JP2736734B2 - Small vibration sensor for speaker - Google Patents
Small vibration sensor for speakerInfo
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- JP2736734B2 JP2736734B2 JP6039393A JP3939394A JP2736734B2 JP 2736734 B2 JP2736734 B2 JP 2736734B2 JP 6039393 A JP6039393 A JP 6039393A JP 3939394 A JP3939394 A JP 3939394A JP 2736734 B2 JP2736734 B2 JP 2736734B2
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- Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Piezo-Electric Transducers For Audible Bands (AREA)
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、振動を検出すると共に
警報音等を発生させるスピーカ兼用小型振動センサに関
する。消火作業や救急作業等のように危険区域内に於け
る作業中に、有毒ガスや高温等によって作業員が意識を
失って倒れた場合、それを検出して警報音を発生する携
帯用警報器が知られている。又不法侵入等の為にガラス
を破った場合の振動を検出して警報を発生する警報器も
知られている。このような警報器は、振動センサとブザ
ー等とから構成されている。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a small speaker / vibration sensor that detects vibration and generates an alarm sound and the like. A portable alarm that detects when a worker loses consciousness due to toxic gas, high temperature, etc. during work in a hazardous area such as fire fighting or emergency work, and generates an audible alarm. It has been known. There is also known an alarm device that detects vibration when glass is broken due to illegal intrusion or the like and generates an alarm. Such an alarm device includes a vibration sensor and a buzzer.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来例の携帯用の警報器としては、例え
ば、実開昭64−21772号公報に示されている振動
センサが知られている。この振動センサは、振動板と蓋
との間に金属のボールを移動できるように設け、その振
動板に圧電素子を取り付け、外部からの振動によりボー
ルが振動板の上を転動することにより、その振動板が振
動し、その振動が圧電素子に伝えられて、圧電素子から
信号が発生する。即ち、圧電素子の出力信号を検出する
ことにより、外部からの振動の有無を検出することがで
きる。そして、外部からの振動を検出できなくなった
時、即ち、作業者が意識を失って倒れた場合に振動を検
出できなくなるから、警報装置を駆動して警報音を発生
させるものである。2. Description of the Related Art As a conventional portable alarm, for example, a vibration sensor disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 64-21772 is known. This vibration sensor is provided so that a metal ball can be moved between the diaphragm and the lid, a piezoelectric element is attached to the diaphragm, and the ball rolls on the diaphragm by external vibration, The vibration plate vibrates, the vibration is transmitted to the piezoelectric element, and a signal is generated from the piezoelectric element. That is, by detecting the output signal of the piezoelectric element, the presence or absence of external vibration can be detected. When an external vibration cannot be detected, that is, when the worker loses consciousness and falls down, the vibration cannot be detected. Therefore, the alarm device is driven to generate an alarm sound.
【0003】又特開昭53−54044号公報に示され
ている振動センサは、周囲を圧電素子で囲った中にボー
ルを入れて、外部からの振動によってボールが圧電素子
に衝突或いは転動させ、それによって圧電素子から信号
を発生させ、この信号を検出することにより外部からの
振動を検出するものである。この振動センサを携帯用の
警報器に適用すると、外部からの振動を検出できなくな
った時に、警報装置を駆動して警報音を発生させること
になる。In a vibration sensor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-54044, a ball is put inside a piezoelectric element, and the ball collides or rolls with the piezoelectric element by external vibration. Thus, a signal is generated from the piezoelectric element, and an external vibration is detected by detecting the signal. When this vibration sensor is applied to a portable alarm device, when an external vibration cannot be detected, the alarm device is driven to generate an alarm sound.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来例の振動センサ
は、圧電素子を用いた構成が一般的であるが、振動検出
用としてのみ用いられている。従って、警報音を発生さ
せる為には、スピーカ等を設けることになる。即ち、振
動センサと警報音等を発生させる為のスピーカとを別個
に設けるものである。それによって、警報器として小型
化を図ることが困難であった。本発明は、圧電素子を振
動センサと警報音等を発生させる為のスピーカとに兼用
させて、小型化を図り且つコストダウンを図ることを目
的とする。A conventional vibration sensor generally uses a piezoelectric element, but is used only for detecting vibration. Therefore, a speaker or the like is provided to generate an alarm sound. That is, a vibration sensor and a speaker for generating an alarm sound and the like are separately provided. This made it difficult to reduce the size of the alarm. An object of the present invention is to reduce the size and cost by using a piezoelectric element as a vibration sensor and a speaker for generating an alarm sound or the like.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明のスピーカ兼用小
型振動センサは、図1を参照して説明すると、両面に電
極1a,1bを有する圧電素子1と、この圧電素子1の
前面に空間を形成して圧電素子1を支持板2により支持
し、且つこの圧電素子1に駆動信号を加えた時の発生音
を放射する孔3を形成したケース4と、このケース4内
に於いて外部からの振動によって圧電素子1に衝突或い
は転動して圧電素子1から信号を発生させる為の転動体
5とを備えている。Referring to FIG. 1, a small vibration sensor for a speaker according to the present invention has a piezoelectric element 1 having electrodes 1a and 1b on both surfaces, and a space in front of the piezoelectric element 1. A case 4 formed to support the piezoelectric element 1 by a support plate 2 and formed with a hole 3 for radiating a sound generated when a drive signal is applied to the piezoelectric element 1, And a rolling element 5 for generating a signal from the piezoelectric element 1 by colliding or rolling with the piezoelectric element 1 by the vibration of the piezoelectric element 1.
【0006】又外部からの振動によって転動体5が圧電
素子1に衝突或いは転動して発生した信号を検出する検
出回路6と、圧電素子1に駆動信号を加えて音を発生さ
せる駆動回路7と、検出回路6による前記外部からの振
動の有無を検出する検出信号によって圧電素子1を検出
回路6から駆動回路7に切替えて音を発生させる為のス
イッチ回路8とを備えている。A detection circuit 6 for detecting a signal generated when the rolling element 5 collides or rolls with the piezoelectric element 1 due to external vibration, and a driving circuit 7 for applying a driving signal to the piezoelectric element 1 to generate a sound. And a switch circuit 8 for generating a sound by switching the piezoelectric element 1 from the detection circuit 6 to the drive circuit 7 in accordance with a detection signal for detecting the presence or absence of the external vibration by the detection circuit 6.
【0007】[0007]
【作用】外部から振動が加えられた時に、転動体5が圧
電素子1に衝突或いは転動するから、その衝突或いは転
動に従って圧電素子1から信号が発生する。即ち、従来
例の振動センサと同様に振動を検出することができる。
そして、圧電素子1に警報音発生用や各種の音声信号等
の駆動信号を加えると、圧電素子1から駆動信号に対応
した音が発生し、ケース4の孔3から放射される。即
ち、スピーカとして機能する。When a vibration is applied from the outside, the rolling element 5 collides or rolls with the piezoelectric element 1, and a signal is generated from the piezoelectric element 1 in accordance with the collision or rolling. That is, vibration can be detected in the same manner as the conventional vibration sensor.
When a driving signal such as an alarm sound or various audio signals is applied to the piezoelectric element 1, a sound corresponding to the driving signal is generated from the piezoelectric element 1 and emitted from the hole 3 of the case 4. That is, it functions as a speaker.
【0008】又スイッチ回路8により圧電素子1と検出
回路6とを切替接続した状態とし、外部からの振動がな
くなった時に異常状態であると判定する場合、検出回路
6は、圧電素子1からの信号が加えられなくなると、検
出信号を出力し、スイッチ回路8により圧電素子1と駆
動回路7とを切替接続し、駆動回路7を起動して駆動信
号を圧電素子1に加え、警報メッセージや警報音を発生
させる。When the piezoelectric element 1 and the detecting circuit 6 are switched and connected by the switch circuit 8 and it is determined that an abnormal state occurs when the vibration from the outside is stopped, the detecting circuit 6 detects the abnormal state from the piezoelectric element 1. When the signal is no longer applied, a detection signal is output, the piezoelectric element 1 and the drive circuit 7 are switched and connected by the switch circuit 8, the drive circuit 7 is activated, and the drive signal is applied to the piezoelectric element 1, and an alarm message or alarm is issued. Generate a sound.
【0009】[0009]
【実施例】図1は本発明の第1の実施例の説明図であ
り、(A)は上面図、(B)は断面図を示し、1は圧電
素子、1a,1bは電極、2は支持板、3は孔、4はケ
ース、5は転動体、6は検出回路、7は駆動回路、8は
スイッチ回路、9は弾性接着剤、10は転動体5を転動
可能に囲った転動ケースである。1A and 1B are explanatory views of a first embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a top view, and FIG. 1B is a cross-sectional view, wherein 1 is a piezoelectric element, 1a and 1b are electrodes, and 2 is The supporting plate, 3 is a hole, 4 is a case, 5 is a rolling element, 6 is a detection circuit, 7 is a driving circuit, 8 is a switch circuit, 9 is an elastic adhesive, and 10 is a rolling element that surrounds the rolling element 5 so as to be able to roll. It is a moving case.
【0010】両面に電極1a,1bを設けた圧電素子1
の前面を支持板2によりケース4に支持する。その場
合、支持板2の先端を細くして圧電素子1の電極1aと
半田等により機械的及び電気的に固着し、その固着部分
に弾性接着剤9を設けて補強する。この弾性接着剤9
は、例えば、シリコンゴム系等の接着剤を用いることが
できる。このような圧電素子1の取り付け構造によっ
て、圧電素子1による振動検出及び音響発生を容易とす
ることができる。又支持板2とケース4の側壁との間の
圧電素子1の前面に転動ケース10を設け、その転動ケ
ース10内に球,多面体等の転動体5を転動可能に設け
る。A piezoelectric element 1 having electrodes 1a and 1b on both surfaces
Is supported on the case 4 by the support plate 2. In this case, the tip of the support plate 2 is made thinner and mechanically and electrically fixed to the electrode 1a of the piezoelectric element 1 by soldering or the like, and an elastic adhesive 9 is provided at the fixed portion to reinforce. This elastic adhesive 9
For example, a silicone rubber-based adhesive can be used. With such a mounting structure of the piezoelectric element 1, vibration detection and sound generation by the piezoelectric element 1 can be facilitated. A rolling case 10 is provided on the front surface of the piezoelectric element 1 between the support plate 2 and the side wall of the case 4, and a rolling element 5 such as a sphere or a polyhedron is provided in the rolling case 10 so as to roll.
【0011】又スイッチ回路8は、トランジスタ等のス
イッチング素子によって構成することができるもので、
圧電素子1の電極1a,1bを検出回路6又は駆動回路
7に切替接続する。常時は検出回路6に切替接続され、
圧電素子1は振動センサとして作用する。又検出回路6
の検出信号によって駆動回路7が起動されると共に、こ
の駆動回路7が圧電素子1の電極1a,1bに切替接続
され、駆動回路7からの駆動信号が圧電素子1に印加さ
れるから、圧電素子1はスピーカとして作用する。又金
属の支持板2及び金属のケース4を用いた場合、電極1
aは支持板2と接続されているから、ケース4をアース
側とし、電極1bをケース4から絶縁して配線すること
ができる。The switch circuit 8 can be constituted by a switching element such as a transistor.
The electrodes 1a and 1b of the piezoelectric element 1 are connected to the detection circuit 6 or the drive circuit 7 by switching. It is always switched and connected to the detection circuit 6,
The piezoelectric element 1 functions as a vibration sensor. Detection circuit 6
The drive circuit 7 is activated by the detection signal, and the drive circuit 7 is switched and connected to the electrodes 1a and 1b of the piezoelectric element 1, and the drive signal from the drive circuit 7 is applied to the piezoelectric element 1. 1 acts as a speaker. When a metal support plate 2 and a metal case 4 are used, the electrodes 1
Since a is connected to the support plate 2, the case 4 can be grounded and the electrode 1b can be insulated from the case 4 for wiring.
【0012】又圧電素子1の前面に、支持板2とケース
4とにより囲まれた空間が形成されており、この空間を
例えば共鳴室とすることができる。そして、圧電素子1
から発生した音は、ケース4の孔3から外部に放射され
る。この場合、駆動回路7から、例えば、周波数1〜2
kHzで電圧が数10V程度の駆動信号を出力すると、
100ホン程度の1〜2kHzの警報音が発生する。こ
の場合、駆動信号を断続すれば、警報音も断続したもの
となる。この警報音発生により転動体5も振動を受ける
ことになるが、それによる音は警報音のレベルに比較し
て無視できる程度に低いレベルである。又駆動回路8に
音声再生機能や音声合成機能等を設け、音声信号を駆動
信号として圧電素子1に加えることにより、危険等を知
らせるメッセージを発生することができる。又検出回路
6と駆動回路7とスイッチ回路8とを半導体集積回路化
して、ケース4内に設けることができる。それによっ
て、携帯用の警報器として小型化を図ることができる。Further, a space surrounded by the support plate 2 and the case 4 is formed on the front surface of the piezoelectric element 1, and this space can be used as, for example, a resonance chamber. And the piezoelectric element 1
Is emitted from the hole 3 of the case 4 to the outside. In this case, the driving circuit 7 outputs, for example, a frequency of 1 to 2
When a drive signal with a voltage of about several tens of volts is output at kHz,
A warning sound of 1-2 kHz of about 100 phones is generated. In this case, if the drive signal is intermittent, the alarm sound is also intermittent. Although the rolling element 5 is also vibrated by the generation of the alarm sound, the sound caused by the alarm is at a level negligibly lower than the level of the alarm sound. The drive circuit 8 is provided with a sound reproducing function, a sound synthesizing function and the like, and by applying a sound signal to the piezoelectric element 1 as a drive signal, a message indicating danger or the like can be generated. Further, the detection circuit 6, the drive circuit 7, and the switch circuit 8 can be formed in a semiconductor integrated circuit and provided in the case 4. Thereby, the size can be reduced as a portable alarm device.
【0013】図2は検出回路の説明図であり、携帯用警
報器に適用した場合の要部を示し、1は圧電素子、7a
は駆動回路、8aはスイッチ回路、11は信号出力部、
12は信号発生部、13は保持部、14はリセットスイ
ッチ、R1〜R5は抵抗、C1はコンデンサ、Q1,Q
2はトランジスタ、CMPは比較器、VCCは電源電圧で
ある。FIG. 2 is an explanatory diagram of a detection circuit, showing a main part when applied to a portable alarm, wherein 1 is a piezoelectric element, 7a
Is a drive circuit, 8a is a switch circuit, 11 is a signal output unit,
12 is a signal generation unit, 13 is a holding unit, 14 is a reset switch, R1 to R5 are resistors, C1 is a capacitor, Q1 and Q
2 is a transistor, CMP is a comparator, and V CC is a power supply voltage.
【0014】トランジスタQ1は、圧電素子1から所定
レベル以上の信号が加えられた時にオンとなるようにバ
イアス電圧が選定され、このトランジスタQ1がオンと
なると、トランジスタQ2もオンとなる。コンデンサC
1は抵抗R5を介して充電されるもので、この場合の充
電時定数は比較的大きな値に選定される。このコンデン
サC1はトランジスタQ2がオンとなると放電される。
又比較器CMPは、抵抗R4,R1,R2によって電源
電圧VCCを分圧して形成した基準電圧と、コンデンサC
1の端子電圧とを比較し、コンデンサC1の端子電圧が
基準電圧により高くなると、検出信号を出力して駆動回
路7aに加える。The bias voltage is selected so that the transistor Q1 is turned on when a signal of a predetermined level or more is applied from the piezoelectric element 1, and when the transistor Q1 is turned on, the transistor Q2 is also turned on. Capacitor C
1 is charged via the resistor R5, and the charging time constant in this case is selected to be a relatively large value. The capacitor C1 is discharged when the transistor Q2 is turned on.
The comparator CMP, a reference voltage power supply voltage V CC is formed by dividing by resistors R4, R1, R2, capacitor C
The terminal voltage of the capacitor C1 is compared with the terminal voltage of the capacitor C1. When the terminal voltage of the capacitor C1 becomes higher than the reference voltage, a detection signal is output and applied to the drive circuit 7a.
【0015】駆動回路7aは、信号出力部11と信号発
生部12と保持部13とを含む構成の場合を示し、検出
回路の比較器CMPからの検出信号によって信号発生部
12が起動され、又保持部13により検出信号が保持さ
れると共にスイッチ回路8aが制御されて、圧電素子1
を検出回路から駆動回路7aに切替接続する。又起動さ
れた信号発生部12から警報信号或いは警報メッセージ
等が出力され、信号出力部11を介して圧電素子1に加
えられる。それによって、圧電素子1はスピーカとして
作用し、警報音或いは警報メッセージを送出する。その
場合、信号出力部11を所定周期で警報信号を断続する
構成とすると、圧電素子1からの警報音は断続した状態
で発生される。又リセットスイッチ14を押すことによ
り、保持部13がリセットされて、スイッチ回路8aは
図示状態に戻ることになる。The drive circuit 7a has a configuration including a signal output section 11, a signal generation section 12, and a holding section 13. The signal generation section 12 is activated by a detection signal from a comparator CMP of the detection circuit. When the detection signal is held by the holding unit 13 and the switch circuit 8a is controlled, the piezoelectric element 1
From the detection circuit to the drive circuit 7a. An alarm signal or an alarm message is output from the activated signal generation unit 12 and is applied to the piezoelectric element 1 via the signal output unit 11. Thereby, the piezoelectric element 1 acts as a speaker and sends out an alarm sound or an alarm message. In this case, if the signal output unit 11 is configured to intermittently output an alarm signal at a predetermined cycle, the alarm sound from the piezoelectric element 1 is generated in an intermittent state. When the reset switch 14 is pressed, the holding unit 13 is reset, and the switch circuit 8a returns to the state shown in the figure.
【0016】携帯用の警報器は、前述のように、警報器
を携帯した作業者が意識を失って倒れるまでは、転動体
5(図1参照)が圧電素子1に振動又は衝撃を与えるか
ら、圧電素子1からパルス状の信号が発生する。従っ
て、このパルス状の信号に従ってトランジスタQ1,Q
2がオンとなり、コンデンサC1は断続的に放電され
る。従って、比較的長い充電時定数によって充電される
コンデンサC1の端子電圧は基準電圧を超えることがな
い。即ち、警報が発生されない。As described above, in the portable alarm device, the rolling element 5 (see FIG. 1) applies vibration or impact to the piezoelectric element 1 until the worker carrying the alarm device loses consciousness and falls down. , A pulse signal is generated from the piezoelectric element 1. Therefore, the transistors Q1, Q
2 is turned on, and the capacitor C1 is intermittently discharged. Therefore, the terminal voltage of the capacitor C1 charged by the relatively long charging time constant does not exceed the reference voltage. That is, no alarm is issued.
【0017】しかし、作業者が意識を失って倒れると、
転動体5は静止状態となり、圧電素子1からパルス状の
信号は発生しなくなる。それにより、トランジスタQ
1,Q2はオフ状態を継続し、コンデンサC1は放電さ
れないので、その端子電圧は上昇し、基準電圧を超える
と、比較器CMPから検出信号が駆動回路7aに加えら
れ、前述のようにスイッチ回路8aが切替えられ、駆動
信号が加えられて警報音が発生される。However, when the worker loses consciousness and falls down,
The rolling element 5 is in a stationary state, and no pulse-like signal is generated from the piezoelectric element 1. Thereby, the transistor Q
1 and Q2 continue to be in the OFF state, and the capacitor C1 is not discharged. Therefore, the terminal voltage of the capacitor C1 rises. When the terminal voltage exceeds the reference voltage, a detection signal is applied from the comparator CMP to the drive circuit 7a. 8a is switched, a drive signal is applied, and an alarm sound is generated.
【0018】又図2に於いて、トランジスタQ1,Q2
を常時オン状態とするようにバイアス電圧や回路接続を
変更し、圧電素子1からのパルス状の信号によってトラ
ンジスタQ1,Q2をオフとし、常時は、トランジスタ
Q2がオンであることにより、コンデンサC1の充電が
行われない構成とすると、外部から振動が加えられたこ
とによる圧電素子1からのパルス状の信号によってトラ
ンジスタQ1,Q2がオフとなると、コンデンサC1の
端子電圧が上昇し、基準電圧を超えた時に検出信号を駆
動回路7aに加え、それによって駆動信号を圧電素子1
に加えて、圧電素子1から警報音を発生させることがで
きる。即ち、振動検出により警報音を発生させる構成と
することができる。In FIG. 2, transistors Q1, Q2
And the circuit connection is changed so that the transistor C1 is always on, the transistors Q1 and Q2 are turned off by a pulse signal from the piezoelectric element 1, and the transistor C2 is always on, so that the capacitor C1 is turned on. When the charging is not performed, when the transistors Q1 and Q2 are turned off by a pulse signal from the piezoelectric element 1 due to external vibration, the terminal voltage of the capacitor C1 increases and exceeds the reference voltage. The detection signal is applied to the drive circuit 7a when the
In addition, the piezoelectric element 1 can generate an alarm sound. That is, it is possible to adopt a configuration in which an alarm sound is generated by vibration detection.
【0019】図3は本発明の第2の実施例の説明図であ
り、(A)は上面図、(B)は断面図を示し、21A,
21Bは圧電素子、21a,21b,21c,21dは
電極、22は支持板、23は孔、24はケース、25は
転動体、30は転動ケースである。この実施例は、図1
の実施例に対して、両側に圧電素子21A,21Bを設
けたものである。なお、検出回路,駆動回路,スイッチ
回路は図示を省略している。3A and 3B are explanatory views of a second embodiment of the present invention. FIG. 3A is a top view and FIG. 3B is a sectional view.
21B is a piezoelectric element, 21a, 21b, 21c and 21d are electrodes, 22 is a support plate, 23 is a hole, 24 is a case, 25 is a rolling element, and 30 is a rolling case. This embodiment is shown in FIG.
In this embodiment, piezoelectric elements 21A and 21B are provided on both sides. The illustration of the detection circuit, drive circuit, and switch circuit is omitted.
【0020】転動体25は、外部からの振動によって両
側の圧電素子21A,21Bに対して交互に衝撃を与え
ることができるから、振動検出感度を高くすることがで
きる。又駆動回路からの駆動信号は、圧電素子21Aに
のみに印加し、この圧電素子21Aをスピーカ兼用振動
検出素子とすることができる。その場合の圧電素子21
Aにより発生された警報音等はケース24の孔23から
外部に放射される。又圧電素子21Aをケース24に支
持する支持板22は、図1に示す実施例と同様に取り付
け部分に弾性接着剤を設けて補強することもできる。Since the rolling elements 25 can alternately apply a shock to the piezoelectric elements 21A and 21B on both sides by external vibrations, the vibration detection sensitivity can be increased. Further, the drive signal from the drive circuit is applied only to the piezoelectric element 21A, and the piezoelectric element 21A can be used as a vibration detection element that also functions as a speaker. Piezoelectric element 21 in that case
The alarm sound or the like generated by A is radiated to the outside through the hole 23 of the case 24. Further, the support plate 22 for supporting the piezoelectric element 21A on the case 24 can be reinforced by providing an elastic adhesive on a mounting portion as in the embodiment shown in FIG.
【0021】図4は本発明の第3の実施例の説明図であ
り、(A)は上面図、(B)は断面図を示し、31は圧
電素子、32は支持板、33は孔、34はケース、35
A,35Bは転動体、40A,40Bは転動ケースであ
る。この実施例は、図1に示す実施例に対して、2個の
転動ケース40A,40Bを設け、それぞれに転動体3
5A,35Bを転動可能に設けたものであり、更に多数
の転動ケースと転動体とを設けることも可能である。こ
のような構成により振動の検出感度を高くすることがで
きる。又スピーカとしての作用は、前述の各実施例と同
様であり、スピーカ兼用小型振動センサを構成すること
ができる。なお、検出回路,駆動回路,スイッチ回路等
は図示を省略しており、又圧電素子31と支持板32と
の取り付け構造は、図1に示す構成を適用できるもので
ある。FIGS. 4A and 4B are explanatory views of a third embodiment of the present invention. FIG. 4A is a top view, FIG. 4B is a sectional view, 31 is a piezoelectric element, 32 is a support plate, 33 is a hole, 34 is a case, 35
A and 35B are rolling elements, and 40A and 40B are rolling cases. This embodiment is different from the embodiment shown in FIG. 1 in that two rolling cases 40A and 40B are provided, each of which has a rolling element 3A.
5A and 35B are provided so as to be able to roll, and it is also possible to provide a number of rolling cases and rolling elements. With such a configuration, the detection sensitivity of vibration can be increased. The operation as a speaker is the same as that of each of the above-described embodiments, and a small-size vibration sensor that also serves as a speaker can be configured. The detection circuit, the drive circuit, the switch circuit, and the like are not shown, and the structure for mounting the piezoelectric element 31 and the support plate 32 can adopt the structure shown in FIG.
【0022】図5は本発明の第4の実施例の説明図であ
り、(A)は上面図、(B)は断面図を示し、41は圧
電素子、42は支持板、43は孔、44はケース、45
は転動体である。この実施例は、支持板42と圧電素子
41とケース44の側壁と前面板との間の空間に転動体
45を配置した構成を示し、転動体45の転動範囲を広
くした場合に相当し、転動ケースを省略できるから小型
化できる利点がある。又前述の各実施例と同様に振動セ
ンサとして、又警報音発生等の為のスピーカとして作用
させることができる。なお、検出回路,駆動回路,スイ
ッチ回路等は図示を省略しており、又圧電素子31と支
持板32との取り付け構造は、図1に示す構成を適用で
きるものである。FIGS. 5A and 5B are explanatory views of a fourth embodiment of the present invention. FIG. 5A is a top view, FIG. 5B is a sectional view, 41 is a piezoelectric element, 42 is a support plate, 43 is a hole, 44 is a case, 45
Is a rolling element. This embodiment shows a configuration in which the rolling elements 45 are arranged in the space between the support plate 42, the piezoelectric element 41, the side wall of the case 44, and the front plate, and corresponds to a case where the rolling range of the rolling elements 45 is widened. Since the rolling case can be omitted, there is an advantage that the size can be reduced. In addition, as in the above-described embodiments, it can function as a vibration sensor or as a speaker for generating an alarm sound. The detection circuit, the drive circuit, the switch circuit, and the like are not shown, and the structure for mounting the piezoelectric element 31 and the support plate 32 can adopt the structure shown in FIG.
【0023】図6は本発明の第5の実施例の説明図であ
り、(A)は上面図、(B)は断面図を示し、51は圧
電素子、52は支持板、53は孔、54はケース、55
A,55B,55Cは転動体、56A,56Bは仕切板
である。この実施例は、図5に示す実施例に対して、仕
切板56A,56Bを設け、転動体55A,55B,5
5Cをそれぞれ圧電素子51上に転動できるように配置
したものであり、ケース54を水平に保持して振動を与
えた場合と、垂直に保持して振動を与えた場合との検出
感度に差を持たせることができる。特に垂直に保持した
場合の仕切板56A,56Bの位置による検出感度に差
が生じることになる。この実施例に於いても、前述の各
実施例と同様に振動センサとして、又警報音発生等の為
のスピーカとして作用させることができる。FIGS. 6A and 6B are explanatory views of a fifth embodiment of the present invention. FIG. 6A is a top view, FIG. 6B is a sectional view, 51 is a piezoelectric element, 52 is a support plate, 53 is a hole, 54 is a case, 55
A, 55B, and 55C are rolling elements, and 56A and 56B are partition plates. This embodiment is different from the embodiment shown in FIG. 5 in that partition plates 56A and 56B are provided and rolling elements 55A, 55B and 5B are provided.
5C are arranged so as to be able to roll on the piezoelectric element 51, and the detection sensitivity is different between the case where the case 54 is held horizontally and the vibration is given and the case where the case 54 is held vertically and the vibration is given. Can be provided. In particular, there is a difference in the detection sensitivity depending on the position of the partition plates 56A and 56B when held vertically. In this embodiment as well, it can function as a vibration sensor and as a speaker for generating an alarm sound and the like as in the above-described embodiments.
【0024】図7は本発明の第6の実施例の説明図であ
り、(A)は上面図、(B)は断面図を示し、61は圧
電素子、62は支持板、63は孔、64はケース、65
は転動体、66は転動ケースである。この実施例は、支
持板62により圧電素子61の周辺部を支持し、圧電素
子61の中央部に転動ケース66を設けて、その内部に
転動体65を配置する。従って、外部からの振動によっ
て転動体65が転動し、圧電素子61から信号が発生す
るから、振動センサとして作用させることができ、又圧
電素子61に駆動信号を印加することにより警報音発生
等のスピーカとして作用させることができる。FIGS. 7A and 7B are explanatory views of a sixth embodiment of the present invention. FIG. 7A is a top view, FIG. 7B is a sectional view, 61 is a piezoelectric element, 62 is a support plate, 63 is a hole, 64 is a case, 65
Is a rolling element, and 66 is a rolling case. In this embodiment, the peripheral portion of the piezoelectric element 61 is supported by a support plate 62, a rolling case 66 is provided at the center of the piezoelectric element 61, and a rolling element 65 is disposed inside the rolling case 66. Therefore, since the rolling element 65 rolls due to external vibration and a signal is generated from the piezoelectric element 61, it can function as a vibration sensor, and by applying a drive signal to the piezoelectric element 61, an alarm sound is generated. As a speaker.
【0025】図8は本発明の第7の実施例の説明図であ
り、(A)は上面図、(B)は断面図を示し、71は圧
電素子、72は支持板、73は孔、74はケース、75
は転動体、76は転動ケースである。この実施例は、図
7に示す実施例の転動ケース76を圧電素子71の裏面
に設けた場合を示す。この場合、圧電素子71の前面に
形成される空間を広くすることが容易となり、ケース7
4の孔73からの警報音等の放射を効率良く行わせるこ
とも可能となる。FIGS. 8A and 8B are explanatory views of a seventh embodiment of the present invention. FIG. 8A is a top view, FIG. 8B is a sectional view, 71 is a piezoelectric element, 72 is a support plate, 73 is a hole, 74 is a case, 75
Is a rolling element, and 76 is a rolling case. This embodiment shows a case where the rolling case 76 of the embodiment shown in FIG. In this case, it is easy to widen the space formed on the front surface of the piezoelectric element 71, and the case 7
It is also possible to efficiently emit a warning sound or the like from the hole 73 of No. 4.
【0026】前述の図1,図3,図4,図5,図6に示
す実施例に於いても、図7に示す実施例に対する図8に
示す実施例のように、圧電素子の裏面に転動体を配置す
る構成とすることができる。又圧電素子は円盤状の場合
を示すが、ケースの形状等に対応して正方形等の形状と
することも可能である。又ケース内に圧電素子を支持す
る為の支持板の位置及び構成は、圧電素子による振動検
出と警報音等の音響発生との効率等を考慮して選定する
ことができる。又警報音等を外部に放射する為の孔は、
単一の場合を示すが、複数の小孔とすることも可能であ
る。又屋外で使用する場合は、孔又は複数の小孔に防水
紙を設けて、圧電素子等に雨滴が侵入しないように構成
することもできる。又ケース,支持板,転動体は、金属
或いは合成樹脂によって構成することができる。Also in the embodiment shown in FIGS. 1, 3, 4, 5, and 6, as in the embodiment shown in FIG. 8 with respect to the embodiment shown in FIG. A configuration in which rolling elements are arranged can be adopted. Although the piezoelectric element is shown as having a disk shape, it may be formed in a square shape or the like corresponding to the shape of the case. The position and configuration of the support plate for supporting the piezoelectric element in the case can be selected in consideration of the efficiency of vibration detection by the piezoelectric element and generation of sound such as an alarm sound. In addition, the hole for radiating alarm sounds etc. to the outside,
Although a single case is shown, a plurality of small holes can be used. When used outdoors, waterproof paper may be provided in the hole or the plurality of small holes to prevent raindrops from entering the piezoelectric element or the like. The case, the support plate, and the rolling elements can be made of metal or synthetic resin.
【0027】[0027]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、両面に
電極1a,1bを有する圧電素子1をケース4内に支持
板2によって支持し、外部からの振動によって転動する
転動体5を配置し、圧電素子1を振動検出用と警報音等
の音響発生用とに兼用させたものであり、従って、経済
的な構成となると共に小型化を図ることができるから、
各種の警報器に適用することが可能となる。As described above, according to the present invention, the piezoelectric element 1 having the electrodes 1a and 1b on both sides is supported by the support plate 2 in the case 4, and the rolling element 5 which rolls by external vibration is provided. Since the piezoelectric element 1 is disposed so that the piezoelectric element 1 is used for both vibration detection and sound generation such as an alarm sound, an economical configuration and downsizing can be achieved.
It can be applied to various alarms.
【図1】本発明の第1の実施例の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a first embodiment of the present invention.
【図2】検出回路の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a detection circuit.
【図3】本発明の第2の実施例の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第3の実施例の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a third embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第4の実施例の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a fourth embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第5の実施例の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a fifth embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第6の実施例の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a sixth embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第7の実施例の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a seventh embodiment of the present invention.
1 圧電素子 1a,1b 電極 2 支持板 3 孔 4 ケース 5 転動体 6 検出回路 7 駆動回路 8 スイッチ回路 9 弾性接着剤 Reference Signs List 1 piezoelectric element 1a, 1b electrode 2 support plate 3 hole 4 case 5 rolling element 6 detection circuit 7 drive circuit 8 switch circuit 9 elastic adhesive
Claims (2)
素子(1)と、 該圧電素子(1)の前面に空間を形成して該圧電素子
(1)を支持板(2)により支持し、且つ該圧電素子
(1)に駆動信号を加えた時の発生音を放射する孔
(3)を形成したケース(4)と、 該ケース(4)内に於いて外部からの振動によって前記
圧電素子(1)に衝突或いは転動して該圧電素子(1)
から信号を発生させる為の転動体(5)とを備えたこと
を特徴とするスピーカ兼用小型振動センサ。1. A piezoelectric element (1) having electrodes (1a, 1b) on both surfaces, and a space formed in front of the piezoelectric element (1) to support the piezoelectric element (1) by a support plate (2). And a case (4) having a hole (3) for emitting a sound generated when a drive signal is applied to the piezoelectric element (1), and a case (4) formed by external vibration in the case (4). The piezoelectric element (1) collides or rolls with the piezoelectric element (1)
And a rolling element (5) for generating a signal from the speaker.
(5)が前記圧電素子(1)に衝突或いは転動して発生
した信号を検出する検出回路(6)と、 前記圧電素子(1)に駆動信号を加えて音を発生させる
駆動回路(7)と、 前記検出回路(6)による前記外部からの振動の有無を
示す検出信号によって前記圧電素子(1)を前記検出回
路(6)から前記駆動回路(7)に切替えて音を発生さ
せる為のスイッチ回路(8)とを備えたことを特徴とす
る請求項1記載のスピーカ兼用小型振動センサ。2. A detection circuit (6) for detecting a signal generated when the rolling element (5) collides with or rolls on the piezoelectric element (1) due to external vibrations; A driving circuit (7) for generating a sound by adding a driving signal; and a detection signal indicating presence or absence of the external vibration by the detection circuit (6). 2. The small vibration sensor for speaker as claimed in claim 1, further comprising a switch circuit for generating a sound by switching to the drive circuit.
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JP6039393A JP2736734B2 (en) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | Small vibration sensor for speaker |
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JP6039393A JP2736734B2 (en) | 1994-03-10 | 1994-03-10 | Small vibration sensor for speaker |
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JPH07248252A JPH07248252A (en) | 1995-09-26 |
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- 1994-03-10 JP JP6039393A patent/JP2736734B2/en not_active Expired - Fee Related
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