(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池電源回路、該電源回路からの電源電圧が加えられて駆動する発振回路および該発振回路の信号が加えられて駆動する圧電ブザーが、把持可能なケース内に収納されるとともに、前記圧電ブザーが前記ケースに形成された開口部に面して配置されてなり、
前記開口部に、終端が開放された音響管が形成されてなり、かつ該音響管の前記圧電ブザー表面から終端までの長さが、前記圧電ブザーにて発せられる音の音響インピーダンスが実質的にゼロとなる長さに設定されてなる電子ホイッスルであって、
前記ケースは、略「く」の字型に折り曲げられた形状を有し、「く」の字型に折り曲げられた前記ケースの一方が前記音響管を構成するとともに他方が把持部を構成し、前記ブザースイッチは、前記把持部の「く」の字型の頂部付近に形成され、かつ前記電源スイッチが、前記把持部の軸方向に対し略９０度の角度をなして配置されてなることを特徴とする電子ホイッスル。
【請求項２】
前記電池電源回路からの電源供給をオン状態とする電源スイッチと、該電源スイッチがオン状態のときのみオン操作によりオン状態となるブザースイッチを設けたことを特徴とする請求項１記載の電子ホイッスル。
【請求項３】
電池電源回路、該電源回路からの電源電圧が加えられて駆動する発振回路および該発振回路の信号が加えられて駆動する圧電ブザーが、把持可能なケース内に収納されるとともに、前記圧電ブザーが前記ケースに形成された開口部に面して配置されてなり、
前記電池電源回路からの電源供給をオン状態とする電源スイッチと、該電源スイッチがオン状態のときのみオン操作によりオン状態となるブザースイッチを設けてなる電子ホイッスルであって、
前記ケースは、略「く」の字型に折り曲げられた形状を有し、「く」の字型に折り曲げられた前記ケースの一方が前記音響管を構成するとともに他方が把持部を構成し、前記ブザースイッチは、前記把持部の「く」の字型の頂部付近に形成され、かつ前記電源スイッチが、前記把持部の軸方向に対し略９０度の角度をなして配置されてなることを特徴とする電子ホイッスル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スポーツ競技における審判等が使用する笛、ホイッスルとしてまたは一般市場等において種々の指示、合図をなす笛、ホイッスルとして好適な電子ホイッスルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、スポーツ競技においては、審判が、プレイヤーに種々の指示を行い競技をルールに従って進行させるために、笛またはホイッスルを吹いてその音によりプレイヤーに指示を与え、またはその注意を喚起することが行われる。また人の呼気を利用した笛等に代えて、圧電ブザーを使用した電子ホイッスルも市販されている。かかる電子ホイッスルは、例えば特開平９−２９７５８４号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の人の呼気を利用して鳴笛させる笛またはホイッスルは、唾液の付着により雑菌が繁殖して衛生上好ましくないこと、または唾液等を介して感染症のおそれがあること等の問題がある。また電子ホイッスルでは、音圧が小さいために、広いグラウンドで使用する場合には適さないという問題がある。音圧を上げるために印加電圧を上げた場合、圧電振動子が破壊されるために、これを無制限に上げることはできず、高々７０Ｖ位までであり、この電圧では、得られる音圧は不充分なものである。また音圧を上げるために圧電振動子を複数使用した場合、各圧電振動子の発振信号の位相がずれるために、各発振音の間で干渉を生じ、必ずしも圧電振動子の数に比例して音が大きくなるとは限らず、逆に音が小さくなることさえ起こるのである。
【０００４】
さらに、叙上の従来の電子ホイッスルのばあい、フェイルセイフ機構が設けられていないため、スイッチの誤操作により、ホイッスルを吹鳴させてしまい、ゲームの進行を妨げてしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、かかる問題を解決するためになされたもので、グラウンド等広い空間でも充分使用できる大きい音圧が得られ、そのうえ、誤操作を防止し得る電子ホイッスルを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１）にかかわる電子ホイッスルは、電池電源回路、該電源回路からの電源電圧が加えられて駆動する発振回路および該発振回路の信号が加えられて駆動する圧電ブザーが、把持可能なケース内に収納されるとともに、前記圧電ブザーが前記ケースに形成された開口部に面して配置されてなる電子ホイッスルであって、前記開口部に、終端が開放された音響管が形成されてなり、かつ該音響管の前記圧電ブザー表面から終端までの長さが、前記圧電ブザーにて発せられる音の音響インピーダンスが実質的にゼロとなる長さに設定されてなるものである。かかる構成において、圧電ブザーにて発せられた音は、音響管のホーン効果により、その音圧が上昇されて、大きな音となって放音される。
また、本発明（請求項１）にかかわる電子ホイッスルは、前記ケースが、略「く」の字型に折り曲げられた形状を有し、「く」の字型に折り曲げられた前記ケースの一方が前記音響管を構成するとともに他方が把持部を構成し、前記ブザースイッチは、前記把持部の「く」の字型の頂部付近に形成され、かつ前記電源スイッチが、前記把持部の軸方向に対し略９０度の角度をなして配置されてなるものである。かかる構造において、まず電源スイッチをオンとし、続いてブザースイッチがオンとされると、ブザー音が発生する。
【０００７】
本発明（請求項２）にかかわる電子ホイッスルは、前記電池電源回路からの電源供給をオン状態とする電源スイッチと、該電源スイッチがオン状態のときのみオン操作によりオン状態となるブザースイッチを設けたものである。かかる構造において、まず電源スイッチをオン状態として、ブザースイッチがオン操作されるとブザー音が発生する。
【０００９】
本発明（請求項３）にかかわる電子ホイッスルは、電池電源回路、該電源回路からの電源電圧が加えられて駆動する発振回路および該発振回路の信号が加えられて駆動する圧電ブザーが、把持可能なケース内に収納されるとともに、前記圧電ブザーが前記ケースに形成された開口部に面して配置されてなる電子ホイッスルであって、前記電池電源回路からの電源供給をオン状態とする電源スイッチと、該電源スイッチがオン状態のときのみオン操作によりオン状態となるブザースイッチを設けてなるものである。かかる構造において、電源スイッチをオン状態とし、かつブザースイッチがオン操作されてはじめてブザー音が発生するため、誤操作を防止することができる。
また、本発明（請求項３）にかかわる電子ホイッスルは、前記ケースが、略「く」の字型に折り曲げられた形状を有し、「く」の字型に折り曲げられた前記ケースの一方が前記音響管を構成するとともに他方が把持部を構成し、前記ブザースイッチは、前記把持部の「く」の字型の頂部付近に形成され、かつ前記電源スイッチが、前記把持部の軸方向に対し略９０度の角度をなして配置されてなるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１および図２において、１は、先端部分が「く」の字型に曲げられた略円筒体形状の電子ホイッスルを示し、かかる円筒体形状の樹脂製ケース２内に、駆動電源となる電池３、発振回路および圧電ブザー駆動回路構成部品を含む回路部４、圧電ブザー５が収納されている。圧電ブザー５は、ケース２の「く」の字型先端側に配置され、ケース２に形成された開口部６にその表面が面するごとく配置されている。７は、電池３、回路部４および圧電ブザー５を連結する電気コードである。８は、ケース２に一体形成された音響管で、開口部６に形成され、その終端は開放されている。
【００１１】
「く」の字型のケース２は、折れ曲がり部分を境に、短い部分と長い部分に分かれ、短い部分が音響管８を、長い部分が把持部２６を構成する。折れ曲がり角度は、約３０度である。かかる角度であれば、把持部２６を握って、手を前方に伸ばしたとき、音響管８が略水平となる。９は、ケース２の把持部２６の音響管８に近い部分に形成されたスライド型の電源スイッチ、１０は、把持部２６の「く」の字型の頂部付近に形成された押圧型のブザースイッチであり、電源スイッチ９と略９０度の角度をなして、右手で握ったとき内側に位置するよう配置されている。ブザースイッチ１０は、電源スイッチ９がオンのときのみ、そのオン操作により、ブザー音が発せられる。電源スイッチ９は、安全スイッチとして作用し、ブザー非使用時、これをオフとしておけば、誤ってブザースイッチ１０を押したとしても音が発せられることはない。
【００１２】
音響管８は、圧電ブザー５で発せられる音の音圧を上昇させる機能を有する。すなわち、圧電ブザー５の発音側に、終端が開放された円筒体形状の音響管８を形成し、その長さＬが圧電ブザー５の発振周波数ｆに対し、次式
Ｌ＝Ｃ／４ｆ
Ｃは音速（３４４ｍ／ｓｅｃ、２０℃）
を満足する長さに設定されたとき、その長さが発振音の波長の１／４となり、開放終端部分で音響インピーダンスが実質的にゼロとなり、音圧が最大となるのである。音響インピーダンスが実質的にゼロとなるという意味は、殆どゼロとなるということを意味し、デザイン等の観点からゼロとなる点の前後の長さを多少とも含むのである。図示の例では、音響管８は円筒体形状としたが、ラッパ状その他の形状が採用できる。なお円筒体以外の形状を有する音響管にあっては、音響インピーダンスがゼロとなる長さを算定する式は前記のものとは、多少異なる。
【００１３】
一般的に圧電ブザー５の発振周波数は、約１〜１０ｋＨｚの範囲で使用されることが多く、特に人に不快感を与えない発振周波数として、３．６ｋＨｚ付近の周波数が選択されることが多い。前記式より、圧電ブザー５の発振周波数を３．６ｋＨｚに設定したとき、音響管８の長さは、Ｌ＝２３．９ｍｍなる値が得られ、この長さおよびこの奇数倍の長さとしたとき、高い音圧が得られる。実施形態では、その長さは、最も短い値、２３．９ｍｍに設定されている。ホイッスル自体を出来るだけ小型化するためである。３種類の音色の音により実験した結果、音響管８の有無による差は、次のようであった。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
実験は、圧電ブザー５の前方１０ｃｍの位置に音圧測定器を配置して、測定したものである。
【００１６】
次に図３の（ａ）および（ｂ）を参照してその回路構成を説明する。１１は電源回路で、電池３、電圧を安定化させるためのコンデンサ１２、抵抗１３、ツェナーダイオード１４、直列接続された電源スイッチ９およびブザースイッチ１０よりなる（図３の（ｂ）参照）。この回路よりブザー駆動電源電圧Ｖｄ、およびＩＣ駆動電源電圧Ｖｃが得られる。ここで電圧Ｖｄは、約３Ｖ、電圧Ｖｃは、２．２Ｖに設定することができる。１５は昇圧トランスでその１次側コイル１６の一端に電圧Ｖｄが加えられ、他端はスイッチングトランジスタ１７に直列に接続されている。すなわち１次コイル１６側の前記他端はトランジスタ１７のコレクタに接続され、そのエミッタは接地されている。昇圧トランス１５の２次側コイル１８は、圧電ブザー５に接続されている。この２次コイル１８側に得られる電圧は、交流約７０Ｖに設定される。
【００１７】
１９は、主発振回路で、インバータ２０、コンデンサ２１および抵抗２２よりなり、３．６ｋＨｚの発振信号を出力する。この発振信号は波形整形用インバータ２３を介してトランジスタ１７のベースに入力し、これをオン・オフ駆動する（図３の（ａ）参照）。インバータ２０、２３は、駆動電源電圧Ｖｃにより駆動する。発振信号の周波数３．６ｋＨｚは、圧電ブザー５の音圧特性に合わせて設定された周波数である。２４は副発振回路で、その発振周波数は、必要な音色に合わせて例えば１０Ｈｚに設定される。前記実験に使用した周波数は、この周波数１０Ｈｚと他の周波数１０Ｈｚ、１ｋＨｚの３種類である。副発振回路２４は、主発振回路１９と同様の回路構成よりなり、その抵抗の値およびコンデンサの容量の調節により発振周波数が設定される（図３の（ａ）参照）。２５は副発振回路２４の出力側に配置されたダイオードであり、この副発振回路２４のインバータの出力が０レベルのときのみ、主発振回路１９の周波数に影響を与えるものである。
【００１８】
前記構成の電子ホイッスル１の動作につき説明する。図４において、信号Ａは、主発振回路１９の出力である周波数３．６ｋＨｚの信号、信号Ｂは、副発振回路２４の出力である周波数１０Ｈｚの信号を示す。かかる構成であれば、主発振回路１９の３．６ｋＨｚの発振信号に副発振回路２４の１０Ｈｚの発振信号が重なり、波形信号Ｃに示すごとく周波数３．６ｋＨｚと３．０ｋＨｚの信号が比較的長い周期で交互に出力され、電源スイッチ９をオンとし、続いてブザースイッチ１０をオンとすると、「プルルル……」という音が発せられる。
【００１９】
図５は電子ホイッスル１の操作方法を示し、使用者は、右手で把持部２６を握り、親指でまず電源スイッチ９をオン方向ヘスライドさせ、これをオン状態とする。ついで親指をブザースイッチ１０の上に移動させ、これを押すことによりブザー音を発生させ、離すことにより音の発生を停止させるのである。このようにしてブザーのオン・オフ操作がなされる。かかる操作に際しては、指が電源スイッチに当たることはないから、電源スイッチ９が誤ってオフ操作されることはない。ホイッスルとして使用を中止するときは、親指を電源スイッチ９側に移動させて、オフ側にスライドさせるのである。
【００２０】
なお、本実施の形態では、音響管を備えたものを例にとって説明したが、音響管のないものも本発明に含まれる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明（請求項１）によれば、圧電ブザーが配置されたケースの開口部に、終端が開放された音響管が形成されてなり、かつ音響管の前記圧電ブザー表面から終端までの長さが、音響インピーダンスを実質的にゼロとする長さに設定されているから、圧電ブザーにより発せられる音の音圧を上昇させることができ、屋外においても充分使用できる大きい音量を得ることができる。
また、本発明（請求項１）によれば、ホイッスルは、ケースが、略「く」の字型に折り曲げられ、「く」の字型に折り曲げられたケースの一方が前記音響管を、他方が把持部を構成しているから、把持部を手に持って前方に伸ばしたとき、音響管は、略水平方向を向くことなり、報知する相手に対する指向性がよくなる。またブザースイッチは、把持部の「く」の字型の頂部付近に形成され、かつ電源スイッチが、把持部の軸方向に対し略９０度の角度をなして配置されているから、把持部を手で握った状態で、電源スイッチのオンオフ、およびブザースイッチのオンオフが親指の操作のみでできる。それ故、親指で両方のスイッチを同時に操作することはできないから、誤ってブザー音が発せられるという問題は生じない。
【００２２】
本発明（請求項２）によれば、電源供給をオン状態とする電源スイッチと、電源スイッチがオン状態のときのみオン操作が可能なブザースイッチを設けたものであるから、誤ってブザースイッチに触れてこれがオン状態となっても、ブザー音が発生することはなく、同様に電源スイッチが誤ってオン状態となっても、ブザー音が発生することはない。これよりホイッスルの誤動作による無用な音の発生を防止することができる。
【００２４】
本発明（請求項３）にかかわる電子ホイッスルは、電池電源回路、該電源回路からの電源電圧が加えられて駆動する発振回路および該発振回路の信号が加えられて駆動する圧電ブザーが、把持可能なケース内に収納されるとともに、前記圧電ブザーが前記ケースに形成された開口部に面して配置されてなる電子ホイッスルであって、前記電池電源回路からの電源供給をオン状態とする電源スイッチと、該電源スイッチがオン状態のときのみオン操作によりオン状態となるブザースイッチを設けてなるものである。かかる構造において、電源スイッチをオン状態とし、かつブザースイッチがオン操作されてはじめてブザー音が発生するため、誤操作を防止することができる。
また、本発明（請求項３）によれば、ホイッスルは、ケースが、略「く」の字型に折り曲げられ、「く」の字型に折り曲げられたケースの一方が前記音響管を、他方が把持部を構成しているから、把持部を手に持って前方に伸ばしたとき、音響管は、略水平方向を向くことなり、報知する相手に対する指向性がよくなる。またブザースイッチは、把持部の「く」の字型の頂部付近に形成され、かつ電源スイッチが、把持部の軸方向に対し略９０度の角度をなして配置されているから、把持部を手で握った状態で、電源スイッチのオンオフ、およびブザースイッチのオンオフが親指の操作のみでできる。それ故、親指で両方のスイッチを同時に操作することはできないから、誤ってブザー音が発せられるという問題は生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかわる電子ホイッスルの斜視図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかわる電子ホイッスルの回路図である。
【図４】動作を説明するための信号波形図である。
【図５】電子ホイッスルの操作方法を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
１  電子ホイッスル
２  ケース
３  電池
４  回路部
５  圧電ブザー
６  開口部
７  電気コード
８  音響管
９  電源スイッチ
１０  ブザースイッチ
１１  電源回路
１５  昇圧トランス
１７  スイッチングトランジスタ
１９  主発振回路
２０  インバータ
２４  副発振回路
２６  把持部
【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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