JP2011070561A - 警報器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、その小型化を妨げることなく、発音体の断線を測定して外部へ報知できる警報器を提供することを目的とする。
【解決手段】警報器１は、圧電スピーカ１３の配線の断線を測定する断線測定部１４を有するとともに、断線測定部１４で断線を検出したとき、表示部１５により圧電スピーカ１３の配線の断線を外部に報知する。又、断線測定部１４は、圧電スピーカ１３と直列に接続される抵抗と、この圧電スピーカ１３と抵抗の直列回路に電源電圧を印加させるスイッチ部とを備える。そして、スイッチ部により、圧電スピーカ１３と抵抗の直列回路に電源電圧を印加したときの、圧電スピーカ１３と抵抗との接続ノードに現れる電圧の状態によって、圧電スピーカ１３の配線の断線の有無が検知される。
【選択図】図１

Description

本発明は、発音体により警報を発報する警報器に関するもので、特に、この発音体の断線を検知する機能を有する警報器に関する。

従来より、屋内環境の異常により火災やガス漏れを検知したときに警報を発報する警報器が、ビル、地下街、又は、一般家屋などにおいて広く普及されている。このような警報器は、火災やガス漏れを報知するために、警報を発報する発音体を備えており、このような発音体として、電磁コイルを用いたダイナミックスピーカや、圧電振動板を用いた圧電スピーカなどが、採用されている。そして、この警報器は、警報を外部に発報して異常を報知することが主要な機能であるため、発音体が接続される配線と断線している場合には、その主要な機能を果たすことができないこととなる。

そのため、本出願人は、発音体に警報ブザーを使用した場合に、この警報ブザーのブザー本体が回路基板から外れにくい構造とした火災感知器を提案した（特許文献１参照）。しかしながら、特許文献１の火災感知器のように、発音体が接続される配線の断線を防ぐ構造とした警報器であっても、製造時や設置時において断線する可能性があるため、この発音体の断線を検知できることが望ましい。この発音体の断線を検知するために、発音体に接続された駆動回路に、発音体の電磁コイルに流れる電流と電圧とを測定するエラー判定回路を設置した構成が提案されている（特許文献２参照）。

特開平０９−０１６８７０号公報 特開２００２−０２３７６１号公報

特許文献２で提案されているエラー判定回路は、電流及び電圧を測定するための変流器と変圧器を、発音体と接続される配線上に設置する必要があり、小型化を要する警報器に適応することは困難であった。即ち、このようなエラー判定回路を警報器に具備させた場合、その回路規模が大きいため、警報器の小型化が妨げられることとなる。又、コンデンサ特性を有する圧電スピーカや圧電ブザーなどの圧電型発音体を採用する場合は、直流電圧に対して圧電発音体が高インピーダンスを有するため、直流電圧に対して低インピーダンスとなるダイナミックスピーカの場合に比べて、その発音体の電圧を測定するだけでは、簡単に断線の有無の検知ができない。

このような問題を鑑みて、本発明は、その小型化を妨げることなく、発音体の断線を測定して外部へ報知できる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に、本発明の警報器は、警報要因となる異常を検知する検知部と、外部へ警報を発報する圧電型発音体と、該圧電型発音体で発報する警報となる音声信号を生成して該圧電型発音体に出力する音声出力部と、前記検知部で異常を検知した場合に前記圧電型発音体に火災発生を報知させる制御部と、を備える警報器において、前記圧電型発音体と直列に接続される抵抗と、該抵抗と前記圧電型発音体による直列回路と該直列回路への電圧印加を行う電源供給路との電気的な接離を行うスイッチ部と、を有し、前記圧電型発音体と前記抵抗との接続部分の電圧に基づいて前記圧電型発音体の断線の有無を検知する断線測定部と、を更に備え、前記検知部で異常を検知する通常動作時においては、前記スイッチ部により前記直列回路と前記電源供給路とを電気的な接続を切断する一方で、前記圧電型発音体の断線の有無を検知する場合においては、前記スイッチ部により前記直列回路と前記電源供給路とを電気的に接続することを特徴とする。

このような警報器において、前記スイッチ部により前記直列回路と前記電源供給路とを電気的に接続して、前記圧電型発音体の断線の有無を検知するとき、前記直列回路には前記電源供給路より直流電圧が印加され、前記圧電型発音体と前記抵抗との接続部分の電圧が急峻に変化した場合に、前記断線測定部が、前記圧電型発音体の断線を検知するものとしてもよい。

又、前記スイッチ部により前記直列回路と前記電源供給路とを電気的に接続して、前記圧電型発音体の断線の有無を検知するとき、前記直列回路には前記電源供給路より交流電圧が印加され、前記圧電型発音体と前記抵抗との接続部分の電圧として前記前記電源供給路からの交流電圧が現れた場合に、前記断線測定部が、前記圧電型発音体の断線を検知するものとしてもよい。このとき、前記電源供給路からの交流電圧は、正弦波による交流電圧であっても良いし、矩形波による交流電圧であっても良い。

上述のいずれかの警報器において、前記スイッチ部が、前記圧電型発音体と接地電位との間に接続された第１スイッチと、前記抵抗と電源電位との間に接続された第２スイッチと、によって構成され、前記第１及び第２スイッチそれぞれの電気的な接離が、同一のタイミングで切り替わるものとする。

このとき、前記第１及び第２スイッチそれぞれが、制御電極を有するスイッチング素子であって、当該スイッチング素子の制御電極へ与える電圧信号により、前記電源供給路から前記直列回路に供給する電圧を制御するものであってもよい。そして、前記第１及び第２スイッチそれぞれを構成するスイッチング素子が、互いに逆極性であってもよい。

又、前記電源供給路による電圧を昇圧する昇圧回路を、更に備えるとともに、前記音声出力部が、音声信号を増幅して前記圧電型発音体に出力するとともに前記昇圧回路で昇圧された電圧が印加されるアンプを有し、前記断線測定部により前記圧電型発音体の断線の有無を検知する場合に、前記昇圧回路の動作を停止するものとしてもよい。

更に、前記スイッチ部と前記電源供給路との間に、逆流防止用のダイオードが接続されるとともに、前記スイッチ部と該ダイオードとの接続部分に、前記昇圧回路の出力側が接続されるものとしてもよい。

本発明によると、スイッチ部による電源供給路との電気的な接離によって、簡単に圧電型発音体の断線の有無を検知することができる構成としているため、断線を測定するための断線測定部を簡単な構成とすることができる。これにより、断線測定機能を有する警報器の小型化を図ることができるだけでなく、警報発報を確実に通知するために必要となる圧電型発音体の断線を正確に検知でき、警報器の主要機能の点検をより確実なものとできる。

は、本発明の基本構成となる警報器の内部構成を示すブロック図である。 は、図１の警報器における圧電スピーカの構成を示す概略断面図である。 は、図１の警報器における断線測定部の構成を示すブロック図である。 は、圧電スピーカの断線の測定方法の第１例を説明するための図で、（ａ）が直列回路に印加する電圧の状態を示し、（ｂ）が断線の無いときの断線測定用電圧の状態を示し、（ｃ）が断線のある時の断線測定用電圧の状態を示す。 は、圧電スピーカの断線の測定方法の第２例を説明するための図で、（ａ）が直列回路に印加する電圧の状態を示し、（ｂ）が断線の無いときの断線測定用電圧の状態を示し、（ｃ）が断線のある時の断線測定用電圧の状態を示す。 は、圧電スピーカの断線の測定方法の第３例を説明するための図で、（ａ）が直列回路に印加する電圧の状態を示し、（ｂ）が断線の無いときの断線測定用電圧の状態を示し、（ｃ）が断線のある時の断線測定用電圧の状態を示す。 は、第１の実施形態の警報器における圧電スピーカ周辺の構成を示すブロック図である。 は、第２の実施形態の警報器における圧電スピーカ周辺の構成を示すブロック図である。 は、第３の実施形態の警報器における圧電スピーカ周辺の構成を示すブロック図である。

（基本構成）
本発明の警報器における基本構成について、図面を参照して以下に説明する。図１は、本発明の警報器の内部構成を示すブロック図である。図２は、図１の警報器における圧電スピーカの構成を示す概略断面図である。図３は、図１の警報器における断線測定部の構成を示すブロック図である。尚、本基本構成を含めた以下の各実施形態において、圧電型発音体として圧電スピーカを採用した例を挙げて説明するが、圧電ブザーを採用するものであってもよい。

本実施形態の警報器１は、図１に示すように、煙や熱などの測定による火災の検知やガス量の測定によるガス漏れの検知などを行う検知部１１と、発報する警報音などの音声信号を生成して出力する音声出力部１２と、音声出力部１２からの音声信号によって動作して音声出力を行う圧電スピーカ１３と、圧電スピーカ１３の配線との断線を検知する断線測定部１４と、その表示により圧電スピーカ１３の断線などの故障や警報内容を外部に報知する表示部１５と、警報器１における各ブロックの動作を制御する制御部１６と、を備える。又、不図示であるが、この警報器１は、検知部１１、音声出力部１２、断線測定部１４、表示部１５、及び制御部１６のそれぞれに電力供給を行う電源部を備える。

このような構成の警報器１は、検知部１１において、警報器１が設置された室内の測定対象となる環境値を測定し、火災又はガス漏れなどの異常発生の有無を判定する。即ち、検知部１１は、測定した環境値を、記憶している所定の閾値と比較し、環境値が閾値を超えたときに、異常発生があったものと判定し、制御部１６に異常発生を通知する。この検知部１１は、制御部１６によって、所定のタイミングで測定動作を行うように制御され、この測定結果に基づく異常発生の有無を制御部１６に通知する。これにより、検知部１１において異常発生が検知されると、この検知部１１からの通知により、制御部１６が異常発生を認識するため、音声出力部１２を制御して、警報音となる音声信号を圧電スピーカ１３に出力させる。このように異常発生が制御部１６に通知されるとき、制御部１６は、表示部１５を動作させて、その異常発生を外部に通知するための表示を行うものとしてもよい。

又、制御部１６は、その詳細について後述する断線測定部１４を所定のタイミングで動作させて、圧電スピーカ１３の断線の有無を判定する。このとき、断線測定部１４は、圧電スピーカ１３における電圧の変化を制御部１６に通知する。そして、制御部１６は、断線測定部１４から通知された圧電スピーカ１３における電圧の変化に基づいて、圧電スピーカ１３の配線部分の断線の有無を検出する。このとき、制御部１６は、圧電スピーカ１３における断線を検出すると、表示部１５を動作させて、圧電スピーカ１３の断線を外部に報知させる。

この警報器１に具備される圧電スピーカ１３の構成について、図２を参照して簡単に説明する。圧電スピーカ１３は、薄型円盤状とされた金属板１３１及び圧電セラミックス板１３２を接合して形成した圧電振動板１３３が発音体として構成され、この圧電振動板１３３がその内部に固定支持される筐体１３４を有する。筐体１３４は、金属板１３１と対向する面に通気孔１３５が設けられるとともに、圧電振動板１３３は、この筐体１３４で中空となる位置に固定される。又、圧電振動板１３３を構成する金属板１３１及び圧電セラミックス板１３２のそれぞれには、配線Ｌ１，Ｌ２が接続され、この配線Ｌ１，Ｌ２を介して、圧電スピーカ１３が音声出力部１２と電気的に接続される。

又、断線測定部１４は、図３に示すように、コンデンサに相当する圧電スピーカ１３の配線Ｌ１に一端が接続された抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ１の他端に一方の接点が接続されるとともに他方の接点に電源電圧が印加されたスイッチＳ１と、圧電スピーカ１３の配線Ｌ２に一方の接点が接続されるとともに他方の接点が接地されたスイッチＳ２と、抵抗Ｒ１と配線Ｌ１との接続ノードの電圧を断線検出用の閾値Ｖｔｈ１と比較して比較結果を制御部１６に出力するコンパレータ１４１と、を備える。又、配線Ｌ１，Ｌ２には、音声出力部１２の一部であるアンプ１２１の出力側に接続されて、アンプ１２１で増幅された音声信号が配線Ｌ１，Ｌ２を介して圧電スピーカ１３に入力される構成となっている。

このような構成の断線測定部１４は、スイッチＳ１，Ｓ２のＯＮ／ＯＦＦを同一のタイミングで切り換えることで、圧電スピーカ１３の配線Ｌ１，Ｌ２における断線を測定する。その測定方法の第１例について、図４（ａ）〜（ｃ）を参照して、又、その測定方法の第２例について、図５（ａ）〜（ｃ）を参照して、又、その測定方法の第３例について、図６（ａ）〜（ｃ）を参照して、それぞれ以下に説明する。

１．測定方法の第１例
通常の動作時においては、断線測定部１４は、断線測定部１４はスイッチＳ１，Ｓ２それぞれをＯＦＦとして、アンプ１２１からの出力が圧電スピーカ１３に入力されるため、圧電スピーカ１３は、アナログ信号による差動信号で構成される音声信号に基づいて、音声の再生出力を実行する。そして、本例の測定方法により圧電スピーカ１３の断線を測定するときは、スイッチＳ１，Ｓ２を同時にＯＮとして、図４（ａ）のように、直流電圧である電源電圧を圧電スピーカ１３と抵抗Ｒ１による直列回路に印加する。

図４（ａ）のように、圧電スピーカ１３と抵抗Ｒ１との直列回路に電源電圧を印加すると、圧電スピーカ１３の配線Ｌ１，Ｌ２に断線が無い場合は、圧電スピーカ１３と抵抗Ｒ１との直列回路は、積分回路として動作する。そのため、配線Ｌ１と抵抗Ｒ１との接続ノードに現れる電圧（以下、断線測定用電圧とする）は、図４（ｂ）のように、抵抗Ｒ１を流れる電流量に従って、徐々に電圧が高くなっていく。この断線測定用電圧が、所定時間Ｔ１の間、断線検出用の閾値Ｖｔｈ１以下であるため、コンパレータ１４１からローとなる信号が制御部１６に入力される。よって、制御部１６では、所定時間Ｔ１の間、コンパレータ１４１からローとなる信号が入力され続けることで、断線測定用電圧が断線検出用の閾値Ｖｔｈ１以下であることを確認し、圧電スピーカ１３の配線Ｌ１，Ｌ２に断線が無いものと判定する。

一方、圧電スピーカ１３の配線Ｌ１，Ｌ２に断線が有る場合は、抵抗Ｒ１と配線Ｌ１との接続ノードに現れる電圧（断線測定用電圧）は、図４（ｃ）のように、上述の断線が無い場合（図４（ｂ）参照）と異なり、電源電圧である直流電圧となる。この断線測定用電圧が、断線検出用の閾値Ｖｔｈ１を超えるため、コンパレータ１４１からハイとなる信号が制御部１６に入力される。よって、制御部１６では、断線測定用電圧が断線検出用の閾値Ｖｔｈ１より高いことを確認するため、圧電スピーカ１３の配線Ｌ１，Ｌ２に断線が有るものと判定する。

このように、直流電圧となる電源電圧を圧電スピーカ１３と抵抗Ｒ１との直列回路に印加することで、圧電スピーカ１３の配線Ｌ１，Ｌ２の断線を測定する場合、圧電スピーカ１３に断線が無い場合には、圧電スピーカ１３に電流が流れるために、可聴音が出力される。この測定時における圧電スピーカ１３からの音声出力を小さくするため、圧電スピーカ１３の容量値Ｃ０と抵抗Ｒ１の抵抗値Ｒ０とによる時定数Ｃ０×Ｒ０を０．００１以下とすることが好ましい。

２．測定方法の第２例
本例の測定方法は、上述の第１例の測定方法と異なり、スイッチＳ１，Ｓ２をＯＮとして、圧電スピーカ１３と抵抗Ｒ１との直列回路に印加する電源電圧を、図５（ａ）に示すような交流電圧とする。このように、スイッチＳ１，Ｓ２をＯＮとしたときに、圧電スピーカ１３の配線Ｌ１，Ｌ２に断線が無い場合は、圧電スピーカ１３と抵抗Ｒ１との直列回路は、平滑化回路として動作する。そのため、抵抗Ｒ１と配線Ｌ１との接続ノードに現れる電圧（断線測定用電圧）は、図５（ｂ）のように、その振幅が減衰して平滑化された電圧となる。この断線測定用電圧が、断線検出用の閾値Ｖｔｈ１以下であるため、一定時間Ｔ２の間、コンパレータ１４１からローとなる信号が制御部１６に入力される。これにより、制御部１６は、断線測定用電圧が断線検出用の閾値Ｖｔｈ１以下であることを確認し、圧電スピーカ１３の配線Ｌ１，Ｌ２に断線が無いものと判定する。

一方、圧電スピーカ１３の配線Ｌ１，Ｌ２に断線が有る場合は、抵抗Ｒ１と配線Ｌ１との接続ノードに現れる電圧（断線測定用電圧）は、図５（ｃ）のように、上述の断線が無い場合（図５（ｂ）参照）と異なり、電源電圧である、振幅の大きい交流電圧となる。この断線測定用電圧が、一定時間Ｔ２の間に、断線検出用の閾値Ｖｔｈ１より高くなるタイミングがあり、このとき、コンパレータ１４１からハイとなる信号が制御１６に入力される。これにより、制御部１６は、断線測定用電圧が断線検出用の閾値Ｖｔｈ１を超えるタイミングがあることを確認し、圧電スピーカ１３の配線Ｌ１，Ｌ２に断線が有るものと判定する。

このように、直流電圧となる電源電圧を圧電スピーカ１３と抵抗Ｒ１との直列回路に印加することで、圧電スピーカ１３の配線Ｌ１，Ｌ２の断線を測定する場合、圧電スピーカ１３に断線が無い場合には、圧電スピーカ１３に電流が流れるために、音声が出力される。この測定時における圧電スピーカ１３からの音声は、電源電圧である交流電圧の周波数によって、その周波数が決定される。そのため、圧電スピーカ１３から出力される音声の周波数を可聴音域から外すために、電源電圧である交流電圧の周波数を１０ｋＨｚ以上とすることが好ましく、その周波数を２０ｋＨｚ以上とすることが、更に好ましい。

３．測定方法の第３例
本例の測定方法は、上述の第１例の測定方法と異なり、スイッチＳ１，Ｓ２のＯＮ／ＯＦＦを同一のタイミングで切り換えて、圧電スピーカ１３と抵抗Ｒ１との直列回路に図６（ａ）に示すような矩形波によるパルス電圧を印加する。この図６（ａ）のようなパルス電圧を圧電スピーカ１３と抵抗Ｒ１との直列回路に印加するとき、圧電スピーカ１３と抵抗Ｒ１との直列回路は、第２例と同様、平滑化回路として動作し、抵抗Ｒ１と配線Ｌ１との接続ノードに現れる電圧（断線測定用電圧）は、図６（ｂ）のように、平滑化された電圧となる。よって、断線測定用電圧が断線検出用の閾値Ｖｔｈ１以下であるため、第２例と同様、一定時間Ｔ２の間、コンパレータ１４１がローとなる信号を制御部１６に出力する。そして、制御部１６は、圧電スピーカ１３の配線Ｌ１，Ｌ２に断線が無いものと判定する。

一方、圧電スピーカ１３の配線Ｌ１，Ｌ２に断線が有る場合は、抵抗Ｒ１と配線Ｌ１との接続ノードに現れる電圧（断線測定用電圧）は、図６（ｃ）のように、上述の断線が無い場合（図６（ｂ）参照）と異なり、振幅の大きいパルス源電圧となる。そして、本例においても第２例と同様、この断線測定用電圧が断線検出用の閾値Ｖｔｈ１を超えるタイミングがあるため、コンパレータ１４１からハイとなる信号が制御部１６に入力される。よって、制御部１６は、圧電スピーカ１３の配線Ｌ１，Ｌ２に断線が有るものと判定する。更に、本例においても、第２例と同様、スイッチＳ１，Ｓ２のＯＮ／ＯＦＦの切換タイミングによるパルス電圧信号の周波数は、１０ｋＨｚ以上とすることが好ましく、更には２０ｋＨｚ以上とすることが好ましい。

尚、上述の第１例〜第３例において、コンパレータ１４１の代わりに、断線測定用電圧をデジタル信号に変換して制御部１６に入力するアナログ／デジタル変換回路（ＡＤ変換回路）を設けるものとし、制御部１６は、断線測定用電圧の変化量や振幅を測定することによって、圧電スピーカ１３における断線の有無を判定するものとしてもよい。又、断線測定用電圧について、上述の断線検出用の閾値Ｖｔｈ１よりも低い値となる、短絡検出用の閾値Ｖｔｈ２と比較する構成を備えるものとすることにより、断線測定用電圧が短絡検出用の閾値Ｖｔｈ２より低い値となることを、制御部１６が確認することで、圧電スピーカ１３における短絡を検出できる。このとき、短絡検出用の閾値Ｖｔｈ２と断線測定用電圧とを比較するコンパレータを備え、このコンパレータからの出力により制御部１６が、圧電スピーカ１３における短絡の有無を検出するものとしてもよい。又、上述のＡＤ変換回路によりデジタル信号に変換された断線測定用電圧が制御部１６に入力され、制御部１６が、断線測定用電圧と短絡検出用の閾値Ｖｔｈ２との関係を比較することで、圧電スピーカ１３における短絡の有無を検出するものとしてもよい。

このような基本構成を備える警報器の実施形態について、以下に説明する。以下の各実施形態においては、スイッチＳ１，Ｓ２として、トランジスタなどのスイッチング素子を使用した構成を例に挙げて説明するが、このスイッチＳ１，Ｓ２は、後述のスイッチング素子に限定されるものではなく、リレースイッチなどの機械式スイッチによって構成するものであってもよい。

＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図面を参照して以下に説明する。図７は、本実施形態の警報器における圧電スピーカ周辺の構成を示すブロック図である。尚、本実施形態の警報器の構成は、上述の基本構成（図１、図２参照）と同様の構成である。

図７に示すように、本実施形態の警報器１は、断線測定部１４において、そのスイッチＳ１，Ｓ２として、ＮチャネルのＭＯＳトランジスタＴｎ１，Ｔｎ２を備えた構成となっている。そして、制御部１６からの制御信号が抵抗Ｒ２を介して、ＭＯＳトランジスタＴｎ１，Ｔｎ２のゲートに与えられて、ＭＯＳトランジスタＴｎ１，Ｔｎ２のＯＮ／ＯＦＦ動作が同一タイミングで制御部１６によって制御される。このとき、ＭＯＳトランジスタＴｎ１は、そのドレインに電源電圧が印加され、そのソースが抵抗Ｒ１に接続される。そして、ＭＯＳトランジスタＴｎ２は、そのソースが接地され、そのドレインが配線Ｌ２に接続される。

又、音声出力部１２のアンプ１２１の出力側と圧電スピーカ１３に接続された配線Ｌ１との間には、単極双投型のスイッチＳ３と抵抗Ｒ３とが接続された構成となる。即ち、アンプ１２１の出力側に固定接点が接続されたスイッチＳ３における、切換用の２接点のうち、一方が配線Ｌ１に直接接続され、他方が抵抗Ｒ３を介して配線Ｌ１に接続される。このスイッチＳ３は、制御部１３からの制御信号により、切換用の２接点の切換が実行される。即ち、圧電スピーカ１３の断線を測定するときは、スイッチＳ３を介して抵抗Ｒ３とアンプ１２１の出力側とが接続されるように、スイッチＳ３の接点が切り換えられる一方で、圧電スピーカ１３の断線を測定しない通常時においては、配線Ｌ１が直接アンプ１２１の出力側に接続されるように、スイッチＳ３の接点が切り換えられる。

この警報器１は、所定のタイミング毎に、制御部１６が、スイッチＳ３の接点を切り換えて、アンプ１２１と抵抗Ｒ３と接続すると同時に、ＭＯＳトランジスタＴｎ１，Ｔｎ２を動作させて、断線測定部１４による圧電スピーカ１３の断線の測定を実行させる。このように、アンプ１２１の出力側に抵抗Ｒ３を接続して、アンプ１２１の出力インピーダンスが大きくなるため、抵抗Ｒ１を流れる電流の多くが圧電スピーカ１３に流れることとなり、その断線測定を確実なものとすることができる。このような断線測定を実行させようとするときに、制御部１６が音声出力部１２の動作を制御して、圧電スピーカ１３を鳴動させている場合は、制御部１６は、断線測定部１４による測定動作を禁止させる。即ち、制御部１６は、音声出力部１２の動作により圧電スピーカ１３の鳴動を実行していることを確認したとき、断線測定部１４による測定動作を禁止する。

尚、本実施形態において、ＭＯＳトランジスタＴｎ１，Ｔｎ２を、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタによって構成するものとしてもよい。又、制御部１６が、音声出力部１２による圧電スピーカ１３の鳴動の実行を確認して、スイッチＳ３の切換を禁止するとともに、断線測定部１４による断線測定を禁止するものとしたが、音声出力部１２自身が、圧電スピーカ１３の鳴動の実行を確認して、スイッチＳ３の切換を禁止するとともに、断線測定部１４による断線測定を禁止するものとしてもよい。更に、アンプ１２１の出力インピーダンスの大きさを切り換える構成として、スイッチＳ３と抵抗Ｒ３とを設けた構成としたが、例えば、最終段の増幅素子の抵抗値を変更するなどのように、他の構成によってアンプ１２１の出力インピーダンスを変更するものとしてもよい。

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図面を参照して以下に説明する。図８は、本実施形態の警報器における圧電スピーカ周辺の構成を示すブロック図である。尚、図８に示す警報器の構成において、図７の構成と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

図８に示すように、本実施形態の警報器１は、第１の実施形態の構成（図７参照）と異なり、スイッチＳ１として、ＭＯＳトランジスタＴｎ１の代わりに、ＰチャネルのＭＯＳトランジスタＴｐ１を設けた構成となり、このＭＯＳトランジスタＴｐ１のゲートと抵抗Ｒ３との間にインバータＩｎ１が接続される。即ち、電源電圧がソースに印加されたＭＯＳトランジスタＴｐ１のドレインに抵抗Ｒ１が接続されるとともに、インバータＩｎ１は、その入力側に抵抗Ｒ３が接続され、その出力側にＭＯＳトランジスタＴｐ１のゲートが接続される。その他の構成については、第１の実施形態の構成と同様となる。

このように構成することで、ＭＯＳトランジスタＴｐ１のゲートには、ＭＯＳトランジスタＴｎ２のゲートに入力する制御信号を反転した信号が入力されるため、ＭＯＳトランジスタＴｐ１，Ｔｎ２それぞれのＯＮ／ＯＦＦを同一タイミングで切り換えることができる。即ち、制御部１６より抵抗Ｒ２を介してＭＯＳトランジスタＴｎ１のゲートに、ハイとなる制御信号が入力されると、インバータＩｎ１よりローとなる信号が、ＭＯＳトランジスタＴｐ１のゲートに入力され、ＭＯＳトランジスタＴｎ１，Ｔｐ１のそれぞれがＯＮとなる。一方、制御部１６より抵抗Ｒ２を介してＭＯＳトランジスタＴｎ１のゲートに、ローとなる制御信号が入力されると、インバータＩｎ１よりハイとなる信号が、ＭＯＳトランジスタＴｐ１のゲートに入力され、ＭＯＳトランジスタＴｎ１，Ｔｐ１のそれぞれがＯＦＦとなる。

＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態について、図面を参照して以下に説明する。図９は、本実施形態の警報器における圧電スピーカ周辺の構成を示すブロック図である。尚、図９に示す警報器の構成において、図８の構成と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

図９に示すように、本実施形態の警報器１は、第２の実施形態の構成（図８参照）と異なり、スイッチＳ１をＮチャネルのＭＯＳトランジスタＴｎ１で構成するとともに、このＭＯＳトランジスタＴｎ１のドレインにカソードが接続された逆流防止用ダイオードＤ１と、ＭＯＳトランジスタＴｎ１のドレイン及びゲートの間に接続された抵抗Ｒ４と、ＭＯＳトランジスタＴｎ１のゲートにドレインが接続されるとともにゲートにインバータＩｎ１の出力側が接続されたＮチャネルのＭＯＳトランジスタＴｎ３と、を更に備えた構成となる。又、本実施形態の警報器１は、不図示の電源部から供給される電源電圧を高電圧に昇圧する昇圧回路１７を備える。

そして、昇圧回路１７で昇圧された高電圧は、音声出力部１２のアンプ１２１及びＭＯＳトランジスタＴｒ１のドレインに印加される。一方、音声出力部１２のアンプ１２１以外の音声信号出力回路１２２、ダイオードＤ１のアノード、コンパレータ１４１、及び、制御部１６のそれぞれには、低電圧である電源電圧が印加される。又、ＭＯＳトランジスタＴｎ３のソースが接地される。その他の構成については、第２の実施形態の構成と同様となるので、その詳細な説明については、省略する。

このような構成の警報器１において、圧電スピーカ１３の断線を測定する場合は、ＭＯＳトランジスタＴｎ２をＯＮとすると同時に、インバータＩｎ１が、ＭＯＳトランジスタＴｎ２のゲートに与える制御信号を反転させるため、ＭＯＳトランジスタＴｎ３をＯＦＦとして、その結果、ＭＯＳトランジスタＴｎ１をＯＮとする。このとき、制御部１６は昇圧回路１７をＯＦＦとするため、低電圧である電源電圧がダイオードＤ１を介してＭＯＳトランジスタＴｎ１のドレインに印加される。

一方、通常動作を実行する場合は、ＭＯＳトランジスタＴｎ２をＯＦＦとすると同時に、ＭＯＳトランジスタＴｎ３のＯＮによりＭＯＳトランジスタＴｎ１をＯＦＦとする。このとき、昇圧回路１７は制御部１６によりＯＮとされるため、ＭＯＳトランジスタＴｎ１のソース側には、アンプ１２１を介して昇圧回路１７からの高電圧が印加されることとなる。しかしながら、図９のように構成することで、ＭＯＳトランジスタＴｎ１のドレイン側にも昇圧回路１７からの高電圧が印加されているため、ＭＯＳトランジスタＴｎ１のドレイン−ソース間に逆電圧が印加されることを防止することができるため、ＭＯＳトランジスタＴｎ１を逆耐圧の高い素子で構成する必要がなくなり、素子の小型化を図ることができる。

このように、本実施形態の警報器１は、断線測定部１４に印加する電圧を低電圧である電源電圧とすることができるため、断線測定部１４を動作させたときに、圧電スピーカ１３に印加される電圧を低くすることができる。よって、断線測定時において、断線測定部１４に供給される電流が小さくなり、圧電スピーカ１３から発生する音についても低減できる。又、断線測定時においては、昇圧回路１７からのアンプ１２１への電力供給が不要であるため、制御部１６は昇圧回路１７の駆動を停止でき、圧電スピーカ１３の断線の測定時における警報器１の消費電力を低減できる。そのため、警報器１が電池駆動型である場合は、その電池寿命が長くなる。

本発明は、外部に警報を発報する圧電スピーカや圧電ブザーなどの圧電型発音体を備えた警報器であれば、火災検知又はガス漏れ検知などといった、各種の警報器に適用できる。

１ 警報器
１１ 検知部
１２ 音声出力部
１３ 圧電スピーカ
１４ 断線測定部
１５ 表示部
１６ 断線測定部
１７ 昇圧回路

Claims (9)

1. 警報要因となる異常を検知する検知部と、外部へ警報を発報する圧電型発音体と、該圧電型発音体で発報する警報となる音声信号を生成して該圧電型発音体に出力する音声出力部と、前記検知部で異常を検知した場合に前記圧電型発音体に火災発生を報知させる制御部と、を備える警報器において、
   前記圧電型発音体と直列に接続される抵抗と、該抵抗と前記圧電型発音体による直列回路と該直列回路への電圧印加を行う電源供給路との電気的な接離を行うスイッチ部と、を有し、前記圧電型発音体と前記抵抗との接続部分の電圧に基づいて前記圧電型発音体の断線の有無を検知する断線測定部と、
   を更に備え、
   前記検知部で異常を検知する通常動作時においては、前記スイッチ部により前記直列回路と前記電源供給路とを電気的な接続を切断する一方で、前記圧電型発音体の断線の有無を検知する場合においては、前記スイッチ部により前記直列回路と前記電源供給路とを電気的に接続することを特徴とする警報器。
2. 請求項１において、
   前記スイッチ部により前記直列回路と前記電源供給路とを電気的に接続して、前記圧電型発音体の断線の有無を検知するとき、前記直列回路には前記電源供給路より直流電圧が印加され、前記圧電型発音体と前記抵抗との接続部分の電圧が急峻に変化した場合に、前記断線測定部が、前記圧電型発音体の断線を検知することを特徴とする警報器。
3. 請求項１において、
   前記スイッチ部により前記直列回路と前記電源供給路とを電気的に接続して、前記圧電型発音体の断線の有無を検知するとき、前記直列回路には前記電源供給路より交流電圧が印加され、前記圧電型発音体と前記抵抗との接続部分の電圧として前記前記電源供給路からの交流電圧が現れた場合に、前記断線測定部が、前記圧電型発音体の断線を検知することを特徴とする警報器。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
   前記スイッチ部が、前記圧電型発音体と接地電位との間に接続された第１スイッチと、前記抵抗と電源電位との間に接続された第２スイッチと、によって構成され、
   前記第１及び第２スイッチそれぞれの電気的な接離が、同一のタイミングで切り替わることを特徴とする警報器。
5. 請求項４において、
   前記第１及び第２スイッチそれぞれが、制御電極を有するスイッチング素子であって、
   当該スイッチング素子の制御電極へ与える電圧信号により、前記電源供給路から前記直列回路に供給する電圧を制御することを特徴とする警報器。
6. 請求項５において、
   前記第１及び第２スイッチそれぞれを構成するスイッチング素子が、互いに逆極性であることを特徴とする警報器。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
   前記音声出力部が、音声信号を増幅して前記圧電型発音体に出力するアンプを有し、
   前記断線測定部により前記圧電型発音体の断線の有無を検知する場合に、前記アンプの出力インピーダンスを、通常動作時よりも高い値とすることを特徴とする警報器。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、
   前記電源供給路による電圧を昇圧する昇圧回路を、更に備えるとともに、
   前記音声出力部が、音声信号を増幅して前記圧電型発音体に出力するとともに前記昇圧回路で昇圧された電圧が印加されるアンプを有し、
   前記断線測定部により前記圧電型発音体の断線の有無を検知する場合に、前記昇圧回路の動作を停止することを特徴とする警報器。
9. 請求項８において、
   前記スイッチ部と前記電源供給路との間に、逆流防止用のダイオードが接続されるとともに、前記スイッチ部と該ダイオードとの接続部分に、前記昇圧回路の出力側が接続されることを特徴とする警報器。

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