JPH023174Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、圧電素子構造更に詳しくは同一ケー
ス内に２段の圧電素子を形成し、第１段圧電素子
にて発音部分を、第２段圧電素子にて衝撃検知部
分を構成する圧電素子構造に関する。

従来技術 近時、サツカーボール等中空体球技用ボールの
表面付近に衝撃センサを含む発音回路ユニツトを
埋め込み、ボールの蹴球時或いはバウンド時衝撃
センサにてこれを検知し、ブザー音或いはメロデ
イ音ご発生させるボールが、幼児の遊戯用或いは
盲人の競技用ボールとして開発されている。第１
図は、この種ボールの表面形状を示し、１は気体
封入構造のサツカーボール、２はこのボール１表
面に形成された蓋部材で、放音孔３を有してい
る。衝撃センサを含む発音回路ユニツトは、この
蓋部材２の下方に埋設されている。従来前記衝撃
センサ４として第２図に示す構造のものが知られ
ている。図中５は導電性金属よりなるコイルバ
ネ、６はコイルバネ５の上端に固定された分銅電
極、７はコイルバネ５及び分銅電極６の周囲を囲
繞する円筒形電極、８は絶縁体よりなる基体で、
コイルバネ５及び円筒電極７を固定する。９，９
はコイルバネ５及び円筒電極７の取出電極であ
る。かかる構造においてこれに衝撃が加わると分
銅電極６が破線で示す如く振れ円筒電極７に接触
して、端子９，９間に衝撃検知信号が得られる。
然しながら蹴球等ボール１に加わる衝撃は、相当
大きいものであり、これが何度を繰返されると、
コイルバネ５が折れ曲がつて分銅電極６が常時円
筒電極７に接触した状態となつて、センサの機能
が失われるという欠点がある。

考案の目的 本考案は、前述のような事情に鑑みてなされた
ものであり、衝撃センサとして非機械式構造を有
し耐衝撃性に優れた圧電素子を使用するととも
に、発音手段として使用される圧電素子と一体構
造とし、耐衝撃性の向上と装置の小型軽量化を同
時に達成するものである。

考案の構成 本考案に係る圧電素子構造は、一端面に放音孔
を有する中空体ケース、該ケース内において上記
放音孔に臨む位置に取りつけられた振動板及びピ
エゾ圧電素子よりなり発音手段として動作する第
１段圧電素子、上記ケース内に取りつけられた他
の振動板及び他のピエゾ圧電素子よりなる衝撃検
知手段として動作する第２段圧電素子にて構成さ
れる。

実施例 第３図及び第４図において、１０は硬質プラス
チツク、軽金属等にて形成された円筒形の中空ケ
ースで、その上端面には放音孔１１が形成されて
いる。１２は、このケース１０内において放音孔
１１に臨む位置に取りつけられた第１段圧電素子
で、ステンレス板よりなる振動板１３及びこの振
動板１３に接着されたセラミツク板等ピエゾ圧電
素子１４よりなる発音手段即ち圧電スピーカとし
て動作する。１５は、この第１段圧電素子１２下
方に臨接して取りつけられた第２段圧電素子で、
前記同様の振動板１６及びピエゾ圧電素子１７に
て構成され、衝撃センサとして動作する。１８
は、図中第２段圧電素子１５下方に固定された基
板で、波形整形回路、タイマー回路、発振器等を
内蔵したICチツプ１９及び昇圧コイルチツプ３
０が固定されている。２１，２１は、第１段及び
第２段圧電素子１２，１５と基板１８とを連結す
るリード線である。２２は、基板１８裏面に接触
する電池で、ケース１０は、この電池２２のケー
スとしても兼用される。２３は、ケース１０内に
電池２２を収納する蓋である。第５図は、上記構
造の回路図を示し、１５は、前述の第２段圧電素
子で、ここで得られた衝撃検知信号は、コンデン
サ２４を経て信号Ａ（第６図、以下同様）として
波形整形回路２５へ与えられる。ここで波形整形
された信号Ｂは、タイマー回路２６へ入力し、信
号Ｂの入力後、一定時間、ハイレベル信号を出力
する信号Ｃを発する。一方発振器２７からは、間
欠発振信号Ｄが出力されており、この信号Ｄは、
信号Ｃとともにアンドゲート２８へ入力し、信号
Ｅとなつてトランジスタ２９を駆動する。１２
は、第１段圧電素子、２０は昇圧コイルで、第１
段圧電素子１２による発生音の音圧を上昇させる
ものである。第１段圧電素子１２及び昇圧コイル
２０の並列回路は、トランジスタ２９のコレクタ
に接続されている。トランジスタ２９のエミツタ
は接地レベルに維持される。電圧Ｖは、電池２２
より供給される駆動電圧である。かかる構成より
アンドゲート２８の出力信号Ｅによりトランジス
タ２９が作動するとこれに応じて第１段圧電素子
１２が鳴動する。発音継続時間は、タイマー回路
２６により設定され、幼児の遊戯用ボールとして
使用するときは、１秒ないし数秒間、また盲人用
ボールとして使用するときは、20ないし30秒程度
に設定される。また発振器２７の発振信号Ｄにお
いて、その間欠発振周波数は、約３ないし10Hz、
発振期間内の周波数は約２ないし4KHzに設定す
ることができる。また前述のタイマー回路２６、
発振器２７に代えて、メロデイ信号発生回路を使
用することもでき、この場合、ブザー音に代えて
メロデイ音を発生させることができる。

第７図は、実施例にかかる圧電素子構造をもつ
ケース１０をボール１に内蔵させた状態を示し、
３０は、このケース１０と略同一形状を有する硬
質ケースで、ブチルゴム等密封性の良好なゴム収
納部３１に埋設されている。３２は、この収納部
３１を一体形成してなるチユーブ、３３は糸巻補
強層、３４は中張層、３５は表皮層、２は、前述
の蓋部材である。

考案の効果 本考案によれば、同一中空ケース内に発音手段
として動作する第１段圧電素子と衝撃センサとし
て動作する第２段圧電素子を２段構成として収納
したものであるから、発音手段及び衝撃検知手段
の一体構造を最小限小型化することができる。ま
た本考案によれば、衝撃検知手段として圧電素子
が使用されるから、耐衝撃性に優れた衝撃センサ
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案実施例が適用されるボールの
表面状態を示す正面図、第２図は、従来例に係る
衝撃センサの断面図、第３図は、本考案一実施例
斜視図、第４図は、第３図−断面図、第５図
は、回路図、第６図は、信号波形図、第７図は、
要部断面図である。 １……ボール、２……蓋部材、３，１１……放
音孔、４……衝撃センサ、１０……中空ケース、
１２……第１段圧電素子、１３，１６……振動
板、１４，１７……ピエゾ圧電素子、１５……第
２段圧電素子、１９……ICチツプ、２０……昇
圧コイルチツプ、２２……電池、２３……蓋。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 一面に放音孔を有する中空体ケース、該ケース
   内において上記放音孔に臨む位置に取りつけられ
   た振動板及びピエゾ圧電素子よりなり発音手段と
   して動作する第１段圧電素子、上記ケース内に取
   りつけられた他の振動板及び他のピエゾ圧電素子
   よりなる衝撃検知手段として動作する第２段圧電
   素子を含む圧電素子構造。