JP2008298823A - 電気式警報器 - Google Patents

Abstract

【課題】警報器において十分な音圧を発生させる。
【解決手段】警報器においてトランジスタ１５がオフ状態になると、誘起起電力が発生するものの、ツェナーダイオード１９は、一定電圧以下の電圧がトランジスタ１５のコレクタ端子側から電磁コイル１３ｂのバッテリ側端子側に与えられるのを防止する。これにより、ダイオード１８および電磁コイル１３ｂの間に回生電流が流れることが抑制される。以上により、従来の警報器に比べて、トランジスタ１５がオフ状態であるときには、電磁石１３によりアマチュア１１を引きつける電磁力を小さくすることができる。したがって、トランジスタ１５のオン、オフに伴う電磁力の強度の変化量を大きくすることができるので、振動板１０の振幅量を大きくすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動二輪車や自動車等の車輌で用いられる電気式警報器に関する。

従来、この種の警報器において、図６に示すように、振動板１、アマチュア２、共振板３、電磁石４、断続器５、トランジスタ６、抵抗素子７ａ、７ｂ、およびダイオード９を備えているものがある（例えば、特許文献１参照）。

このものにおいて、ホーンスイッチ８を閉成すると、バッテリＢａ→抵抗素子７ａ、７ｂ→ホーンスイッチ８→グランドと電流が流れ、トランジスタ６のベース電圧が高くなり、トランジスタ６のコレクタ端子からエミッタ端子に電流が流れるオン状態になる。

トランジスタ６がオン状態になると、バッテリＢａ→電磁石４→トランジスタ６→ホーンスイッチ８→グランドという閉回路が形成され、電磁石４の電磁コイル４ａに励磁電流が流れる。

電磁石４に励磁電流が流れると、電磁石４が電磁力を発生してアマチュア２を引きつける。すると、アマチュア２が断続器５を押し下げて、断続器５の接点５ａ、５ｂの間を開放する。

これに伴い、抵抗素子７ａ、７ｂを流れる電流が遮断され、トランジスタ６のベース電圧が零になる。このため、トランジスタ６のコレクタ端子からエミッタ端子に電流が流れないオフ状態になり、バッテリＢａから電磁石４の電磁コイル４ａに流れる励磁電流が遮断されて、電磁石４から発生する電磁力が弱まり、アマチュア２がバネ力により元の位置を超えて上昇する。

すると、再び、断続器５の接点５ａ、５ｂの間が閉じてトランジスタ６がオン状態となり、電磁石４がアマチュア２を引きつける。このようにトランジスタ６のオン、オフに伴って電磁石４から発生する電磁力が変化し、この変化によりアマチュア２が動作する。すると、振動板１が振動し、共振板３が共振するため、警報音を発生する。
特開昭６１−２０００４５号公報

本発明者は、警報器の音圧について鋭意検討したところ、次のような問題点が分かった。

すなわち、上述の如く、トランジスタ６のベース電流が流れなくなりトランジスタ６がオフ状態になると、トランジスタ６のコレクタ端子側には誘起起電力が生じ、この誘起起電力はダイオード９を通して電磁コイル４ａのバッテリＢａ側に与えられる。

このため、図６中矢印の如く、電磁コイル４ａおよびダイオード９の間に回生電流が流れる。すなわち、トランジスタ６がオフ状態になっても、実際には電磁コイル４ａに電流が流れることになる。 したがって、トランジスタ６がオフ状態であっても、電磁石４がアマチュア２を若干引きつけるため、アマチュア２が本来戻るべき位置まで上昇しない。

このように、トランジスタ６のオン、オフに伴い、電磁力の強度が変化してアマチュア２が動作して振動板１が振動するものの、トランジスタ６がオフ状態のときにアマチュア２が本来戻るべき位置まで上昇しないので、振動板１の十分な振幅量が得られない。このため、共振板３の十分な共振が得られなく、十分な音圧が得られない。

本発明は、上記点に鑑み、十分な音圧を発生させるようにした電気式警報器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、バッテリ（Ｂａ）から通電されて磁力を発生する電磁コイル（１３ｂ）を有する電磁石（１３）と、電磁コイルとグランドとの間に配置され、オン、オフにより電磁コイルへの通電、および通電停止を行うトランジスタ（１５）と、電磁石から磁力が発生したときにバッテリとトランジスタの制御端子との間を開放し、電磁石から磁力が発生していないときにバッテリとトランジスタの制御端子との間を接続する断続器（１４）と、を備え、
断続器によりバッテリとトランジスタの制御端子との間を接続したときにトランジスタが電磁コイルに通電させるようになっており、断続器によりバッテリとトランジスタの制御端子との間を開放したときに、トランジスタが電磁コイルへの通電を停止させるようになっており、電磁石から発生する磁力の変化に基づいて振動して警報音を発生する振動板（１０）を備える電気式警報器であって、
トランジスタがオフした際にトランジスタのバッテリ側端子側で生じる誘起起電力をバッテリ側に与え、バッテリ側から電磁コイルをバイパスしてトランジスタのバッテリ側端子側に通電することを防止する逆流防止用ダイオード（１８）と、誘起起電力に基づいて逆流防止用ダイオードおよび電磁コイルの間に回生電流が流れることを抑制する抑制手段（１９、２０）と、を備えることを第１の特徴とする。

したがって、トランジスタがオフした際に誘起起電力に基づく電流が電磁コイルの間に回生電流が流れることが抑制されるので、トランジスタがオフした際に電磁コイルから電磁力が発生することが抑制される。このため、トランジスタのオン、オフに伴う電磁力の変化量を大きくすることができる。このため、振動板の振幅量を大きくすることができるので、十分な音圧を確保することができる。

本発明は、バッテリ（Ｂａ）から通電されて磁力を発生する電磁コイル（１３ｂ）を有する電磁石（１３）と、電磁コイルとグランドとの間に配置され、オン、オフにより電磁コイルへの通電、および通電停止を行うトランジスタ（１５）と、電磁石から磁力が発生したときにバッテリとトランジスタの制御端子との間を開放し、電磁石から磁力が発生していないときにバッテリとトランジスタの制御端子との間を接続する断続器（１４）と、を備え、断続器によりバッテリとトランジスタの制御端子との間を接続したときにトランジスタが電磁コイルに通電させるようになっており、断続器によりバッテリとトランジスタの制御端子との間を開放したときに、トランジスタが電磁コイルへの通電を停止させるようになっており、電磁石から発生する磁力の変化に基づいて振動して警報音を発生する振動板（１０）を備える電気式警報器であって、
トランジスタがオフした際にトランジスタのバッテリ側端子側で生じる誘起起電力をトランジスタの制御端子側に与え、トランジスタ制御端子側からバッテリ側端子側に通電することを防止する逆流防止用ダイオード（１８）を備えることを第２の特徴とする。

したがって、誘起起電力が電磁コイルのバッテリ側に与えられないので、トランジスタがオフした際に回生電流が流れない。このため、電磁コイルから発生する電磁力の変化量を大きくすることができるため、振動板の振幅量を大きくすることができるので、十分な音圧を確保することができる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
図１に本発明の電気式警報器が適用された平型警報器の構成を示す。

電気式警報器は、振動板１０、アマチュア１１、共振板１２、電磁石１３、断続器１４、トランジスタ１５、抵抗素子１６ａ、１６ｂ、ダイオード１８、およびツェナーダイオード１９を備えている。

振動板１０および共振板１２は、アマチュア１１に備えられた軸を介して固定されており、共振板１２は、振動板１０の前面に配置されている。アマチュア１１には電磁石１３の一方の極が対向しており、アマチュア１１は、電磁石１３の電磁力により吸引される。電磁石１３は、鉄芯１３ａ、および鉄芯１３ａに回巻されて、かつ通電により電磁力を発生する電磁コイル１３ｂから構成される。

断続器１４は、接点１４ａ、１４ｂの間を開閉する常閉型のスイッチであり、断続器１４は、アマチュア１１により駆動されるときには接点１４ａ、１４ｂの間を開放する一方、アマチュア１１により駆動されないときにはバネの弾性力により接点１４ａ、１４ｂの間を閉じる。接点１４ａは、バッテリＢａの正極端子に接続されており、接点１４ｂは抵抗素子１６ａ、１６ｂを介してホーンスイッチ１７に接続されており、かつ抵抗素子１６ａを介してトランジスタ１５に接続されている。

トランジスタ１５は、電磁コイル１３ｂおよびホーンスイッチ１７の間に配設されており、トランジスタ１５は、オン、オフにより、電磁コイル１３ｂおよびホーンスイッチ１７の間を開閉する。

本実施形態では、トランジスタ１５としてはＮＰＮ型トランジスタが用いられている。

抵抗素子１６ｂは、断続器１４およびホーンスイッチ１７の間において抵抗素子１６ａに対して直列接続されており、抵抗素子１６ａ、１６ｂの共通接続端子で発生する電圧をトランジスタ１５のベース端子に出力する。ホーンスイッチ１７は、トランジスタ１５のエミッタ端子とグランドとの間を操作により開閉するスイッチである。

ダイオード１８は、カソード端子が電磁コイル１３ｂのバッテリＢａ側に接続されており、ダイオード１８のアノード端子がトランジスタ１５のコレクタ端子に接続されている。

ダイオード１８は、トランジスタ１５のコレクタ端子側から電磁コイル１３ｂのバッテリ側端子側に電流を流し、かつ電磁コイル１３ｂのバッテリＢａ側からトランジスタ１５のコレクタ端子側に電流が流れるのを防止する逆流防止用ダイオードである。

ツェナーダイオード１９は、電磁コイル１３ｂのバッテリ側端子とトランジスタ１５のコレクタ端子との間において、ダイオード１８と直列接続されている。ツェナーダイオード１９は、カソード端子がトランジスタ１５のコレクタ端子側に接続されており、ツェナーダイオード１９のアノード端子が電磁コイル１３ｂのバッテリ側端子に接続されている。

次に、本実施形態の電気式警報器の作動について説明する。

まず、ホーンスイッチ１７を閉成すると、バッテリＢａ→抵抗素子１６ａ、１６ｂ→ホーンスイッチ１７→グランドと電流が流れ、トランジスタ１５のベース電圧が高くなり、トランジスタ１５のコレクタ端子からエミッタ端子に電流が流れるオン状態になる。

トランジスタ１５がオン状態になると、バッテリＢａ→電磁コイル１３ｂ→トランジスタ１５→ホーンスイッチ１７→グランドという閉回路が形成され、電磁コイル１３ｂに励磁電流が流れる。

電磁コイル１３ｂに励磁電流が流れると、電磁石１３がその電磁力によりアマチュア１１を引きつける。すると、アマチュア１１が断続器１４を押し下げて、断続器１４の接点１４ａ、１４ｂの間を開放する。

これに伴い、抵抗素子１６ａ、１６ｂを流れる電流が遮断され、トランジスタ１５のベース電圧が零になる。このため、トランジスタ１５のコレクタ端子からエミッタ端子に電流が流れないオフ状態になり、バッテリＢａから電磁コイル１３ｂに流れる励磁電流が遮断される。

一方、トランジスタ１５がオフ状態になると、トランジスタ１５のコレクタ端子側には誘起起電力が発生する。この誘起起電力は、ダイオード１８およびツェナーダイオード１９を通して、電磁コイル１３ｂのバッテリ側端子側に与えられる。

ここで、ツェナーダイオード１９は、一定電圧（ツェナー電圧）以下の電圧がトランジスタ１５のコレクタ端子側から電磁コイル１３ｂのバッテリ側端子側に与えられるのを防止するため、ダイオード１８および電磁コイル１３ｂの間に回生電流が流れることが抑制される。このため、トランジスタ１５がオフ状態であるときには、アマチュア１１は、電磁石１３の電磁力により引きつけられることが抑制される。

すると、再び、断続器１４の接点１４ａ、１４ｂの間が閉じてトランジスタ１５がオン状態となり、電磁コイル１３ｂがアマチュア１１を引きつける。このようなアマチュア１１の動作が繰り返されると、振動板１０が振動し、共振板１２が共振するため、警報音を発生する。

以上説明した本実施形態によれば、トランジスタ１５がオフ状態になると、トランジスタ１５のコレクタ端子側には誘起起電力が発生するものの、ツェナーダイオード１９は、一定電圧以下の電圧がトランジスタ１５のコレクタ端子側から電磁コイル１３ｂのバッテリ側端子側に与えられるのを防止する。

これにより、ダイオード１８および電磁コイル１３ｂの間に回生電流が流れることが抑制される。このため、図２に示すように、トランジスタ１５がオフ状態であるときに電磁コイル１３ｂに流れる電流値を減らすことができる。

図２は本実施形態の場合の電磁コイル１３ｂに流れる電流波形を示すタイミングチャート、図２は従来技術の場合の電磁コイル１３ｂに流れる電流波形を示すタイミングチャートである。

以上により、従来の警報器に比べて、トランジスタ１５がオフ状態であるときには、電磁石１３によりアマチュア１１を引きつける電磁力を小さくすることができる。したがって、トランジスタ１５のオン、オフに伴う電磁力の強度の変化量を大きくすることができるので、振動板１０が振幅量、ひいては共振板１２の共振を従来に比べて、大きくすることができるので、共振板１２から十分な音圧を発生させることができる。

（第２実施形態）
上述の第１実施形態では、図１に示すように、ダイオード１８および電磁コイル１３ｂの間において、誘起起電力に基づいた回生電流が流れることを抑制するためにツェナーダイオード１９を用いた例について説明したが、これに代えて、本第２実施形態では、図４に示すように、抵抗素子２０を用いる。

図４に示すように、抵抗素子２０は、電磁コイル１３ｂのバッテリ側端子とトランジスタ１５のコレクタ端子との間に接続されており、抵抗素子２０は、ダイオード１８および電磁コイル１３ｂの間に電流が流れることを抑制する。

したがって、従来の警報器に比べて、トランジスタ１５がオフ状態であるときには、電磁石１３によりアマチュア１１を引きつける電磁力を小さくすることができる。このため、振動板１０が振幅量、ひいては共振板１２の共振を従来に比べて、大きくすることができるので、共振板１２から十分な音圧を発生させることができる。

（第３実施形態）
上述の第１、２実施形態では、トランジスタがオフ状態であるとき、誘起起電力に基づく回生電流が電磁コイルに流れることを抑制した例について説明したが、本第３の実施形態では、トランジスタがオフ状態であるとき、誘起起電力に基づく回生電流が電磁コイルに流れないようにする。

この場合の回路構成を図５に示す。図５において、ダイオード１８およびツェナーダイオード１９の接続配置以外の構成は、図１の回路構成と同様である。このため、ダイオード１８およびツェナーダイオード１９以外の構成の説明は省略する。

本実施形態において、ダイオード１８およびツェナーダイオード１９は、トランジスタ１５のコレクタ端子およびベース端子の間に、直列接続されており、
ダイオード１８は、トランジスタ１５のコレクタ端子側から誘起起電力をベース端子側に与えるものの、ベース端子側からコレクタ端子側に通電することを防止する。

したがって、トランジスタ１５がオフ状態になると、誘起起電力が発生するものの、誘起起電力に基づく電流がトランジスタ１５のベース端子側に流れ、回生電流が電磁コイル１３ｂに流れることはない。

したがって、トランジスタ１５がオフ状態であるときには、電磁石１３によりアマチュア１１を引きつけられない。このため、トランジスタ１５のオン、オフに伴う電磁力の強度の変化量を大きくすることができるので、振動板１０が振幅量、ひいては共振板１２の共振を、従来に比べて、大きくすることができるので、共振板１２から十分な音圧を発生させることができる。

また、本実施形態では、ツェナーダイオード１９は、コレクタ端子（バッテリ側端子）側からベース端子（制御端子）側にバッテリＢａからの電流が流れるのを防止するとともに、一定電圧以下の誘起起電力がトランジスタ１５のベース端子に与えられることを防止するので、誘起起電力が原因になるトランジスタ１５の破壊を防止できる。

（他の実施形態）
上述の第１〜第３の実施形態では、トランジスタ１５としてはＮＰＮ型トランジスタを用いた例について説明したが、これに限らず、ＰＮＰトランジスタ、ＦＥＴ等の各種の半導体スイッチ素子を用いても良い。

上述の第１〜３の実施形態では、振動板を振動に応じて共振する共振板を有する平型警報器に本発明の電気式警報器を適用した例について説明したが、これに代えて、本発明の電気式警報器をトランペット型警報器に適用しても良い。

この場合、共振板に代えて、振動板の振動に応じて空気を共鳴させるトランペットチャンバーを備えて、トランペットチャンバーの共鳴により警報音を発生させる。

以下、上記実施形態と特許請求項の範囲の構成との対応関係について説明すると、トランジスタ１５のベース端子が制御端子に相当し、トランジスタ１５のコレクタ端子がバッテリ側端子に相当し、ダイオード１８が逆流防止用ダイオードに相当する。

本発明の電気式警報器の第１実施形態の構成を示す図である。 図１中の電磁コイルに流れる電流波形を示す図である。 比較例の電磁コイルに流れる電流波形を示す図である。 本発明の電気式警報器の第２実施形態の構成を示す図である。 本発明の電気式警報器の第３実施形態の構成を示す図である。 従来技術の電気式警報器の構成を示す図である。

符号の説明

１０…振動板、１１…アマチュア、１２…共振板、１３…電磁石、
１４…断続器、１５…トランジスタ、１６ａ、１６ｂ…抵抗素子、
１７…ホーンスイッチ、１８…ダイオード、１９…ツェナーダイオード。

Claims (5)

1. バッテリ（Ｂａ）から通電されて磁力を発生する電磁コイル（１３ｂ）を有する電磁石（１３）と、
   前記電磁コイルとグランドとの間に配置され、オン、オフにより前記電磁コイルへの通電、および通電停止を行うトランジスタ（１５）と、
   前記電磁石から磁力が発生したときに前記バッテリと前記トランジスタの制御端子との間を開放し、前記電磁石から磁力が発生していないときに前記バッテリと前記トランジスタの制御端子との間を接続する断続器（１４）と、を備え、
   前記断続器により前記バッテリと前記トランジスタの制御端子との間を接続したときに前記トランジスタが前記電磁コイルに通電させるようになっており、
   前記断続器により前記バッテリと前記トランジスタの制御端子との間を開放したときに、前記トランジスタが前記電磁コイルへの通電を停止させるようになっており、
   前記電磁石から発生する磁力の変化に基づいて振動して警報音を発生する振動板（１０）を備える電気式警報器であって、
   前記トランジスタがオフした際に前記トランジスタのバッテリ側端子側で生じる誘起起電力を前記バッテリ側に与え、前記バッテリ側から前記電磁コイルをバイパスして前記トランジスタのバッテリ側端子側に通電することを防止する逆流防止用ダイオード（１８）と、
   前記誘起起電力に基づいて前記逆流防止用ダイオードおよび前記電磁コイルの間に回生電流が流れることを抑制する抑制手段（１９、２０）と、を備えることを特徴とする電気式警報器。
2. 前記抑制手段は、一定電圧以下の前記誘起起電力が前記電磁コイルのバッテリ側に与えられることを防止するツェナーダイオードであり、
   前記ツェナーダイオードにより前記一定電圧以下の誘起起電力が電磁コイルのバッテリ側に与えられることを防止することにより、前記逆流防止ダイオードおよび前記電磁コイルの間に回生電流が流れることを抑制するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の電気式警報器。
3. 前記抑制手段は、前記逆流防止ダイオードおよび前記電磁コイルの間に前記誘起起電力に基づく回生電流が流れることを抑制する抵抗素子（２０）であることを特徴とする請求項１に記載の電気式警報器。
4. バッテリ（Ｂａ）から通電されて磁力を発生する電磁コイル（１３ｂ）を有する電磁石（１３）と、
   前記電磁コイルとグランドとの間に配置され、オン、オフにより前記電磁コイルへの通電、および通電停止を行うトランジスタ（１５）と、
   前記電磁石から磁力が発生したときに前記バッテリと前記トランジスタの制御端子との間を開放し、前記電磁石から磁力が発生していないときに前記バッテリと前記トランジスタの制御端子との間を接続する断続器（１４）と、を備え、
   前記断続器により前記バッテリと前記トランジスタの制御端子との間を接続したときに前記トランジスタが前記電磁コイルに通電させるようになっており、
   前記断続器により前記バッテリと前記トランジスタの制御端子との間を開放したときに、前記トランジスタが前記電磁コイルへの通電を停止させるようになっており、
   前記電磁石から発生する磁力の変化に基づいて振動して警報音を発生する振動板（１０）を備える電気式警報器であって、
   前記トランジスタがオフした際に前記トランジスタのバッテリ側端子側で生じる誘起起電力を前記トランジスタの制御端子側に与え、前記トランジスタ制御端子側から前記バッテリ側端子側に通電することを防止する逆流防止用ダイオード（１８）を備えることを特徴とする電気式警報器。
5. 前記トランジスタのバッテリ側端子および制御端子の間に接続され、前記バッテリ側端子側から前記制御端子側に電流が流れるのを防止し、かつ一定電圧以下の誘起起電力が前記トランジスタの制御端子に与えられることを防止するツェナーダイオード（１９）を備えることを特徴とする請求項４に記載の電気式警報器。

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