信回路部２は、燐青銅板などのバネ性
のある金属板からなる略コ字状のホルダー金具２ａと、
ホルダー金具２ａ内にゴム板２ｂを介して設置した一対
のリチウム電池２ｃと、電池２ｃ上に縦列してこれを位
置決めした二枚のプリント基板２ｄからなり、組立後は
ホルダー金具２ａの周囲がケース１内に弾性接触するこ
とでこれの内部に回り止め状態で収容される。

【００１２】各プリント基板２ｄはセンサー本体７で得
た温度データを処理するためのＣＰＵを含むマイコンチ
ップおよび送信回路を構成する各種回路品を実装してい
るとともに、センサー本体７の下部に半田等により一体
化したプリント基板８に図示しないリ―ド線を介して接
続している。アンテナホルダー３はエポキシ、メラミン
などの絶縁体樹脂から構成されるもので、ビスＢを介し
てケース１上に固定される。ホルダー３の上面にはアン
テナ４を設置するための矩形状の溝部３ａおよびアンテ
ナ４の図示しないリ―ド線をプリント基板２４側に導く
複数の貫通孔３ｂを形成し、さらに一側部に切欠き３ｃ
を形成している。

【００１３】カバー６は肉厚の厚いＦＲＰ等からなる高
強度かつ電波透過性のある材質からなるもので、前記ア
ンテナホルダー３の切欠き３ｃの直上において、カバー
６にはその肉厚を貫通する取付孔６ａを貫通形成し、さ
らにこの取付孔６ａの上部に拡開段部６ｂを形成したも
のである。取付孔６ａの内径はセンサー本体７を挿入す
るのに十分な径を有している。

【００１４】本実施例では、この取付孔６ａの上部側に
形状記憶合金からなるインサート１０を嵌合してその頭
部１０ａを段部６ｂに嵌合した状態でカバー６の表面に
露出させている。このインサート１０の下部は、図３
（ａ），（ｂ）に詳細に示すように、複数のチャック爪
１０ｂが一体に形成され、このチャック爪１０ａは
（ａ）に示すように、路面温度が所定温度を越えて上昇
した時に拡開し、取付孔６ａの下部側に配置されたセン
サー本体７の頭部より離間する。また路面温度が所定温
度を下回って低下したとき、例えば地表部の温度が＋４
℃以下になると、（ｂ）に示すようにチャック爪１０ｂ
は縮径して前記センサー本体７の頭部を掴み、密着す
る。

【００１５】センサー本体７は取付孔６ａ内に遊嵌保持
されるもので、その下部および一体化したプリント基板
８はホルダー３の切欠き３ｃ内に図示しないスポンジな
どを介して自立状態に支持されている。したがって、組
立てた路面温度センサーを路面近くに埋設した後は、セ
ンサー本体７により路面温度が検出されるが、形状記憶
合金の設定温度を越えるとチャック爪１０ｂが開き、セ
ンサー本体７はインサート１０から離間し、空気体計測
（空気を伝熱媒体として）により計測がなされ、その代
わりセンサー本体７は取付孔６ｂに遊嵌支持されている
状態であるから、路面振動から保護されることになる。

【００１６】また、路面温度が設定温度以下になるとチ
ャック爪１０ｂがセンサー本体７を掴み、インサート１
０を通じて路面温度を伝熱するため、センサー本体７は
路面温度変化に敏感に反応して検出する。この検出値は
プリント基板２ｄのマコンチップに取り入れられ、ここ
で信号処理をした上でアンテナ４を通じて受信側に向け
て発信される。アンテナ４の周囲はカバー６およびアン
テナホルダー３で囲われ、いずれもこの部分は電波透過
性のある部材によって構成されているので送信阻害がな
く、確実に受信側で受信できる。なお、回路内に検出値
が４℃以上になった時に動作を停止する手段を設けてお
けば、電池２ｃの消耗が少なくなり、所定期間動作状態
に保つことができる。使用期間が過ぎた場合には、路面
を掘り返して路面温度センサーを回収し、送信回路２を
図１のごとく分解し、電池２ｃの交換およびプリント基
板２ｄの回路調整あるいはセンサー本体７の交換を行え
ば、再使用できる。

【００１７】図４（ａ），（ｂ）は、この発明の第二実
施例を示している。図において、インサート２０は軸方
向に貫通した筒状をなし、取付孔６ａの内壁に沿って嵌
合されている。センサー本体７の頂部には形状記憶合金
からなる複数のチャック爪２１ａを設けた連結具２１が
一体に設けられている。このチャック爪２１ａは（ａ）
に示すように、温度上昇により縮径し、（ｂ）に示すよ
うに温度低下により拡開するものである。したがってチ
ャック爪２１ａが閉じた状態、すなわち温度が高い状態
では、チャック爪２１ａは縮径し、センサー本体７はイ
ンサート２０内に遊嵌状態に支持され、両者間は接触し
ていない。この状態から温度低下によりチャック爪２１
ａが開くとこの部分はインサート２０の内壁に接し、伝
熱状態となる。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明の路面温度センサー
にあっては、カバー全体は電波透過性のある部材である
ため、アンテナの送信に不具合がなく、またその一部に
は熱良導体である金属製インサートが嵌合され、チャッ
ク部の温度変化による形状変化に応じて、設定温度を越
えるとセンサー本体とインサートとは離間してセンサー
本体は取付孔の下部に遊嵌状態に支持されるので、路面
振動によるセンサー本体の耐久性の問題を解消できる。
また設定温度以下で路面温度をこれの下部に接触してい
るセンサー本体に直ちに伝導するため使用温度域での応
答性を確保できる。

【００１９】したがって本発明は、センサー本体、アン
テナ、電源および送信のための回路をケース内に防振状
態に密封収納し、路面埋設状態における電波透過性を確
保しつつ、必要時におけるセンサー本体の応答性を高く
保つことができる。請求項２の構成を採用した場合には
構造が簡単であり、製作費が安価である。また請求項３
の構成を採用した場合には形状記憶合金自体の形状が小
形化し、材料費が安価となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる路面温度センサーの分解斜視
図である。

【図２】同組立状態の側断面図である。

【図３】（ａ），（ｂ）はこの発明の要部断面説明図で
ある。

【図４】（ａ），（ｂ）はこの発明の第二実施例の要部
断面説明図である。

【符号の説明】

１ ケース ２ 送信回路 ４ アンテナ ６ カバー ６ａ 取付孔 ７ センサー本体 １０，２０ 金属製インサート １０ｂ，２１ａ 複数のチャック爪（チャック部）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部が開口した円筒状ケースと、該ケー
   ス内に収容された送信回路および送信用のアンテナと、
   前記ケースの上部外周に嵌合されて該開口を閉止する電
   波透過性のある材質から構成されたカバーと、該カバー
   の内部に配置され且つ前記送信回路に接続したセンサー
   本体とを備えた路面温度センサーであって、 前記カバーの一部には該一部を貫通する取付孔を形成
   し、該取付孔の外側部に金属製インサート嵌合してその
   頂部を前記カバーの表面に露出させる一方で、前記セン
   サー本体を前記取付孔の下部側に遊嵌し、該センサー本
   体を形状記憶合金からなるチャック部を介して前記イン
   サートに係脱可能に接合させたことを特徴とする路面温
   度センサー。
2. 【請求項２】 前記インサートは形状記憶合金からな
   り、該インサートの下部に温度上昇により拡開し、温度
   低下により縮径して前記センサー本体の頭部を着脱可能
   に掴むチャック部を設けたことを特徴とする請求項１記
   載の路面温度センサー。
3. 【請求項３】 前記インサートは筒状をなしている一
   方、センサー本体の上部に形状記憶合金からなるチャッ
   ク部を設け、該チャック部は温度上昇により縮径し、温
   度低下により拡開して前記インサートの内周に係脱可能
   に接合するものであることを特徴とする請求項１記載の
   路面温度センサー。