(57)【要約】【課題】家庭用電化機器などで報知音を発生する圧電ブザーのブザー駆動回路において、コイルのインダクタンス値を小さくして安価、小型にするとともに、高調波歪みが少なく正弦波に近いブザー音にし、ピーク電圧を低くして音圧を高くする。【解決手段】圧電ブザー１にコイル３を直列に接続し、圧電ブザー１とコイル３の直列接続に抵抗４を並列に接続し、圧電ブザー１にコンデンサ２を並列に接続し、圧電ブザー１とコンデンサ２の並列合成容量値とコイル３のインダクタンス値によるＬＣ共振周波数が圧電ブザー１の共振周波数となるようコンデンサ２およびコイル３の値を設定し、圧電ブザー１とコイル３の直列接続の両端に圧電ブザー１の共振周波数電圧を印加するようにする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電ブザーにコイルを直列に接続し、前記圧電ブザーとコイルの直列接続に抵抗を並列に接続し、前記圧電ブザーにコンデンサを並列に接続し、前記圧電ブザーと前記コンデンサの並列合成容量値と前記コイルのインダクタンス値によるＬＣ共振周波数が前記圧電ブザーの共振周波数となるよう前記コンデンサおよびコイルの値を設定し、前記圧電ブザーとコイルの直列接続の両端に前記圧電ブザーの共振周波数電圧を印加するようにしたブザー駆動回路。
【請求項２】
圧電ブザーにコイルを直列に接続し、前記圧電ブザーとコイルの直列接続に抵抗を並列に接続し、前記圧電ブザーにコンデンサを並列に接続し、前記圧電ブザーと前記コンデンサの並列合成容量値と前記コイルのインダクタンス値によるＬＣ共振周波数が前記圧電ブザーの共振周波数となるよう前記コンデンサおよびコイルの値を設定し、前記圧電ブザーと前記コイルの直列接続に前記抵抗を並列に接続した回路の一端にトランジスタの出力を接続し、他端を直流電源に接続し、前記トランジスタの入力に前記圧電ブザーの共振周波数電圧を印加するようにしたブザー駆動回路。
【請求項３】
トランジスタの入力に接続したマイクロコンピュータを備え、前記マイクロコンピュータの出力から、圧電ブザーの共振周波数電圧を印加するようにした請求項２記載のブザー駆動回路。
【請求項４】
圧電ブザーの共振周波数電圧に代えて、圧電ブザーの共振周波数からずれた周波数電圧を印加するようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載のブザー駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家庭用電化機器などで報知音を発生する圧電ブザーのブザー駆動回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のブザー駆動回路は、図４または図５に示すように構成していた。以下、その構成について説明する。
【０００３】
図４に示すように、圧電ブザー１とコイル３を直列接続し、圧電ブザー１の容量とコイル３により直列共振回路を構成し、これらの両端に並列に抵抗４を接続し、抵抗４の両端に発振回路５を接続している。
【０００４】
上記構成において発振回路５の出力から、圧電ブザー１の共振周波数を出力すると、圧電ブザー１とコイル３には圧電ブザー１の共振周波数電圧が印加され、圧電ブザー１は駆動される。このとき、共振現象により圧電ブザー１に印加されるピーク電圧は発振回路５の電圧より高い電圧が発生し、コイル（共振コイル）３がない場合に比べ、圧電ブザー１は高い音圧を得ることができる。
【０００５】
また、図５に示すように、圧電ブザー１とコイル３を並列接続し、圧電ブザー１の容量とコイル３により並列共振回路を構成し、その一端に抵抗４を接続し、圧電ブザー１の他端と抵抗４の他端に発振回路５を接続している。
【０００６】
上記構成において発振回路５から圧電ブザー１の共振周波数を出力すると、圧電ブザー１には発振回路５の電圧より高い電圧が発生し、コイル（共振コイル）３がない場合に比べ、圧電ブザー１は高い音圧を発生させることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、通常、圧電ブザー１の容量成分（以下、ブザー容量という）が小さく、コイル３との共振周波数を、圧電ブザー１の共振周波数と一致させるためにはコイル３のインダクタンス値を大きい値とする必要があった。
【０００８】
例えば、ある品種においては、ブザー容量は３２ナノファラッドであり、その推奨振動周波数は２ｋＨｚとなっており、これと共振させるコイル３のインダクタンスは１９８ｍＨとなる。このように、コイル３のインダクタンス値が大きくなるため、コイル３のサイズが大きくなり、価格が高くなる等の問題を有していた。
【０００９】
ここで、圧電ブザー１に流れる駆動電流は微少であるため、電流値的にこれに適合するコイルの線径は細いものでよい。したがって、コイル３を小型化しようとすると線径を細くするなどの手段があるが、線径が細くなると、機械的振動などによる断線など、信頼性の問題が生じてくる。このため、一定以上線径を細くすることは信頼性の低下につながるため、コイルサイズの小型化にも限界があり、一定以上小さくすることができないという問題を有していた。
【００１０】
このため、コイル３のインダクタンス値を圧電ブザー１との共振周波数に適合しない小さいインダクタンス値を採用して、無理矢理圧電ブザー１の共振周波数電圧を印加して駆動させるなどの方法が採られていた。しかしながら、この方法によると波形歪みが大きく、高調波が含まれ、歪みが多い音となったり、圧電ブザー１に印加されるピーク電圧が高くなるが音圧は低い等の問題を有していた。
【００１１】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、コイルのインダクタンス値を小さくして安価、小型にするとともに、高調波歪みが少なく正弦波に近いブザー音にし、ピーク電圧を低くして音圧を高くすることを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、圧電ブザーにコイルを直列に接続し、圧電ブザーとコイルの直列接続に抵抗を並列に接続し、圧電ブザーにコンデンサを並列に接続し、圧電ブザーとコンデンサの並列合成容量値とコイルのインダクタンス値によるＬＣ共振周波数が圧電ブザーの共振周波数となるようコンデンサおよびコイルの値を設定し、圧電ブザーとコイルの直列接続の両端に圧電ブザーの共振周波数電圧を印加するようにしたものである。
【００１３】
これにより、コンデンサを１つ追加することとなるが、コイルのインダクタンス値を小さくすることができて、トータルでみれば、安価、小型にできるとともに、高調波歪みが少なく正弦波に近いブザー音にすることができ、ピーク電圧を低くして音圧を高くすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、圧電ブザーにコイルを直列に接続し、前記圧電ブザーとコイルの直列接続に抵抗を並列に接続し、前記圧電ブザーにコンデンサを並列に接続し、前記圧電ブザーと前記コンデンサの並列合成容量値と前記コイルのインダクタンス値によるＬＣ共振周波数が前記圧電ブザーの共振周波数となるよう前記コンデンサおよびコイルの値を設定し、前記圧電ブザーとコイルの直列接続の両端に前記圧電ブザーの共振周波数電圧を印加するようにしたものであり、圧電ブザーの共振周波数で圧電ブザーを駆動できるコイルのインダクタンス値を小さくすることができ、小型で安価なコイルとすることができ、ブザー音も高調波歪みが少ない正弦波に近い音にすることができる。また、高調波が少ない分、圧電ブザーに印加される電圧のピーク電圧も小さくなり、圧電ブザーの電圧定格に対しても余裕を持つことができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、圧電ブザーにコイルを直列に接続し、前記圧電ブザーとコイルの直列接続に抵抗を並列に接続し、前記圧電ブザーにコンデンサを並列に接続し、前記圧電ブザーと前記コンデンサの並列合成容量値と前記コイルのインダクタンス値によるＬＣ共振周波数が前記圧電ブザーの共振周波数となるよう前記コンデンサおよびコイルの値を設定し、前記圧電ブザーと前記コイルの直列接続に前記抵抗を並列に接続した回路の一端にトランジスタの出力を接続し、他端を直流電源に接続し、前記トランジスタの入力に前記圧電ブザーの共振周波数電圧を印加するようにしたものであり、圧電ブザーの共振周波数で圧電ブザーを駆動できるコイルのインダクタンス値を小さくすることができ、小型で安価なコイルとすることができ、ブザー音も高調波歪みが少ない正弦波に近い音にすることができるとともに、圧電ブザーの共振周波数を出力する信号源を、電圧、電流ともに小さなものとすることができ、また、直流電源電圧の設定により圧電ブザーの出力レベルを自由に変えることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、上記請求項２に記載の発明において、トランジスタの入力に接続したマイクロコンピュータを備え、前記マイクロコンピュータの出力から、圧電ブザーの共振周波数電圧を印加するようにしたものであり、マイクロコンピュータからの出力周波数をマイクロコンピュータプログラムのソフト設計のみにより、共振周波数電圧を作成することができ、これをトランジスタに印加することができる。近年の電化機器は、その制御のためにマイクロコンピュータを搭載することが多く、機器の制御とともに共振周波数を出力することができ、発振回路を設けることなく、ブザーを駆動することが可能となる。また、マイクロコンピュータの出力は基本周波数が共振周波数の矩形波でもよく、単なるハイ、ローの出力でもよいため、マイクロコンピュータプログラムのソフトも簡単なものでよくなる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、上記請求項１〜３に記載の発明において、圧電ブザーの共振周波数電圧に代えて、圧電ブザーの共振周波数からずれた周波数電圧を印加するようにしたものであり、圧電ブザーの音圧対周波数特性から圧電ブザーの音圧を調整することができ、直流電源電圧、または機器における電子回路を実装する位置などの関係から音圧が高すぎて使用者にとって耳障りなときに、マイクロコンピュータのソフト変更のみにより音圧調整が可能となる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（実施例１）
図１に示すように、圧電ブザーは、振動板にセラミック振動子を貼り付け、セラミック振動子に交流電圧を印加することで、振動板を振動させて吹鳴するもので、容量成分１ａを有している。この圧電ブザー１に並列にコンデンサ２を接続している。圧電ブザー１にコイル３を直列に接続し、圧電ブザー１とコイル３の直列接続の両端に抵抗４を接続し、圧電ブザー１の容量成分１ａとコンデンサ２との並列合成容量値とコイル３のインダクタンス値により、直列共振回路を構成している。
【００２０】
ここで、圧電ブザー１とコンデンサ２の並列合成容量値とコイル３のインダクタンス値によるＬＣ共振周波数が圧電ブザー１の共振周波数となるようコンデンサ２およびコイル３の値を設定している。例えばコイル３のインダクタンス値を、コンデンサ２がないときの圧電ブザー１とコイル３による圧電ブザー１の共振周波数となるインダクタンス値の半分の値となるように設定すると、コンデンサ２の容量値は圧電ブザー１の容量成分１ａと同じ値にすればよい。
【００２１】
発振回路５は、その出力を抵抗４の両端に接続し、圧電ブザー１とコイル３の直列接続の両端に圧電ブザー１の共振周波数電圧を印加するようにしている。
【００２２】
上記構成において動作を説明する。発振回路５から圧電ブザー１の共振周波数電圧を出力すると、共振現象により圧電ブザー１には発振回路５の出力より大きな出力を得ることができ、歪みの少ない正弦波に近い波形を得ることができる。
【００２３】
これにより、コンデンサ２を追加することとなるが、圧電ブザー１の共振周波数で圧電ブザー１を駆動できるコイルのインダクタンス値を小さくすることができ、小型で安価なコイルとすることができ、ブザー音も高調波歪みが少ない正弦波に近い音にすることができる。また、高調波が少ない分、圧電ブザー１に印加される電圧のピーク電圧も小さくなり、圧電ブザー１の電圧定格に対しても余裕を持つことができる。
【００２４】
（実施例２）
図２に示すように、圧電ブザーは、振動板にセラミック振動子を貼り付け、セラミック振動子に交流電圧を印加することで、振動板を振動させて吹鳴するもので、容量成分１ａを有している。この圧電ブザー１に並列にコンデンサ２を接続している。圧電ブザー１にコイル３を直列に接続し、圧電ブザー１とコイル３の直列接続の両端に抵抗４を接続し、圧電ブザー１の容量成分１ａとコンデンサ２との並列合成容量値とコイル３のインダクタンス値により、直列共振回路を構成している。
【００２５】
ここで、圧電ブザー１とコンデンサ２の並列合成容量値とコイル３のインダクタンス値によるＬＣ共振周波数が圧電ブザー１の共振周波数となるようコンデンサ２およびコイル３の値を設定している。例えばコイル３のインダクタンス値を、コンデンサ２がないときの圧電ブザー１とコイル３による圧電ブザー１の共振周波数となるインダクタンス値の半分の値となるように設定すると、コンデンサ２の容量値は圧電ブザー１の容量成分１ａと同じ値にすればよい。
【００２６】
抵抗４の一端にトランジスタ６のコレクタを接続し、抵抗４の他端に直流電源８を接続している。トランジスタ６のベースにマイクロコンピュータ７を接続し、マイクロコンピュータ７のマイナス側電位とトランジスタ６のエミッタおよび電源のマイナス端子を接続し、マイクロコンピュータ７の出力から、トランジスタ６のベースに圧電ブザー１の共振周波数電圧を印加するようにしている。
【００２７】
上記構成において動作を説明する。マイクロコンピュータ７より圧電ブザー１の共振周波数電圧を出力すると、トランジスタ６により電流増幅されて、圧電ブザー１、コンデンサ２およびコイル３、抵抗４からなる回路に印加され、圧電ブザー４を駆動する。トランジスタ６がオフのときは、圧電ブザー１とコンデンサ２の並列合成容量値とコイル３のインダクタンス値によるＬＣと、抵抗４による共振ループで、共振周波数で自由振動する。
【００２８】
このとき、共振現象により圧電ブザー１には直流電源８の電圧より大きなピーク電圧の圧電ブザー電圧が得られ、コイル３がないときに比べ、高い音圧の圧電ブザー出力が得られる。また、周波数が共振周波数となっているため、高調波歪みの少ない正弦波に近い電圧波形を得ることができる。
【００２９】
これにより、圧電ブザー１の共振周波数で圧電ブザー１を駆動できるコイル３のインダクタンス値を小さくすることができ、小型で安価なコイルとすることができ、ブザー音も高調波歪みが少ない正弦波に近い音にすることができるとともに、圧電ブザー１の共振周波数を出力する信号源を、電圧、電流ともに小さなものとすることができ、また、直流電源電圧の設定により圧電ブザーの出力レベルを自由に変えることができる。
【００３０】
また、マイクロコンピュータ７の出力から、圧電ブザー１の共振周波数電圧を印加するので、マイクロコンピュータプログラムのソフト設計のみにより、共振周波数電圧を作成することができ、これをトランジスタに印加することができる。近年の電化機器は、その制御のためにマイクロコンピュータを搭載することが多く、機器の制御とともに共振周波数を出力することができ、発振回路を設けることなく、ブザーを駆動することが可能となる。また、マイクロコンピュータの出力は基本周波数が共振周波数の矩形波でもよく、単なるハイ、ローの出力でもよいため、マイクロコンピュータプログラムのソフトも簡単なものでよくなる。
【００３１】
（実施例３）
図２に示すマイクロコンピュータ７は、トランジスタ６のベースに圧電ブザー１の共振周波数からずれた周波数電圧を印加するようにしている。他の構成は上記実施例２と同じである。
【００３２】
上記構成において動作を説明する。図３において、曲線ａは圧電ブザー１の音圧対周波数特性の一例を示している。ｆｒは圧電ブザー１の共振周波数であり、最も高い音圧を得ることのできる周波数である。
【００３３】
マイクロコンピュータ７からの出力周波数をマイクロコンピュータプログラムにより、圧電ブザー１の共振周波数からずれた周波数に変更することにより、音圧を変化させることができる。ここで、共振周波数からの周波数のずれがあまり大きくない範囲では、圧電ブザー１の出力波形の歪みも少なく、上記実施例２と同様に、正弦波に近い波形を得ることができる。
【００３４】
通常、マイクロコンピュータ７より圧電ブザー１の共振周波数電圧を印加するが、電子回路の直流電源電圧、または機器における電子回路を実装する位置などの関係から音圧が高すぎることがあり、使用者にとって音が大きすぎるなどのとき、音圧を下げる必要がある。この場合、コンデンサ２の容量または抵抗４の値を変えることにより、音圧を変化させることができるが、定数の変更が必要である。
【００３５】
これに対して、周波数を変化させるにはマイクロコンピュータ７のソフトを変更するのみで対応することができ、設計の自由度を高めることができる。
【００３６】
なお、本実施例では、図２に示すマイクロコンピュータ７により、トランジスタ６のベースに圧電ブザー１の共振周波数からずれた周波数電圧を印加するようにしているが、上記実施例１の発振回路５により、圧電ブザー１の共振周波数からずれた周波数電圧を印加するようにしてもよく、同様に作用効果を得ることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１に記載の発明によれば、圧電ブザーにコイルを直列に接続し、前記圧電ブザーとコイルの直列接続に抵抗を並列に接続し、前記圧電ブザーにコンデンサを並列に接続し、前記圧電ブザーと前記コンデンサの並列合成容量値と前記コイルのインダクタンス値によるＬＣ共振周波数が前記圧電ブザーの共振周波数となるよう前記コンデンサおよびコイルの値を設定し、前記圧電ブザーとコイルの直列接続の両端に前記圧電ブザーの共振周波数電圧を印加するようにしたから、小さいコイルインダクタンス値で圧電ブザーの共振周波数で圧電ブザーを駆動することができ、小型で、安価なコイルとすることができ、ブザー音も高調波歪みの少ない正弦波に近い音にすることができる。また、高調波が少ない分、圧電ブザーに印加される電圧のピーク電圧も小さくすることができて、音圧を高めることができ、また、圧電ブザーの電圧定格に対しても余裕を持つことができる。
【００３８】
請求項２に記載の発明によれば、圧電ブザーにコイルを直列に接続し、前記圧電ブザーとコイルの直列接続に前記抵抗を並列に接続し、前記圧電ブザーにコンデンサを並列に接続し、前記圧電ブザーと前記コンデンサの並列合成容量値と前記コイルのインダクタンス値によるＬＣ共振周波数が前記圧電ブザーの共振周波数となるよう前記コンデンサおよびコイルの値を設定し、前記圧電ブザーと前記コイルの直列接続に前記抵抗を並列に接続した回路の一端にトランジスタの出力を接続し、他端を直流電源に接続し、前記トランジスタの入力に前記圧電ブザーの共振周波数電圧を印加するようにしたから、圧電ブザーの共振周波数で圧電ブザーを駆動できるコイルのインダクタンス値を小さくすることができ、小型で安価なコイルとすることができ、ブザー音も高調波歪みが少ない正弦波に近い音にすることができるとともに、圧電ブザーの共振周波数を出力する信号源を、電圧、電流ともに小さなものとすることができ、また、直流電源電圧の設定により圧電ブザーの出力レベルを自由に変えることができる。
【００３９】
請求項３に記載の発明によれば、トランジスタの入力に接続したマイクロコンピュータを備え、前記マイクロコンピュータの出力から、圧電ブザーの共振周波数電圧を印加するようにしたから、マイクロコンピュータからの出力周波数をマイクロコンピュータプログラムのソフト設計のみにより、共振周波数電圧を作成することができ、これをトランジスタに印加することができ、発振回路を設けることなく、ブザーを駆動することが可能となる。また、マイクロコンピュータの出力は基本周波数が共振周波数の矩形波でもよく、単なるハイ、ローの出力でもよいため、マイクロコンピュータプログラムのソフトも簡単なものでよくなる。
【００４０】
請求項４に記載の発明によれば、圧電ブザーの共振周波数電圧に代えて、圧電ブザーの共振周波数からずれた周波数電圧を印加するようにしたから、圧電ブザーの音圧対周波数特性から圧電ブザーの音圧を調整することができ、直流電源電圧、または機器における電子回路を実装する位置などの関係から音圧が高すぎて使用者にとって耳障りなときに、マイクロコンピュータのソフト変更のみにより音圧調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例のブザー駆動回路の回路図
【図２】本発明の第２の実施例のブザー駆動回路の回路図
【図３】本発明の第３の実施例のブザー駆動回路の圧電ブザーの周波数対音圧を示す図
【図４】従来のブザー駆動回路の一例の回路図
【図５】従来のブザー駆動回路の他の例の回路図
【符号の説明】
１　圧電ブザー
２　コンデンサ
３　コイル
４　抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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