JPWO2017126114A1 - ブザーユニットおよび信号表示灯 - Google Patents

Abstract

ブザーユニット４は、ケース１０と振動素子１１と押し付け部材１４とを含む。ケース１０は、貫通穴が存在しない振動板２８を有し、ケース１０には、振動板２８の下側Ｘ２に格納空間２２が形成されている。振動素子１１は、格納空間２２内において上下方向Ｘから振動板２８に対向し、電圧が印加されることによって振動を発生して振動板２８を振動させる。押し付け部材１４は、格納空間２２に収容され、振動素子１１を振動板２８に押し付けている。

Description

この発明は、ブザーユニットおよびブザーユニットを備える信号表示灯に関する。

特許文献１は、垂直方向に長い柱状に形成された信号表示灯を開示している。信号表示灯は、垂直方向に沿って配置された複数の表示ユニットと音響報知ユニットとを含む。音響報知ユニットにおける筒状ケースの側面には、開口部が形成されている。開口部には、筒状ケース内へ向かって水平方向に延びた円筒部が向けられている。この円筒部に、拡声スロート部のついた蓋体が装着されている。円筒部の内壁面の上部には、連通孔が垂直下向きに形成されている。筒状ケース内における連通孔の上側には、スピーカおよびその装着基板を格納するための空間である音源設置部が形成されている。スピーカから発生した音波は、連通孔から拡声スロート部へと進み、開口部から音響報知ユニットの外部に向けて発散される。

特許文献２は、圧電サウンダを取り付けるための略環状の取付部を内面に備えた筐体を有する電気機器を開示している。取付部の略中心位置には、筐体を貫通した放音孔が形成されている。取付部には、圧電サウンダを構成する圧電振動板が、環状のスペーサを介して取り付けられている。圧電振動板とスペーサと取付部と筐体とにより、空室が形成されている。圧電振動板によって発せられる音は、空室内で共振されて放音孔より外部に伝わる。

特開２００９−１７１３２号公報 特開２００６−２１１４１２号公報

特許文献１の音響報知ユニットの開口部から音波が発散されたとき、開口部の周辺部分と、開口部から離れた部分とで、音圧に差が生じるので、指向性が強い。そのため、音響報知ユニットの周囲の広い範囲に亘って音を報知することが困難である。また、外部の水や油等の汚れが連通孔を通って音源設置部に入り込む虞がある。これにより、連通孔が塞がれると、連通孔から音波が出なくなってしまうので音圧が低下する虞がある。また、連通孔から音響報知ユニット内に汚れが入り込んだ場合には、汚れの除去に手間がかかる。特許文献２の電気機器でも、特許文献１の音響報知ユニットと同様の問題が懸念される。

そこで、この発明は、広指向性、防水性および音圧の向上を図れ、内部に汚れが付きにくいブザーユニット、およびこのようなブザーユニットを備える信号表示灯を提供する。

この発明は、貫通穴が存在しない振動板（２８）を有し、前記振動板の一方面側（Ｘ２）に格納空間（２２）が形成されたケース（１０）と、前記格納空間内において前記振動板の板厚方向（Ｘ）から前記振動板に対向し、電圧が印加されることによって振動を発生して前記振動板を振動させる振動素子（１１）と、前記格納空間に収容され、前記振動素子を前記振動板に押し付けている押し付け部材（１４）とを含む、ブザーユニット（４）を提供する。

なお、この項において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を示すが、これらの参考符号により発明を限定する趣旨ではない。

この構成によれば、ケースの格納空間内の振動素子は、電圧が印加されることによって振動を発生してケースの振動板を振動させる。このとき、格納空間内の押し付け部材が振動素子を振動板に押し付けているので、振動素子と振動板との密着度を高めることができる。これにより、振動素子の振動を振動板に効率的に伝達して振動板を効果的に振動させることができる。そのため、振動板の振動によって生じた音波の強さ、つまり音圧の向上図れる。そして、ケースに設けられて外部に露出された振動板の振動によって生じた音波は、ケースの周囲の広い範囲に向かって拡散するので、広指向性の向上を図れる。また、振動板には貫通穴が存在しないので、振動板側から格納空間への浸水や異物の侵入を防止できる。これにより、防水性の向上を図れるうえに、ブザーユニットの内部に汚れが付きにくい。

この発明の一実施形態では、前記振動素子は、圧電素子（３６）を含む。

この構成によれば、振動素子を、圧電素子を用いて簡易に構成できる。

この発明の一実施形態では、ブザーユニットは、前記格納空間内において前記振動素子と前記押し付け部材とによって挟まれた状態で配置され、前記振動素子を前記振動板へ向けて付勢している弾性部材（１２）をさらに含む。

この構成によれば、振動素子と振動板との密着度を一層高めることができる。これにより、振動素子の振動を振動板に効率的に伝達して振動板を一層効果的に振動させることができるので、音圧の一層の向上を図れる。

この発明の一実施形態では、前記振動素子は、前記振動板の板厚方向に一致した板厚方向を有する平板状であり、前記ケースは、前記振動素子の外縁部（１１Ａ）に前記板厚方向から対向し、前記振動素子が押し付けられた厚肉部（２４）と、前記振動素子において前記外縁部によって囲まれた内側部分（１１Ｂ）に前記板厚方向から対向し、前記厚肉部よりも薄い薄肉部（２５）とを有する天板（２０）を含み、少なくとも前記薄肉部が前記振動板を構成しており、前記振動板の一方面側には、前記厚肉部によって囲まれて前記薄肉部と前記振動素子とによって前記板厚方向から挟まれた第１空間（２６）が形成されている。

この構成によれば、振動板は、ケースの天板において厚肉部よりも薄く形成された薄肉部を少なくとも含むので、振動素子の振動が伝達されると、薄肉部が大きな振幅で振動することができる。これにより、音圧の一層の向上を図れる。振動に応じて振動板側へ移動しようとした振動素子は、振動板の一方面側に形成された第１空間に進入できるので、振動素子の振動が阻害されることを防止できる。したがって、振動素子と振動板の薄肉部とは互いに拘束し合わないので、それぞれが大きな振幅で振動可能である。振動素子が発生した音波は、第１空間内の空気を介して振動板の薄肉部へと伝えられ、薄肉部を大きな振幅で振動させる。

振動素子が厚肉部に押し付けられることによって密着しているので、振動素子の振動は厚肉部から直接振動板に伝達される。また、振動素子が厚肉部に押し付けられることによって、振動素子と薄肉部とを互いに拘束し合わない状態で接近し合うように第１空間を一定の狭さにすることができる。これにより、振動素子が発生した音波を、第１空間の空気を介して薄肉部へと効果的に伝えることができる。以上の結果、振動素子の振動を一層効率的に振動板に伝達して振動板を一層効果的に振動させることができる。

この発明の一実施形態では、ブザーユニットは、少なくとも前記振動素子の外縁部と前記厚肉部とを接着している接着部材（６５）をさらに含む。

この構成によれば、振動素子が厚肉部に接着されることによって、振動素子と振動板とを接近して配置できる。これにより、振動素子の振動を振動板に効率的に伝達して振動板を一層効果的に振動させることができるので、音圧の一層の向上を図れる。

この発明の一実施形態では、前記厚肉部は、環状に形成され、前記厚肉部には、前記第１空間を前記厚肉部の外に連通させる連通部（２７）が形成されている。

この構成によれば、連通部によって第１空間の圧力を逃がすことにより、振動素子および振動板の振動が第１空間の圧力によって阻害されることを抑制できる。

この発明の一実施形態では、前記押し付け部材は、前記振動素子の外縁部に前記板厚方向から対向し、前記振動素子を前記振動板に押し付けている押圧部（５３）を含み、前記振動素子に対して前記振動板とは反対側には、前記押圧部によって囲まれた第２空間（６６）が形成されている。

この構成によれば、振動に応じて振動板とは反対側へ移動しようとした振動素子は、押し付け部材の押圧部によって囲まれた第２空間に進入できるので、振動素子の振動が阻害されることを防止できる。

この発明の一実施形態では、ブザーユニットは、前記ケースに設けられた第１係合部（２９）と、前記押し付け部材に設けられ、前記第１係合部に係合した第２係合部（５５）とを含む。

この構成によれば、第１係合部と第２係合部との係合によってケースと押し付け部材とが相対移動不能に連結されるので、押し付け部材は、振動素子を振動板に押し付けた状態を確実に維持することができる。

この発明の一実施形態は、以上に記載の特徴を有するブザーユニットを備える、信号表示灯（１）を提供する。

この構成によれば、信号表示灯は、ブザーユニットにおける広指向性、防水性および音圧の向上を図れ、ブザーユニットの内部に汚れが付くことを防止できる。

この発明の一実施形態では、前記信号表示灯は、柱状であり、前記信号表示灯において軸線方向（Ｘ）における一端面（１Ａ）は、前記振動板の表面（２８Ａ）を含んでいる。

この構成によれば、信号表示灯において中心軸線まわりの全方向に放音できる。

この発明の一実施形態では、前記一端面は、前記信号表示灯の上端面である。

この構成によれば、信号表示灯の外周面において全方向に放音できる。また、振動板には貫通穴が存在しないので、上側からの水が信号表示灯内に浸入することを防止できる。

図１は、この発明の一実施形態に係る信号表示灯の斜視図である。 図２は、ブザーユニットの模式的な断面図である。 図３は、信号表示灯を構成するブザーユニットの分解斜視図である。 図４は、ブザーユニットに含まれる振動素子の側面図である。 図５は、変形例に係るブザーユニットの模式的な断面図である。

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。図１は、この発明の一実施形態に係る信号表示灯１を上側から見た斜視図である。信号表示灯１は、例えば製造現場に設置され、製造現場における各持場の状況等を周囲の人に報知するために使用される。信号表示灯１は、例えば円柱状に形成されている。使用時における信号表示灯１の姿勢は、使用条件に応じて任意に変更できる。以下では、便宜上、信号表示灯１の中心軸線Ｊが縦に延びたときの信号表示灯１を基準として説明する。この場合、図１において、紙面の上下方向が信号表示灯１の上下方向Ｘであり、紙面の上側が信号表示灯１の上側Ｘ１であり、紙面の下側が信号表示灯１の下側Ｘ２である。上下方向Ｘは、信号表示灯１において中心軸線Ｊが延びる軸線方向でもある。

信号表示灯１は、ベースユニット２と、光を発する表示ユニット３と、ブザー音を発するブザーユニット４とを備えている。ベースユニット２、表示ユニット３およびブザーユニット４は、ほぼ同じ外径を有する円筒状に形成され、それぞれの中心軸線は中心軸線Ｊと一致している。ベースユニット２は、信号表示灯１の下端に位置し、単数または複数の表示ユニット３が、ベースユニット２に上側Ｘ１から連結され、ブザーユニット４は、表示ユニット３に上側Ｘ１から連結されることによって信号表示灯１の上端に位置している。

以下では、信号表示灯１の中心軸線Ｊを中心とする径方向Ｒおよび周方向Ｓと、上下方向Ｘとを用いて、ベースユニット２、表示ユニット３およびブザーユニット４のそれぞれについて説明する。径方向Ｒのうち、中心軸線Ｊに接近する方向を径方向内側Ｒ１といい、中心軸線Ｊから離れる方向を径方向外側Ｒ２という。本実施形態の信号表示灯１では、後述する基板等の電気部品以外のほとんどが樹脂製であるが、信号表示灯１の材料は樹脂に限定されない。なお、この明細書における「連結」という用語に関し、２つの部材を連結することは、一方の部材の突起を他方の部材に溝に係合させる係合構造等を用いて一方の部材を他方の部材に対して着脱可能に装着することや、一方の部材を他方の部材に単に載せることが含まれる。

ベースユニット２は、製造現場における工作機械等の取付対象に固定される。ベースユニット２には、表示ユニット３およびブザーユニット４に電力を供給するための電源基板（図示せず）と、表示ユニット３およびブザーユニット４の動作を制御するための制御基板（図示せず）とが内蔵されている。

表示ユニット３は、透光性を有する円筒状のケース５と、ケース５内に収容された発光ユニット６とを有する。発光ユニット６は、基板（図示せず）と、この基板に実装されたＬＥＤ等の光源（図示せず）と、レンズ（図示せず）とを含んでいる。ベースユニット２の電源基板（図示せず）から表示ユニット３に電力が供給されると、光源が光を発する。この光は、レンズとケース５とを透過して、周方向Ｓにおける表示ユニット３の全域から表示ユニット３の周囲に向けて放射される。表示ユニット３の発光パターンは、ベースユニット２の制御基板（図示せず）によって制御される。複数の表示ユニット３が存在する場合、各表示ユニット３は、形態は同じであるが、発光色が表示ユニット３毎に異なるように、各表示ユニット３におけるケース５およびレンズの少なくとも一方が、他の表示ユニット３とは異なる色で着色されていてもよい。または、ケース５およびレンズが同色である一方で、光源の発光色が表示ユニット３毎に異なっていてもよい。

図２は、ブザーユニット４の模式的な縦断面図である。図３は、ブザーユニット４の分解斜視図である。ブザーユニット４は、円筒状のケース１０と、円板状の振動素子１１と、円環状の弾性部材１２と、基板１３と、ケース１０よりも小さい円筒状であって基板１３を収容した押し付け部材１４とを含む。振動素子１１、弾性部材１２および押し付け部材１４は、それぞれの中心軸線がケース１０の中心軸線と一致した状態で、ケース１０内に収容されている。この状態において、ケース１０、振動素子１１、弾性部材１２および押し付け部材１４のそれぞれの中心軸線は、中心軸線Ｊと一致している。

ケース１０は、上下方向Ｘに一致した板厚方向を有する円板状の天板２０と、天板２０の外周縁の周方向Ｓにおける全域から下側Ｘ２へ延びた円環状の環状壁２１とを一体的に含む。ケース１０内には、天板２０と環状壁２１とによって囲まれた略円柱状の格納空間２２が形成されている。格納空間２２は、天板２０によって上側Ｘ１から塞がれている。環状壁２１の下端によって囲まれた部分は、格納空間２２をケース１０から下側Ｘ２へ露出させた開口部２３である。天板２０および環状壁２１のそれぞれの全域には貫通穴が存在しないので、格納空間２２は、ケース１０における開口部２３以外の部分からケース１０の外側へ露出されていない。

天板２０は、その外周部として周方向Ｓに延びる環状（この実施形態では円環状）に形成された厚肉部２４と、厚肉部２４よりも径方向内側Ｒ１に位置した略円板状の薄肉部２５とを一体的に有する。上下方向Ｘにおける薄肉部２５の厚さＴ１（例えば１ｍｍ程度）は、上下方向Ｘにおける厚肉部２４の厚さＴ２（例えば２ｍｍ程度）よりも薄い（図２参照）。厚肉部２４の上面２４Ａと、薄肉部２５の上面２５Ａとは面一になっていて、天板２０の外面２０Ａを構成しているが、厚肉部２４の下面２４Ｂは、薄肉部２５の下面２５Ｂよりも下側Ｘ２に位置している。そのため、天板２０において下面２４Ｂおよび下面２５Ｂによって構成された内面２０Ｂにおける中心軸線Ｊ側の領域には、上側Ｘ１へ窪んだ凹状の第１空間２６が形成されている。第１空間２６は、格納空間２２の一部であり、厚肉部２４によって径方向外側Ｒ２から囲まれている。厚肉部２４において周方向Ｓにおける１箇所または複数箇所には、厚肉部２４の一部を径方向Ｒに沿って切り取った連通部２７が形成されている（図３参照）。連通部２７において径方向外側Ｒ２の端部は、格納空間２２において第１空間２６以外の領域（厚肉部２４の外）に対して上側Ｘ１から連通している。そのため、連通部２７は、第１空間２６を当該領域に連通させている。連通部２７として、溝状の他にも任意の形態が採用され得る。例えば、連通部２７は、第１空間２６を当該領域に連通させる穴であってもよい。

薄肉部２５と、厚肉部２４において薄肉部２５に隣接した部分とは、振動板２８を構成している。振動板２８に対して、その一方面側である下側Ｘ２に、第１空間２６が位置している。環状壁２１の内周面２１Ａにおいて下側Ｘ２へ偏った位置には、径方向内側Ｒ１へ突出した爪状の第１係合部２９が設けられている。第１係合部２９は、単数または複数存在し、複数設けられる場合の第１係合部２９は、周方向Ｓに間隔を空けて配置されている。

振動素子１１は、上下方向Ｘに一致した板厚方向を有する平板状である。詳しくは、振動素子１１は、円板状の金属板３５と、金属板３５よりも小径の円板状の圧電素子３６と、電線３７と、コネクタ３８とを含む簡易な構成を有している。この実施形態では、金属板３５は鉄製であって、圧電素子３６はセラミックス製であるが、金属板３５および圧電素子３６のそれぞれに別の材料を用いても構わない。図４に示すように、圧電素子３６は、一対設けられ、金属板３５を上下方向Ｘから挟むように金属板３５に貼り合わされている。電線３７では、一端部が、コネクタ３８に接続され、他端部が、金属板３５および圧電素子３６のそれぞれに設けられた電極３９に接続されている。金属板３５の外周部が、振動素子１１の外縁部１１Ａを構成している。

図２および図３に示すように、弾性部材１２は、ウレタンやスポンジやゴム等の弾性体で構成された円環状のシートである。そのため、弾性部材１２には、その中心軸を通って弾性部材１２を貫通した挿通穴１２Ａが形成されている。

基板１３は、上下方向Ｘに延びる一対の平行な主面４５を有している。基板１３の上端部に第１コネクタ４６が設けられ、基板１３の下端部に第２コネクタ４７が設けられている。第１コネクタ４６および第２コネクタ４７は、基板１３の同じ主面４５に設けられてもよいし、別々の主面４５に分かれて設けられてもよい。

押し付け部材１４には、その中空部分を構成した内部空間５０と、内部空間５０を上側Ｘ１へ開放した第１開口部５１と、内部空間５０を下側Ｘ２へ開放した第２開口部５２とが形成されている。押し付け部材１４は、第１開口部５１を取り囲んだ円環状の押圧部５３と、押圧部５３の上端面５３Ａの外周縁から上側Ｘ１に突出し、かつ周方向Ｓに延びた突条部５４とを含む。この実施形態では、複数の突条部５４が周方向Ｓに間隔を空けて配置されているが、１つの突条部５４が、押圧部５３の外周縁の周方向Ｓの全域に亘って設けられてもよい。

押し付け部材１４の外周面１４Ａにおいて下側Ｘ２へ偏った位置には、径方向外側Ｒ２へ突出した爪状の第２係合部５５が、周方向Ｓにおいて第１係合部２９と対応する位置に同数設けられている。押し付け部材１４には、その下端縁から押し付け部材１４の上下方向Ｘの途中まで上側Ｘ１へ延びる切欠き１４Ｂが形成されている（図３参照）。切欠き１４Ｂは、周方向Ｓにおける押し付け部材１４の一部を切り取っている。一対の切欠き１４Ｂは、周方向Ｓにおける第２係合部５５の両側に設けられてもよく、その場合、押し付け部材１４において当該一対の切欠き１４Ｂの間の部分は、下側Ｘ２へ延びるアーム部５６を構成している。アーム部５６の下端部に、第２係合部５５が設けられている。アーム部５６は、第２係合部５５が径方向Ｒに沿って移動できるように、弾性変形可能である。

次に、ブザーユニット４の組み立てについて説明する。まず、作業者は、図３に示すように、振動素子１１、弾性部材１２および基板１３を、上側Ｘ１からこの順番で配置し、振動素子１１のコネクタ３８を、弾性部材１２の挿通穴１２Ａに上側Ｘ１から挿通して、基板１３の第１コネクタ４６に接続する。

次に、作業者は、基板１３を、第２コネクタ４７側が先頭となるように、押し付け部材１４の第１開口部５１に対して上側Ｘ１から挿入して、押し付け部材１４の内部空間５０に収容する。これにより、弾性部材１２の外周部１２Ｂが押し付け部材１４の押圧部５３上に載置されて突条部５４によって径方向外側Ｒ２から位置決めされ、振動素子１１が弾性部材１２上に載置される。弾性部材１２の外周部１２Ｂの上面および下面のそれぞれには、両面テープまたは接着剤で構成された接着部材６０が設けられている。そのため、振動素子１１の外縁部１１Ａは、弾性部材１２の外周部１２Ｂの上面に接着され、押圧部５３の上端面５３Ａは、弾性部材１２の外周部１２Ｂの下面に接着されている。このように一体化された振動素子１１、弾性部材１２、基板１３および押し付け部材１４は、インナーアセンブリー６１を構成している。なお、基板１３は、押し付け部材１４に設けられた係合部（図示せず）に係合することによって、内部空間５０内で保持されている。

次に、作業者は、完成したインナーアセンブリー６１をケース１０の下側Ｘ２に配置して、振動素子１１が先頭となるように、ケース１０の開口部２３に対して下側Ｘ２から挿入する。これにより、インナーアセンブリー６１の全体がケース１０の格納空間２２に収容される。図２に示すように押し付け部材１４の第２係合部５５がケース１０の第１係合部２９を上側Ｘ１へ乗り越えて、第１係合部２９に上側Ｘ１から係合すると、格納空間２２内のインナーアセンブリー６１は、ケース１０に固定された状態になる。これにより、ブザーユニット４が完成する。

完成したブザーユニット４では、格納空間２２内の振動素子１１が、下側Ｘ２からケース１０の天板２０に対向している。詳しくは、振動素子１１では、外縁部１１Ａが天板２０の厚肉部２４つまり振動板２８の外縁部に下側Ｘ２から対向し、振動素子１１において外縁部１１Ａによって囲まれた内側部分１１Ｂが、天板２０の薄肉部２５つまり振動板２８の内側部分に下側Ｘ２から対向している。外縁部１１Ａの上面には、両面テープまたは接着剤で構成された接着部材６５が予め設けられている。これにより、少なくとも外縁部１１Ａが厚肉部２４に接着されている。接着部材６５によって簡単に振動素子１１を天板２０に固定できる。天板２０の内面２０Ｂに設けられた第１空間２６は、薄肉部２５と内側部分１１Ｂとによって上下方向Ｘから挟まれて塞がれていて、連通部２７だけから他の領域（内部空間５０における第１空間２６よりも下側Ｘ２の領域）に連通している。なお、厚肉部２４と押し付け部材１４の押圧部５３との上下方向Ｘの隙間６８は、第１空間２６を当該他の領域へ連通させる連通経路の１つである。

押圧部５３は、振動素子１１の外縁部１１Ａに下側Ｘ２から対向している。弾性部材１２の外周部１２Ｂは、外縁部１１Ａと押圧部５３とによって上下方向Ｘから挟まれて圧縮された状態で配置されている。これにより、弾性部材１２の外周部１２Ｂは、圧縮される前の状態に戻ろうとすることによって、振動素子１１を上側Ｘ１の振動板２８（詳しくは厚肉部２４）へ向けて常に付勢している。つまり、押圧部５３は、弾性部材１２を圧縮させることによって、振動素子１１を振動板２８の厚肉部２４に押し付けている。振動素子１１に対して振動板２８とは反対側である下側Ｘ２には、押圧部５３によって囲まれた第２空間６６が形成されている。第２空間６６は、格納空間２２の一部であり、弾性部材１２に下側Ｘ２から隣接している。

作業者がブザーユニット４を表示ユニット３に上側Ｘ１から連結すると、信号表示灯１が完成する。完成した信号表示灯１において上下方向Ｘにおける一端面である上端面１Ａは、ブザーユニット４のケース１０の天板２０の外面２０Ａによって構成されている（図１参照）。そのため、上端面１Ａは、振動板２８において外部の露出された表面２８Ａを含んでいる。また、完成した信号表示灯１では、ブザーユニット４のケース１０の開口部２３が表示ユニット３によって下側Ｘ２から塞がれているので、ケース１０の格納空間２２は完全に密封されている。ブザーユニット４の基板１３の第２コネクタ４７は、表示ユニット３の基板（図示せず）に設けられたコネクタ（図示せず）に接続されている。これにより、基板１３は、表示ユニット３の基板を介して、ベースユニット２内の電源基板（図示せず）および制御基板（図示せず）に対して電気的に接続されている。電源基板からの電力が基板１３に対して供給されると、振動素子１１に電圧が印加される。すると、圧電素子３６が伸縮し、その伸縮が金属板３５に伝わることによって金属板３５が上側Ｘ１および下側Ｘ２へ交互に撓む。これにより、振動素子１１の全体（特に内側部分１１Ｂ）が上下方向Ｘに振動する。この振動が、天板２０の厚肉部２４において振動板２８に伝達されたり、第１空間２６の空気を介して振動板２８に伝達されたりすることによって、振動板２８の全体が上下方向Ｘに振動し、音波が発生する。

前述したように、押し付け部材１４が振動素子１１を振動板２８に押し付けているので、振動素子１１と振動板２８との密着度を高めることができる。第１係合部２９と第２係合部５５との係合によってケース１０と押し付け部材１４とが相対移動不能に連結されているので、押し付け部材１４は、振動素子１１を振動板２８に押し付けた状態を確実に維持することができる。また、振動素子１１は、接着部材６５によってケース１０の天板２０の厚肉部２４に接着されているとともに、弾性部材１２によって振動板２８へ向けて付勢されている。これにより、振動素子１１と振動板２８とを接近して配置するとともに、これらの密着度を一層高めることができる。

このように振動素子１１と振動板２８との密着度が高められた結果、振動素子１１の振動を振動板２８に効率的に伝達して振動板２８を効果的に振動させることができるので、振動板２８の振動によって生じた音波の強さである音圧の向上を図れる。また、振動板２８は、ケース１０の天板２０において厚肉部２４よりも薄く形成された薄肉部２５を少なくとも含むので、振動素子１１の振動が伝達されると、薄肉部２５が大きな振幅で振動することができる。これにより、音圧の一層の向上を図れる。また、外部に露出された振動板２８を振動させるブザーユニット４は、振動素子１１に印加される電圧の値がベースユニット２の制御基板（図示せず）に制御されることによって、低音から高音までの広い音域の音を発生させることができる。

ケース１０に設けられて外部に露出された振動板２８の振動によって生じた音波は、図２おいて破線の矢印で示すように、ケース１０の周囲の広い範囲、詳しくは、上側Ｘ１や、周方向Ｓの全域における径方向外側Ｒ２へ向かって放射状に拡散するので、広指向性、詳しくは実質的に無指向性を有するブザーユニット４を実現できる。つまり、ブザーユニット４は、広範囲に音を報知するという目的に適した指向特性を得ることができる。また、振動板２８には貫通穴が存在しないし、格納空間２２が完全に密封されているので、格納空間２２への浸水や異物の侵入を防止できる。これにより、防水性の向上を図れるうえに、ブザーユニット４の内部に汚れが付きにくい。そして、このようなブザーユニット４を備える信号表示灯１は、ブザーユニット４における広指向性の向上を図れるので、中心軸線Ｊまわりの全方向（外周面１Ｂにおける３６０度の全範囲）に高い音圧で放音できる（図１参照）。また、信号表示灯１の上端面１Ａを構成する振動板２８には貫通穴が存在しないので、上側Ｘ１からの水が信号表示灯１内に浸入することを防止できる。そのため、信号表示灯１は、防水性の向上を図れるうえに、内部に汚れが付くことを防止できる。

振動に応じて振動板２８側へ移動しようとした振動素子１１は、振動板２８の下側Ｘ２に形成された第１空間２６に進入できる。一方 振動に応じて振動板２８とは反対の下側Ｘ２へ移動しようとした振動素子１１は、押し付け部材１４の押圧部５３によって囲まれた第２空間６６に進入できる。つまり、上下方向Ｘにおける振動素子１１の両側に、振動素子１１を振動させるための空間が確保されている。そのため、上下方向Ｘへの振動素子１１の振動が阻害されることを防止できる。なお、振動素子１１が下側Ｘ２へ移動しようとしたときには、弾性部材１２は、振動素子１１の移動を阻害しないように下側Ｘ２へ弾性変形することができる。また、厚肉部２４に形成された連通部２７（図３参照）によって第１空間２６の圧力を逃がすことにより、振動素子１１および振動板２８の振動が第１空間２６の圧力によって阻害されることを抑制できる。

また、振動素子１１では、外縁部１１Ａだけが天板２０の厚肉部２４に押し付けられているが、内側部分１１Ｂは、天板２０の薄肉部２５から離れている。したがって、内側部分１１Ｂと振動板２８の薄肉部２５とは互いに拘束し合わないので、それぞれが大きな振幅で振動可能である。振動素子１１が発生した音波は、第１空間２６内の空気を介して薄肉部２５へと伝えられ、薄肉部２５を大きな振幅で振動させる。振動素子１１が厚肉部２４に押し付けられることによって密着しているので、振動素子１１の振動は厚肉部２４から直接振動板２８に伝達される。また、振動素子１１が厚肉部２４に押し付けられることによって、振動素子１１と薄肉部２５とを互いに拘束し合わない状態で接近し合うように第１空間２６を上下方向Ｘにおいて一定の狭さにすることができる。これにより、振動素子１１が発生した音波を薄肉部２５へと効果的に伝えることができる。以上の結果、振動素子１１の振動を一層効率的に振動板２８に伝達して振動板２８を一層効果的に振動させることができる。

この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項に記載の範囲内において種々の変更が可能である。

例えば、図５に示すように、ケース１０の天板２０の厚肉部２４と環状壁２１との間に、連通部２７の一部として周方向Ｓに延びる溝７０が形成されて、厚肉部２４が、溝７０によって環状壁２１から径方向内側Ｒ１へ分離されてもよい。これにより、振動素子１１の内側部分１１Ｂの自由な動きを促進できるので、振動素子１１を一層効果的に振動させることができる。

また、一般的な製造現場では、音圧が７５ｄＢ程度の環境音が発生する。この状況でブザーユニット４の音が正確に認識されるためには、ブザーユニット４の目標の音圧は、この環境音の音圧を１０ｄＢ程度上回るよう設定されると好ましい。そのために、振動素子１１の外径が７０ｍｍである場合には、ケース１０の天板２０の薄肉部２５の厚さＴ１が０．７５ｍｍ程度であるのが好ましく、振動素子１１の外径が６０ｍｍ以下である場合の厚さＴ１は１ｍｍ程度であるのが好ましい。

また、振動板２８を構成する天板２０の外面２０Ａが、例えば上側Ｘ１へ凸湾曲した形状でなく、中心軸線Ｊに直交する方向に平坦であれば、ブザーユニット４は、音圧の高い大きな音を出すことができる。つまり、音圧を高めるためには、平坦な外面２０Ａを広く確保することが好ましい。同様の目的のために、ケース１０において外面２０Ａと環状壁２１の外周面２１Ｂとの境界部分に面取りを設けない方が好ましい。

また、ケース１０は、円筒状であったが、立方体状であってもよい。これに応じて、信号表示灯１は、円柱形状でなく、例えば四角柱状であってもよい。

また、押し付け部材１４が基板１３を直接保持するのでなく、押し付け部材１４の内部空間５０に配置された別の部材に基板１３が係止されることによって、押し付け部材１４が基板１３を間接的に保持してもよい。

また、振動素子１１として、圧電素子３６の代わりに、モータやソレノイドなどの電動アクチュエータを用いてもよい。

また、振動素子１１は、前述したように一対の圧電素子３６によって金属板３５を挟んだバイモルフ型の構成でなく、金属板３５の片面だけに圧電素子３６が貼り付けられたユニモルフ型の構成を有してもよい。金属板３５の下面だけに圧電素子３６が貼り付けられたユニモルフ型の振動素子１１を用いる場合には、振動素子１１の外縁部１１Ａおよび内側部分１１Ｂの両方の上面を天板２０に密着させてもよい。この場合には、天板２０の内面２０Ｂの第１空間２６が省略される。

また、信号表示灯１は、表示ユニット３の他に、外部機器との通信を行うための通信機能を有する通信ユニットを備えてもよい。また、表示ユニット３として回転灯を用いてもよい。

１…信号表示灯
１Ａ…上端面
４…ブザーユニット
１０…ケース
１１…振動素子
１１Ａ…外縁部
１１Ｂ…内側部分
１２…弾性部材
１４…押し付け部材
２０…天板
２２…格納空間
２４…厚肉部
２５…薄肉部
２６…第１空間
２７…連通部
２８…振動板
２８Ａ…表面
２９…第１係合部
３６…圧電素子
５３…押圧部
５５…第２係合部
６５…接着部材
６６…第２空間
Ｘ…上下方向
Ｘ２…下側

Claims (11)

1. 貫通穴が存在しない振動板を有し、前記振動板の一方面側に格納空間が形成されたケースと、
   前記格納空間内において前記振動板の板厚方向から前記振動板に対向し、電圧が印加されることによって振動を発生して前記振動板を振動させる振動素子と、
   前記格納空間に収容され、前記振動素子を前記振動板に押し付けている押し付け部材とを含む、ブザーユニット。
2. 前記振動素子は、圧電素子を含む、請求項１に記載のブザーユニット。
3. 前記格納空間内において前記振動素子と前記押し付け部材とによって挟まれた状態で配置され、前記振動素子を前記振動板へ向けて付勢している弾性部材をさらに含む、請求項１または２に記載のブザーユニット。
4. 前記振動素子は、前記振動板の板厚方向に一致した板厚方向を有する平板状であり、
   前記ケースは、前記振動素子の外縁部に前記板厚方向から対向し、前記振動素子が押し付けられた厚肉部と、前記振動素子において前記外縁部によって囲まれた内側部分に前記板厚方向から対向し、前記厚肉部よりも薄い薄肉部とを有する天板を含み、
   少なくとも前記薄肉部が前記振動板を構成しており、
   前記振動板の一方面側には、前記厚肉部によって囲まれて前記薄肉部と前記振動素子とによって前記板厚方向から挟まれた第１空間が形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のブザーユニット。
5. 少なくとも前記振動素子の外縁部と前記厚肉部とを接着している接着部材をさらに含む、請求項４に記載のブザーユニット。
6. 前記厚肉部は、環状に形成され、
   前記厚肉部には、前記第１空間を前記厚肉部の外に連通させる連通部が形成されている、請求項４または５に記載のブザーユニット。
7. 前記押し付け部材は、前記振動素子の外縁部に前記板厚方向から対向し、前記振動素子を前記振動板に押し付けている押圧部を含み、
   前記振動素子に対して前記振動板とは反対側には、前記押圧部によって囲まれた第２空間が形成されている、請求項４〜６のいずれか一項に記載のブザーユニット。
8. 前記ケースに設けられた第１係合部と、
   前記押し付け部材に設けられ、前記第１係合部に係合した第２係合部とを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のブザーユニット。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のブザーユニットを備える、信号表示灯。
10. 前記信号表示灯は、柱状であり、
    前記信号表示灯において軸線方向における一端面は、前記振動板の表面を含んでいる、請求項９に記載の信号表示灯。
11. 前記一端面は、前記信号表示灯の上端面である、請求項１０に記載の信号表示灯。

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