JPH0371396A - 動きを検出して点滅する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は動きを検出して点滅する装置、特に可動体に付
着され、該可動体の動きを常に電気的に監視しながら所
定レベル以上の動きがあった場合に点滅作用を行う装置
に関する。

［従来の技術］ 発光ダイオードあるいは電球などの点滅は最も人目を引
く視覚的な作用を有するために各種の警報装置や装飾具
として広く用いられている。

このような点滅装置は、例えば自転車のテールランプあ
るいは児童の衣服、ランドセル、バッグ等に装着するワ
ッペン等として構成すれば、その点滅によって他人が容
易にこれを視認可能であるため、道路通行時における安
全器具として優れた機能を果たし、交通事故の防止など
に極めて有用であり、特に夜間時にこのような点滅器具
を保持することは他の車両等に良好な警告作用を与える
ことができる。

また、このような点滅装置を小型化してワッペン状の玩
具として構成すれば、パーティ用あるいはコンサート等
における一種の玩具としても広い用途を有する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来において、前述した点滅装置は、電
池駆動によって一定周期で発光体を励起させるため、電
源が接続されている間継続的に点滅作用を行い、このた
めに比較的短い作動期間しか設定することができず、こ
れを必要なときのみ点滅させるためにはスイッチを内蔵
する必要があり、構造が複雑になることから、安価でか
つ児童等が利用しやすい装置を構成することができにく
いという問題があった。

また、前記スイッチはしばしば電源の切り忘れを生じさ
せ、非使用時においても点滅作用が行われてしまい、電
池を無駄に消費してしまうという問題があった。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は、可動体に装着して該可動体に動きがある時の
みこの動きを検出して点滅作用を行う装置を提供するこ
とにある。

従って、本発明によれば、可動体が静止している状態で
は点滅作用が停止され、必要な場合にのみ点滅作用が得
られることを特徴とする。

また、本発明に係る装置は、常時可動体の動きを監視し
ているが、このときの消費電流をほとんど零に近い低い
値として、電池寿命を著しく長くし得る利点がある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、外部から加えら
れる衝撃によってピエゾ電圧を発生する圧電素子と、前
記圧電素子のピエゾ電圧がゲート端子に供給され通常オ
フ状態に保持されているＦＥＴスイッチング素子と、前
記ＦＥＴスイッチング素子のオン作動時にＦＥＴスイッ
チング素子の出力を増幅する増幅器と、前記増幅器の出
力が充電されるコンデンサと、前記コンデンサの一端が
ベース人力に接続され該コンデンサの充電電圧が所定値
を越えたときにオン作動し、コンデンサの充電電荷を放
電する放電路を形成する出力トランジスタと、前記出力
トランジスタに接続され、前記コンンデンサの充電電圧
が所定値以上であるときに出力トランジスタのオン作動
により点滅作用を行う点滅器と、を含み、可動体に付着
され、可動体の動きを検出して点滅することを特徴とす
る。

すなわち、本発明は、可動体の動きを検出するために圧
電素子を用い、動き時に生じるピエゾ電圧が検出作用に
利用される。

また、本発明においては、前記圧電素子のピエゾ電圧を
電気的に取り込むために通常のオフ作動状態ではほとん
ど消費電流を必要としないＦＥＴを用い、一方において
、点滅器に対しては前記ＦＥＴスイッチング素子とは別
個に設けられた出力トランジスタ（又はＦＥＴ）を分離
して設け、非作動状態では全体の消費電流がほとんど零
に近い値としたことを特徴とする。

そして、このような低消費電流でも動き検出時には十分
な認識作用を行うため、前記ＦＥＴの出力は増幅器によ
り増幅されて一旦コンデンサに充電され、このコンデン
サへ充分に充電された電圧を用いて前記出力トランジス
タ（ＦＥＴ）をオン作動し、これによって点滅器を動作
させることを特徴とする。

［作用］ 従って、本発明によれば、可動体に装着された状態で常
時可動体の動きを監視し、このときには、前記圧電素子
とＦＥＴスイッチング素子との働きによって、監視作用
を行い続けるにも関わらず、その消費電流をほとんど零
に近く維持することが可能である。

また、本発明に係る装置では、可動体の動きがある場合
には直ちにこれに反応して点滅作用を行い、この結果、
使用者に装着された状態あるいは自転車などのテールラ
ンプとして必要な場合のみ点滅作用を行い、可動体の静
止時には、完全に点滅作用を停止するため、スイッチ等
を必要とすることのない簡易かつ安価な装置を提供し得
る。

従って、本発明によれば、微少な動きを敏感に圧電素子
で検出し、この時に発生するピエゾ電圧で初めてＦＥＴ
を作動させ、この出力を増幅器によって増幅した後にコ
ンデンサに充電するので、出力トランジスタ（ＦＥＴ）
のオン作動は前記充分に大きなコンデンサの充電電圧に
より行われ、点滅器は動き検出時に大きな点滅作用を有
することとなる。

そして、前記コンデンサの充電電荷は出力トランジスタ
（ＦＥＴ）のオン作動時に形成された放電路で放電され
、予め定められた一定時間の点滅作用を行うことができ
る。

［実施例コ 以下図面に基づいて本発明の好適な実施例について説明
する。

第４図には本発明に係る点滅装置が用いられる２個の実
施例が示されており、符号１で示された装置は自転車２
のテールランプに用いられている例であり、自転車２の
走行中にはその動きを検出してテールランプ用点滅装置
１が連続的に点滅し、他の車両等に警報を行うことがで
きる。

そして、この点滅装置１は自転車が非使用状態におかれ
ると、可動体である自転車が停止状態を維持するので、
前記点滅を停止し、再び自転車２が使用されるときには
その動きを検出して再び点滅作用が行われる。従って、
使用者はスイッチ等を操作することなく、自転車を使用
するときには自動的にそのテールランプを点滅させる事
が可能となる。

勿論、後述する如く、本発明におけるテールランプ用点
滅装置１は夜間時のみ点滅作用を行い、昼間時には停止
状態を保つように構成することも好適である。

一方、符号３で示される本発明に係る点滅装置の実施例
は、ワッペン用点滅装置であり、使用者の衣服あるいは
バッグ等に簡単に装着され、使用者の体の動きを検出し
て点滅作用を行うことができる。

このようなワッペン用点滅装置は前記テールランプ用点
滅装置と同様に交通事故等の発生を未然に防止する警報
作用を有すると共に、パーティあるいはコンサート等の
玩具としても広く利用可能である。

以下に前述した各点滅装置１，３の内部的な回路構成を
第１図に基づいて説明する。

第１図において、可動体の動きは圧電素子１０によって
ピエゾ電圧に変換される。この圧電素子１０は例えば通
常の場合スピーカとして用いられる低価格の圧電素子ス
ピーカが好適である。

第２図にはこのような本発明に好適な圧電素子スピーカ
の一例が示され、真鍮などの基板１２上に圧電性セラミ
ックス１４が接着層１６によって強固に固着され、前記
基板１２の外周を支持することによって外部から与えら
れる衝撃にて充分に大きなピエゾ電圧を発生する。

このような圧電性セラミックスとしては、チタン酸バリ
ウム、ジルコン酸鉛あるいはチタン酸鉛などを成分とす
る強誘電性セラミックスが好適であり、これらのセラミ
ックスが分極処−理されて圧電素子を形成する。特に、
本発明においては、ジルコン酸チタン酸鉛のセラミック
ス（ＰＺＴ）が好適である。

前記圧電素子１０のピエゾ電圧がＦＥＴスイッチング素
子１８によって電気的に検出され、このために、前記圧
電素子１０のピエゾ電圧がＦＥＴスイッチング素子１８
のゲート端子Ｇに供給される。従って、圧電素子１０が
衝撃加速度を検知してその両端にパルス状の電圧を誘起
すると前記ＦＥＴスイッチング素子１８のベース入力電
圧がそれに伴って変化することとなる。このＦＥＴスイ
ッチング素子１８はソースＳが感度調整抵抗１４を介し
て電源に接続され、またドレインＤが抵抗２０とコンデ
ンサ２２との並列回路を介して接地されている。

従って、ＦＥＴスイッチング素子１８は前記圧電素子１
０のピエゾ電圧が所定値を越えた時にオン作動状態とな
ることが理解される。

前記圧電素子１０には高抵抗値の保護抵抗２４が並列接
続されており、これによって過電流が生じたときにこれ
をリークして回路を保護している。

例えば、この保護抵抗２４は５ＭΩ程度に設定すること
か好適である。

以上のように、本発明によれば、動きを監視する待機状
態にあるのはこの圧電素子１０とＦＥＴスイッチング素
子１８のみであり、前記圧電素子１０は勿論電流消費を
伴うことなく、またＦＥＴスイッチング素子１８も電圧
駆動型であることから周知の如くその消費電流はほとん
ど零に近い。

従って、これら画素子を動き監視待避状態においても全
体の消費電流はほとんど零とすることが可能となる。

第３図には本実施例における動き検出作用が示されてお
り、第３図Ａは圧電素子１０の両端に生じるピエゾ電圧
が示され、可動体の動きに応じて、異なる大きさのパル
ス状ピエゾ電圧が誘起されている。

第３図Ａの符号１００はＦＥＴスイッチング素子１８の
オン作動スレッショルド値を示し、ピエゾ電圧がこのス
レッショルド値を越えた時に第３図Ｂで示されるように
ＦＥＴスイッチング素子１８はオン作動する。

前記ＦＥＴスイッチング素子１８のオン作動時における
出力は増幅器２６によって増幅され、実施例における増
幅器２６はナントゲート２８．３０及びコンデンサ３２
から構成されている。そして、この増幅器２６は前記感
度調整用抵抗１４から供給される人力が一定値に達する
まで完全にオフ状態を保ち、またこのオン作動入力電圧
は可変抵抗１４にて調整可能であり、装置を製造する時
あるいは衝撃センサとして装置に組み込む時に任意に感
度調整を行うことができる。従って、必要に応じてその
使用状態での必要な動きのみを感知するセンサを形成可
能である。

前記増幅器２６にて増幅された電流は抵抗３４を介して
コンデンサ３６に充電される。

コンデンサ３６の充電状態は第３図Ｃにて示されており
、前記増幅器２６によって充分に大きな電圧レベルに増
幅された出力がコンデンサ３６に充電されるために、そ
の充電立ち上がりは極めて急峻にすることができる。

そして、本発明によれば、前記コンデンサ３６の一端は
出力トランジスタ（ＦＥＴ）３８のベース人力に接続さ
れており、前記第３図Ｃで示されたコンデンサ３６の充
電電圧が所定値２００を越えた時に前記出力トランジス
タ３８がオン作動することができる。

そして、出力トランジスタ３８はそのオン作動と共に前
記コンデンサ３６の充電電荷に対する放電路を形成し、
第３図Ｃに示される如くコンデンサ３６の充電電荷は徐
々にこの放電路を通って放電する。

第３図Ｃの符号３００で示されるレベルは出力トランジ
スタ３８のベース電圧が低下することによってトランジ
スタ３８がオフ作動するスレッショルド値を示し、従っ
て、出力トランジスタ３８は、第３図りのＴで示される
期間中オン作動を継続することとなる。

トランジスタ３８のコレクタは抵抗４０を介して電源に
接続されており、一方、エミッタには点滅器４２が接続
されている。

この点滅器４２は発光器を形成する発光ダイオード４４
と点滅信号を発生する点滅信号発生器４６を含み、この
点滅周期は外付けされたコンデンサ４８によって定めら
れている。

従って、前記トランジスタ３８がオン作動している間、
点滅器４２はその発光ダイオード４４により点滅発光作
用を行うことが理解される。

従って、本発明に係る点滅装置を第４図に示すごとき自
転車２のテールランプとして用いれば、自転車の走行中
にはその振動によって動きが検出され、前述した圧電素
子ｌＯによってこの動きが検出され、所定時間トランジ
スタ３８がオン作動され、この間に所望の点滅作用が行
われる。

そして、通常の場合、自転車の走行中には、常時このよ
うな振動が発生するので、前記トランジスタ３８は連続
的にオン作動を保ち、この結果自転車走行中には常にテ
ールランプが発光作用を行い、他の自動車などから極め
て容易に自転車を視認することが可能となり、交通安全
に寄与することが大である。

同様に、第４図のワッペン用点滅装置にあっても、使用
者が衣服等にこの点滅装置を付ければ、使用者の動きが
前記圧電素子１０にピエゾ電圧を発生させ、この間所望
の点滅作用を行い、児童の通学中などに他の交通機関か
らこれを容易に視認することが可能と成る。

このような交通安全用のテールランプあるいはワッペン
は昼間及び夜間を問わず点滅作用を行うこともできるが
、例えば夜間のみこの様な点滅作用を行わせる場合、第
１図において、保護抵抗２４を光電検出素子、例えばＣ
ｄＳ等から形成し、昼間時には抵抗２４が低抵抗となり
、前記圧電素子１０のピエゾ電化がＦＥＴ１８をオン作
動することなく低抵抗２４から放電してしまう構成とす
ることも好適である。このようなＣｄＳによれば、太陽
光量の多い昼間には、前記ＣｄＳ抵抗２４が低抵抗とな
るので、ＦＥＴ１８をオン作動させることなく、何らの
消費電流を伴うことなく、動き検出を中断することが可
能となる。

従って、テールランプあるいはワッペンとして用いられ
た場合においても、点滅による視認性の不要な昼間時に
おいては点滅作用を中断して電池の消耗を確実に防止す
ることが可能となる。

そして、前記ＣｄＳ抵抗２４は夜間時になるとその抵抗
値が増加し、圧電素子１０の電荷が容易に前述したと同
様の作用によってＦＥＴ１ｇをオン作動するので前述し
た点滅作用が行われることとなる。

以上のようにして、本発明に係る点滅装置は、静止状態
に放置しているときにはその点滅作用を自動的に中止し
、可動体に装着された状態で可動体の動きを検出すると
点滅作用を開始するので、前述した自転車のテールラン
プあるいはワッペン等として交通安全に寄与することが
大きく、また単に玩具として可動体の動きを検出して点
滅する作用を楽しむことも可能である。

［発明の効果コ 以上のように、本発明によれば、オンオフスイッチ等を
必要とすることなく、単に装着される可動体の動きを検
出して動きのあるときにのみ点滅作用を行う点滅装置を
提供可能である。

また、本発明によれば圧電素子によって可動体から与え
られる動きを検出してこれを電気的な信号に変換するた
めにＦＥＴスイッチング素子が設けられているので、常
時監視型でありながら極めて僅かなほとんど零に近い消
費電流で装置を待機状態に置くことができ、長時間の使
用状態においても小型電池で使用可能な広範囲の利用に
供しうる点滅装置を提供可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る点滅装置の好適な実施例を示す回
路図、 第２図は本実施例における圧電素子の好適な実施例を示
す斜視図、 第３図は第１図の実施例を説明するための波形図、 第４図は本発明に係る点滅装置が自転車のテールランプ
あるいは衣服に装着されるワッペンとして構成された状
態を示す説明図である。 １　・・・　テールランプ用点滅装置 ３　・・・　ワッペン用点滅装置 圧電素子 ＦＥＴスイッチング素子 増幅器 コンデンサ 出力トランジスタ 点滅器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 外部から加えられる衝撃によってピエゾ電圧を発生する
   圧電素子と、 前記圧電素子のピエゾ電圧がゲート端子に供給され通常
   オフ状態に保持されているＦＥＴスイッチング素子と、 前記ＦＥＴスイッチング素子のオン作動時にＦＥＴスイ
   ッチング素子の出力を増幅する増幅器と、前記増幅器の
   出力が充電されるコンデンサと、前記コンデンサの一端
   がベース入力に接続され該コンデンサの充電電圧が所定
   値を越えたときにオン作動し、コンデンサの充電電荷を
   放電する放電路を形成する出力トランジスタと、 前記出力トランジスタに接続され、前記コンンデンサの
   充電電圧が所定値以上であるときに出力トランジスタの
   オン作動により点滅作用を行う点滅器と、 を含み、可動体に付着され、可動体の動きを検出して点
   滅する装置。