JP2016099619A - 圧電ブザー - Google Patents

Abstract

【課題】 圧電振動板を音源として用いる圧電ブザーにおいて、音圧を向上するために圧電振動板に凹凸形状設けたプラスチックフィルムを設け、圧電振動板の数を増やすことを行っていたが、部品点数が増える等など高コストになる問題があった。
【解決手段】 本発明は圧電振動板と対向する蓋部の面に凹部、凸部を設けることで音の波を効率良く放音孔へ反射させることができるため、従来よりも部品点数を減らすことができるため、低コストにすることができるとともに音圧の向上を図ることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、船舶等の警音器等に使用し、音の発生源として圧電振動板を用いた圧電ブザーに関するものである。

従来技術として、例えば圧電振動板をプラスチックケースの中間部に取り付け、ブザー音を放射する前方に空気室が形成され、さらに開口部を形成した蓋体を有する圧電ブザーがある。従来、音圧を向上させる為に凹凸部を形成したプラスチックフィルムと、プラスチックフィルムの凹凸部を利用し、圧電振動板とプラスチックフィルムの間に空気室を形成して固設された圧電振動板単体を２枚反転させて平担部を対向させるように重ね、更に圧電振動板単体間の中間に中央空気室を形成している。固定リングを介してプラスチックフィルムの周縁を固定し、２枚の圧電振動板単体にはリード線を接続し駆動源に接続され、この２枚の圧電振動板単体の内、どちらか一方のプラスチックフィルム凸部をケースの内底部に接着固定する公報（例：特許文献参照）が存在している。

特許第４４７８６６５号公報（特許請求の範囲欄、課題を解決するための手段及び図を参照）

しかし、前記の従来技術においては、船舶等で非常時の警音器として使用する場合、立体的なフィルムを形成しつつ、圧電振動板を２枚使用すると、音圧の向上を図ることができるが高コストとなる。現在、低コストかつ音圧を向上させる手段が存在しなかった。

本発明は前記問題を解決する圧電ブザーを提供するものである。

音の発生源として圧電振動板を用い、該圧電振動板は駆動回路を搭載した基板が内在するケースの縁に接着し、該圧電振動板と該ケースはカバーで覆われるものであり、該カバーは該圧電振動板の一方の面より空気室及び放音孔を設けた蓋部を有するものであり、該圧電振動板は該ケースと該カバーとの間で挟まれるように固定する圧電ブザーにおいて、該圧電振動板と対向する該蓋部の面に凹部、凸部の一方若しくは両方を設ける。

前記蓋部の中心は前記圧電振動板との間隔が短くなるように前記蓋部を厚くし、前記蓋部の中心から前記蓋部の外周に向かって前記蓋部の厚さを薄くすることで前記蓋部に凸部を形成し、前記蓋部の外周に前記放音孔を形成する。

前記放音孔の周辺では、前記圧電振動板との間隔が長くなるように前記蓋部の厚さを薄くし、前記放音孔より離れるに従って前記蓋部の厚さを厚くすることで前記蓋部に凹部を形成する。

前記圧電振動板の一面に防水処理を施す。

前記圧電振動板の外周部に共振板を設ける。

本発明に係る圧電ブザーは、上記のような構成であるので下記の効果を得られる。
（１）部品点数を増やさずに既存のカバーに対し凹部、凸部を設けることで音圧の向上を図ることが可能となる。
（２）圧電振動板１枚で従来技術と近似した音圧を発揮することが可能となる。
（３）圧電振動板に防水処理を施すことで空気中の酸素や、水分、海水等の外部からの物質により金属部の腐食が進行を防ぐことが可能となる。
（４）圧電振動板の外周部に共振板を設けることで圧電振動板の減衰を抑えることができ、音圧の向上を図ることが可能となるとともにケースの形状に合わせて圧電振動板を設置することが可能となるため設計の自由度が増す。

本発明に係る圧電ブザーの実施例１の分解図である。 本発明に係る圧電ブザーの実施例１の背面分解図である。 図１より組み付けた状態の正面図である。 図３におけるＡ−Ａ線断面図である。 本発明に係る圧電ブザーの実施例２の図４に相当する図である。

船舶等の警音器は安全確保及び、周囲に警戒を呼びかけるための重要な部品であり、音圧が要求される反面、取り付けスペースや消費電力、コストに厳しい制約がある。従来の製品に増して、低コストかつ音圧が得られる製品が要求されるようになった。

本発明は、カバー内に設けた圧電振動板と対向する蓋部の面に凸部、凹部の一方若しくは両方を設けることにより、圧電振動板をカバーとケースによって嵌合させ得た空気室内部に照射した音を効率良く反射させ、音圧を得るものである。

本発明はカバーに設けた蓋部と圧電振動板の間隔は１．５〜２．０ｍｍ程度となる空気室を設け圧電振動板の外周部はカバーとケースにより圧着する。前記空気室の内部を音が反射することで音圧を高め、最終的に放音孔へと向かうものである。設計時において蓋部の凹部、凸部の形状及び蓋部と圧電振動板間に設ける空気室の体積は設計により可変である。

本発明では、蓋部の凹部、凸部に対して対向に設置した圧電振動板から放音し、蓋部の凹部、凸部に対して音を反射させ放音孔へ音を導く構造であるが、放音孔径の大きさが圧電振動板から発せられる音に対して増幅効果があることは言うまでもなく、放音孔は音の共振周波数に合わせた大きさの設計となっている。

以下本発明に係る実施の形態を図に基づいて説明する。

図１は本発明に係る圧電ブザーの分解図であり、図２は本発明に係る圧電ブザーの背面分解図である。１は本発明に係る圧電ブザーのカバーであり、中が空洞の略円筒形である。２は蓋部であり、カバー１の一方に設けられるものである。３、３、…は後述する圧電振動板４より発せられる音が放出される放音孔であり、蓋部２の外周付近に沿って設けられる。

４は圧電振動板であり、本発明に係る圧電ブザーの音源である。圧電振動板４は、金属部４ａと半導体部４ｂが一体となっている。また、金属部４ａの径は半導体部４ｂの径よりも大きいものであり、金属部４ａの外周が本発明における外周部に相当する。

５は本発明に係る圧電ブザーの駆動回路を搭載した基板である。

６、６は圧電振動板４と基板５を繋ぐ内部ハーネスであり、基板５より出力される信号を圧電振動板４に伝えるものである。

７は本発明に係る圧電ブザーのケースであり、一方に底部を設け、中が空洞の略円筒形である。ケース７内の底部には基板５が配置され、ケース７の縁部は圧電振動板４の外周部と接着する。また、ケース７はカバー１に覆われるように圧入される。

８は図示しないがバッテリー等外部と基板５を繋ぐ外部ハーネスである。外部ハーネスの一端にはバッテリー等外部と接続するためのコネクタ９が設けられる。

図３は図１より組み付けた状態の正面図であり、図４は図３におけるＡ−Ａ線断面図である。

図４より、１ａはカバー１とケース７の抜け防止のための嵌合部である。１ｂはケース７が収まるケース収納部である。１ｃはケース７がカバー１内で係止する係止部である。また、圧電振動板４の外周部はケース７の縁部と接着により固定されると共に係止部１ｃとの間で挟まれるように固定される。

図４より２ａは空気室であり、放音孔３、３、…を設けた蓋部２の一面と圧電振動板４との間にて１．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度の間隔を設ける。

２ｂは蓋部２に設けられる凸部である。凸部２ｂは圧電振動板４と対向する蓋部２の一面に設けられ、図４より蓋部２の厚さを変えることで形成される。例えば、図４より蓋部２の中心では圧電振動板４との間隔が短くなるように厚くし、蓋部２の中心から蓋部２の外周に向かって薄くすることで凸部２ｂが形成される。また、蓋部２の外周付近は凸部２ｂに対して窪んだ状態となる凹部２ｃが形成される。

図４より１０は圧電振動板４より発生する音の波を表すものである。この音の波１０は例えば圧電振動板４の中心より放射状に発せられ、音の波１０は蓋部２に到達する。

蓋部２に到達した音の波１０は凸部２ｂによって反射し、図４の様に放音孔３、３、…に向かって反射を繰り返され、放音孔３、３、…より音の波１０が出る。

次に実施例２を説明する。図５は本発明に係る圧電ブザーの実施例３の図４に相当する図である。基本組み立て構造は実施例１と同じであるが、実施例１では図４より蓋部２の中心に凸部２ｂを設け、音の波１０はカバー１に設けた放音孔３、３、…へ向かうように放射状に反射していくため、カバー１の外周付近に放音孔３、３、…を設ける形状となっていた。

実施例２では図５の様に、放音孔３を中心に設け、放音孔３周辺の蓋部２の厚さは圧電振動板４との間隔が長くなるように薄くし、蓋部２の外周に向かって圧電振動板４との間隔が短くなるように厚くすることで凹部２ｃを形成する。この凹部２ｃにより図示しないが放音孔３に音の波１０が集約することが出来るため、音圧を向上させることができる。

次に実施例３を説明する。特に図示しないが本発明の圧電ブザーに防水加工を施すものであり、空気中の酸素や、水分、海水等の外部からの物質により金属部の腐食の進行を防ぐ目的で薄膜状の防水フィルムやメッキ処理をする。

例えば防水フィルムは従来のものを用いて圧電振動板４の一方の面に接着する。圧電振動板４の他方の面はケース７の縁部を接着するとともに、該圧電振動板４及びケース７をカバー１に圧入する。圧電振動板４の一方の面はカバー１内の係止部１ｃと接し、圧電振動板４は係止部１ｃとケース７の縁部との間で挟まれるように固定される。また、防水フィルムは圧電振動板４の振動の妨げにならない薄膜状のものを使用する。

本発明において、特に図示しないが圧電振動板４の径を小さくし、金属部４ａの外周部（本発明における外周部）に金属部４ａの径より大きい共振板を張り付けてもよい。その際共振板の中心は金属部４ａの径よりやや小さい孔を設け、金属部４ａの外周部と共振板の穴の縁とを接着する。この共振板により圧電振動板４のままでは係止部１ｃとケース７との間で挟まれることによる減衰がなくなり音圧を向上することが出来る。また、ケース７の形状に合わせて圧電振動板４を設置できるため設計の自由度が増す。

内部ハーネス６、外部ハーネス８の取り付けは、半田付けを基本とするがこれに限ったものではなく、例えばギボシ、カシメ等による取り付けをしても良い。

本発明において、説明上カバー１と蓋部２は一体になっている図であるが、これに限らず、カバー１と蓋部２は別部材として形成し、カバー１と蓋部２を嵌合するようにしてもよい。

また、本発明の圧電ブザーは、圧電振動板４とケース７との接着及び圧電振動板４を間にカバー１、ケース７は密着するような構成のため、ケース７内に設けた基板５に対する防水対策もなされていることは説明するまでもない。

本発明の圧電ブザーは蓋部２に凸部２ｂ、凹部２ｃの一方若しくは両方を設けることで音の波１０を効率良く放音孔３、３、…へ反射させることができるため、低コストにすることができるとともに音圧の向上が図ることができる。また、各種警音器等に使用することが可能であるため産業上の利用可能性は高いものである。

１ … カバー
１ａ … 嵌合部
１ｂ … ケース収納部
１ｃ … 係止部
２ … 蓋部
２ａ … 空気室
２ｂ … 凸部
２ｃ … 凹部
３ … 放音孔
４ … 圧電振動板
４ａ … 金属部
４ｂ … 半導体部
５ … 基板
６ … 内部ハーネス
７ … ケース
８ … 外部ハーネス
９ … コネクタ
１０ … 音の波

Claims (5)

1. 音の発生源として圧電振動板を用い、該圧電振動板は駆動回路を搭載した基板が内在するケースの縁に接着し、該圧電振動板と該ケースはカバーで覆われるものであり、該カバーは該圧電振動板の一方の面より空気室及び該圧電振動板より発する音を放出する放音孔を設けた蓋部を有するものであり、該圧電振動板は該ケースと該カバーとの間で挟まれるように固定した圧電ブザーにおいて、該圧電振動板と対向する該蓋部の面に凹部、凸部の一方若しくは両方を設けることを特徴とする圧電ブザー。
2. 前記蓋部の中心は前記圧電振動板との間隔が短くなるように前記蓋部を厚くし、前記蓋部の中心から前記蓋部の外周に向かって前記蓋部の厚さを薄くすることで前記蓋部に凸部を形成し、前記蓋部の外周に前記放音孔を形成することを特徴とする請求項１記載の圧電ブザー。
3. 前記放音孔の周辺では、前記圧電振動板との間隔が長くなるように前記蓋部の厚さを薄くし、前記放音孔より離れるに従って前記蓋部の厚さを厚くすることで前記蓋部に凹部を形成することを特徴とする請求項１又は２記載の圧電ブザー。
4. 前記圧電振動板の一面に防水処理を施したことを特徴とする請求項１から請求項３記載の圧電ブザー。
5. 前記圧電振動板の外周部に共振板を設けることを特徴とする請求項１から請求項４記載の圧電ブザー。

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