JP5489754B2

JP5489754B2 - 音響警報装置及びこれを備えた火災報知設備

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Publication number: JP5489754B2
Application number: JP2010018598A
Authority: JP
Inventors: 貴弘野口
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2030-01-29
Also published as: JP2011159005A

Description

本発明は、圧電ブザーを鳴動させる音響警報装置、及びこれを備えた火災報知設備に関する。

従来、スイッチングトランジスタの出力端に昇圧コイル及び圧電素子を並列に接続して発音せしめる圧電ブザーの駆動方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、「圧電ブザーに出力する電圧の周波数を変化させることで、圧電ブザーの鳴動周波数を変化させる」警報器がある（例えば、特許文献２参照）。

特開昭５７−２１０３９６号公報（２頁、第１図）特開２００９−５９１３７号公報（２頁、５頁、図４）

上記特許文献１に記載の技術によれば、コイルに電圧を印加してコイルに磁気エネルギーとしてエネルギーを蓄積（蓄電）させた後、このコイルに蓄積されたエネルギーを解放させることにより、圧電ブザーを鳴動させる。そして、コイルに蓄積されたエネルギーを解放させる際には、コイルに印加した電圧よりも高い昇圧コイルの逆起電圧による昇圧電圧が生じるため、圧電ブザーの音圧を高めることが可能であった。
一方、圧電ブザーには固有の周波数があり、この固有の周波数からずれた周波数で駆動させると、急激に音圧が低下する場合がある。上記特許文献２に記載の技術によれば、圧電ブザーの駆動周波数を変化させるので、固有の周波数にばらつきのある圧電ブザーであっても、いずれかのタイミングで高い音圧で鳴動することができる。また、圧電ブザーの駆動周波数によって消費電流が異なるが、周波数を変化させて圧電ブザーを鳴動させることにより、少ない消費電流で圧電ブザーが鳴動することのできる周波数を含むことができ、平均すると消費電力を低減することができる。

しかし、駆動周波数を変化させることにより圧電ブザー全体の消費電力は低減するが、消費電流のピークは変わらない。このため、このピーク電流を満たすような大きな容量の電源を使用し、また、大きめの容量のヒューズを使用する必要があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、消費電流のピークを抑制することのできる音響警報装置及びこれを備えた火災報知設備を提供するものである。

本発明に係る音響警報装置は、圧電ブザー、前記圧電ブザーに並列に接続されたコイル、前記圧電ブザーと前記コイルへの通電時間を調整するスイッチング手段、及び、周波数を変化させて前記スイッチング手段のオン／オフ動作を制御する制御手段、を備えた圧電ブザー鳴動回路と、前記圧電ブザー鳴動回路に並列に接続されたコンデンサと、前記圧電ブザー鳴動回路及び前記コンデンサへ供給する電流が所定の値を超えないように制限する電流制限回路と、を備え、前記圧電ブザー鳴動回路は、前記周波数の変化に応じて消費電流が変化し、前記コンデンサは、前記圧電ブザー鳴動回路が前記消費電流の小さい周波数で動作するときに、前記電流制限回路から供給される前記所定の値を超えない電流の余りによって、蓄電され、前記圧電ブザー鳴動回路が前記消費電流の大きい周波数で動作するときに、前記電流制限回路から供給される前記所定の値を超えない電流の不足を、前記圧電ブザー鳴動回路が前記消費電流の小さい周波数で動作するときに蓄電された電荷の放電によって、補うものである。

本発明に係る火災報知設備は、火災受信機と、前記火災受信機に信号授受の経路となる信号線で接続される上記の音響警報装置と、を備え、前記音響警報装置は、前記火災受信機から送信される制御信号に基づいて音響鳴動するものである。

本発明に係る火災報知設備は、火災受信機と、前記火災受信機に信号授受の経路となる信号線で接続される上記の複数の音響警報装置と、を備え、前記複数の音響警報装置は、前記火災受信機から送信される制御信号に基づいて、前記複数の音響装置間で同期して断続的に音響鳴動するものである。

本発明に係る音響警報装置によれば、圧電ブザー鳴動回路に並列に接続したコンデンサを備えた。このため、圧電ブザー鳴動回路の消費電流が小さい時にはコンデンサに蓄電でき、消費電流が大きいときにはコンデンサから圧電ブザー鳴動回路に電流を供給できる。したがって、圧電ブザー鳴動回路の消費電流のピークを抑えることができる。

また、圧電ブザー鳴動回路及びコンデンサへ供給する電流を制限する電流制限手段を備えたので、圧電ブザー鳴動回路の消費電流のピークを更に抑えることができる。

実施の形態１に係る音響警報装置を含む火災報知設備の全体構成図である。実施の形態１に係る火災報知設備のブロック図である。実施の形態１に係る音響警報装置の電流制限を示す模式図である。実施の形態１に係る圧電ブザーに印加する周波数を変化させたときの、圧電ブザーの音圧と消費電流との一例を示す図である。実施の形態１に係る圧電ブザーに印加する周波数を変化させたときの、圧電ブザーの音圧と消費電流との一例を示す図である。実施の形態１に係る音響警報装置のブロック図であり、スイッチング手段にＰＮＰ型のトランジスタを用いた場合の図である。実施の形態２に係る音響警報装置の、スイッチング波形とコイルの充電波形を示す図である。実施の形態３に係る火災報知設備のブロック図である。火災受信機が送信する信号と端末機器及び音響警報装置が受信する伝送信号波形を説明する図である。実施の形態４に係る火災報知設備のブロック図である。

実施の形態１．
本実施の形態１では、本発明に係る音響警報装置を、伝送信号（パルス信号）を送受信することによって火災感知器等が検知した火災信号等を受信すると火災発生を報知させるいわゆるＲ型の火災受信機を有する火災報知設備に適用した場合を例に説明する。

［火災報知設備］
（全体構成）
まず、本実施の形態１に係る火災報知設備について説明する。
図１は、実施の形態１に係る火災報知設備の全体構成図である。図２は、本実施の形態１に係る火災報知設備の構成を説明するブロック図である。火災受信機ＦＡには、信号線ＳＧを介して、各種の端末機器が接続されている。

図１では、光電式アナログ感知器ＳＥ１１、熱アナログ感知器ＳＥ１２、アドレッサブル発信機ＳＥ１３、音響警報装置Ｃ１１、及び防排煙制御用中継器Ｄ１１が信号線ＳＧに接続されている。なお、本実施の形態１では、信号線ＳＧにより火災受信機ＦＡに接続された機器を、端末機器と総称する場合がある。

光電式アナログ感知器ＳＥ１１は、煙感知器の一種であって、検出した煙のアナログ値を火災受信機ＦＡに送信する。
熱アナログ感知器ＳＥ１２は、熱感知器の一種であって、検出した周囲温度のアナログ値を火災受信機ＦＡに送信する。
アドレッサブル発信機ＳＥ１３は、いわゆる火災発信機であって、火災の発見者が手動操作する押しボタンを備え、押しボタンがオンされると火災信号を火災受信機ＦＡに送信する。

音響警報装置Ｃ１１は、本発明に係る音響警報装置である。音響警報装置Ｃ１１は、火災受信機ＦＡからの制御信号に従って、火災を報知するために圧電ブザーによる音響鳴動を行う。
音響警報装置Ｃ１１は、信号線ＳＧにより火災受信機ＦＡに接続されるとともに、圧電ブザー駆動用の電源として、電源線ＰＧで火災受信機ＦＡと接続されている。

また、防排煙制御用中継器Ｄ１１には、防排煙機器としての防火戸Ｄ１１１、排煙機Ｄ１１２、シャッタＤ１１３、及びたれ壁Ｄ１１４が接続されている。
図１では、上述したような被制御機器としての防排煙機器が１台ずつ接続されているが、複数台接続することも可能であり、また、他の端末機器を接続することも可能である。

これら信号線ＳＧに接続された端末機器は、信号線ＳＧを介して火災受信機ＦＡと通信するとともに、信号線ＳＧを介して電源を供給される。

（火災報知設備の動作）
次に、火災報知設備の動作の一例を説明する。
まず、端末機器として接続された光電式アナログ感知器ＳＥ１１が煙を検出し、あるいは熱アナログ感知器ＳＥ１２が熱を検知すると、その検知情報が信号線ＳＧを介して火災受信機ＦＡに状態情報として伝送される。
火災受信機ＦＡは、光電式アナログ感知器ＳＥ１１や熱アナログ感知器ＳＥ１２から伝送される状態情報を収集しており、この収集した状態情報に火災の情報（所定の閾値を超える検出情報）が含まれている場合には、音響警報装置Ｃ１１に制御信号を送信して音響鳴動させる。また、火災発生時には、火災受信機ＦＡは、防排煙制御用中継器Ｄ１１に制御信号を送信して、防火戸Ｄ１１１、排煙機Ｄ１１２、シャッタＤ１１３、及びたれ壁Ｄ１１４などを作動させ、延焼を防ぐ。

（通信動作）
次に、火災受信機ＦＡと端末機器との間で行われる通信について説明する。
火災受信機ＦＡと端末機器は、ハイレベル電圧（Ｖ１Ｈ）とローレベル電圧（Ｖ１Ｌ）の組み合わせのパルス信号により、通信を行う。

（１）通常の通信方法について
火災受信機ＦＡは、信号線ＳＧに接続された各端末機器（図１参照）の状態情報を収集するため、各端末機器と通信を行う。

火災受信機ＦＡは、各端末機器との間で、以下の３種の方法により端末機器の状態情報を収集したり、端末機器等を制御することができる。
（１−１）ポイントポーリング
火災受信機ＦＡは、複数接続されている端末機器の状態を収集するために、何台かを１つのグループとして端末機器に状態情報要求命令を送信する。一方、それぞれの端末機器は、状態情報要求命令に対して、自己のアドレスに応じてタイミングをはかり、状態情報を火災受信機ＦＡに通報する。火災受信機ＦＡは、このようなグループへの通信を繰り返し行い、全端末機器の状態情報を収集する。

（１−２）セレクティング
火災受信機ＦＡは、所望の端末機器に対応するアドレスを指定して所定の制御命令を送信し、当該端末機器を制御する、あるいは、所望の端末機器に状態情報等の要求命令を送信し、個々の端末機器から状態情報を収集することができる。アドレスを指定された端末機器は、制御命令に対して火災受信機ＦＡへ制御結果を通報したり、要求された状態情報を通報したりする。

（１−３）システムポーリング
火災受信機ＦＡは、全ての端末機器に対して共通の制御命令を送信し、各端末機器を制御することができる。ここで、システムポーリングによる制御命令としては、例えば、火災復旧命令（火災信号を出力した感知器や中継器等を正常な監視状態に復旧させる命令）、地区音響停止命令（鳴動中の音響警報装置Ｃ１１を停止させる命令）等がある。

（２）異常発生状態の情報の収集について
火災受信機ＦＡは、光電式アナログ感知器ＳＥ１１などの端末機器からポイントポーリングにより収集した状態情報に火災情報が含まれている場合には、記憶部１３に格納されたデータベースに従って、火災情報を送信した端末機器に対応する防排煙制御用中継器Ｄ１１に対して、セレクティングにて制御信号を送信して作動させる。また、火災受信機ＦＡの記憶部１３に格納されたデータベースに登録された端末機器に対してポイントポーリングで状態情報要求命令を送信したときに、その状態情報要求命令に対して応答しない端末機器が存在する場合には、表示操作部１２などにより無応答故障警報を発する。

［火災報知設備のブロック図］
次に、火災報知設備の詳細な構成を説明する。
図２では、説明のため、火災受信機ＦＡと音響警報装置Ｃ１１を中心に記載している。

（火災受信機）
火災受信機ＦＡは、制御部１１、表示操作部１２、記憶部１３、及び送受信部１４を備える。また、電池１５、電源回路１６、及びヒューズ１７を備える。
制御部１１は、記憶部１３に予め記憶された制御プログラム等に従って、表示操作部１２や送受信部１４を含む全体の動作の制御を行う。
表示操作部１２は、端末機器が検知した火災に関する情報や各端末機器の状態等を表示する画面やランプなどの表示手段と、火災受信機ＦＡや各端末機器に対する操作を行うためのタッチパネルやボタンなどの操作手段を備えている。
送受信部１４は、制御部１１に制御されて各端末機器に対して信号を送信し、また、各端末機器から送信された信号を受信する。
記憶部１３は、制御部１１を動作させるためのプログラム及び各種データが格納されている。

電池１５は、停電時に電源線ＰＧを介して音響警報装置Ｃ１１に供給する電源の一つである。電池１５から供給される電源は、電源回路１６により所定電圧に調整されて電源線ＰＧに供給される。停電していないときには、図示しない商用電源コンセント等から供給される電源が電源回路１６により所定電圧に調整されて電源線ＰＧに供給される。
ヒューズ１７は、過電流が発生したときの過電流から火災受信機ＦＡを保護する。

（音響警報装置の構成）
音響警報装置Ｃ１１は、信号線ＳＧと接続されるとともに電源線ＰＧと接続されており、送受信回路２０、電流制限回路２２、コンデンサ２３、及び圧電ブザー鳴動回路３０などを備える。

送受信回路２０は、火災受信機ＦＡから送信された制御信号を信号線ＳＧを介して受信し、その制御信号の受信処理を行うとともに、制御回路３１に制御されて火災受信機ＦＡに対して所定の信号を送信する。

定電圧回路２１は、電源線ＰＧを介して得た電源を所定の定電圧電源として電流制限回路２２に供給する。

電流制限回路２２は、負荷側に供給する電流を所定の値に制限する回路である。
電流制限回路２２の下流側には、コンデンサ２３が接続されている。

さらに、コンデンサ２３と並列に、圧電ブザー鳴動回路３０が接続されている。
圧電ブザー鳴動回路３０は、制御回路３１と、並列に接続された圧電ブザー３２及びコイル３３と、トランジスタ３５と、抵抗３６と、抵抗３７とを備える。そして、トランジスタ３５と抵抗３６により、電流制限手段３４が構成されている。

トランジスタ３５は、ＮＰＮ型のトランジスタであって、並列に接続された圧電ブザー３２とコイル３３に直列に接続されている。トランジスタ３５は、トランジスタ３５を保護するための抵抗３７を介して制御回路３１に制御されて、圧電ブザー３２及びコイル３３への通電時間を切り替えるべく、オン／オフ動作を行う。

圧電ブザー３２は、電極が形成されたセラミックスと金属板とが接着されて構成されており、電圧が印加されることにより生じる圧電効果により音響鳴動するブザーである。圧電ブザー３２は共振する固有の周波数があり（共振周波数）、印加される電圧及び印加される電圧の周波数により、音の高さや音圧レベルが変化する。

コイル３３は、圧電ブザー３２と並列に接続されている。トランジスタ３５をオンさせることにより、オン継続時間に応じたオン電流がコイル３３に流れ、エネルギーが蓄電される。そして、トランジスタ３５をオフさせることにより、コイル３３に蓄積されたエネルギーを開放するときには、コイル３３に印加した電圧より高い逆起電圧による昇圧電圧が生起される。この昇圧電圧により圧電ブザー３２に高電圧を与えることができ、圧電ブザー３２の音圧レベルを高めることができる。

電流制限手段３４は、トランジスタ３５と、トランジスタ３５に直列に接続された抵抗３６とを備える。このトランジスタ３５のエミッタ側に、抵抗３６が接続されており、エミッタフォロア回路を構成している。この電流制限手段３４は、トランジスタ３５をオン制御したときに抵抗３６に印加される電圧を固定できるため、抵抗３６に流れる電流が所定の電流に制限される。そのため、トランジスタ３５を介し抵抗３６に直列に接続しているコイル３３に流れる電流を制限することができる。

制御回路３１は、火災受信機ＦＡから音響鳴動の制御信号を受信すると、所定の周波数でトランジスタ３５をオン／オフさせて、コイル３３に所定の周波数で電圧を印加する。そして、トランジスタ３５をオフしたときにコイル３３に発生した昇圧電圧を圧電ブザー３２に印加することにより、圧電ブザー３２を鳴動させる。
ここで、最大音圧を得ることのできる圧電ブザー３２の駆動周波数は、各個体でばらつきがある。圧電ブザー３２の個体毎の特性に合わせて駆動周波数を調整すれば、それぞれの圧電ブザー３２が最大音圧で鳴動することができるが、個体ごとに調整するには手間がかかり、多大なコストがかかる。また、設置箇所の温度条件等によっても、最大音圧を得ることのできる圧電ブザー３２の駆動周波数が変化しうるので、たとえ調整したとしても最大音圧を得られるとは限らない。
このため、制御回路３１は、トランジスタ３５をオン／オフさせる周波数、すなわち、圧電ブザー３２に印加する電圧の周波数を所定の範囲でスイープさせる。例えば、２．５ｋＨｚ、２．６ｋＨｚ、２．７ｋＨｚ、・・・、３．５ｋＨｚ、のように、０．１ｋＨｚ刻みで１０ｍｓｅｃずつ電圧を印加し、その周波数で圧電ブザー３２を鳴動させる。このように、印加する電圧の周波数を所定の範囲でスイープさせることで、いずれかのタイミングで最も大きい音圧レベルで音響鳴動させることができる。なお、トランジスタ３５は、電流制限手段３４のオン／オフするスイッチとして動作するとともに、電流制限手段３４の構成部品としても兼用されているため、部品点数を削減することができ、コストにおいて優れる。

（音響警報装置の鳴動時の動作）
このように構成された音響警報装置Ｃ１１の鳴動時の動作を説明する。
制御回路３１に制御されたトランジスタ３５によりコイル３３にオン／オフ電圧が印加されると、圧電ブザー３２が音響鳴動する。上述したように制御回路３１は所定範囲で印加する電圧の周波数をスイープさせるので、圧電ブザー３２は、その固有の周波数のバラツキにかかわらず、いずれかのタイミングで最大音圧で鳴動することができる。

また、コイル３３に電圧が印加されることにより電流は徐々に増加するが、電流制限手段３４により所定以上の電流が制限される。なお、電流制限手段３４による電流の制限値は、コイル３３の誤差も考慮し、磁束が飽和する電流値よりも若干大きな値とする。

図３は、電流制限手段３４により制限される電流を模式的に示した図である。図３に実線で示すのが本実施の形態１に係る音響警報装置Ｃ１１のコイル３３に流れる電流、一点鎖線で示すのが電流制限手段３４を設けなかった場合に流れる電流、斜線で示す領域が本実施の形態１により削減される電流の量である。

図３に示すように、電流制限手段３４により、コイル３３に流れる電流を所定の制限値に制限することができる。すなわち、コイル３３の磁束が飽和した後に無駄な電流を流すのを抑制することができ、コイル３３に流れる電流の最大値を小さくすることができる。

次に、コンデンサ２３の作用について説明する。
図４は、圧電ブザー３２に印加する周波数を変化させたときの、圧電ブザー３２の音圧レベルと消費電流の波形を示す図である。図４では、本実施の形態１のようにコンデンサ２３を設けた場合の消費電流を実線で示し、コンデンサ２３を設けない場合の消費電流を破線で示している。

ここで、図４において、圧電ブザー３２の音圧レベルと従来の消費電流のグラフとに着目する。図４に示されるように、周波数を変化させて圧電ブザー３２を鳴動させたとき、圧電ブザー３２の音圧レベルのピークと消費電流のピークとは必ずしも一致しない。すなわち、消費電流を大きくしたとしてもその電流が必ずしも音圧レベル上昇に寄与するとは言えず、その場合には無駄な消費電流が生じていることとなる。

本実施の形態１に係る音響警報装置Ｃ１１では、圧電ブザー鳴動回路３０に並列に接続したコンデンサ２３を備えた。このため、圧電ブザー鳴動回路３０が消費する電流が少ないときには余剰電流がコンデンサ２３に蓄電される。圧電ブザー鳴動回路３０が消費する電流が多いときには、コンデンサ２３に蓄電された電流が放出される。この結果、図４で実線で示すように、消費電流のピーク（最大値）を抑制し、消費電流を略平均化することができる。

図５は、圧電ブザー３２に印加する周波数を変化させたときの、圧電ブザー３２の音圧レベルと消費電流の波形を示す図であり、さらに電流制限回路２２により生じる効果を図４と同様の図に追記している。

上述したように、電流制限回路２２は、負荷側に流れる電流を制限する。すなわち、図５に示すように、電流制限回路２２によって「×」ハッチングで示す領域の消費電流が抑制されることとなる。したがって、消費電流のピーク（最大値）を抑制することができる。
そして、電流制限回路２２が制限する一定の電流を超えてコンデンサ２３の充電電流も含め負荷側が電流を欲した場合にも、電流制限回路２２は電流を制限して定電圧回路２１から電流が供給されるのを抑制する。そうすると、蓄電済みのコンデンサ２３から抑制されて不足した分の電流が供給されることとなる。
そして、図５で「｜」ハッチングで示すように、負荷側で音響鳴動に必要な電流が電流制限回路２２で制限される電流よりも少ない場合には、コンデンサ２３への充電が行われる。電流制限回路２２は、主に、コンデンサ２３の充電電流が多くなるときの電流を制限するために設けている。

上述したように、本実施の形態１に係る音響警報装置Ｃ１１によれば、電流制限手段３４によりコイル３３に流れる電流を制限することができる。また、コンデンサ２３により、圧電ブザー鳴動回路３０が消費する電流のピークを抑えて平均化することができる。さらに、電流制限回路２２より、圧電ブザー鳴動回路３０に流れる電流を制限することができる。

そして、音響警報装置Ｃ１１が複数接続される火災報知設備においては、より顕著な効果を得ることができる。
図１に示した火災報知設備において、火災受信機ＦＡに複数の音響警報装置Ｃ１１が接続され、音響警報装置Ｃ１１が「ブー、ブー、ブー」などと断続的に音響鳴動する設備がある。複数の音響警報装置Ｃ１１が異なるタイミングで断続的に音響鳴動するとユーザに聞き取りにくいため、音響鳴動のタイミングをシンクロさせる場合がある。すなわち、火災報知設備に接続された複数の音響警報装置Ｃ１１が、同じタイミングで音響鳴動することとなる。このため、同じタイミングで消費される電流も大きくなるので、電源容量及び電源回路１６の容量を大きくする必要がある。
しかし、本実施の形態１にかかる音響警報装置Ｃ１１によれば、音響鳴動時の消費電流のピークを抑えることができる。したがって、複数の音響警報装置Ｃ１１が同時に音響鳴動する場合の消費電流を全体として抑制することができ、火災受信機ＦＡの電池１５及び電源回路１６の容量を小さくすることができ、コストを抑えることができる。

また、火災受信機ＦＡが備えるヒューズの容量も最適化することができる。すなわち、ヒューズ１７の容量が小さいと、消費電流のピークで頻繁にヒューズが溶断することとなり、火災報知設備の安定的な稼働が困難となる。一方で、ヒューズ１７の容量を大きくすると、本来過電流を検出したいタイミングで過電流を検出できない可能性がある。
しかし、本実施の形態１にかかる音響警報装置Ｃ１１は、電流制限回路２２により消費電流が制限されるので、１台あたりの最大消費電流はほぼ一定となる。従来であれば、音響警報装置Ｃ１１ごとの誤差や個体差を考えて１台あたりの最大消費電流を大きめに想定し、複数の音響警報装置Ｃ１１を接続する場合にはその台数を加味してヒューズの容量を決めていたので、必ずしも最適な容量が選択されているとはいえなかった。しかし、本実施の形態１に係る音響警報装置Ｃ１１によれば、１台あたりの最大消費電流がほぼ一定となるので、ヒューズの容量を最適化することができる。そのため、火災受信機ＦＡを適切に保護することができる。

なお、本実施の形態１では、トランジスタ３５をＮＰＮ型のトランジスタで構成する例を示したが、ＰＮＰ型のトランジスタで構成することもできる。
図６は、トランジスタ３５ＡとしてＰＮＰ型のトランジスタを用いた場合の音響警報装置Ｃ１１の回路図である。
図６に示すように、トランジスタ３５Ａのエミッタ側に抵抗３６が接続されている。また、トランジスタ３５Ａのベース側にトランジスタ３５Ａを保護するための抵抗３７が接続されている。そして、トランジスタ３５Ａのコレクタ側に、圧電ブザー３２とコイル３３が並列に接続されている。電流制限手段３４Ａは、トランジスタ３５Ａと抵抗３６とで構成される。
このように構成した場合でも、電流制限手段３４Ａがコイル３３に流れる電流のピークを制限し、スイッチング手段としてＮＰＮ型のトランジスタを用いた場合と同様の効果を得ることができる。

また、コイル３３への通電時間を調整するトランジスタなどのスイッチング手段と、コイル３３への電流を制限する電流制限回路などの電流制限手段とを本実施の形態１では一部品で兼用しているが、別個に設けてもよい。このようにしても、コイル３３に流れるピーク電流を抑制することができる。

実施の形態２．
前述の実施の形態１では、圧電ブザーに印加する電圧の周波数を所定範囲でスイープさせる例を示した。本実施の形態２では、さらに、圧電ブザーに印加する電圧をデューティ制御する。なお、本実施の形態２では、前述の実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一又は対応する構成要素には、同一の符号を付す。

図７は、印加する電圧の周波数を変化させたときのトランジスタ３５のオン／オフ波形とコイル３３の充電波形を示す図である。図７（ａ１）、（ｂ１）、（ｃ１）は、スイッチング手段のオン／オフ波形を示し、線が下側のときトランジスタ３５はオフし、線が上側のときトランジスタ３５がオンしている。これらに対応するコイル３３の充電電流波形を、図７（ａ２）、（ｂ２）、（ｃ２）に示しており、線が上側に行くほどコイル３３に流れる電流が多い。

図７（ａ１）に示すようにトランジスタ３５がオン動作すると、図７（ａ２）に示すようにコイル３３に徐々に充電電流が流れる。そして、トランジスタ３５のオフ動作により、コイル３３が放電される。

ここで、実施の形態１で前述したように、スイッチング手段は、例えば、２．５ｋＨｚ、２．６ｋＨｚ、２．７ｋＨｚ、・・・、３．５ｋＨｚ、のように、０．１ｋＨｚ刻みで周波数を変化させてコイル３３に電圧を印加する。

図７（ｂ１）は、図７（ａ１）の周波数の１／２でスイッチングした場合の波形である。図に示すように、スイッチング周波数を１／２とすると、コイル３３へ連続で電圧を印加する時間が倍になり、コイル３３への充電電流も増加する。例えば、図７（ａ２）に示すコイル３３の充電電流波形で、圧電ブザーを鳴動させるために十分な昇圧が得られるとすると、図７（ｂ２）で示すコイル３３には無駄な消費電流が生じているといえる。

そこで、図７（ｃ１）に示すように、スイッチング手段のオン／オフ動作のデューティ比を変更する。具体的には、スイッチング手段のオン時間を、図７（ａ１）と同様にして、図７（ｂ１）に示す２回目のオンタイミングまではスイッチング手段をオフとする。
このようにすることで、図７（ｃ２）に示すように、コイル３３での消費電流を低減することができる。なお、図７（ｃ２）で示しているが、前述の実施の形態１で説明したように電流制限手段３４による電流制限効果も同様に得ることができる。

このように、本実施の形態２に係る音響警報装置によれば、コイル３３に印加する電圧のデューティ比を変化させるようにした。このため、圧電ブザー３２の音圧レベル上昇に寄与しない電流が流れるのを抑制することができるので、消費電力を低減することができる。

実施の形態３．
前述の実施の形態１に係る火災報知設備では、火災受信機ＦＡと音響警報装置Ｃ１１は、信号線ＳＧで接続されるとともに、電源線ＰＧで接続されていた。すなわち、音響警報装置Ｃ１１は、圧電ブザー３２の鳴動のための電源を電源線ＰＧから得ていた。
本実施の形態３では、信号線ＳＧが電源線を兼ねる場合の火災報知設備を例に説明する。なお、本実施の形態３では、前述の実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一又は対応する構成要素には同一の符号を付す。

図８は、実施の形態３に係る火災報知設備の、火災受信機ＦＡと音響警報装置Ｃ１１の回路構成図である。
図８に示すように、火災受信機ＦＡと音響警報装置Ｃ１１は電源線を兼ねた信号線ＳＧで接続されている。実施の形態１で説明した図２と異なり、火災受信機ＦＡの電源回路１６は信号線ＳＧと接続され、また、音響警報装置Ｃ１１の定電圧回路２１も信号線ＳＧと接続されている。その他、制御回路３１、電流制限回路２２、コンデンサ２３、圧電ブザー３２、コイル３３、及び電流制限手段３４の回路構成については、前述の図２と同様である。

このような、信号線ＳＧが信号線と電源線を兼ねる構成であっても、前述の実施の形態１と同様に、音響警報装置Ｃ１１の音響鳴動に要する消費電流を低減することができる。

ここで一般に、電源と負荷とを配線で接続した場合、配線の抵抗により電源側で印加した電圧よりも負荷側に到達する電圧は小さくなる。図８の例で言うと、火災受信機ＦＡの電源回路１６から信号線ＳＧに印加される電圧よりも、音響警報装置Ｃ１１及び他の端末機器に到達する電圧は小さくなる。
図９により具体的に説明する。
図９は、火災受信機ＦＡが送信するパルス信号と、端末機器である音響警報装置Ｃ１１が受信するパルス信号の模式図である。
火災受信機ＦＡは、ハイレベル電圧（Ｖ１Ｈ）とローレベル電圧（Ｖ１Ｌ）とを組み合わせたパルス信号として、音響警報装置Ｃ１１に信号を送信する。
火災受信機ＦＡから送信された信号は、信号線ＳＧの線路抵抗Ｒと、信号線ＳＧに接続される音響警報装置Ｃ１１及び他の端末機器の消費電流Ｉにより、Ｅ＝Ｒ×Ｉだけ電圧が低下して、音響警報装置Ｃ１１及び他の端末機器に印加される。したがって、消費電流Ｉが大きいとＥが大きくなる。
そして、音響警報装置Ｃ１１及び他の端末機器は、ハイレベル電圧（Ｖ２Ｈ）とローレベル電圧（Ｖ２Ｌ）とを組み合わせたパルス信号を受信することとなる。

Ｅ（送信側で印加する電圧と受信側が印加される電圧の差分）が大きくなると、音響警報装置Ｃ１１及び他の端末機器は、ハイレベル電圧（Ｖ２Ｈ）をハイレベル信号と判断できず、通信が成立しなくなる可能性がある。また、ローレベル電圧（Ｖ２Ｌ）が低下すると、印加される電圧が低くなるために音響警報装置Ｃ１１及び端末機器は、動作できなくなる可能性がある。

したがって、特に本実施の形態３のように信号線ＳＧが電源線を兼用する場合には、音響警報装置Ｃ１１の消費電流のピークを減らすことが特に重要となる。すなわち、消費電流のピークを減らすことで、上記したＥ（送信側で印加する電圧と受信側が印加される電圧の差分）を小さくすることができ、火災受信機ＦＡにより印加された信号の劣化を抑制することができる。
また、音響警報装置Ｃ１１の消費電流のピークを減らすことで、Ｅを小さくすることができるため、信号線ＳＧの距離を延長又は安価な細い配線を使用すること（配線の抵抗の増加）もできる。また、消費電流のピークを減らした分の代わりに、接続する端末機器の数を増やすことも可能である。

実施の形態４．
前述の実施の形態１では、本発明に係る音響警報装置を、いわゆるＲ型の火災受信機を備えた火災報知設備に適用する場合を例に説明した。本実施の形態４では、本発明に係る音響警報装置を、いわゆるＰ型の火災受信機を備えた火災報知設備に適用した場合を例に説明する。なお、本実施の形態４では、前述の実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一又は対応する構成要素には同一の符号を付す。

図１０は、実施の形態４に係る火災報知設備の、火災受信機ＦＡと音響警報装置Ｃ１１の回路構成図である。
図１０に示すように、火災受信機ＦＡと音響警報装置Ｃ１１は、電源線ＰＧで接続されている。

火災受信機ＦＡは、制御部１１により制御されるリレー１８を備えており、他の端末機器である例えば火災信号をオン／オフ信号で通報する光電式感知器や熱感知器などの火災感知器から火災信号を受信すると、リレー１８を制御して電源回路１６から電源線ＰＧに電圧を印加させる。

音響警報装置Ｃ１１は、実施の形態１で示した送受信回路２０を備えていないが、その他、制御回路３１、電流制限回路２２、コンデンサ２３、圧電ブザー３２、コイル３３、及び電流制限手段３４の回路構成については、前述の図２と同様である。
音響警報装置Ｃ１１は、電源線ＰＧに電圧が印加されると、制御回路３１が動作を開始して、圧電ブザー３２を鳴動させる。

このような、いわゆるＰ型の火災受信機ＦＡに電源線ＰＧに接続される構成であっても、前述の実施の形態１と同様に、音響警報装置Ｃ１１の音響鳴動に要する消費電流を低減することができ、火災受信機ＦＡの電池１５及び電源回路１６の容量を小さくすることができるので、コストを抑えることができる。また、ヒューズの容量を最適化することができ、火災受信機ＦＡを適切に保護することができる。

１１制御回路、１２表示操作部、１３記憶部、１４送受信部、１５電池、１６電源回路、１７ヒューズ、１８リレー、２０送受信回路、２１定電圧回路、２２電流制限回路、２３コンデンサ、３０圧電ブザー鳴動回路、３１制御回路、３２圧電ブザー、３３コイル、３４電流制限手段、３４Ａ電流制限手段、３５トランジスタ、３５Ａトランジスタ、３６抵抗、３７抵抗、ＳＧ信号線、ＰＧ電源線。

Claims

圧電ブザー、
前記圧電ブザーに並列に接続されたコイル、
前記圧電ブザーと前記コイルへの通電時間を調整するスイッチング手段、及び、
周波数を変化させて前記スイッチング手段のオン／オフ動作を制御する制御手段、を備えた圧電ブザー鳴動回路と、
前記圧電ブザー鳴動回路に並列に接続されたコンデンサと、
前記圧電ブザー鳴動回路及び前記コンデンサへ供給する電流が所定の値を超えないように制限する電流制限回路と、
を備え、
前記圧電ブザー鳴動回路は、前記周波数の変化に応じて消費電流が変化し、
前記コンデンサは、
前記圧電ブザー鳴動回路が前記消費電流の小さい周波数で動作するときに、前記電流制限回路から供給される前記所定の値を超えない電流の余りによって、蓄電され、
前記圧電ブザー鳴動回路が前記消費電流の大きい周波数で動作するときに、前記電流制限回路から供給される前記所定の値を超えない電流の不足を、前記圧電ブザー鳴動回路が前記消費電流の小さい周波数で動作するときに蓄電された電荷の放電によって、補う
ことを特徴とする音響警報装置。
火災受信機と、
前記火災受信機に信号授受の経路となる信号線で接続される請求項１記載の音響警報装置と、
を備え、
前記音響警報装置は、前記火災受信機から送信される制御信号に基づいて音響鳴動する
ことを特徴とする火災報知設備。
火災受信機と、
前記火災受信機に信号授受の経路となる信号線で接続される請求項１記載の複数の音響警報装置と、
を備え、
前記複数の音響警報装置は、前記火災受信機から送信される制御信号に基づいて、前記複数の音響装置間で同期して断続的に音響鳴動する
ことを特徴とする火災報知設備。