JPS6327732Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、外部衝撃を受けて音声を発生する発
音ボールに関する。

〈従来の技術〉 従来発音機能を備えたボールとして、例えば中
空体ボール内に鈴を入れボールの運動に伴つて鈴
を鳴らす構造のもの（実開昭49−65349号）、音響
発生装置及び電池をボールの中心に配置し、ボー
ル表面に設けたスイツチを介してこれを作動させ
る構造のもの（特公昭40−3081号）が知られてい
る。またボール内壁にヘソを設けると同時にこの
ヘソと対称位置の内壁にバランス突起を設けボー
ルの重心が球心から移動するのを防止したボール
も公知である（実開昭51−73162号）。また本願考
案者は、先に発音回路ユニツトをボールチユーブ
内面のバルブ対向面にバルブ重量とバランスをと
つた状態で収納した構造の発音ボールを出願して
いる（特願昭58−112047号）。

〈考案が解決しようとする問題点〉 前掲実開昭49−65349号公報に開示のボールで
は蹴球動作時或いは回転時等様々なボールの運動
に対応して鳴音し、その感度調節は不可能である
ことから、鳴音動作に規則性がなく、逆に運動の
興味を殺がれるという欠点がある。また中空体ボ
ール内に鈴が装入されて、これが転がるため使用
時の感触は必ずしも良くないという問題がある。
また特公昭40−3081号公報に開示のボールでは、
音響発生装置の重量が相当大きいと推測され、ボ
ールの運動に悪影響を及ぼすと考えられること、
また中空構造のボールであつても、ボール表面に
内側と通じる放音用小穴を形成する必要があり、
それ故これにゴム弾性を有しかつ圧搾空気を封入
したボールと同様の反発弾性を付与することは不
可能であることを等の問題がある。

また実開昭51−73162号公報に開示の技術にお
いては、単に重量バランスをとるためにバランス
突設を設けるものであり、発音させるための回路
手段については何ら開示されていない。

さらに特願昭58−112047号に開示の構造にあつ
ては、衝撃検知信号として数ｍ sec以下の短期
間のパルス幅をもつ信号が複数回続いて発生する
場合も多く、このような信号は通常チヤタリング
として処理され、有効な発音信号を生じないとい
う問題がある。

本考案は、このような事情に鑑みてなされたも
ので、空気注入用バルブを介して圧搾空気が封入
され、ボールとしての反発弾性が付与された空気
密封チユーブを有するボールに、外部衝撃検知手
段、発音信号発生回路手段、発音手段、電池電源
手段等発音に必要な回路をユニツト化し、かつボ
ールの運動に実質上影響を及ぼさない重量とし、
これをチユーブ内面のバルブ対向面に位置させて
重量バランスをとるとともに、外部衝撃検知手段
と発音信号発生回路手段との間に積分回路を介在
させ、チヤタリングと見なされ易い短期間の連続
パルスを有効な検知信号を整形処理するものであ
る。

〈問題点を解決するための手段〉 本考案は、空気注入用バルブを介して圧搾空気
が封入されボールとしての反発弾性を付与された
空気密封チユーブを有するボール、上記チユーブ
の内面であつて上記バルブに相対する位置に上記
チユーブの空気密封状態を維持した状態で形成さ
れた収納部、該収納部の開口部分を被覆する放音
孔を有する蓋部材、上記ボールに加わる衝撃を検
知する外部衝撃検知手段、該外部衝撃検知手段か
らの検知信号を受け、発音信号を発生する集積回
路化された発音信号発生回路手段、該発音信号発
生回路手段からの発音信号を受けて発音する発音
手段、上記外部衝撃検知手段、発音信号発生回路
手段及び発音手段を駆動する電池電源手段、を具
備してなり、上記外部衝撃検知手段、発音信号発
生回路手段、発音手段及び電池電源手段は、上記
収納部に収納されるとともに上記各手段を収納し
た上記収納部の重量は、上記ボールの反発弾性に
実質的に影響を及ぼさない重量であつてかつ上記
バルブの重量と実質的に等しく設定されてなる発
音ボールであつて、上記外部衝撃検知手段と上記
発音信号発生回路手段の間に、衝撃検知信号を積
分し有効な検知信号に波形整形する積分回路を介
在せしめたものである。

〈作用〉 蹴球動作等により外部衝撃がボールに加わる
と、外部衝撃検知手段より検知信号が発生され
る。この信号が短期間でかつ複数連続して出力さ
れたパルス列である場合（実際の蹴球動作では、
このようなパルス列信号を出力することが多い）、
次段の積分回路にて積分され、一定時間以上の時
間幅をもつ有効な検知信号を波形整形される。こ
の検知信号は、発音信号発生回路手段に加えら
れ、かくして発音信号が出力され、発音手段が駆
動せしめられて、鳴音動作がなされる。

〈実施例〉 第１図において、１は本考案に係る発音ボール
で、空気注入用バルブを介して圧搾空気が封入さ
れる構造のボール、例えばサツカーボール、ハン
ドボール、ドツジボール等任意の大きさ、表面形
状とすることができる。２は空気注入用バルブ、
３はこのバルブ２に相対する面に設けられた回路
ユニツト、４はこの回路ユニツト３を収納する収
納部、５は回路ユニツト３を収納部４へ収納した
後、これに押圧支持する蓋部材である。これら回
路ユニツト３（電池を含む）、収納部４及び蓋部
材５の総重量と、バルブ２部分の重量は略等しく
設定され、それ故ボールの中心と重心は一致して
いる。具体的には回路ユニツト３は、集積回路、
圧電スピーカ等の小型素子の使用により小型軽量
化が図られ、収納部４等との合計重量は、約20ｇ
ないし約30ｇ程度に抑えることができる。他方バ
ルブ２の重量は、通常約８ｇ程度であるから、約
12ｇないし22ｇ程度のバランサ（図示せず）が付
加される。通常幼児の遊戯用ボール、例えば、児
童用ドツジボールでは、重量200ｇないし380ｇ程
度であるから、増加重量約32ｇないし52ｇは、幼
児の遊戯には実質上影響はない。また通常のサツ
カーボールは、約500ｇないし700ｇであるから、
上記増加重量は、ボール重量の10分の１以下とな
り、その運動に影響は殆どない。

第２図は、回路ユニツト３装着前の構造を、ま
た第３図は、装着後の構造を示し、６はボール本
体、４は収納部、５はゴム材料よりなる弾性を有
する蓋部材である。回路ユニツト３は、回路基板
７、集積回路化された波形整形回路及び発振回路
を含み発音信号発生回路手段としてはたらく回路
部８、発音手段として動作する圧電スピーカ９、
及び外部衝撃検知手段として働く衝撃センサ１０
を含み、これら各部分は、樹脂１１にて一体モー
ルドされている。更にこの回路ユニツト３は、電
池１２が収納される電池ケース１３を有し、この
ケース１３は樹脂製ネジ部材１４により閉じられ
る。ここで回路部８は、基板７の内面（図中下
面）に固定され、他方圧電スピーカ９及び衝撃セ
ンサ１０は外面（図中上面）に固定される。然
し、衝撃センサ１０については、基板７の内面に
取りつけることもできる。３６は圧電スピーカ９
の発音部である。尚、この圧電スピーカ９に代え
て電磁型発音体、マイクロスピーカ等を使用する
ことも可能である。特に圧電スピーカ及び電磁型
発音体は消費電流が各々約1mA、数mAと小さく
電池駆動に適している。また電池１２は、基板７
内面に一方の電極が直接接触せしめられ、他方の
電極はその側面から基板７へ連結しせめられる。
基板７に固定された衝撃センサ１０は、第４図イ
に示すように、アルミ、銅等の導電性金属で形成
された円筒電極１５と、この円筒電極１５空間内
にコイルバネ１６にて支持された鉄等導電性金属
よりなる球体電極１７と、さらにコイルバネ１６
を固定し、かつこれと円筒電極１５とを絶縁する
バネ固定部１８から構成される。コイルバネ１６
は、導電性金属にて形成され、外部への電気的導
出線として兼用される。バネ固定部１８は、テフ
ロン等の絶縁性樹脂で形成され、周囲にはネジ溝
が刻設されており、このネジ部分を、円筒電極１
５に設けた同様のネジ溝にネジ込むことにより固
定される。１９，１９は円筒電極１５及びコイル
バネ１６の先端に接続された端子で、基板７を介
して、回路部８へ電気的に接続されている。衝撃
センサ１０は、ボールに衝撃が加わつたとき、球
体電極１７が振れ、円筒電極１５に接触して導通
することを利用したものであり、この感度はコイ
ルバネ１６のバネ定数或いは球体電極１７の重量
及び大きさに応じて変化するから、これらの値を
適当に調整することにより感度調節が可能とな
る。本実施例では、蹴球動作或いは、大きくバウ
ンドしたとき等ボールの相当大きな外部衝撃が加
わつたときのみ作動するようその感度が調節され
ている。尚、衝撃センサ１０の構造として、第４
図ロに示すものも採用できる。この例では、コイ
ルバネ１６に代えて、線状、或いは板状のバネ２
０が使用される。その動作は、衝撃センサ１０に
図中横方向の外力が加わつたとき、破線で示すよ
うに球体電極１７が円筒電極１５に接触すること
によりなされる。実用上は、かかる構造のもので
充分である。

蓋部材５はゴム等弾性材にて形成され、ボール
本体６に設けられた開口２１に嵌め込まれる。こ
の蓋部材５の表面にボール表皮層と同一材料の層
を設け、美観及び触感の向上を図ることができ
る。２２は開口２１部分に設けられた補強部材で
ゴム等により構成され、その内壁にリング状溝２
３が設けられている。蓋部材５には、その側壁に
リング状突起２４が形成されており、これがリン
グ状溝２３に係合することにより蓋部材５は、ボ
ール本体６に強固に固定される。２５は圧電スピ
ーカ９の放音部３６に対応する位置に穿設された
放音孔であり、この放音孔２５は少なくとも放音
部３６より大なる形状及び大きさを有する。即
ち、第２図に示す如く、放音部３６の径ｄと、放
音孔２５の径Ｄの関係は、Ｄ≧ｄである必要があ
る。これにより放音部３６から発せられた音は、
放音孔２５による吸収を受けることなくボール表
面に放音されるのである。この放音孔２０を外部
に向けて末広がりにすると更に効果的である。

収納部４は、インナーチユーブ２６内面に被着
されたゴム等弾性体の袋体よりなる回路ユニツト
を締付支持するものである。ボール本体６は、最
内層であるブチルゴム製インナーチユーブ２６、
ボールの寸法規制、補強弾性付与の作用をなす糸
巻層２７、天然ゴム等弾性ゴム材料よりなる中張
層２７、天然皮革、合成皮革或いはゴム片よりな
る表皮層２９にて構成される。

第５図は、蓋部材５の表面構造を示し、２５
は、圧電スピーカ９から発せられる音を外部へ放
音する放音孔である。この蓋部材５の直径は、回
路ユニツト３より若干小さい値に設定され、その
範囲は約1.0cmから約1.5cm程度とすることができ
る。

第６図は、実施例回路図を示し、回路図８は波
形整形回路３０及び発振回路３１を含む。これら
の回路には、電極１２から電源が供給される。ス
ピーカ非動作時回路部８での消費電力は微少であ
るから、電源スイツチは不要である。電池１２と
しては高電圧が得られるリチウム電池その他一般
の酸化銀電池、水銀電池、アルカリマンガン電池
等が使用される。これらの重量は、およそ１ない
し３ｇで軽量かつ電気容量も大きいから本考案に
適している。３２は、抵抗Ｒ１及びコンデンサＣ
よりなる積分回路であり、その時定数は後段の回
路部８が駆動する値に設定される。第７図に、衝
撃センサ１０より出力される衝撃検知信号のうち
短期間パルスが複数連続して出力した信号Ｐ１及
びその積分出力信号Ｐ２を示す。ここでパルス信
号Ｐ１の一発分の信号期間ｔ１は、約1m secな
いし数ｍ sec、パルスＰ２の信号期間ｔ２は、
5m sec以上である。一般にIC化された波形整形
回路３０の市販品には、チヤタリング防止回路が
組み込まれており、約1m sec程度のパルスは無
効信号として処理されるため、かかるICを用い
た場合衝撃検知信号Ｐ１は、チヤタリング信号と
して処理されてしまうこととなる。これに対処し
て、信号Ｐ１を有効な検知信号として波形整形回
路３０を駆動させるべく、積分回路３２が設けら
れるのである。尚、真のチヤタリング信号は、単
発であることが多いため積分回路３２にて積分し
ても有効な電位をもつ信号とはならず、従つてこ
のチヤタリング信号が次段の波形整形回路３０で
有効信号として処理されるおそれはない。

このようにして積分回路３２にて所定時間幅を
もつ信号に変換された衝撃検知信号は、波形整形
回路３０に与えられて波形整形され、第８図に示
す波形信号Ｐ３を得る。この検知信号Ｐ３は、次
段の発振回路３１に、入力信号Ｐ３ごとに所定の
パルス、例えばパルス幅及びパルス間隔の異なる
複数個のパルスＰ４を短期間に出力する。勿論、
このパルス例は、任意に設定されパルス幅及び間
隔は一定でもよい。このパルス列Ｐ４は圧電スピ
ーカ９に加えられて、断続音を発する。このよう
にして実施例に係るボールにあつてはボール蹴球
時或いはボールがかなり高い位置から地面に落下
したとき等強い外力が加わつたときのみ所定の断
続音が発せられる。尚、上記波形整形回路３０及
び発振回路３１は１チツプLSIで構成することが
できる。また、発音手段として連続或いは断続す
る音を発する発振回路に代えて一定時間例えば数
秒ないし10数秒メロデイ音を発生させるメロデイ
信号発生回路を使用することもできる。更に近時
実用化されている音声合成用LSIを使用すれば、
カウンタと組合せて外力の検知ごと「１回」「２
回」…と音声にて報知させることもでき、これら
発音手段による音声は種々のものを選択すること
ができる。メロデイ信号発生回路或いは音声信号
発生回路としては、メロデイIC或いは音声合成
用LSIとして市販されているものを使用すること
ができ、これらは低消費電力化されており充分電
池駆動に耐え得るものである。その回路例は、第
９図に示される。同図において、３７は、メロデ
イIC若しくは音声合成用LSIで、両者とも内蔵す
るカウンタを利用してメロデイICの場合、外力
検知ごとに異なる曲を鳴奏させたり、また音声合
成用LSIの場合、予めROMに所定の言葉に関す
る情報を書き込んでおくことにより前述の如く
「１回」「２回」……と発音させることができる。
他の回路構成部分は第６図に示すものと同一であ
る。尚、上記メロデイIC若しくは音声合成用LSI
にあつては、ボールに対する運動或いは競技が終
了したと推測される所定の期間、例えば30秒間
（この期間は競技に応じて任意に設定される）衝
撃センサ１０からの信号が入力しない場合に自動
的にリセツトされる如く設計される。

第１０図は、回路ユニツト３の一変形例を示
し、防水構造としたものである。３３は金属或い
は耐水性樹脂よりなる外囲器で、この内部にシリ
コン樹脂３４が充填され、基板７、回路部８、衝
撃センサ１０等が埋設される。ネジ部材１４もま
た耐水性樹脂にて形成され、電池収納ケース１３
内に、水分が侵入しないよう防水パツキン３５が
設けられる。また圧電スピーカ９も、防水構造の
ものが使用される。第１１図は、第６図に示す実
施回路例の一変形例を示し、２個の衝撃センサ１
０，１０′を用い、各々その中心軸が、直交する
如く配置したものである。かくすれば、衝撃セン
サ１０は、図中水平方向からの衝撃を、または他
の衝撃センサ１０′は図中垂直方向からの衝撃を、
より敏感に感知し得るから、装置全体としての検
知感度を向上させることができる。尚図中抵抗Ｒ
２は、衝撃センサ１０′側の積分回路を構成する
ものである。

積分回路３２，３２′を構成する抵抗Ｒ１，Ｒ
２の抵抗値及びコンデンサＣの容量を具体的に示
すと、それぞれ10Kオーム及び0.002μF程度であ
り、何れも数mm程度の大きさであるから、これら
の重量及び体積は殆ど無視することができ、回路
ユニツト３に及ぼす影響はゼロに等しい。

〈考案の効果〉 本考案は、外部衝撃検知手段、発音信号発生回
路、発音手段、電源等発音に必要な回路の一体化
かつ小型電池による駆動が可能な程度の低消費電
力化及び小型軽量化を図つたものであるから、こ
れをユニツト回路化し、かつ空気封入バルブを有
する空気密封構造の上記バルブに相対するチユー
ブ内面に配置してバランスをとることにより、ボ
ールの運動に実質的に影響を及ぼさない構造とす
ることができる。

また本考案は、外部衝撃検知手段と、発音信号
発生回路手段の間に積分回路を介在させたもので
あり、これにより通常はチヤタリングとして無効
処理される短期間の連続パルスが有効な検知信号
に波形整形されることとなり、ボール蹴球時発生
するこの種パルス列に応答して、発音させること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

図は、本考案一実施例を示し、第１図は、ボー
ル断面図、第２図は、要部分解断面図、第３図
は、要部断面図、第４図イは衝撃センサを示す断
面図、同図ロは、その一変形例を示す断面図、第
５図は、蓋部材平面図、第６図は、第９図及び第
１１図は回路図、第７図及び第８図は、信号波形
図、第１０図は、回路ユニツトの変形例を示す断
面図である。 １……ボール、２……バルブ、３……回路ユニ
ツト、４……収納部、５……蓋部材、８……回路
部、９……圧電スピーカ、１０，１０′……衝撃
センサ、１１……樹脂、３０……波形整形回路、
３２，３２′……積分回路、３１……発振回路、
３６……メロデイIC若しくは音声合成用LSI。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 空気注入用バルブを介して圧搾空気が封入され
   ボールとしての反発弾性を付与された空気密封チ
   ユーブを有するボール、上記チユーブの内面であ
   つて上記バルブに相対する位置に上記チユーブの
   空気密封状態を維持した状態で形成された収納
   部、該収納部の開口部分を被覆する放音孔を有す
   る蓋部材、上記ボールに加わる衝撃を検知する外
   部衝撃検知手段、該外部衝撃検知手段からの検知
   信号を受け、発音信号を発生する集積回路化され
   た発音信号発生回路手段、該発音信号発生回路手
   段からの発音信号を受けて発音する発音手段、上
   記外部衝撃検知手段、発音信号発生回路手段及び
   発音手段を駆動する電池電源手段、を具備してな
   り、上記外部衝撃検知手段、発音信号発生回路手
   段、発音手段及び電池電源手段は、上記収納部に
   収納されるとともに上記各手段を収納した上記収
   納部の重量は、上記ボールの反発弾性に実質的に
   影響を及ぼさない重量であつてかつ上記バルブの
   重量と実質的に等しく設定されてなる発音ボール
   であつて、上記外部衝撃検知手段と上記発音信号
   発生回路手段の間に、衝撃検知信号を積分し有効
   な検知信号に波形整形する積分回路を介在せしめ
   たことを特徴とする発音ボール。