JP2021135986A - 両面緊急ブザー - Google Patents

Abstract

【課題】平盤状ブザーの表裏両面から全方向的に大音響で間欠的に長時間鳴動する多種の手段・状況で起動される両面緊急ブザーを提供する。【解決手段】平盤状の両面緊急ブザーは、共鳴函の裏面にも発音孔を穿った円盤状の圧電サウンダーを該サウンダーの駆動回路を起動するタッチセンサーの感応電極と併用する金属板で巻いて中央に固定し発音孔に対応して表裏両面に放音部を持つケースに収納して押しボタンや引き紐などの起動装置は持たずケースの表裏両面を静電容量式センサーの感応電極とし所持者の接触・操作や、地面、水面、大型金属機器等への直接、間接の接触あるいは強く揺さぶられて摺動する電池との接触などによる静電的環境の変化を感知して鳴動を始めリセットスイッチを押さない限り、表裏両面から全方位的に可及的長時間、間欠的鳴動をくり返して救援を要請しうる表裏面対称に等価等機能な起動能と放音能を有する放音部にデザイン絵画的孔群を持つ。【選択図】図１

Description

本発明は、警報音を発する携帯型の両面緊急ブザーに関する。

携帯型の緊急用警報ブザー（以降、「緊急ブザー」と略す）は、事故・事件等での救援依頼や救援要請者の位置情報の発信に有効な手段である。救援要請者を視認できなくても、また救援者・捜索者が特別の装備を携帯していなくても、ブザーの“音源”を探すことは容易である。

従来の緊急ブザーとしては、児童・生徒、婦女子等に対する犯罪行為を予防・排除・阻止するために携帯させる防犯ブザー（通称）が知られている。これらの防犯ブザーの鳴動時間は、その使用目的や携帯性（サイズ、重量、価格など）に合わせて通常１分前後である。
一方、自然災害等による閉じ込め・孤立や、事件・事故による被害者・負傷者等からの救援依頼や、独居老人、重篤な既往症を持つ人など、身体的／社会的弱者の人々の緊急事態からの救助依頼などを目的とする場合、時間あるいは日の単位で長時間鳴動する携帯型緊急ブザーが好ましいが、現市場には見当たらない。
緊急ブザーはまた、登山、スキーなどでの滑落や、雪崩による埋没などでの救出要請や、渓流釣り、山菜・茸採りなどでの遭難や、野獣駆逐音などとして利用できるが、そのような目的に使える長時間鳴動するブザーは、市井にない。
鳴動時間に関しては、間欠的に鳴動させることによって電池に放電休止時間を与え、長時間鳴動しうるようにした携帯型緊急ブザーが報告されている（特許文献１、２）。

従来の防犯ブザーを鳴らすためには、引き紐を引く、小型の押しボタンを押すなどの手段が多く用いられている。しかし、緊急を要する事故・事件に遭遇した場合には、当事者にとって、それらの手段が適切であるとは言い切れない。
緊急ブザーの所持者が、急病、発作、昏倒、転倒、転落などの事故・事件に遭遇した時、押しボタンや引き紐などを自身で操作してブザーを起動できない場合も多いと考えられるが、ある範囲を叩けば起動出来るスイッチであるとか、あるいはそのような事態を検知して自動的に起動する緊急ブザーは、市井に無い。

緊急ブザーの構成としては、圧電ブザーがそのサイズ、低電力作動、軽量、廉価、軽便性などの利点によって広く使用されてきた。その目的・用途のために、携帯性、軽便さ、大音量などを特色として各種各様の防犯ブザーが市井にある。

圧電ブザーでは、通常円形あるいは方形の圧電素子を共鳴函に組み込んだ圧電サウンダーが発音源である。該圧電サウンダーには通常共鳴函の表側中央にのみ１つの発音孔があって、裏側は加工のない函体面である。表面実装型などの圧電サウンダーの裏側には駆動電源に接続するためのリード線やピンなどがあって、構造的に共鳴函の裏面には加工し難い。これらの圧電サウンダーを組み込んだブザーは前面の発音孔に対応する位置にのみ放音部があり、通常裏面には無く、ブザーの裏面からの放音圧は小さいか、無視されている。

緊急ブザーの形状（例えば平盤状）によっては、放音を要する事態でブザーの放音面が開放されているかどうかは、該ブザーの実用価値を決めることにもなるそこで平盤ブザーの表裏両面から放音させようとするには、２個の圧電サウンダーを背中合わせにすることなどを容易に考えつくが、それに伴うコスト高、嵩張りや消費電力／電池消耗の増加は両面放音の利点に見合わない。

登録実用新案第３１９２２４９号公報 登録実用新案第３１９７５１２号公報

想定される限りの環境、条件で、身体的に不自由が生じた／不自由があるブザー所持者でも、容易に起動できるものであり、昏倒や怪我で自身で起動できなくても、地面、雪面、水面や大型金属機器（例えば自動車、ガードレールなど）に接近・接触した時点で自動的に起動するものであり、一旦起動したブザーは可能な限り全方位的に、デザイン絵画的な放音部から特徴的な音律で、可及的長時間、放音を継続して救援を要請しうる、防水性のある携帯型の両面緊急ブザーを提供することである。

上記課題を解決するためになされた本発明に係わる両面緊急ブザーは、共鳴函裏側中央部にも発音孔を開けた１個の圧電サウンダーを、ブザーを起動するスイッチを兼ねる金属板を巻きつけて作る筒状金属の中央に固定し、これを表裏２カ所の発音孔と向かい合うケース壁面にそれぞれ放音部を設けた平盤状のケースに納めたものであって、表裏両面に感応面積の大きい静電容量式センサーの感応電極板をブザー起動スイッチとして具え、該起動スイッチへの掌などの接触・近接以外にも、地面、雪面、水面、金属（自動車やガードレール等）との接触、あるいは強い揺さぶりなどによって起動し、ケースの表裏両面のデザイン絵画的放音部から、間欠的に長時間放音する事を特徴とする携帯型の両面緊急ブザーである。

課題に含まれる個々の要件について、各課題要件とそれらの解決手段を列挙した。
１）全方位的に大音響で鳴動する。ブザーが伏せられた状況でも放音圧が抑制されにくいように、平盤状ブザーの両面から鳴動する構造であること。
これには共鳴函の表面に発音孔を持つ通常の圧電サウンダーの共鳴函裏側にも発音孔を設けた１個の両面発音サウンダーを平盤状のケースに組み込み、ケースの表裏に該サウンダーの発音孔と相対する放音部を設けることで、表裏両面／可及的全方位に放音する構造を持つブザーとする。
２）日の単位で長時間鳴動する。起きた災害・事故への対応・救援のためにはブザーは少なくとも一昼夜以上は鳴動していること。
これにはブザーを短時間の連続鳴動ではなく、間欠鳴動にすることで、電池容量に比して鳴動時間を可及的長時間にする。（特許文献２）
３）ブザーの起動が容易である。不意の発作、事故、事件などに際して、当事者が容易に起動しうる大きさの装置・機構であること。
これには静電容量式センサーの感応面積の大きい感応電極を、平盤状ブザーの表裏両面に装置して、掌などで放音面を叩いてブザー回路を起動する。
４）非常事態では自動的に起動する。ブザー所持者が自分で起動し得ない事態でも、地面、水面、雪面、大型金属機器（例えば自動車、ガードレール）などへの接触を感知して起動すること。また、ブザーの不意の強い振動を感知して起動すること。
これにはブザー／所持者の静電的環境が急変した時に、自動的にブザーを起動する静電容量式センサー回路（上述）で対応する。
５）識別し易い独特の鳴動音を発する。従来の警報音（パトカー、救急車、バックアラーム、通常のブザー音など）や生活音などとは明らかに異なる音を発すること。
これにはブザー音を特徴的な音律にし、従来の警報音や生活音から容易に識別される独特の発信音として、この音律が救援要請の信号音であることを周知させる。
６）デザイン絵画的孔を持つ放音部にする。
これには従来の幾何学的な形状のスリットや孔（群）に代えて、機能や名称を連想させる姿、形を図形化した切り抜きで放音部を創って、ブザーの印象を強め、放音の音律と共に、特徴づけをして、救援要請のブザーとしての周知性と機能性を高める。
７）少なくとも生活防水されている。想定する所持者が高齢者、肢体・行動に不自由がある人などの場合、ブザー／所持者が水に落ちた、落とした場合にも対応できること。また、浴室等に気兼ねなく携帯できること。
これにはブザーを、極薄のプラスチックフィルムを貼った放音部を持つ嵌合性の高い構造のケースに組み込むとか、あるいはプラスチック袋に封入するなどして、放音圧の低下を極力避けつつ防水機能を持たせる。

表裏両面に発音孔を持たせた圧電サウンダーが、表面にのみ発音孔を持つ従来型の圧電サウンダー２個を背中合わせにしたものと、放音圧に関してほぼ等価である。

共鳴函の裏側に開けた発音孔と、それに対応してブザーケース裏面に放音部を持つ両面緊急ブザーが、従来型の前面放音部ブザーに比して放音方向の性能が優れている。即ち、両面緊急ブザーには“うつ伏せ”になって音圧が下がる事はない。

本発明の概略を示す両面緊急ブザーの構成図

１ 両面緊急ブザーのケース
２ ケースを表裏閉合するねじ孔
３ ケースに開けた放音部；本例では歌舞伎の隈を模している
４ 放音部に貼った９μｍＨＤＰＥフィルム
５ 圧電素子
６ 圧電サウンダー（圧電素子＋共鳴函）表面の既製発音孔
７ 圧電サウンダーの裏面に穿孔した発音孔
８ アルミニウム円筒：静電容量式センサーの感応電極（厚さ０．２ｍｍ：ブザーのリード線出口の隙間と、該センサー回路への導線が付けてある）
９ 作動回路基板：集積回路、ステップアップインダクター等を搭載
１０ 電池室：電池ケースが３〜５ミリ摺動できる
１１ 電池ケース：単５電池２本用、揺すれば変位して感応電極に触れ得る
１２ ＬＥＤ：赤色発光：緊急発信中とブザーのリセットスイッチの位置の告知
１３ シリコンラバー製ＬＥＤキャップ：散光・防水用
１４ リセット用ＮＣ型タクトスイッチ：常時閉、ＬＥＤ１２で押されて瞬時開
１５ 吊り紐／カラビナ用アーチ
１６ マイクロＳＤ保持スロット

本発明の実施例を以下に示すが、本発明は以下の実施例に限定されるわけではない。

＜構造の説明＞
両面緊急ブザーの概略の構成の断面図を図１に示す。
本品は、長方形（約５ｃｍ×８ｃｍ）で平盤状（厚み約２ｃｍ）のプラスチック（ＡＢＳ）ケース１内に構成されている。ケースは１個の金型から作られる同形の２個が互いに嵌合して表裏を形成し、２ヶ所のビス２で閉合されている。ケースの表裏両面には放音部３が開口する。放音部の内側には厚さ９μｍのＨＤＰＥフィルム４が貼ってある。
圧電素子５は、既製の圧電サウンダーの表面の発音孔６に加えて裏面にも発音孔７を穿孔した共鳴函に収まって表裏両面放音型の圧電サウンダーとなる。該両面圧電サウンダーは、リード線を避けてほぼ円筒状に巻き付けた金属板８（アルミニウム厚さ０．２ｍｍ：以降、「アルミ円筒」と略す）によって中央に支持されるが、該アルミ円筒はケースの表裏の内面に接して固定されて、ブザー起動用静電容量式センサーの感応電極板として機能すると同時に、ケースの厚み方向の支持・補強を兼ねる。

ケース内アルミ円筒８の片側に基板９、他方に電池室１０を置いた。基板には集積回路を用いて、静電容量式センサー／ブザー起動回路、ＬＥＤ点滅回路、音階周波発振（ＰＷＭ）回路、間欠発振制御回路などをプログラムして搭載した。
発振音は、両面緊急ブザーが特徴ある音階とリズムで高音圧で鳴動するようにクロック周波数や音階周波発振回路のパラメーターなどを調整した。
電池室１０には、その空間を褶動できる単５電池２本を収納した電池ケース１１（部分的に電池が露出している）が挿入されていて、強く揺さぶられると電池がアルミ円筒に当たる。
ブザーの上縁のＬＥＤ１２（透明：赤色発光）は、防水／散光用のシリコンラバーのキャップ１３を被り、その底部で電源回路に直列に入ったＯＮ／ＯＦＦスイッチ（リセットスイッチ；ＮＣタクトスイッチ）１４を押せるようにした。

該リセットスイッチが必要時以外に押されにくくするためとブザーの携帯性のために、ケース上端にリセットスイッチを挟んで２個のアーチ１５を付け、吊り紐（印籠様の紐・根付け）やカラビナなどを装着出来るようにした。

スロット１６によって保持されるマイクロＳＤは、本ブザーの携帯者／保護者の同意のもと、当人のかかりつけ医などによって記入される救急医療用の個人情報を記録する。

＜機能の説明＞
本両面緊急ブザーは、電池がセットされると、ブザー起動用静電容量式センサー回路が常時作動している“待ち受け”状態に入り、そのまま経時する時には、新品電池を用いた場合、１年以上有効である。この状態で、ブザー・電極板の静電的環境が、（１）所持者自身が掌などでブザー面（ケースの壁越しにセンサーの電極周辺）を軽く叩く、（２）所持者が叩けない状態（例えば昏倒／転倒／怪我）でも、人体、地面、水面、雪面あるいは自動車、ガードレールなどに接触／近接する、（３）急な振動で電池室内で電池ケース・電池が揺れて摺動し感応電極（アルミ円筒）に触れるなどによって、急変する事態が起きると、該センサー回路がブザー回路を起動して鳴動を始める。

ブザー駆動・制御回路は、短時間（１０秒間程度）大音響のリズムメロディーを圧電素子に発音させ、長周期（３０秒間隔程度）で、電池が消耗し尽くすまで間欠的に放音を繰り返す。新品電池を用いた場合、該間欠放音は２日間以上継続し、この間ＬＥＤは短周期（２秒間隔程度）でパルス発光して、ブザーの所在と作動を知らせる。

緊急事態以外の誤作動（誤接触など）で放音が始まった時には、所持者の指などで点滅する赤ＬＥＤ／リセットスイッチを押す（ストローク０．２５ｍｍ）ことで、電源回路が瞬時遮断されて放音は止まり、ブザーはリセットされて“待ち受け”に戻る。
ケース上部の２個のアーチは、緊急時の混乱の中で該リセットスイッチが不用意に押されて救難要請鳴動が止まる事を極力避ける目的も持っている。

本ブザーは、放音部内側に貼ったＨＤＰＥフィルムと、リセットスイッチのＬＥＤに被せたシリコンゴムキャップおよびケース周縁の嵌合スリットによって生活防水以上の性能を持つようにした。
さらに厳しい専用用途（登山、スキー、渓流釣り、山菜採りなど）に用いる事が想定される時には９μｍ厚のＨＤＰＥ袋に密封して防水し携帯できるようにし、長時間水に浮くようにした。

＜ブザー前後への放音圧＞
本両面緊急ブザーの特徴の１つとなるブザーの前・後方への放音音圧の測定結果の１例を表１に示す。
上述の両面緊急ブザー（本申請）と、裏面に放音部が無い同形ケースに原型の圧電サウンダーを装備した従来型のブザーについて、同じ駆動回路を使って、表裏それぞれの放音圧を１ｍ及び１０ｍの距離、地上高１ｍで測定した。
放音音圧はブザーの間欠鳴動の１周期の音量の最大値を各７回測定し、最高値と最低値を除いた５回の平均値（四捨五入）を示した。

実測の結果、ブザーの前方１ｍでの放音圧は、従来型、両面型（本申請）両者ともほぼ同じ（９６ｄＢ前後）であり、両面型ブザーの表、裏からの放音圧もほぼ同じであった。従来型ブザーの裏面での放音圧は、両面型ブザーの裏面に比してほぼ１０％余低かった。前方１０ｍでの測定結果も、同じ傾向を示した。
発せられた音のリズムと音階の差異は、常人の聴覚では判別できなかった。

表１の結果は、表裏両面に発音孔を持たせた圧電サウンダーが、表面にのみ発音孔を持つ従来型の圧電サウンダー２個を背中合わせにしたものと、放音圧に関してほぼ等価であることを示している。

表１の結果は、共鳴函の裏側に開けた発音孔と、それに対応してブザーケース裏面に放音部を持つ両面緊急ブザーが、従来型の前面放音部ブザーに比して放音方向の性能が優れていることを示している。即ち、両面緊急ブザーには“うつ伏せ”になって音圧が下がる事はない。

これらの結果は、発音孔を前面のみに持つ市販の圧電サウンダーの共鳴函の背面中央に意図的に第２の発音孔を開け、ブザーケースに対応する放音部を設けて、両面から放音するブザーとしたことによる。両面に放音部を持つブザーのためには、前後両面に発音孔を持つ圧電サウンダーとして音響工学的に共鳴函を再設計することが、より良い結果を生む可能性がある。

Claims (3)

1. 共鳴函の表裏２面の中央にそれぞれ１つの発音孔を持つ１個の円盤型圧電サウンダーに、金属板を巻いて該サウンダーをその中央に固定し、表裏の発音孔と向かい合うケース壁面にそれぞれ放音部を設けた平盤状のケースに納め、該金属板を静電容量式センサーの感応電極としてブザーの起動スイッチである事を特徴とする両面緊急ブザー。
2. 前記ブザーが、表裏両面から間欠的に長時間放音する携帯型ブザーであることを特徴とする請求項１に記載の両面緊急ブザー。
3. 前記放音部が、生物やキャラクターあるいは家紋や紋章などの全部あるいは１部分をデザイン化した孔または孔群であることを特徴とする請求項１又は２に記載の両面緊急ブザー。

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