JP3739060B2 - 警報音響装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、火災報知設備の地区音響装置などに使用される警報音響装置に関し、特に圧電振動子にパルス信号を供給して警報音を鳴動させる警報音響装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、各警戒地区に配置される火災報知設備用の地区音響装置としては、一般的にベルが使用される。ベルは受信機にベル回線を介して接続されており、受信機に感知器回線を介して接続された火災感知器が火災を検出して火災検出信号を受信機に送信すると、受信機の受信制御部はこの火災検出信号を受信して予め設定したベル回線のベルを鳴動するよう地区ベル駆動部を介してベル回線に制御電圧を供給しベルを鳴動させる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のベルを使用した地区音響装置にあっては、ベル鳴動時の音量、音色は固定されているため、部屋の大きさや取り付ける場所などによって、音量、音色を変えたいという要望があっても変えることができなかった。
【0004】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、圧電ブザーを採用するとともに、音量の切替設定を可能とすることで、警報音響装置を取り付ける部屋の大きさ、取り付ける場所などの取り付ける環境に合わせることができる警報音響装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明は次のように構成する。
まず本発明は、パルス信号を出力するパルス発生回路と、パルス発生回路から入力したパルス信号に応じた駆動パルス電圧を圧電振動子に出力して警報音を鳴動させる駆動回路を有する警報音響装置について、圧電振動子の鳴動による音量を切替設定する音量設定回路を設けたことを特徴とする。
【0006】
ここで本発明は、駆動回路として、電源ラインに接続されて充電されるコンデンサと、電源ラインと圧電振動子の間に挿入され、パルス信号を受けてコンデンサの充電電圧の供給によりオン、オフし電源ラインの駆動電圧をパルス的に圧電振動子に供給するトランジスタとを備えた回路を使用する。
【0007】
音量設定回路は、電源ラインとトランジスタとの間に挿入され、トランジスタのオン時に前記圧電振動子に印加する駆動パルス電圧を抵抗値の切り替えにより多段階に設定する抵抗切替回路とする。
【0008】
また音量設定回路は、圧電振動子と並列に設けられ、トランジスタのオン時に印加する駆動パルス電圧をツェナ電圧の異なる複数のツェナダイオードを切り換えて多段階に設定する出力パルス電圧切替回路であっても良い。
【0009】
また本発明は、圧電振動子に電源電圧と同じ駆動パルス電圧を印加して低消費電流で十分な音量を出す駆動回路として、入力パルス信号によりオン、オフされる入力トランジスタと、ベースを入力トランジスタのコレクタに接続しコレクタを電源ラインに接続し更にエミッタを駆動負荷となる圧電振動子に接続し入力トランジスタのオンによりオフし且つ入力トランジスタのオフによりオンして圧電振動子を駆動する出力トランジスタと、電源ラインと出力トランジスタのエミッタ間にダイオードとコンデンサを直列接続した直列回路と、この直列回路のダイオードとコンデンサの接続点と入力トランジスタのコレクタ間に接続された抵抗とを備えた回路を使用する。
【0010】
この駆動回路を使用した場合、音量設定回路としての出力パルス電圧切替回路は、ツェナ電圧の異なる複数のツェナダイオードと、その切替スイッチを備える。この切替スイッチは、空き切替端子と複数のツェナダイオードの各々を接地間に接続した複数の切替端子を有し、出力トランジスタのエミッタと切替端子のいずれかを選択接続して圧電振動子に印加する駆動パルス電圧を多段階に切替設定する。
【0011】
このような構成を備えた本発明の警報音響装置によれば、警報音響装置を例えば地区音響装置として使用する場合に、取り付ける環境、例えば部屋の大きさ、取り付ける場所、他の警報音との区別がつかない場合などの取り付ける環境に合わせるよう装置ごとに音量を切替設定することができる。
【0012】
また警報音響装置の音量を異ならせて設定することで、警報音響装置を地区音響装置以外の用途、例えばシャッタ警報装置などとしても使うことができ、多用途性が実現できる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は、地区音響装置を例にとった本発明の警報音響装置のブロック図である。地区音響装置1は、端子3a,3bにより、受信機から引き出された制御線3に接続されている。端子3a,3bからのラインは、電源回路2に接続される。電源回路2としては、端子3a,3bに対する接続極性を無極性化するためのダイオードブリッジと、電源保持用のコンデンサ、更には各回路部に対する供給電圧を調整するための電圧変換回路等を含んでいる。
【0014】
電源回路2からの電源供給は、圧電振動子駆動回路5及び、圧電振動子駆動回路5に音響出力のためのパルス信号を供給するパルス発生回路4に供給される。この実施形態にあっては、受信機で火災を判断した際などに制御線3により駆動電圧としてDC24Vが供給され、このとき電源回路2は圧電振動子駆動回路5に対しDC24Vを電源電圧Vcc1 として印加する。またパルス発生回路4は、例えば5V電源で動作することから、電源回路2は24Vからツェナダイオード等を用いて5Vに降圧した電源電圧Vcc2 を供給する。
【0015】
パルス発生回路4は、一定周期毎に出力信号のレベルが時間軸上で略直線的に変化する波形信号を出力する波形発生回路8と、波形発生回路8の出力する波形信号のレベルに応じて周波数が変化する可変周波数パルス列を一定周期毎に発生する可変周波数回路9で構成され、例えば一定のスイープ周期ごとに発振周波数が直線的に変化するスイープ信号を圧電振動子駆動回路5に出力する。
【0016】
圧電振動子駆動回路5には、警報音響装置を取り付ける環境、例えば部屋の大きさ、取り付ける場所、他の警報音との区別がつかない場合などの取り付ける環境に合わせるよう装置ごとに、圧電振動子6の鳴動による音量を切替設定する音量設定回路7が設けられる。
音量設定回路7は、電源回路2からの電源電圧を切替え設定する電源電圧切替回路、電源電圧を可変設定する可変抵抗回路、或いは、圧電振動子6に出力する駆動パルス電圧を切替え選択する出力パルス電圧切替回路等で実現される。
【0017】
またパルス発生回路4の波形発生回路8には、警報音響装置を取り付ける環境、例えば部屋の大きさ、取り付ける場所、他の警報音との区別がつかない場合などの取り付ける環境に合わせるよう装置ごとに、圧電振動子6の鳴動による音色を切替設定する音色設定回路10が設けられる。
音色設定回路10は、圧電振動子の鳴動による音色を切替設定できるように、波形発生回路の波形信号を所定の波形に切替設定する。具体的には、波形発生回路8に設けた波形発生用の充放電を一定周期毎に繰り返し行う充放電回路の時定数を決める抵抗値及び又は容量値を、切替え設定又は可変設定すればよい。
【0018】
地区音響装置1は、定常監視状態にあっては、受信機より制御線3に対する駆動電圧DC24Vの供給がないことから各回路は停止状態にある。受信機から制御線3に駆動電圧DC24Vが供給されると、これを電源回路2で受けて圧電振動子駆動回路5及びパルス発生回路4を動作状態とし、圧電振動子駆動回路5は、パルス発生回路4からのパルス信号の入力を受けて圧電振動子6にパルス電圧を印加して鳴動させる。この時の音量は音量設定回路7の設定値で決まり、また音色は音色設定回路10の設定値で決まる。
【0019】
図2は、図1の圧電振動子駆動回路5の実施形態の回路図である。電源回路2からの電源ラインにはダイオードD3と電源電圧保持用コンデンサC2が設けられ、続いて駆動回路内に供給する電源電圧を切替え設定する電源電圧切替回路として機能する音量設定回路7aが設けられる。
音量設定回路7aは、3つの切替端子a,b,cを有する切替スイッチSW1と、切替端子aを直接接続し、切替端子b,cは抵抗R1,R2を介して接続した抵抗切替回路で構成される。抵抗R1,R2の抵抗値は、R1<R2となるよう設定され、抵抗のない端子aに切替スイッチSW1を接続した場合には、電源電圧Vccがそのまま供給される。また、切替スイッチSW1を端子bに切替えると抵抗R1の電圧降下によって電源電圧Vccより低い電圧例えば(2/3)×Vccが供給され、切替スイッチSW1を端子cに切替えると抵抗R2の電圧降下によって更に低い電圧、例えば(1/2)×Vccが供給される。
【0020】
パルス発生回路4からの入力パルス電圧Vout は、入力トランジスタQ1のベースに与えられている。入力トランジスタQ1のコレクタは出力トランジスタQ2のベースに接続され、エミッタは接地接続されている。出力トランジスタQ2は、コレクタを音量設定回路7aからの電源ラインに接続している。
出力トランジスタQ2のエミッタは、圧電振動子6の一方の端子に接続される。音量設定回路7aからの電源ライン、即ち出力トランジスタQ2のコレクタ側と圧電振動子6を接続したエミッタの間には、ダイオードD1とコンデンサC1の直列回路が接続される。この直列回路におけるダイオードD1とコンデンサC1の接続点は、抵抗Rを介して出力トランジスタQ2のベース、即ち入力トランジスタQ1のコレクタに接続されている。
【0021】
また、出力トランジスタQ2のベースと接地間にはツェナダイオードZDが接続され、また出力トランジスタQ2のエミッタから入力トランジスタQ1のコレクタに向けてダイオードD2を接続している。
さらに、ダイオードD3のカソードとコンデンサCのプラス側との接続点と出力トランジスタQ2のコレクタとダイオードD1のアノードの接続点との間に抵抗値が異なる複数の抵抗R1,R2と切替スイッチSW1が接続されている。
【0022】
ダイオードD3とコンデンサC2は、余剰となったコンデンサC1の電荷を、コンデンサC2で保持するために設けられている。これによって電源消費を可能な限り節減することができる。ツェナダイオードZDは、電源電圧Vccが変化した場合、ツェナ電圧を超える部分については、それ以上の出力電圧の増加を抑え、ツェナダイオードZDのツェナ電圧で決まる一定電圧に圧電振動子6に加わるパルス電圧の振幅を抑えるために設けられている。また、ダイオードD2は、出力トランジスタQ2の出力電圧が急峻に立下がり、歪みをなくすための波形整形を行うために設けられている。
【0023】
図3は図2の圧電振動子駆動回路5の基本回路の部分を取り出して示したもので、電源ラインのダイオードD3、電源保持用コンデンサC2、音量設定回路7a、入力トランジスタQ1と出力トランジスタQ2の間に設けているツェナダイオードZD及びダイオードD2を除いた回路が本発明の基本回路5aを構成している。
【0024】
図3の基本回路5aにおいて、ダイオードD1とコンデンサC1の直列回路の接続点の電圧をVa、出力トランジスタQ2のベース部分の電圧をVb、入力トランジスタQ1に対する入力パルス電圧をVout 、圧電振動子6に対する出力トランジスタQ2の駆動出力電圧をVo とすると、各電圧は図4(A)〜(D)のようになる。図4(E)は、受信機から制御線3を介して供給される電源電圧Vccであり、切替スイッチSW1を端子aに切替接続することで、電源電圧Vcc=24Vがそのまま供給される場合を例にとって説明する。
【0025】
図4(E)のように、電源電圧Vccが受信機から制御線3による駆動電圧の供給を受けてVcc=24Vに立ち上がると、図1に示した電源回路2、パルス発生回路4及び圧電振動子駆動回路5がそれぞれ動作状態となり、図3の基本回路5aにおける入力トランジスタQ1に図4(A)のパルス電圧Vout が入力する。入力トランジスタQ1は、入力パルス電圧Vout がHレベルのときオンし、Lレベルのときオフとなる。入力パルス電圧Vout がHレベルとなることで入力トランジスタQ1がオンすると、出力トランジスタQ2のベースが0ボルトに引き込まれ、出力トランジスタQ2はカットオフ状態に置かれる。
【0026】
この出力トランジスタQ2のオフ状態では、コンデンサC1がダイオードD1を介して電源電圧Vccにより速やかに充電される。すなわち、図4(B)の実線aのように、コンデンサC1側の電圧Vaは電源電圧Vccに立ち上がる。このコンデンサC1の充電に伴い、圧電振動子6に加わる出力電圧Vo はコンデンサC1の充電に応じて減少する変化となる。
【0027】
次に、入力パルス電圧Vout がLレベルになると、入力トランジスタQ1がオフし、出力トランジスタQ2がオンになる。このとき出力トランジスタQ2には、入力トランジスタQ1をオンした際に充電したコンデンサC1の充電電圧Vccを電源として抵抗Rを介してベース電流Ibが流れ、これによりトランジスタQ2のオン状態が維持される。
【0028】
同時に電源ラインより電源電圧+Vccが、オン状態にあるトランジスタQ2を介して圧電振動子6に出力電圧Vo として印加される。このためコンデンサC1の端子電圧Vaは、コンデンサC1の充電電圧と電源電圧を合わせた2Vccに上昇する。このとき切替スイッチSW1が端子aに接続したときはトランジスタQ2のベースに加わる電圧Vbは、図4(D)の実線aで示すように、電源電圧Vccを僅かに上回ったベース電圧となり、また、この電圧Vbより出力トランジスタQ2のベース、エミッタ間の電圧降下分約0.6Vだけ低い電圧が図4(c)の実線aに示すように圧電振動子6に加わる電源電圧Vccにほぼ一致した出力電圧Vo となる。
【0029】
図5は、図4において入力パルス電圧Vout がHレベルとなってトランジスタQ1がオン、トランジスタQ2がオフしたときの、図3についての等価回路であり、トランジスタQ2はオフであることから、図3の回路から除いた状態で動作する回路部のみを示し、また、切替スイッチSW1を端子bまたはcに接続した場合を示している。
【0030】
すなわち、入力パルス電圧Vout がHレベルとなって入力トランジスタQ1がオンすることで、出力トランジスタQ2はカットオフ状態に置かれ、電気的には存在しないことになることから、トランジスタQ2側に設けているダイオードD1を介してコンデンサC1が急速充電され、図4から明らかなように、2パルス目以降はこのタイミングで圧電振動子6に加わる出力電圧Vo はゼロボルトとなる。また、入力トランジスタQ1がオンすることで、抵抗R1または抵抗R2、ダイオードD1、抵抗R、入力トランジスタQ1を介して電流が流れる。この電流値は、抵抗Rの値よって決定される。
【0031】
図6は、図4で入力パルス電圧Vout がLレベルとなり、図3のトランジスタQ1がオフ、トランジスタQ2がオンしたときの等価回路を、オフ状態にあるトランジスタQ1を除いた電気的に有効な回路部のみとして示している。このようにトランジスタQ2がオンのときにはダイオードD1の両端電圧は同じになることから、見掛け上、ダイオードD1が存在しないこととなり、コンデンサC1の充電電圧が電源となって抵抗Rを介してトランジスタQ2にベース電流Ibを流す。
【0032】
そして、トランジスタQ2のオンにより電源ラインの電源電圧+Vccがエミッタに加わることから、電圧Vaは2Vccに上昇する。
この図6の出力トランジスタQ2のオン状態で圧電振動子6に電源電圧Vccと同じ出力電圧Vo を印加するための抵抗Rは、次のように決められる。
いま圧電振動子6の抵抗分をr、トランジスタQ2の直流電流増幅率をhfeとすると、電源電圧Vccによって流れるコレクタ電流Icとの間には次の関係がある。
【0033】
Ic=Vcc/r=Ib×hfe=(Vcc/R)×hfe (1)
ここで圧電振動子6の抵抗分rとトランジスタQ2のベース側の抵抗Rの関係を取り出すと、次式のようになる。
Vcc/r=(Vcc/R)×hfe (2)
したがって、圧電振動子6の抵抗分rと抵抗Rの間には
r×hfe=R (3)
の関係が成立する。したがって、トランジスタQ2をオンした際に圧電振動子6に印加する出力電圧Vo を電源電圧Vccとするためには
r×hfe>R (4)
とする条件を満足するように抵抗Rの値を決めればよい。
【0034】
このような(4)式の関係を基に圧電振動子6の抵抗分rに対する抵抗Rの値を決めることで、図4に示したように、入力パルス電圧Vout による入力トランジスタQ1のオン、オフに対応した出力トランジスタQ2の逆のオフ、オンで、出力トランジスタQ2のオンのタイミングについて圧電振動子6に対し電源電圧+Vccと同じ出力電圧Vo を印加して鳴動することができる。
【0035】
このため本発明の圧電振動子駆動回路にあっては、受信機から制御線3で供給した駆動電圧例えばDC24Vがそのまま圧電振動子6の駆動電圧として損失なく印加することができ、電源電圧Vccをほぼ100%利用した圧電振動子6の駆動が実現できる。
また、抵抗Rの値を、(4)式の条件を満足する範囲内で大きな値を設定できるため、入力トランジスタQ1のオン時の消費電流を低減することができる。例えば、抵抗Rの値としては数十kΩ以上のものを設定できる。
【0036】
次に図2の音量設定回路7aの動作を説明する。まず切替スイッチSW1の端子a,b,cの切替位置に応じて圧電振動子6により鳴動される音量を大きな音から小さい音に切替設定できる。切替スイッチSW1を切替端子aに切替接続すると、この場合、電源回路2からの電源電圧Vcc=24Vがそのまま駆動回路部に電源電圧として供給され、図4(C)の実線aのように、圧電振動子6には電源電圧Vccに略等しい駆動パルス電圧Vo=24Vが供給され、圧電振動子6を最大音量で駆動できる。
【0037】
切替スイッチSW1を切替端子bに切替接続すると、この場合、電源回路2からの電源電圧Vcc=24Vは抵抗R1による電圧降下分だけ低い(2/3)×Vcc=18Vに低下して電源電圧として供給され、図4(C)の一点鎖線bのように、圧電振動子6には駆動パルス電圧Vo=略18Vが供給され、圧電振動子6を最大音量に対し下げた音量で駆動できる。
【0038】
更に、切替スイッチSW1を切替端子cに切替接続すると、この場合、電源回路2からの電源電圧Vcc=24Vは抵抗R2による電圧降下分だけ低い(1/2)×Vcc=12Vに低下して電源電圧として供給され、図4(C)の破線cのように、圧電振動子6には駆動パルス電圧Vo=略12Vが供給され、圧電振動子6を更に下げた音量で駆動できる。
【0039】
したがって、部屋の大きさ、取り付ける場所、他の警報音との区別がつかない場合など取り付ける環境に合わせて、切替スイッチSW1により必要とする音量を設定することができる。
図7は図1の圧電振動子駆動回路6の他の実施形態であり、音量設定回路7bとして、可変抵抗器VRを備えた可変抵抗回路を用いたことを特徴とする。音量設定回路7bは、可変抵抗VRの抵抗値を可変することによって、可変した抵抗値による電圧降下分だけ低い電源電圧を供給することができる。また可変抵抗器VRを使用したことで、図7の切替スイッチSW1の場合に比べ、任意の音量を自由に設定できる。尚、他の回路構成と動作は、図2の実施形態と同じである。
【0040】
図8は図1の圧電振動子駆動回路6の他の実施形態であり、音量設定回路7cとして、圧電振動子6に出力する駆動パルス電圧を切替え選択する出力パルス電圧切替回路を使用したことを特徴とする。図8において、図2のツェナダイオードZDの代わりに、音量設定回路7cが設けられる。音量設定回路7cは、出力トランジスタQ2のエミッタにダイオードD2を介して切替端子a,b,cを備えた切替スイッチSW2の切替接点を接続し、切替端子aは空き端子であり、切替端子b,cの各々と接地間にツェナ電圧の異なるツェナダイオードZD1,ZD2を接続した切替回路で構成している。
【0041】
ここでツェナダイオードZD1,ZD2のツェナ電圧Vz1,Vz2をVz1>Vz2とし、例えばVz1=(2/3)Vcc、Vz2=(1/2)Vccに選択する。出力トランジスタQ2のベース電圧Vbは音量設定回路7cの切替え状態で決まる。
切替スイッチSW2を切替端子aに切替接続しているときは、図4(D)の実線aのように、ベース電圧Vbは電源電圧Vccを僅かに上回った電圧となり、出力トランジスタQ2のベース、エミッタ間の電圧降下分約0.6Vだけ低い電源電圧Vccに略一致した図4(C)の実線aの駆動パルス電圧Voが出力され、圧電振動子6を最大音量で駆動できる。
【0042】
また切替スイッチSW2を切替端子bに切替接続しているときは、図4(D)の実線bのように、ベース電圧VbはツェナダイオードZD1のツェナ電圧Vz1=(2/3)Vccを僅かに上回った電圧となり、出力トランジスタQ2のベース、エミッタ間の電圧降下分約0.6Vだけ低い図4(C)の一点鎖線bの駆動パルス電圧Voが出力され、圧電振動子6を最大音量より低い音量で駆動できる。
【0043】
更に、切替スイッチSW2を切替端子cに切替接続しているときは、図4(D)の破線cのように、ベース電圧VbはツェナダイオードZD2のツェナ電圧Vz2=(1/2)Vccを僅かに上回った電圧となり、出力トランジスタQ2のベース、エミッタ間の電圧降下分約0.6Vだけ低い図4(C)の破線cの駆動パルス電圧Voが出力され、圧電振動子6を更に低い音量で駆動できる。
【0044】
したがって、図8の実施形態においても、警報音響装置を取り付ける環境に合わせて、装置毎に音量を切替設定することができる。
図9は、圧電振動子6の鳴動による音色を音色設定回路10を備えた図1のパルス発生回路4の実施態様の回路図である。
図9において、パルス発生回路4は波形発生回路8と可変周波数回路9で構成され、波形発生回路8には音色設定回路10aが設けられる。波形発生回路8は、コンパレータ19を有する。コンパレータ19の+入力端子に対しては、抵抗R11,R12の分圧による基準電圧Vrが印加され、同時に出力から帰還抵抗R13を接続している。
【0045】
コンパレータ19の−入力端子には、コンパレータ19の出力に接続した音色設定回路10aとコンデンサC11の充放電回路におけるコンデンサC11の端子電圧が、抵抗R15を介して入力接続されている。音色設定回路10aは、切替端子a,b,cを備えたSW11と、切替スイッチSW1により切替接続される3つの抵抗R14a,R14b,R14cを備える。
【0046】
更に音色設定回路10aと並列に抵抗R16とダイオードD10の直列回路を接続している。抵抗R16とダイオードD10の直列回路は、コンパレータ19の出力がHレベルとなった際にコンデンサC11を急速充電するための急速充電回路を構成している。
これに対し音色設定回路10aは、コンパレータ19の出力がHレベルからLレベルに反転した際のコンデンサC11の充電電圧を、切替スイッチSW11により切替接続される抵抗R14a〜R14cのいずれかの抵抗値とコンデンサC11の容量で決まる時定数に従って緩やかに放電するための緩速放電回路を構成している。
【0047】
ここでは抵抗R14a〜R14cの抵抗値を抵抗R16の抵抗値に対して十分大きくした場合を前提としている。また、抵抗R14a〜R14cの抵抗値は、R14a>R14b>R14cとなるように設定される。このため抵抗R14a〜R14cにより決まる放電時定数τa,τb、τcは、τa>τb>τcとなるように設定される。
【0048】
波形発生回路8の動作は、電源電圧Vccが印加されると、最初、コンデンサC11は放電状態にあり、コンパレータ19の+入力端子に対する基準電圧Vrが大きいことからコンパレータ19はHレベル出力となっている。このコンパレータ19からHレベルが出力されると、帰還抵抗R13によって基準電圧Vrが若干高いレベルに設定される。また、コンデンサC11は抵抗R16及びダイオードD10を介して急速に充電される。
【0049】
コンデンサC11の充電電圧が若干高いレベルに設定された基準電圧Vrに達すると、コンパレータ19の出力がLレベルに反転する。このLレベルへの出力反転に伴い、帰還抵抗R13を介してコンパレータ19の+入力端子に対する入力レベルは基準電圧Vrより若干低めのレベルに引き込まれる。コンパレータ19のLレベル出力の状態にあっては、コンデンサC11の充電電圧が切替スイッチSW11で切替接続されている抵抗R14a〜R14cに依存した時定数τa〜τcのいずれかの時定数で放電され、略直線的に減少する。
【0050】
即ち、切替スイッチSW11を抵抗R14aに切替えると、抵抗R14bの場合に比べてゆっくり放電し、切替スイッチSW11を抵抗R14cに切替えると、抵抗R14bの場合に比べて速く放電する。
コンデンサC11の充電電圧が帰還抵抗R13により引き込まれているコンパレータ19の+入力端子の電圧を下回ると、コンパレータ19は再びHレベルに反転し、コンデンサC11は抵抗R16及びダイオードD10を介して急速充電を行う。そして、このようなコンパレータ19のHレベル出力とLレベル出力に伴った充電動作と放電動作を周期的に繰り返す。
【0051】
波形発生回路8の出力はコンデンサC11の充放電電圧であり、トランジスタ22を介して出力され、その波形は例えば図10(A)に示される。切替スイッチSW11を切替端子bに接続して抵抗R14bを選択した場合には、急速充電でコンデンサC11の充電電圧はVL からVH に増加し、その後、実線bに示すように、放電電圧はVH からVL に低下する波形になる。
【0052】
また切替スイッチSW11を切替端子aに接続して抵抗R14bより高い抵抗R14aを選択した場合には、抵抗R14bの場合と同様に急速にコンデンサC11の充電電圧はVL からVH に立ち上がるが、その後は一点鎖線aで示すように、抵抗R14bの場合よりさらにゆっくりVH からVL に低下する波形になる。
【0053】
更に、切替スイッチSW11を切替端子cに接続して抵抗R14bより低い抵抗R14cを選択した場合には、コンデンサC11の充電電圧は抵抗R14b,R14aの場合と同様に急速に立ち上がるが、その後は破線cに示すように、抵抗R14bの場合より速くVH からVL に低下する波形になる。
次に図9の可変周波数回路9を説明する。可変周波数回路9はコンパレータ20を有する。コンパレータ20の+入力端子には、抵抗R19,R20による分圧電圧によるバイアスが行われ、さらに波形発生回路8の出力段に設けたPNPトランジスタ22のエミッタが抵抗R18を介して接続される。PNPトランジスタ22のベースには、波形発生回路8のコンデンサC11側が接続される。
【0054】
可変周波数回路9のコンパレータ20の−入力端子には、コンパレータ出力に対し抵抗R22とコンデンサC12を直列接続した積分回路におけるコンデンサC12の端子電圧が入力接続される。更にコンパレータ20の+入力端子に対しては、コンパレータ出力より帰還抵抗R21が接続され、更にコンパレータ出力には電源ラインより負荷抵抗R23を接続している。
【0055】
可変周波数回路9の動作は、電源電圧Vcc2 が供給された状態で波形発生回路8よりPNPトランジスタ22を介して、例えば図10(A)のような波形信号が入力信号Vinとして入力される。この入力信号Vinは、図10(A)のように、音色設定回路10aの切替スイッチSW11の切替位置a,b,cに応じ、一定周期Ta,Tb,Tcのいずれかで直線的に変化しており、このことはコンパレータ20の+入力端子に対する基準電圧が時間的に変化することを意味する。
【0056】
ここで、波形発生回路8に設けた放電回路の抵抗R14a〜R14cのいずれかとコンデンサC11で決まる時定数τa〜τcに対し、可変周波数回路9に設けた積分回路の抵抗R22とコンデンサC12による時定数τ0を十分小さくしている。
このため、切替スイッチSW11により例えば抵抗R14bを選択した場合には、コンパレータ20の+入力端子に対する図10(A)の実線bの波形信号Vinの時間的な変化に対し、コンパレータ20のHレベル出力とLレベル出力に応じた抵抗R22を介したコンデンサC12の充電と放電により、図10(B)のように、コンパレータ20は入力信号Vinの減少に応じて周期が連続的に短くなるパルス列、即ち周期Tbに亘って低い周波数から高い周波数に連続的に変化するパルス列を、出力信号Vout として圧電振動子駆動回路5へ出力する。
【0057】
一方、抵抗R14bより抵抗値が大きい抵抗R14aを切替スイッチSW11により選択した場合には、波形信号Vinは、一点鎖線aのようにゆっくり放電する波形となり、その周期Taは周期Tbより長くなる。
したがって、抵抗R14aを選択した場合には、抵抗R14bの場合に比べて周期Taに亘って低い周波数からゆっくり高い周波数に連続的に変化するパルス列を出力する。
【0058】
また、抵抗R14bより抵抗値が小さい抵抗R14cを切替スイッチSW11により選択した場合には、入力信号Vinは破線cに示すように実線bに比べて速く放電する波形となり、周期Tcは周期Tbより短くなる。したがって、抵抗R14cを選択した場合には、抵抗R14bの場合に比べて周期Tcに亘って低い周波数から速く高い周波数に連続的に変化するパルス列を出力する。
【0059】
このような可変周波数回路9から出力されるパルス列は、圧電振動子駆動回路5へ出力され、圧電振動子駆動回路5は入力するパルス列に応じて駆動パルス電圧を圧電振動子6に出力して音色の異なる警報音を鳴動させる。
このように、音色設定回路10aを構成する放電回路の放電時定数を、抵抗値の切替えで可変設定することで、警報音響装置を取り付ける環境、例えば部屋の大きさ、取り付ける場所、他の警報音との区別がつけにくい場合などに合わせるよう、音色を切替設定することができる。
【0060】
図11は本発明の音色設定回路の他の実施形態であり、音色設定回路10bとして、波形発生回路8の放電時定数τを可変設定する可変抵抗器VR11を備えた可変抵抗回路を設けたことを特徴とする。この可変抵抗器VR11による任意の抵抗値の設定により、出力波形の周期Tを任意に設定して必要な音色を設定することができる。
【0061】
図12は本発明の音色設定回路の他の実施形態であり、音色設定回路10cとして、波形発生回路8の放電時定数τを切替える容量切替回路を設けたことを特徴とする。即ち、図10のコンデンサC11の代わりに、切替端子a,b,cを有する切替スイッチSW1と、切替スイッチSW1により切替接続されるコンデンサC11a,C11b,C11cを備えた音色設定回路10cを設けている。この場合、放電時定数を決める抵抗R14は固定接続となる。
【0062】
音色設定回路10cに設けたコンデンサC11a〜C11cの容量Ca,Cb,Ccの間には、Ca>Cb>Ccの関係があり、このため対応する放電時定数τa,τb、τcの間には、τa>τb>τcの関係がある。このため図9の実施例で抵抗R14a〜14cを選択した場合と同様にして、図10(A)の放電周期Ta,Tb,Tcのいずれかの波形a,b,cを出力し、周期Ta,Tb,Tcに応じて低音から高音に変化する音色を、図10(B)のように出すことができる。但し、VL からVH にコンデンサCa,Cb,Ccの充電電圧が立ち上がるまでの時間もコンデンサの容量により異なることとなる。
【0063】
尚、図12を変形した実施形態として、音色設定回路10cの切替スイッチSW12による容量切替に代え、容量を連続的に可変できる可変容量コンデンサを用いた可変容量回路としてもよい。更に、容量の切替設定又は可変設定には、コンデンサの代わりに可変容量ダイオード等の容量素子を使用してもよい。
次に、本発明の警報音響装置を地区音響装置以外の用途をもつ警報音響装置、例えば防火シャッタが閉鎖するとき注意を促す警報音を出力するシャッタ警報装置に使用する場合の実施例を説明する。
【0064】
防災設備の監視区域には、遠隔制御等により開閉駆動される防火シャッタが設置されている場合があり、例えばシャッタ閉鎖時に周囲の人に注意を促すため、シャッタ警報装置を設けている。このシャッタ警報装置にも本発明の警報音響装置を使用することができる。
警報音響装置毎には、図13のような切替スイッチ30が設けられる。切替スイッチ30は、切替用のノブ32を備えた2回路の切替スイッチである。切替スイッチ30のノブ32を右側の地区音響装置側に切替えていると、地区音響装置に要求させる例えば90dBといった音量となるよう圧電振動子の鳴動が行われる。
これに対しノブ32を図示のようにシャッタ警報装置側に切替えている場合には、例えば地区音響装置の半分の音量となるよう圧電振動子の鳴動が行われる。具体的には、図2及び図8の音量設定回路10a,10cの切替スイッチSW1,SW2を2回路の切替スイッチとして、抵抗値またはツェナ電圧を決めればよい。
【0065】
勿論、図7の音量設定回路10bのように可変抵抗器VRで各装置に応じた音量を設定してもよい。更に、図9,図11及び図12の音色設定回路10a〜10cによって、音色を各装置毎に変えるようにしてもよい。
このように切替スイッチ30の切替設定により、1つの警報音響装置を異なる用途の音響装置、例えば地区音響装置とシャッタ警報装置に使用することができるので専用の音響装置を設けなくとも良くなる。また、同じ監視区域に地区音響装置とシャッタ警報装置を設置することになっても、異なる音量/音色が設定されているので、音を確実に識別できる。
【0066】
尚、上記の各実施形態は、音量設定と音色設定を個別に行う場合を例にとっているが、音量設定と音色設定の両方を組合わせて設定するようにしてもよい。また、図9,図11及び図12の音色設定回路10a〜10cにあっては、急速充電と緩速放電による波形発生を例にとっているが、逆に緩速充電と急速放電の波形発生でもよい。
【0067】
更に、図12の波形発生回路8の充電抵抗R16と放電抵抗R14の並列回路を、1つの充放電抵抗を接続した回路とすることで充電時定数と放電時定数を同じにし、抵抗値又は容量の切替設定又は可変設定で周期を変えて音色を設定してもよい。
更にまた、本発明の圧電振動子駆動回路は、図2の実施形態のように、電源電圧と略同じ駆動パルス電圧を圧電振動子に供給して効率よく駆動する回路を例にとっているが、駆動回路は、この実施態様に限定されず、通常の単に入力パルス信号に応じて負荷への供給電圧をオン、オフする駆動回路であってもよい。
【0068】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、音量を必要に応じて切替設定または可変設定できるため、音響警報装置を取付ける部屋の大きさ、取り付ける場所など環境に合わせるよう装置毎に、適切な音量を設定することができる。
【0069】
更に警報音響装置の音量を異ならせて設定することで、防災監視設備の地区音響装置以外の、例えば、シャッタ警報装置として使用することができ、多用途性が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の地区音響装置のブロック図
【図2】圧電振動子駆動回路を示す図
【図3】図2の等価回路を示す図
【図4】各部の波形を示す図
【図5】出力トランジスタがオフのときの動作説明図
【図6】出力トランジスタがオンのときの動作説明図
【図7】他の実施形態を示す圧電振動子駆動回路の回路図
【図8】他の実施形態を示す圧電振動子駆動回路の回路図
【図9】他の実施形態を示すパルス発生回路の回路図
【図10】図9の出力波形を示すタイムチャート
【図11】他の実施形態を示すパルス発生回路の回路図
【図12】他の実施形態を示すパルス発生回路の回路図
【図13】地区音響装置とシャッタ警報装置に用いる切替スイッチの説明図
【符号の説明】
1:地区音響装置(警報音響装置)
2:電源回路
3:制御線
3a,3b:端子
4:パルス発生回路
5:圧電振動子駆動回路(駆動回路)
6:圧電振動子
7,7a〜7c:音量設定回路
8:波形発生回路
9:可変周波数回路
10,10a〜10c:音色設定回路
19,20:コンパレータ
21:トランジスタ回路
22:トランジスタ
30:切替スイッチ
32:ノブ
R,R1,R2,R11〜R23,R14a〜R14c:抵抗
VR,VR11,VR12:可変抵抗
C1,C2,C11,C11a,C11b,C12:コンデンサ
D1〜D3,D10:ダイオード
ZD,ZD1,ZD2:ツェナダイオード
Q1:入力トランジスタ
Q2:出力トランジスタ
SW1,SW2,SW11,SW12:切替スイッチ
Claims (3)
- パルス信号を出力するパルス発生回路と、該パルス発生回路から入力したパルス信号に応じた駆動パルス電圧を圧電振動子に出力して警報音を鳴動させる駆動回路を有する警報音響装置に於いて、
前記圧電振動子の鳴動による音量を切替設定する音量設定回路を設け、
前記駆動回路は、
電源ラインに接続されて充電されるコンデンサと、
前記電源ラインと圧電振動子の間に挿入され、前記パルス信号を受けて前記コンデンサの充電電圧の供給によりオン、オフし前記電源ラインの駆動電圧をパルス的に前記圧電振動子に供給するトランジスタと、
を備え、
前記音量設定回路は、
前記電源ラインと前記トランジスタとの間に挿入され、前記トランジスタのオン時に前記圧電振動子に印加する駆動パルス電圧を抵抗値の切り替えにより多段階に設定する抵抗切替回路であることを特徴とする警報音響装置。 - パルス信号を出力するパルス発生回路と、該パルス発生回路から入力したパルス信号に応じた駆動パルス電圧を圧電振動子に出力して警報音を鳴動させる駆動回路を有する警報音響装置に於いて、
前記圧電振動子の鳴動による音量を切替設定する音量設定回路を設け、
前記駆動回路は、
電源ラインに接続されて充電されるコンデンサと、
前記電源ラインと圧電振動子の間に挿入され、前記パルス信号を受けて前記コンデンサの充電電圧の供給によりオン、オフし前記電源ラインの駆動電圧をパルス的に前記圧電振動子に供給するトランジスタと、
を備え、
前記音量設定回路は、
前記圧電振動子と並列に設けられ、前記トランジスタのオン時に印加する前記駆動パルス電圧をツェナ電圧の異なる複数のツェナダイオードを切り換えて多段階に設定する出力パルス電圧切替回路であることを特徴とする警報音響装置。 - パルス信号を出力するパルス発生回路と、該パルス発生回路から入力したパルス信号に応じた駆動パルス電圧を圧電振動子に出力して警報音を鳴動させる駆動回路を有する警報音響装置に於いて、
前記圧電振動子の鳴動による音量を切替設定する音量設定回路を設け、
前記音量設定回路は、前記駆動回路から前記圧電振動子に出力する駆動パルス電圧を切替え選択する出力パルス電圧切替回路であり、
前記駆動回路は、
前記入力パルス信号によりオン、オフされる入力トランジスタと、
ベースを前記入力トランジスタのコレクタに接続し、コレクタを電源ラインに接続し、さらにエミッタを駆動負荷となる圧電振動子に接続し、入力トランジスタのオンによりオフし且つ入力トランジスタのオフによりオンして前記圧電振動子を駆動する出力トランジスタと、
電源ラインと前記出力トランジスタのエミッタ間にダイオードとコンデンサを直列接続した直列回路と、
該直列回路のダイオードとコンデンサの接続点と前記入力トランジスタのコレクタ間に接続された抵抗と、
を備え、
前記音量設定回路としての出力パルス電圧切替回路は、
ツェナ電圧の異なる複数のツェナダイオードと、
空き切替端子と前記複数のツェナダイオードの各々を接地間に接続した複数の切替端子を有し、前記出力トランジスタのエミッタと前記切替端子のいずれかを選択接続して前記圧電振動子に印加する駆動パルス電圧を多段階に切替設定する切替スイッチと、
を備えたことを特徴とする警報音響装置。
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-
1996
- 1996-04-01 JP JP07852396A patent/JP3739060B2/ja not_active Expired - Lifetime
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