JP2014199465A

JP2014199465A - 転動体ベル

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Publication number: JP2014199465A
Application number: JP2014143152A
Authority: JP
Inventors: 小泉　俊博; Toshihiro Koizumi; 俊博小泉
Original assignee: Koizumi Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Koizumi Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2014-07-11
Publication date: 2014-10-23
Anticipated expiration: 2032-11-30
Also published as: JP6146602B2; JP6094539B2; JP2013178476A

Abstract

【課題】電気的な制御装置を用いることなく小さな動きで鳴り、音の大きさや音色の調整が容易なベルの提供を目的とする。【解決手段】転動体が転がることで鳴るベルであって、ベルはベース部と、当該ベース部に直接又は間接的に支持されたりん部とを有し、前記ベース部は凹部を有し、当該凹部には転動体が転動可能に載置されていて、前記ベース部は水平機構により水平に保持されていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、ドアベル，警報ベル，動物よけ鈴、呼び鈴等、広い分野にて利用できるベルに関する。

従来から人の来訪を知らせるドアベル、人に警報する警報ベル、熊等の動物よけの為のベル、縁起物としての鈴等、各種ベルが提案されているが、従来のベルはいずれも大きく振らないと鳴らないものであり音色も単調であった。
特許文献１には金属薄板で形成した空所に転動子を収容した鈴を開示し、特許文献２には上下の共鳴体の間に球を保持した鈴おもちゃを開示するが、いずれも大きな振れにて音が出るものである。
特許文献３には電気信号により皿部上の球状体を運動させることで、釣鐘部材に音を発生させる電子風鈴を開示する。
しかし、電気信号を出力させる特殊装置が必要であり、構造が複雑である。
また、従来のベルには図１５に示すように、りん部１１２の内側にひも等の吊り下げ部材１１１を用いておもり１１４等を吊り下げたものがある。
この場合におもり１１４が振れる周期は、吊り下げ部材１１１の長さで決まってしまう問題があった。
また、このように吊り下げた打鈴球のタイプにあっては、球がりん部の内壁と当たる角度が一定である。
しかも、りん部を振っても球がひも等に吊り下げられているので、すぐには鳴らない問題があった。

実用新案登録第３０１２０６５号公意匠登録第３９２３６７号公報実用新案登録第３１２１６７２号公報

本発明は、電気的な制御装置を用いることなく小さな動きで鳴り、音の大きさや音色の調整が容易なベルの提供を目的とする。

本発明に係る転動体ベルは、転動体が転がることで鳴るベルであって、ベルはベース部と、当該ベース部に直接又は間接的に支持されたりん部とを有し、前記ベース部は凹部を有し、当該凹部には転動体が転動可能に載置されていて、前記ベース部は水平機構により水平に保持されていることを特徴とする。
ここで転動体は、ベース部材の凹部の底部に沿って転がり、りん部に当たるものをいう。
転がるものであれば形状に制限はないが、転がりやすいものとしては球体に近いものが好ましい。
本発明におけるベルは概ね横方向に動かして使用するものであり、転動体が凹部の底面に沿って転がるように動かすことをいい、多少斜めに動かすことも含まれる。
転動体がベース部の凹部底面に載置されており、この状態でベルが概ね横方向に動くと転動体はその慣性力にてベルの動く方向とは逆方向に転がり始める。
また、ベース部とりん部とは所定の隙や空間を有するように連結するのがよく、それにより、音の鳴り響きが良くなる。
本発明は、この球体等の転動体の転動する周期（速さ）をベース部の凹部の底面形状（転動面形状）にて調整した点にある。
このようにすると、従来のベルは吊り下げ部材の長さによる影響が大きく、音の調整が困難であったのに対して、本発明は、凹部の底面の曲率等にて容易に調整可能である。

本発明に係るベルは、球体等の転動体がベース部に形成した凹部形状からなる転動面を転がるようにしたので、転動面の形状により転動体の転がりやすさ、転がり速度を調整することができる。
そこで、転動面の形状を中央部が最も低くなる球面形状にし、球面の曲率を小さくすれば転動体が転がりにくくなり、転動体がりん部に当たる力がそれだけ弱くなるので小さい音になる。
また、ベルの動きが小さい場合には、転動体がりん部に当たる前に中央側に戻ることで音が鳴らない。
また、逆に転動面の曲率を大きくし、平坦に近い状態にすると小さい動きでも音が鳴る。
転動面の形状は必ずしも球面形状にする必要はなく、転動体の転がる方向を規制した溝部を有してもよく、例えば中心から周縁部に向けて放射状に形成したり、うず巻き状に溝部を形成してもよい。
また、凹部の底面であって、少なくとも中央部に所定の曲率からなる球面形状部を有するようにすると、この球面形状部にて転動体の転がる周期やりん部に当たる強さの調整がしやすい。

従来の糸等で吊り下げた打鈴球の場合には、りん部の内壁との当たる角度が一定であるのに対して、本発明に係るベルは、ベース部の転動面の傾斜角度、りん部の内壁の角度によって転動体の当たり方が変わるので、それらの角度や転動体の当たる高さを調整することができる。
また、転動体の大きさや材質によってもりん部の鳴り方が変化するが、転動体の取り替えも容易である。

本発明は、ベルを概ね横方向に動かす大きさが所定より小さいと転動体が転がらないようにした停止手段を有するようにしてもよい。
ここで転動体の停止手段としては、ベース部の転動用凹面の一部、例えば中央部に小さなくぼみを設ける方法や、ベース部が鉄等の強磁性体でない場合で、転動体が磁性体である場合に、このベース部にマグネットを埋設あるいはベース部の裏側等にマグネットを配設する方法がある。
いずれにしても、ベルの動きが小さい場合に、転動体が動かないようにしたものであれば、手段に制限は無い。
このようにすると、小さなベルの動きでは転動体が動かないが、所定の大きさ以上になり、転動体がくぼみより飛び出したり、マグネットから外れることで共鳴体に当たるようになる。
本発明に係るベルはベル単体としても使用可能であり、製品の一部に組み込んだり、玄関ドア等の被取付体に取り付けて使用することも可能である。
ここで、玄関ドア等に取り付けるとは、ドア等の外部のみなず、ドア等の内部に取り付けることも含まれる。
玄関ドアには前後方向に回動する開きドアと左右方向にスライドする引戸があり、引戸は開きドアに比較して振れ、揺れが小さい。
本発明に係るベルはベース部の上面を転動体が転がる際にりん部に当たるので、このような振れの小さい引戸に取り付けても、大きい音が発生する。
また、風等による小さな揺れでは鳴らないようにできる。
被取付体にベルを取り付ける際に被取付体に取り付けるための取付部とベルとを弾性体で連結すると、この弾性体がベルの振れや揺れを増幅したり、逆に抑制したりする。
例えば、取付部の上に弾性体を介してベルを立設すると、取付部の振れを増幅させるように作用し、取付部の下に弾性体でベルを吊り下げると振れが弾性体により抑えられる。
また、弾性体に連結するとベルが長く鳴る。
本発明に係るベルをドアに取り付ける場合にドアを開閉する取手に取り付けてもよい。
また、転動体が転がる範囲を制御又は転がりを止める制御手段を設けると音の大きさを制御したり、音そのものがでないようにすることもできる。

本発明に係るベルは、転動体のりん部への当たり方を調整することで、鳴る音の高さ，強さ，音色等の調整が可能である。
特に転動体の転がる周期，速度を底面の曲率，転がり軌道の規制溝等によって調整が容易である。
また、転動面の曲率を大きくし平坦な形状に近づけると、微細な動きによっても充分な運動エネルギーを与えることができ、大きな音になる。
また、転動体の制御手段を設けると、転動体の転がり範囲や転がりそのものを止めることができる。

本発明に係るベルの例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は転動体がりん部に当たる際の部分拡大図を示す。試験評価した転動面の曲率と音圧の測定結果を示す。曲率Ｒの値が（ａ）は７０ｍｍ，（ｂ）は８０ｍｍ，（ｃ）は９０ｍｍである。試験評価した転動面の曲率と音圧の測定結果を示す。曲率Ｒの値が（ａ）は１００ｍｍ，（ｂ）は１５０ｍｍ，（ｃ）は２００ｍｍである。本発明に係るベルの構造例を示し、釣鐘形状の共鳴部（りん部）の例を示し、（ａ），（ｂ），（ｃ）でベース部の凹面形状の曲率を変化させた例を示す。ベース部の凹面の形状例を示し、（ａ）はくぼみを形成した例、（ｂ）は裏面にマグネットを取り付けた例を示す。ベース部を弾性体で支持した例を示す。製品の一部にベルを組み込んだ例を示す。ベース部とりん部との連結例を示し、（ａ）はベース部とりん部の上端と連結した例、（ｂ）は内側の支柱で連結した例、（ｃ）はＵ字状に分岐した支柱で連結した例を示す。取付部とベルを弾性体で連結した例を示し、（ａ）はベース部で連結した例、（ｂ）はりん部で連結した例を示す。ベルをドアの取手に取り付けた例を示し、（ａ）は取手の上部、（ｂ）は取手の下部に取り付けた例を示す。ベース部をりん部の内側に形成した例を示す。ベース部をりん部の内側に配置するとともに、蓋体で転動体の動きを制御する例を示す。りん部にカバー部材を取り付け、カバー部材の内側底部に転動面を形成した例を示す。カバー付りん部の内側に転動体の転がりの制御手段を設けた例を示す。従来のベル（りん）の構造例を示す。

本発明に係るベル１０は、図１に断面構造例を示すようにベース部１１とりん部１２からなり、ベース部１１の上面側に形成した凹部の底面形状からなる転動面１１ａに球形状等の転動体２０を転がり載置してある。
図１では図示を省略したが、ベース部１１にりん部１２が連結支持されていて、支持構造に制限がない。
例えば、りん部１２の内側でベース部と連結してもよく、りん部１２の外側でベース部１１と連結してもよい。
共鳴音が鳴りやすいようにベース部１１とりん部１２の間には隙間部１３を有する。

球面形状になっている転動面の曲率Ｒと音圧との関係を調査したので、以下説明する。
りん部１２は黄銅からなり、外径寸法φ_１＝５４ｍｍ，下端部の内径寸法φ_２＝４８ｍｍ，高さ寸法Ｈ＝３４．５ｍｍの釣鐘形状に設定した。
ベース部は、上面部の外径寸法φ_３＝４７ｍｍ，隙間部１３の水平方向寸法０．５ｍｍに設定した。
転動体２０は、直径１１ｍｍ，重さ５ｇの鉄球を用いた。
転動面１１ａの曲率Ｒ＝７０，８０，９０，１００，１５０，２００ｍｍの６種類を試作し、水平方向に速度３０，０００ｍｍ／ｍｉｎで約１００ｍｍ移動させ、音圧測定用マイクをベルの移動後の位置から１００ｍｍ離れた位置に配置した。
このときの音圧（Ｐａ）の値を図２，３に示す。
音圧を示す縦目盛りの大きさが一致していないので、目盛りの大きさを考慮しつつ比較する。
転動体（鉄球）のりん部への当たり方は、ベルの移動方向とは逆に一旦転がり、りん部の内壁に当たった後に反対側に転がり、りん部の内壁に当たるパターンを示した。
曲率Ｒが小さい程、最初の当たり音が小さく、次の当たり音の方が大きくなるものの、転動体が揺動方向に転がり、りん部に当たる２回目の音圧レベルは曲率Ｒが小さいほど、小さくなる傾向を示した。
曲率Ｒが大きい程、転動体２０が転がりやすく音圧も大きくなっている。
これらの実験結果から、ベース部１１の転動面の形状により音圧の調整が可能であることが明らかになった。

また、図１（ｂ）に示すように転動体の当たり方向とりん部１２の内壁との当接角度θ及び当接高さによっても音圧が変化する。
そこで、ベース部１１の転動面の傾斜角度、りん部１２の内壁の立設角度を調整することでも音圧の調整が可能であり、最も音が出やすい高さに調整するのが好ましい。

次にベース部とりん部を連結部１４にて連結した例について説明する。
図４は断面図であり、りん部１２がつり鐘状で、ベース部１１は円盤状の例である。
これらの形状に制限はない。
図４（ａ）においてベース部１１の内側上面は転動体２０が小さな振れでも転がりやすいように、大きな曲率の凹面になっている。
ベース部１１は金属製，樹脂製，木製等、転動体２０を転がり保持できれば材質を問わない。
ベース部１１の転動体２０が転がる凹面は、転動体が転がる際に異音が出ないようにゴムシートや樹脂材で形成するのが好ましい。
なお、りん部１２は金属製が好ましい。
転動体２０はりん部１２に当たり、音を出すことができるものであれば材質を問わない。
音色や音の大きさにより木製，樹脂，金属製を選択使用できる。
形状も転がりやすいものであれば球状に限定されない。
ベース部１１の内側凹面の形状は転動体２０の大きさや音の長短を考慮して設定すればよい。
図４（ａ），（ｂ），（ｃ）の順に凹面の曲率を小さくした例を示す。
このように凹面の曲率変えるだけで、転動体の転動の周期を調整することができる。
図５はベース部に転動体の停止手段を設けた例を示す。
図５（ａ）はベース部１１の凹面からなる転動面の略中央部に小さなくぼみ２１を形成した例である。
小さなベルの動きでは転動体２０がくぼみに納まっているのでベルが鳴らないが、転動体がくぼみ２１から飛び出すような大きい動き等になるとベルが鳴る。
図５（ｂ）はベース部材が強磁性体でなく、転動体が鉄球等の磁性体である場合にベース部材にマグネット２２を配設した例である。
この場合も小さい揺れの場合にマグネットの磁力により、転動体が停止している。
また、ドア等に取り付けるためのアーム１６を有する例である。
図６はベース部１１を弾性体からなる支持部材２３で支持した例を示す。
ベルは図１のような形状のベース部を別部材に設けた弾性体で支持してもよいが、図６に示した実施例はりん部１２ａを逆さにして、内側にベース部１１を弾性支持した例になっている。
この場合にベース部１１も支持部材２３により、揺れ又は振れる。
従って、ベース部１１が揺れて共鳴体１２ａに当たるようにすることができ、この場合に転動体２０を必ずしも設ける必要がない。
図６に示したように支持部材２３にて支持したベース部に転動体２０を配置すると、小さな揺れでは転動体２０により音が鳴り、大きい揺れになるとベース部１１がりん部１２ａに当たるように設定することもできる。
揺れの大きさは弾性体の弾性率を調整することで可能である。
この場合にベース部１１の支持部材２３は剛体でもよく、可撓性のある弾性体でもよい。
また、転動体２０がベース部１１から落下しないように蓋体等を設けてもよい。
図７は吊り下げ部３１を有する製品３０の一部に本発明に係るベルを組み込んだ例である。
このように本発明に係るベルはドア等に取り付けるだけでなく、各種製品に組み込むことができる。

ベース部１１とりん部１２との連結方法は、図４に示すようにベース部１１とりん部１２との近くで連結した連結部１４でもよく、図８（ａ）に示すようにベース部１１とりん部１２の上端部と連結部１４ａで連結してもよく、連結位置に限定はない。
図８（ｂ）は内部の支柱連結部１４ｂで連結した例を示し、図８（ｃ）が逆Ｕ字形状の分岐した支柱連結部１４ｃの例を示す。
また、ベル単体で用いてもよいが、本実施例は被取付体に取付部１６にて取り付けた。
連結部は転動体２０を組み込み、あるいは入れ替えやすいようにベース部１１とりん部１２とを係脱自在に連結してもよく、また一体的に成形してもよい。
また、連結部の材質として弾性体を用いたり、連結部の途中に弾性材を組み込んでもよい。
さらには、図９（ａ）に示すようにベース部１１と取付部１６の間にバネ等の弾性体１７を介して立設すると、ベル１０の揺れが増幅する。
また、図９（ｂ）に示すように弾性体１７でベル１０を吊り下げるように取付部１６と連結すると、ベルの揺れが取付部の揺れより小さく抑えられる。
また、その分だけ長く揺れる。
図１０はスライド式の引戸２の取手２１にベル１０を取り付けた例を示す。
図１０（ａ）は取手２１の上に連結した例で、図１０（ｂ）は取手２１の下に吊り下げた例を示す。
これにより取手２１の動きがそのままベル１０に伝達される。
本発明に係るベル１０はベース部１１の上に覆い被さるようにりん部１２を設けた構造に限定されるものではなく、例えば図１１（ａ）に示すようにりん部１２ｂの内部にベース部１１ｄを形成しても、図１１（ｂ）に示すように対向配置した２つのりん部１２ｃ，１２ｄの内側空間にベース部１１ｅを形成してもよい。
図１２は転動体２０の転がりを制御する制御手段として機械的な制御手段を設けた例を示す。
なお、転動体を磁性体にした場合には、りん部の内外から磁力で停止させてもよい。
図１２は断面端面図を示し、外観は全体として内部が中空の円柱状である。
本実施例は有底円筒状のケース３１の内側にりん部１２ｅとベース部１１を配置した。
ケース３１、りん部１２ｅ及びベース部１１の連結方法はこれに限定されないが、本実施例ではケース３１の底部にめねじ部３１ａを形成し、ベース部１１の支柱１１ｆの先端部におねじ部を形成し、この間にりん部１２ｅを挟み込むようにして螺着してある。
ケース３１の開口部には、めねじ部３１ｂを形成し、この開口部を塞ぐように蓋体（制御部）３２のおねじ部３２ａで螺合した。
このようにすると、図１２（ａ）→（ｂ）のように蓋体３２の締め代を大きくすると、蓋体３２の内側面３２ｃにより転動体２０が押さえられ、転がりを止めることができる。
また、蓋体３２の内側面の外周縁３２ｂが下に突出するように凹面形状にすると、ベース部１１の凹面の外周縁１１ｇとの間の隙間寸法ｄを調整することで、転動体２０のりん部１２ｅの当たり方を変えることができる。
例えば、この隙間ｄの大きさを転動体２０の直径より大きくすると、ベルが少し揺れてもりん部１２ｅに当たり、隙間ｄの大きさを転動体２０の直径よりやや小さくすると、ベルを強く振らないと音が出ないように制御できる。
ここで、制御手段としての蓋体３２は、透明であると転動体の動きが外部から見える。
また、ベルを上下逆にしても横にしても転動体２０が転がり音がでる。
また、転動体２０の転がりを利用して水平具合を見ることもできる。
図１３に示す例は、カバー付のベルの例を示す。
りん部１２は、つり鐘状になっているとともに上部に持手部１５を有する。
持手部１５等から、りん部１２を覆うようにカバー部材４０を取り付けた。
カバー部材４０の内側底部に転動面１１ａを形成するためにカバー部材の底部をベース部１１とした例である。
カバー部材４０の底部に形成した転動面１１ａに転動体２０が載置され、ベルの揺れにより転がり、りん部１２に当たるとベルが鳴る。
カバー部材の上部にて、ベース部１１とりん部の持手部と連結部１４で連結した例になっている。
図１４に示す例は、図１３の例に対して更にりん部１２の内側に転動体２０の転がりを制御する制御部３２を設けた例である。
制御部３２は、持手部の途中に形成したおねじ部３１ａにてりん部１２の上部に設けためねじ部３２ａと螺着した例になっている。
カバー部材の底部外側の形状を凸形状にし、起き上がりコボシのように前後、左右に揺動することで、長く揺れるようにしてもよい。
また、本発明に係るベルは、水平に保持されるように宇宙ゴマのような機械的水平機構、水中に浮かせる浮遊機構、吊り下げ重力による水平機構を設けてもよい。

本発明に係る転動体ベルは、ドアベル，呼び鈴等のベルとして広く利用できる。

１０ベル
１１ベース部
１１ａ転動面
１２りん部
１３隙間部
２０転動体

Claims

転動体が転がることで鳴るベルであって、ベルはベース部と、当該ベース部に直接又は間接的に支持されたりん部とを有し、
前記ベース部は凹部を有し、当該凹部には転動体が転動可能に載置されていて、
前記ベース部は水平機構により水平に保持されていることを特徴とする転動体ベル。