JP2009104496A - 火災警報器 - Google Patents

Abstract

【課題】 低消費電流としながらも、居住者が気づきやすい火災警報音を出力することができる火災警報器を得る。
【解決手段】 火災検出により、火災音声フレーズを含む火災警報音を音声合成部で生成し、スピーカから出力させる火災警報器において、前記火災警報音は、少なくとも注意喚起音フレーズと前記火災音声フレーズとで構成されて、前記注意喚起音フレーズ、前記火災音声フレーズの順序で出力されるものであり、かつ、前記注意喚起音フレーズは、前記スピーカが高音圧で出力可能な周波数帯域の周波数を用いた音フレーズである。
【選択図】 図１

Description

この発明は、火災警報器に関する。

従来から、火災に基づく煙や熱等を検出して火災警報音を鳴動する火災警報器が利用されており、とくに戸建の住宅に適している。このような火災警報器では、火災警報音として、従来はブザー音が用いられていたが、居住者が内容を理解しやすいように、近年は音声を利用する傾向が高まっている（特許文献１参照）。
実開平０５−０９２８９２号公報

特許文献１の火災警報器は、音声による火災警報音を出力するので、居住者はブザー音よりも内容を理解しやすい。

ところで、近年、内部電池駆動式の火災警報器などでは、長寿命化の目的のため、低消費電流化が要望されている。そのため、火災警報音の出力時においても、低消費電流としながらも、居住者が気づきやすい火災警報音を出力することが要望されている。

したがって、この発明では、低消費電流としながらも、居住者が気づきやすい火災警報音を出力することができる火災警報器を得ることを目的としている。

この発明は、火災検出により、火災音声フレーズを含む火災警報音を音声合成部で生成し、スピーカから出力させる火災警報器において、前記火災警報音は、少なくとも注意喚起音フレーズと前記火災音声フレーズとで構成されて、前記注意喚起音フレーズ、前記火災音声フレーズの順序で出力されるものであり、かつ、前記注意喚起音フレーズは、前記スピーカが高音圧で出力可能な周波数帯域の周波数を用いた音フレーズであることを特徴とする。

また、前記火災警報音は、前記注意喚起音フレーズとスイープ音フレーズと前記火災音声フレーズとで構成されて、前記注意喚起音フレーズ、スイープ音フレーズ、前記火災音声フレーズの順序で出力されるものであることを特徴とする。

請求項１に係る火災警報器は、注意喚起音フレーズは、スピーカが高音圧で出力可能な周波数帯域の周波数を用いた音フレーズであるので、スピーカへの供給電流を抑えつつ、高い音圧を確保した注意喚起音フレーズを出力することができ、より広範囲の居住者が火災警報音に気づくことができる。そして、注意喚起音フレーズの後に、火災音声フレーズが出力されるので、居住者は余裕を持って、音声内容（火災が発生したこと）を理解することができる。

また、請求項２に係る火災警報器は、まず、より広範囲の居住者に気づかせるために注意喚起音フレーズを出力し、つぎに、低周波数帯域から高周波数帯域まで出力音の周波数をスイープさせたスイープ音フレーズを出力するので、子供から高齢者までの住居内の居住者は誰でも、火災警報音に気づくことができる。そして、スイープ音フレーズの後に、火災音声フレーズが出力されるので、居住者は余裕を持って、音声内容（火災が発生したこと）を理解することができる。

図１はこの発明を利用する一実施形態としての火災警報器の構成を示すブロック図、図２は図１の音出力関連の構成を詳細に示すブロック図、図３は図２の音声データＲＯＭの記憶内容を示す図、図４はスピーカの出力音圧レベルの周波数特性を示す図である。

図において、１は火災警報器の内部回路を駆動させるための内部電源である例えば５Ｖの電池、２は電池１の電圧を監視する電源監視回路、３は電源監視回路２への電源供給用スイッチ回路、４は定電圧回路であって、ここから先の各回路に電池１の電圧によって変動しない一定の電圧（例えば３Ｖ）を供給する機能を有する。５はサーミスタ６と抵抗７とからなる熱式の火災検出部（センサー部）である。また、火災検出部５は断線検出（センサー部の自己診断）にも利用される。ちなみに、サーミスタ６には、ａ温度上昇により抵抗値が上昇するタイプと、ｂ温度上昇により抵抗値が減少するタイプ、の２タイプがあるが、ここではｂタイプが使用され、このｂタイプのサーミスタの検出電圧値が火災検出用閾値（例えば２Ｖ）以上となれば、火災と判断されるようになっている。また、サーミスタの検出電圧値が断線用閾値（例えば略０Ｖ）となれば、サーミスタの断線と判断されるようになっている。

８は電流制限用の抵抗９が直列に接続された各種試験兼音響停止用のスイッチであり、このスイッチ８のオンによって、火災検出部５の断線検出（センサー部の自己診断）や電池１の電池電圧低下検出などの各種試験が行われて、その試験結果がスピーカ１１から出力されたり、また、後述する各種警報音出力時の場合は各種警報音が所定時間停止させられたりするようになっている。

１２は制御部の一例としてのマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）で、火災警報器全体における各種の処理動作を行い、記憶部１３とタイマ部１４が内蔵されている。

１５は音声合成回路であり、音声データＲＯＭ１５ａが内蔵されている。音声データＲＯＭ１５ａは、各種警報音に対応する各種フレーズを記憶している。具体的には、図３に示されるように、火災警報音「ピー ヒュー ヒュー 火事です 火事です」に対応して、注意喚起音フレーズＦ１「ピー」、スイープ音フレーズＦ２「ヒュー」、火災音声フレーズＦ３「火事です」の音データが格納されている。また、前記各種試験結果が異常の場合の試験異常警報音として、火災検出部５の断線検出時のセンサ異常警報音「ピ ピ ピ 異常です」に対応して、注意喚起音フレーズＦ４「ピ」、異常音声フレーズＦ５「異常です」の音データが格納され、また、電池１の電池電圧低下検出時の電池異常警報音「ピ 電池切れです」に対応して、注意喚起音フレーズＦ６「ピ」、電池異常音声フレーズＦ７「電池切れです」の音データが格納されている。音声合成回路１５は、マイコン１２からの指令により、各種警報音に対応する各種フレーズを増幅回路１７で増幅してスピーカ１１から出力させる機能を有する。１６は音声合成回路１５への電源供給用スイッチ回路である。

増幅回路１７は、例えば差動増幅回路であり、図２に示されるように、一端が電圧源に接続され、他端が常時オフのトランジスタ２０を介して接地されている。また、増幅回路１７は、一方の入力端子が固定抵抗１９（１９ｂ）及びフレーズ出力ライン２２を介して音声合成回路１５と接続され、他方の端子が固定抵抗１９（１９ａ）を介して接地されている。また、トランジスタ２０のゲートは、オンオフ出力ライン２１を介してマイコン１２と接続されている。固定抵抗１９は、増幅回路１７の増幅率を調整するものである。なお、増幅回路１７は、差動増幅回路以外の増幅回路であってもよい。

マイコン１２の記憶部１３には、火災を検出したらセットされる火災フラグと、断線を検出したらセットされる断線フラグと、電池１の電圧が所定の電圧値以下、例えば３Ｖ以下に低下したことを検出したらセットされる電圧低下検出フラグと、各種警報音出力時にスイッチ８のオンを検出したらセットされる警報音停止フラグと、が記憶されており、マイコン１２は、各監視処理の結果に基づいて、音声合成回路１５に対し、音を出してくださいという音出力指令信号ＬＭに、各種フレーズＦ１〜Ｆ７の選択信号Ｌ１〜Ｌ７の中のいずれかの選択信号をつけて出力するようになっている。また、信号ＬＢは、音声合成回路１５からマイコン１２に対して、指令された選択音を出力したことを知らせる信号（バック信号）である。この音出力時、マイコン１２は、オンオフ出力ライン２１をＨｉにしてトランジスタ２０をオンし、増幅回路１７に電源を供給するとともに、スイッチ回路１６をオンして音声合成回路１５に電源を供給する。音出力後、オンオフ出力ライン２１をＬｏにしてトランジスタ２０をオフし、増幅回路１７をオフするとともに、スイッチ回路１６をオフして音声合成回路１５への電源供給を停止する。これによって、消費電力を低減している。

ここで、一例として、火災警報音「ピー ヒュー ヒュー 火事です 火事です」を出力させる処理について説明する。まず、マイコン１２は、火災検出部５によって火災が検出されたときに、火災フラグを記憶部１３にセットし、オンオフ出力ライン２１をＨｉにして増幅回路１７をオンし、スイッチ回路１６をオンして音声合成回路１５に電源を供給する。つぎに、音出力信号ＬＭと注意喚起音フレーズＦ１「ピー」に対応する選択信号Ｌ１を音声合成回路１５に出力する。そして、音声合成回路１５からバック信号ＬＢを受けると、例えば１秒間隔をおいてマイコン１２から音声合成回路１５に、音出力指令信号ＬＭと後続するスイープ音フレーズＦ２「ヒュー」に対応する選択信号Ｌ２を出力する。それ以降のスイープ音フレーズＦ２「ヒュー」、火災音声フレーズＦ３「火事です」、「火事です」の出力動作についても同様に行われる。

音声合成回路１５は、最初の音出力信号ＬＭと選択信号Ｌ１が入力されると、選択信号Ｌ１に対応した注意喚起音フレーズＦ１「ピー」の音データを音声データＲＯＭ１５ａから読み出して、フレーズ出力ライン２２に出力し、バック信号ＬＢをマイコン１２に出力する。それ以降の選択信号Ｌ２の２つと選択信号Ｌ３の２つの入力時についても同様に、それぞれ対応するスイープ音フレーズＦ２「ヒュー」または火災音声フレーズＦ３「火事です」の音データをフレーズ出力ライン２２に出力し、バック信号ＬＢをマイコン１２に出力する。

以上の動作によって、スピーカ１１からは、各フレーズ「ピー」、「ヒュー」、「ヒュー」、「火事です」、「火事です」が順番に出力されて、これにより、火災警報音「ピー ヒュー ヒュー 火事です 火事です」が出力される。なお、火災フラグが記憶部１３にセットされている状態では、マイコン１２が上記動作を繰り返すので、火災警報音はスピーカ１１から連続鳴動される。また、この警報音鳴動中にスイッチ８が操作されると、マイコン１２は、警報音停止フラグを記憶部１３にセットし、オンオフ出力ライン２１をＬｏにして増幅回路１７をオフするとともに、スイッチ回路１６をオフして音声合成回路１５への電源供給を停止する。

その後、マイコン１２は、タイマ部１４で鳴動停止期間をカウントし、所定期間経過したときに記憶部１３の警報音停止フラグをクリアする。そして、記憶部１３に火災フラグがセットされていれば、また火災警報音を鳴動させる動作を行う。

なお、異常警報音、電池異常警報音の出力時の動作も火災警報音と同様であるため、ここでは詳細を省略するが、異常警報音、電池異常警報音は、センサ異常警報音「ピ ピ ピ 異常です」、電池異常警報音「ピ 電池切れです」を例えば３０分周期で出力し、かつ、その３０分周期間は、注意喚起音フレーズＦ４、Ｆ６に対応した「ピ」×３回（「ピ ピ ピ」）、「ピ」のみを例えば1分周期で出力するようにして、消費電流を低減している。

つぎに、火災警報音について詳細に説明する。火災警報音は、前述のように、注意喚起音フレーズＦ１、スイープ音フレーズＦ２、火災音声フレーズＦ３で構成される。ここで、注意喚起音フレーズＦ１は「ピー」という警報音であり、その周波数は例えば３ＫＨｚ、鳴動期間は例えば１秒間としている。スイープ音フレーズＦ２は「ヒュー」、「ヒュー」という警報音であり、その周波数は例えば３００Ｈｚから４ｋＨｚまでスイープさせており、鳴動期間は例えば１秒間としている。最後の火災音声フレーズＦ３は「火事です」、「火事です」という音声メッセージであり、鳴動期間は例えば０．６秒間としている。スイープ音フレーズＦ２として、低周波数帯域から高周波数帯域（例えば３００Ｈｚから４ｋＨｚ）まで出力音の周波数をスイープさせることによって、子供から高齢者まで年齢を問わず、全ての住居人がスイープ音を聞き取ることができる。

図４はスピーカ１１の出力音圧レベルの周波数特性を示す図であり、横軸は周波数（Ｈｚ）、縦軸は出力音圧レベル（ｄＢ）である。スピーカ１１は、３００Ｈｚから１５ＫＨｚまでの周波数帯に音出力特性を有する。そして、略２．５ＫＨｚから４．５ＫＨｚまでの周波数帯で高音圧の音を出力できる特性を有している。

この特性を利用して、注意喚起音フレーズＦ１「ピー」として、スピーカ１１の出力音圧レベルの周波数特性における高音圧周波数帯域の周波数（例えば３ＫＨｚ）の音を用いたので、注意喚起音フレーズＦ１「ピー」は、スイープ音フレーズＦ２や火災音声フレーズＦ３よりも高い音圧、例えば、８５ｄＢの音圧で出力することができ、スピーカ１１（増幅回路１７）への供給電流を抑えつつ、高い音圧を確保した注意喚起音フレーズＦ１を出力することができる。なお、出力音の周波数は、２．５ＫＨｚから４．５ＫＨｚまでの高音圧周波数帯域の周波数であれば、３ＫＨｚに限定されない。

また、３００Ｈｚから４ｋＨｚまでのスイープ音フレーズＦ２の周波数帯において、低音圧出力特性の周波数帯（例えば、図４の３００Ｈｚから２．５ＫＨｚまで）を高音圧出力特性の周波数帯（例えば、図４の２．５ＫＨｚから４ＫＨｚまで）よりも、録音音圧レベルを上げて音声データＲＯＭ１５ａに格納しており、これによって、スイープ音がその鳴動期間に亘って、略一定の音圧で出力されるようにしている。なお、スイープ音がその鳴動期間に亘って、略一定の音圧で出力されるように、スイープ音フレーズＦ２の各周波数に応じて録音音圧レベルを設定すればよく、設定方法は上記に限定されない。また、録音レベルの代わりに増幅回路１７の増幅率（固定抵抗１９の抵抗値）を変えてもよい。増幅率を変化させる回路としては、例えば、固定抵抗１９の代わりに可変抵抗を設けて、各周波数帯に応じて、一定の音圧で出力されるように、抵抗値を変化させればよい。

ここで、火災警報器は、関係法令や規格などにより、火災警報音をその鳴動期間に亘って、例えば７０ｄＢ以上の音圧（推奨音圧）で出力することが推奨されている。そのため、固定抵抗１９は、低音圧出力特性の周波数帯（例えば、図４の３００Ｈｚから２．５ＫＨｚまで）を含むスイープ音の音圧が推奨音圧を確保できる必要最小限の電流をスピーカ１１（増幅回路１７）に供給する抵抗値に設定されている。これによって、音圧が出にくい部分だけ録音音圧レベルを上げながら、火災警報音出力時の消費電流を必要最小限とし、また、増幅率を変化させる回路も不要として、低消費電力かつ低コストで推奨音圧を確保している。

以上のように構成された火災警報器は、火災が発生すると、スピーカ１１から火災警報音「ピー ヒュー ヒュー 火事です 火事です」が出力される。まず、注意喚起音フレーズＦ１「ピー」が高音圧で出力されて、より広範囲の居住者に火災警報音を気づかせることができ、つぎに、スイープ音フレーズＦ２「ヒュー」、「ヒュー」が出力されて、年齢を問わない全ての居住者に火災警報音を気づかせることができる。そして、スイープ音フレーズＦ２の後に、火災音声フレーズＦ３が出力されるので、居住者は余裕を持って、音声内容（火災が発生したこと）を理解することができる。

この発明に利用される火災警報器は、火災検出により、火災音声フレーズＦ３を含む火災警報音を音声合成部１５で生成し、スピーカ１１から出力させる火災警報器において、前記火災警報音は、少なくとも注意喚起音フレーズＦ１と前記火災音声フレーズＦ３とで構成されて、前記注意喚起音フレーズＦ１、前記火災音声フレーズＦ３の順序で出力されるものであり、かつ、前記注意喚起音フレーズＦ１は、前記スピーカ１１が高音圧で出力可能な周波数帯域の周波数を用いた音フレーズである。このように、注意喚起音フレーズＦ１は、スピーカ１１が高音圧で出力可能な周波数帯域の周波数を用いた音フレーズであるので、スピーカ１１（増幅回路１７）への供給電流を抑えつつ、高い音圧を確保した注意喚起音フレーズＦ１を出力することができ、より広範囲の居住者が火災警報音に気づくことができる。そして、注意喚起音フレーズＦ１の後に、火災音声フレーズＦ３が出力されるので、居住者は余裕を持って、音声内容（火災が発生したこと）を理解することができる。

また、前記火災警報音は、前記注意喚起音フレーズＦ１とスイープ音フレーズＦ２と前記火災音声フレーズＦ３とで構成されて、前記注意喚起音フレーズＦ１、前記スイープ音フレーズＦ２、前記火災音声フレーズＦ３の順序で出力される。このように、まず、より広範囲の居住者に気づかせるために注意喚起音フレーズＦ１を出力し、つぎに、低周波数帯域から高周波数帯域まで出力音の周波数をスイープさせたスイープ音フレーズＦ２を出力するので、子供から高齢者までの住居内の居住者は誰でも、火災警報音に気づくことができる。そして、スイープ音フレーズＦ２の後に、火災音声フレーズＦ３が出力されるので、居住者は余裕を持って、音声内容（火災が発生したこと）を理解することができる。

上記実施例において、注意喚起音フレーズ、スイープ音フレーズ、音声フレーズで構成される警報音は火災警報音のみとしたが、試験異常警報音などのその他の警報音を同様のフレーズ構成としてもよく、その場合、その他の警報音が、上記した火災警報音と同様の特徴を有する構成としてもよい。

また、上記実施例において、火災警報器は電池駆動式としたが、商用電源駆動式であってもよい。

この発明の火災警報器の構成を示すブロック図。 図１の音声出力関連の構成を詳細に示すブロック図。 図２の音声データＲＯＭの記憶内容を示す図。 スピーカの出力音圧レベルの周波数特性を示す図。

符号の説明

１…電池、２…電源監視回路、３…電源供給用スイッチ回路、４…定電圧回路、５…火災検出部、６…サーミスタ、７…抵抗、８…スイッチ、９…抵抗、１１…スピーカ、１２…マイコン（制御部）、１３…記憶部、１４…タイマ部、１５…音声合成回路、１５ａ…音声データＲＯＭ、１６…電源供給用スイッチ回路、１７…増幅回路、１８…電源ライン、１９（１９ａ、１９ｂ）…固定抵抗、２０…トランジスタ、２１…オンオフ出力ライン、２２…フレーズ出力ライン。

Claims (2)

1. 火災検出により、火災音声フレーズを含む火災警報音を音声合成部で生成し、スピーカから出力させる火災警報器において、
   前記火災警報音は、少なくとも注意喚起音フレーズと前記火災音声フレーズとで構成されて、前記注意喚起音フレーズ、前記火災音声フレーズの順序で出力されるものであり、かつ、前記注意喚起音フレーズは、前記スピーカが高音圧で出力可能な周波数帯域の周波数を用いた音フレーズであることを特徴とする火災警報器。
2. 前記火災警報音は、前記注意喚起音フレーズとスイープ音フレーズと前記火災音声フレーズとで構成されて、前記注意喚起音フレーズ、前記スイープ音フレーズ、前記火災音声フレーズの順序で出力されるものであることを特徴とする請求項１記載の火災警報器。