WO2006120732A1

WO2006120732A1 - 警報出力器

Info

Publication number: WO2006120732A1
Application number: PCT/JP2005/008544
Authority: WO
Inventors: Naoto Yamano
Original assignee: Hochiki Corporation
Priority date: 2005-05-10
Filing date: 2005-05-10
Publication date: 2006-11-16
Also published as: US20090051508A1; US9384638B2; JP4318732B2; US7965175B2; US20110012737A1; JPWO2006120732A1; AU2005331643B2; CN101171615A; EP1881469A1; EP1881469A4; AU2005331643A8; AU2005331643A1; EP2267672A1

Abstract

　監視領域の異常を報知するための警報音を出力する警報出力器であって、パルス信号を印加されることにより警報音を出力する音源と、この音源に対して前記パルス信号を印加するパルス信号印加手段と、パルス信号が取り得る周波数とパルス幅との組合せを複数記憶する記憶手段と、この記憶手段にて記憶された周波数とパルス幅との組合せに応じた前記パルス信号が前記音源に対して印加されるよう、パルス信号印加手段を制御するパルス信号制御手段とを備える。

Description

明細書

警報出力器

技術分野

[0001] 本発明は、火災等の各種の異常を検出して警報を行う警報器に取り付けられ、この警報器からの出力に基づいて、異常発生を報知するための警報出力を行う警報出力器に関する。

背景技術

[0002] 住宅火災力建物や人命を守るためには、火災発生を早期に検知して警報を発報する火災感知器の設置が有効である。このため、監視領域に設置した火災感知器によって火災を検出した場合には、この火災感知器力も移報信号を出力して、警報べルゃ警報スピーカを鳴動させることによって、火災発生を報知することが行われている。

[0003] し力しながら、例えばホテルのような遮音性の高い建屋においては、通路に設置された警報ベルを鳴動させても、この警報音が居室内のユーザにとって聞き取り難、場合がある。このような不具合を解消するため、居室内の火災感知器に直接取り付けられ、火災感知器からの出力に基づ、て警報音を発する警報出力器 (ベースサゥンダー）が実用化されている。例えば、米国特許第 6, 362, 726号には、火災警報システムに取り付け可能なベースサゥンダ一が開示されている。このようなベースサゥンダ一によれば、居室内の火災感知器と同じ位置において警報音出力を行うことができ、より確実に火災報知を行うことができる。

[0004] このような従来のベースサゥンダ一の構造について説明する。図 17は天井面に設置された従来のベースサゥンダ一等の縦断面図である。この図 17に示すように従来のベースサゥンダー 100は、取り付けベース 101を介して天井面 102に取り付けられていた。そして、このベースサゥンダー 100の下方に火災感知器 103が接続されていた。このベースサゥンダー 100の内部には、回路基板 104や、音源であるピエゾ素子 105等の電気的構成要素が収容されており、このピエゾ素子 105から出力された警報音がベースサゥンダー 100の外側に放出される。 [0005] このような従来のベースサゥンダ一の出力制御について説明する。一般に、ピエゾ素子 105を音源に用いたベースサゥンダ一は、このピエゾ素子 105にパルス信号を印加することで、警報音を出力させている。具体的には、図示しない MOS— FET ( Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)を複数糸且み合わせてフルブリッジのドライバ回路を構成し、このドライバ回路によってパルススイッチングを行うことによって生成した一定幅のパルス信号をピエゾ素子 105に印加している。

[0006] ここで、警報の種類や緊急度に応じて、異なる音量や音程で警報音を出力させたい場合がある。例えば、火災感知器が他の複数の火災感知器と接続されて連動する場合にお 1ヽて、当該火災感知器自身で火災が感知された場合には比較的高！、音で警報音を出力し、他の火災感知器で感知された火災を報知する場合には比較的低い音で警報音を出力する。このような複数の警報音を出力するため、従来のベースサゥンダ一では、ピエゾ素子 105に印加するパルス信号の振幅および周波数を単に変化させていた。

[0007] 特許文献 1 :米国特許第 6, 362, 726号

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] し力しながら、従来のベースサゥンダ一では、複数の警報音を出力するため、単にパルス信号の振幅と周波数を変化させており、パルス信号のパルス幅にっ、ては何ら制御を行っていな力つたので、警報音の出力効率が低下するという問題があった。すなわち、ピエゾ素子から出力される警報音の音量レベル (音圧）は、このピエゾ素子に印加されるパルス信号の振幅と周波数とパルス幅とに応じて変化し得る力従来はパルス信号の振幅と周波数のみを変化させて、たので、パルス信号のパルス幅は

、その周波数において音圧を高めるために最適な値になっていない場合があり、警報音の出力効率が低下する場合があった。また、単に振幅を増大させれば音圧は上力 ¾が消費電流が多くなり出力効率は低下する問題もあった。

[0009] 本発明は、このような従来の警報出力器の問題に鑑みてなされたもので、状況に応じた適切なパルス信号をピエゾ素子に印加することで、警報音の出力効率を高めた警報出力器を提供することを目的とする。課題を解決するための手段

[0010] このため、請求項 1に記載の警報出力器は、監視領域の異常を報知するための警報音を出力する警報出力器であって、パルス信号を印加されることにより警報音を出力する音源と、前記音源に対して前記パルス信号を印加するパルス信号印加手段と、前記パルス信号が取り得る周波数とパルス幅との組合せを複数記憶する記憶手段とを備え、前記パルス信号印加手段は、前記記憶手段にて記憶された周波数とパルス幅との組合せに応じた前記パルス信号が前記音源に対して印加されるよう、前記パルス信号を生成することを特徴とする。

[0011] このため、請求項 2に記載の警報出力器は、請求項 1に記載の警報出力器において、前記パルス信号印加手段は、前記パルス信号の周波数が所定方法で決定された場合、この決定された周波数に対応するパルス幅を前記記憶手段から取得し、これら決定された周波数及び取得したパルス幅の前記パルス信号が前記音源に対して印加されるよう、前記パルス信号を生成すること、を特徴とする。

[0012] このため、請求項 3に記載の警報出力器は、請求項 1又は 2に記載の警報出力器において、前記パルス信号印加手段は、前記パルス信号のパルスデューティー比が 50%未満になるよう、前記パルス信号を生成すること、を特徴とする。

発明の効果

[0013] 本発明の警報出力器は、所望の周波数とパルス幅のパルス信号を音源に印加できるので、この音源の音響効率を意図的に操作でき、音響効率の向上を図ることができる。

[0014] また、本発明の警報出力器は、所望の周波数が最初に特定される場合に、この周波数に合致して高効率で出力を行うためのパルス幅を特定できるので、音源の音響効率を意図的に操作でき、音響効率の向上を図ることができる。

[0015] また、本発明の警報出力器は、パルスデューティー比が 50%である場合に比べて、音源における消費電流を削減できるので、音源を省電力駆動することができ、その音響効率を一層向上させることができる。

図面の簡単な説明

[0016] [図 1]図 1は、本発明の実施例 1に係るベースサゥンダーを火災感知器等と共に示す斜視図である。

[図 2]図 2は、図 1のベースサゥンダ一等の分解斜視図である。

[図 3]図 3は、下方から見た取り付けベースの拡大斜視図である。

[図 4]図 4は、上方から見た取り付けベースの拡大斜視図である。

[図 5]図 5は、下方から見たベースサゥンダ一の拡大斜視図である。

[図 6]図 6は、上方から見たベースサゥンダ一の拡大斜視図である。

[図 7]図 7は、ベースサゥンダ一の分解斜視図である。

[図 8]図 8は、上方から見たサゥンダ一本体の拡大斜視図である。

[図 9]図 9は、図 8の分解斜視図である。

[図 10]図 10は、ベースサゥンダーを火災感知器等と共に示す縦断面図である。

[図 11]図 11は、ベースカバーを下方から見た平面図である。

[図 12]図 12は、火災感知器を上方から見た斜視図である。

[図 13]図 13は、ベースサゥンダーを含んだ火災報知システムの電気的構成を示す系統図である。

[図 14]図 14は、ベースサゥンダ一の電気的構成を機能概念的に示すブロック図である。

[図 15]図 15は、パルス信号を示す図であり、（a)は実施例におけるパルス信号を示す図、（b)は従来のパルス信号を示す図である。

[図 16]図 16は、特定の周波数における、ピエゾ素子に印加したパルス信号のパルス幅と、このパルス信号の電流値及びピエゾ素子力出力された警報音の出力音圧との関係を示すグラフである。

[図 17]図 17は、天井面に設置された従来のベースサゥンダ一等の縦断面図である。符号の説明

1、 102 天井面

2 リード線

3 壁面 10、 101 取り付けベース

11 ネジ孔

11a, 13c、 21c、 22a, 28c、 32b ネジ

12 配線孔

13 ベース側接続端子

13a, 13b、 23a, 28a, 28b、 32a プレー卜

20、 100 ベースサゥンダー

21 ベースカバー

21a、 21b 連結柱

22 サゥンダ一本体

23 出力器側接続端子

25c 放音開口部

26、 104 回路基板

26a 金具

27、 105 ピエゾ素子

27a 共鳴空間部

27b 増幅空間部

28 第 2の出力器側接続端子

29a 電源回路

29b 伝送インターフェース回路

29c 中央制御回路

29d 電圧 (音量)制御回路

29e モニタ回路

29f ドライバ回路

30、 103 火災感知器

32 警報器側接続端子

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施例について説明する。各実施例は、警報出力器に関するものである。この警報出力器は、監視領域の異常を検出する警報器に接続されるものであり、この警報器にて異常等が検出された場合に、この警報器力も出力される信号の入力を受けて警報音を出力する警報出力器 (以下、ベースサゥンダ一と称する）に関するものである。

[0019] ここで、ベースサゥンダ一に接続される警報器による監視領域や監視対象の具体的内容は任意であり、例えば、火災を検出する火災感知器、ガス漏れを検出するガス漏れ検出器、あるいは、火災及びガスの両方を検出する複合式の火災ガス漏れ検出器が該当する。

[0020] また、本実施例に係るベースサゥンダ一は、任意の設置面に取り付けることができ、例えば、天井面や壁面に設置できる。このベースサゥンダ一は、その音源の制御を行うことにより、複数の音程で警報音を出力可能である。特に、ベースサゥンダ一は、その音源の制御方式に主たる特徴の一部を有しており、これによつていずれの音程で警報音を出力する場合においても、高効率で警報音の出力を行うことができる。すなわち、概略的には、音源に印加するパルス信号の周波数とパルス幅との組合せを最適化することで、入力電流に対する音圧を向上させて、る。

[0021] 最初に、各部の構成について説明する。図 1は、本実施例に係るベースサゥンダーを火災感知器等と共に示す斜視図、図 2は、図 1のベースサゥンダ一等の分解斜視図である。これら各図に示すように、設置面である天井面 1には、取り付けベース 10 が固定され、この取り付けベース 10の下方には、ベースサゥンダー 20が取り付けられている。そして、このベースサゥンダー 20のさらに下方には、火災感知器 30が接続されている。換言すれば、ベースサゥンダー 20は、取り付けベース 10と火災感知器 30との間に挟持されるように配置されている。なお、この本実施例では、説明の便宜上、必要に応じて、ベースサゥンダー 20を中心として、天井面 1に近づく方向を「上」、天井面 1から遠ざ力る方向を「下」と称するが、天井以外を設置面とする場合には、「上」を設置面に近づく方向、「下」を設置面力遠ざ力る方向と読み替えることができる。

[0022] 図 3には、下方力見た取り付けベースの拡大斜視図を示す。この取り付けベース 10は、全体として略平板状に形成されており、そのネジ孔 11にネジ 11aを揷通させて天井面 1にネジ込むことにより、取り付けベース 10を天井面 1に固定することができる。また、天井面 1から引き出されたリード線 2を、その配線孔 12に挿通させて、ベース側接続端子 13に向けて引き込むことができる。また、取り付けベース 10にはベース側接続端子 13が設けられている。このベース側接続端子 13は、リード線 2からの電力の受電と、ベースサゥンダー 20又は火災感知器 30との間における信号の入出力を行い、さらに、取り付けベース 10と、ベースサゥンダー 20又は火災感知器 30との構造的な接続を行うための接続手段として機能する。具体的には、ベース側接続端子 13を構成する 2枚のプレート 13a、 13bの間に、ベースサゥンダー 20の後述する出力器側接続端子 23のプレート 23aを挟持させることで、取り付けベース 10にべ一スサゥンダー 20を構造的及び電気的に固定することができる。あるいは、この 2枚のプレート 13a、 13bの間に、火災感知器 30の後述する警報器側接続端 32子のプレート 32aを挟持させることで、取り付けベース 10に火災感知器 30を構造的及び電気的に固定することができる。なお、天井面 1から引き出されたリード線 2の芯線の端部は、ベース側接続端子 13に電気的に連通するネジ 13fによって取り付けベース 10に固定されている。

[0023] 次に、ベースサゥンダー 20について説明する。図 5は、下方から見たベースサゥンダ一の拡大斜視図、図 6は、上方から見たベースサゥンダ一の拡大斜視図、図 7は、ベースサゥンダ一の分解斜視図である。これら各図に示すように、ベースサゥンダー 20は、概略的に、ベースカバー 21と、サゥンダ一本体 22とを備えて構成されている。

[0024] このうち、ベースカバー 21は、取り付けベース 10の全体を略覆うことにより、この取り付けベース 10を外部力も非露出状として意匠性や防塵性及び音響特性の向上を図るものである。このベースカバー 21の上面には、出力器側接続端子 23が設けられている。この出力器側接続端子 23は、取り付けベース 10からの電力の受電と、取り付けベース 10との間における信号の入出力を行う接続手段であり、また、ベースカバ一 20を取り付けベース 10に対して構造的に接続するための接続手段として機能する。具体的には、この出力器側接続端子 23を構成するプレート 23aを、図 3のベース側接続端子 13の 2枚のプレート 13a、 13bの間に挟持させることで、取り付けベース 1 0にベースサゥンダー 20を構造的及び電気的に固定することができる。 [0025] 次に、サゥンダ一本体 22について説明する。図 8は、上方力も見たサゥンダ一本体の拡大斜視図、図 9は、図 8の分解斜視図、図 10は、ベースサゥンダーを火災感知器等と共に示す縦断面図である。このサゥンダ一本体 22は、ベースサゥンダー 20の主要な電気的構成要素を収容するものである。具体的には、サゥンダ一本体 22の内部には回路基板 26が収容されており、この回路基板 26には、ベースサゥンダー 20 の電気的構成要素、例えば、図示しない中央制御部や電源制御部が配置されている。また、サゥンダ一本体 22の平面略中央における上方寄りの位置には、警報音の音源であるピエゾ素子 27が配置されている。このピエゾ素子 27は、回路基板 26に電気的に接続されており、電圧を印加されることで伸縮して警報音を発する。

[0026] また、図 5、 7に戻り、サゥンダ一本体 22の下面には、第 2の出力器側接続端子 28 が設けられている。この第 2の出力器側接続端子 28は、図 1の火災感知器 30に対する電力の供給と、火災感知器 30との間における信号の入出力を行う接続手段である。また、第 2の出力器側接続端子 28は、火災感知器 30との構造的及び電気的な接続を行うための接続手段として機能する。このサゥンダ一本体 22における第 2の出力器側接続端子 28の位置及び形状は、取り付けベース 10におけるベース側接続端子 13の位置及び形状と略同一に形成されており、第 2の出力器側接続端子 28を構成するプレート 28a、 28bがネジ 28cにてネジ止めされている。そして、これらプレート 2 8a、 28bの間に、火災感知器 30の後述する感知器側接続端子 32のプレート 32aを挟持させることで、ベースサゥンダー 20に火災感知器 30を構造的及び電気的に固定することができる。

[0027] 次に、このように構成されたベースカバー 21とサゥンダ一本体 22とは、相互に連結されている。図 11は、ベースカバーを下方から見た平面図である。この図 11に示すように、ベースカバー 21の両側面のうち、サゥンダ一本体 22に対向する側面（下面）には、このサゥンダ一本体 22に向けて延出する中空筒状の複数の連結柱 21a、 21b がー体に設けられている。これら複数の連結柱 21a、 21bのうち、一部の連結柱 21a は、製造上の位置合わせを容易にすることと、ベースカバーに天井裏力の水滴が溜まった際の水抜き孔、および取り付けベースのロック機構解除ピンを警報器側から挿入する孔を兼ねている。 [0028] また、他の連結柱 21bは、図 6の出力器側接続端子 23及び図 7の第 2の出力器側接続端子 28の平面位置に略対応する位置に形成されている。一方、図 8から 11に示すように、サゥンダ一本体 22には、回路基板 26から電気的に接続されたネジ 22a が設けられており、このネジ 22aが上部筐体 25aを貫通して上方に突出している。このネジ 22aは、図 7の連結柱 21bの内部に挿通され、その一端が出力器側接続端子 23に電気的に接続される。また、ネジ 28cは、第 2の出力器側接続端子 28を回路基板 26から伸びる金具 26aに電気的に接続する。このような構造によって、出力器側接続端子 23、ネジ 22a、及び、第 2の出力器側接続端子 28が電気的に接続される。このように構成されたベースサゥンダー 20においては、図 10に示すように、ピエゾ素子 27から出力された警報音が共鳴空間部 27aにて増幅され、この警報音が放音開口部 25cを介して増幅空間部 27bに至り、さらにこの増幅空間部 27bにおいて増幅されて、ベースサゥンダー 20の外部に出力される。

[0029] 次、で、火災感知器 30につ、て説明する。ただし、この火災感知器 30は、特記する部分を除、て従来の火災感知器と略同様に構成することができ、従来の火災感知器と略同様の構成についてはその説明を省略する。図 12は、火災感知器を上方から見た斜視図である。この図 12に示すように、火災感知器 30の上方の面には、警報器側接続端子 32が設けられている。この警報器側接続端子 32は、火災感知器 30に対する電力の供給と、ベースサゥンダー 20又は取り付けベース 10との間における信号の入出力を行う接続手段であり、ベースサゥンダー 20又は取り付けベース 10との構造的な接続を行うための接続手段として機能する。このため、火災感知器 30における警報器側接続端子 32の位置及び形状は、図 6のベースカバー 21における出力器側接続端子 23の位置及び形状と略同一に形成されている。そして、警報器側接続端子 32を構成するプレート 32aを、図 7のベースサゥンダー 20第 2の出力器側接続端子 28の 2枚のプレート 28a、 28bの間に挟持させることで、ベースサゥンダー 20 に火災感知器 30を構造的及び電気的に固定することができる。あるいは、このプレート 32aを、図 3の取り付けベース 10のベース側接続端子 13の 2枚のプレート 13a、 13bの間に挟持させることで、取り付けベース 10に火災感知器 30を構造的及び電気的に固定することができる。 [0030] 次に、ベースサゥンダー 20の電気的構成について説明する。図 13は、ベースサゥンダーを含んだ火災報知システムの電気的構成を示す系統図である。この図 13の上方に示すように、監視領域には、取り付けベース 10、ベースサゥンダー 20、及び、火災感知器 30 (ここで、これら取り付けベース 10、ベースサゥンダー 20、及び、火災感知器 30を必要に応じて端末機器 40と総称する）が配置されており、これら端末機器 40はリード線 (プラス又はマイナスの Loopライン） 2を介して相互に電気的に接続されている。また、端末機器 40の間には、中継機 4と受信機 5とが接続されている。また、図 13の下方における端末機器 40の拡大部分に示すように、各端末機器 40の取り付けベース 10に設けられたリモート端子 14には、必要に応じて、室外表示灯等の外部の連動機器 6が接続されて、る。

[0031] このような火災報知システムの動作の概要は下記の通りである。すなわち、各端末機器 40の火災感知器 30には固有のアドレスが予め付与されている。また、各端末機器 40のベースサゥンダー 20には、初回システム起動時の設定により、自己に接続された火災感知器 30のアドレスに対して一定数を付カ卩したアドレスが設定され、このことによって相互に接続された火災感知器 30とベースサゥンダー 20とにペアのァドレスが設定される。具体的には、初回起動時、受信機 5は火災感知器 30に対して自己のアドレスを送信するように制御信号を送り、これを受けた火災感知器 30は、受信機 5に対して自己のアドレスを送信する。次いで、受信機 5はベースサゥンダー 20に、火災感知器 30の持つアドレスに所定数をカ卩えたアドレスを送信する。これを受けたベースサゥンダー 20はそのアドレスを自己アドレスに書き換えることで、ペアとなるァドレスを自動に保持する。

[0032] このようにアドレス設定を行った後、試験、復旧、あるいは、移報機器制御を行う必要がある場合、受信機 5は、その制御対象になる火災感知器 30やベースサゥンダー 20のアドレスとその制御内容を示すコマンドとを含んだコマンド信号をリード線 2に送信する。このコマンド信号を受信した火災感知器 30やベースサゥンダー 20は、このコマンド信号に含まれるアドレスが自己に設定されたアドレスに合致するか否かを判断し、合致する場合には、当該コマンド信号に含まれるコマンドを実行する。

[0033] また、ヽずれかの火災感知器 30で火災が感知された場合、この火災感知器 30は、自己のアドレスを含んだ火災信号を割り込み処理によってリード線 2に出力する。この火災信号は、当該火災感知器 30に接続されているベースサゥンダー 20と取り付けベース 10とを順次介してリード線 2に出力され、受信機 5にて受信される。この受信機 5は、受信した火災信号に含まれる火災感知器 30のアドレスに基づいて、この火災感知器 30に接続されているベースサゥンダー 20のアドレスを特定し、このアドレスを含んだ警報音出力信号をリード線 2に出力する。

[0034] この警報音出力信号を受信した各端末機器 40のベースサゥンダー 20は、この警報音出力信号に含まれるアドレスが自己に設定されたアドレスに合致するか否かを判断し、合致する場合には、自己に接続されている火災感知器 30によって火災が感知されたものと判断して、当該状況を示す所定の音程の警報音を出力する (以下、この警報音を火源警報音と称する)。一方、付近のアドレスのベースサゥンダ一のアドレスに対しては、当該状況を示す所定の音程の警報音を出力する (以下、この警報音を連動警報音と称する)様に制御する。この時、警報音出力信号には、警報音の音程を任意に制御するための制御コマンドが含まれており、各ベースサゥンダー 20 は、この制御コマンドに合致した音程の警報音を出力する。これによつて、例えば、火源警報音は、連動警報音より高い音程で出力される。また、上述のように火災感知器 30が火災信号を受信機 5に送った場合、受信機 5は当該火災感知器 30にリモート出力するように制御し、これによつて当該火災感知器 30に接続された室外表示灯等の外部の連動機器 6を動作させる。

[0035] 次に、このような動作を行うベースサゥンダ一の電気的構成について、より詳細に説明する。図 14は、ベースサゥンダ一の電気的構成を機能概念的に示すブロック図である。この図 14に示すように、ベースサゥンダー 20のサゥンダ一本体 22の内部には、上述したピエゾ素子 27に加えて、電源回路 29a、伝送インターフェース回路 29b、中央制御回路 29c、電圧 (音量)制御回路 29d、モニタ回路 29e、及び、ドライバ回路 29fが設けられている。

[0036] このうち、電源回路 29aは、ピエゾ素子 27の駆動用に使用される比較的高圧の電源と、信号処理等に使用される比較的低圧の信号とを供給するための電圧電源回路で、突入電流を抑える電流制限機能と、信号ノイズを低減するためのノイズ保護機能とを含んで構成されている。

[0037] また、伝送インターフェース回路 29bは、リード線 2から得られる電圧変化からパルス信号を取り出し、リモート端子 14からは火災感知器が作動した信号を取り出して、これらの信号を中央制御回路 29cに送出し、逆に中央制御回路 29cからの信号を、リード線 2に対して電流モードで送出するインターフェース手段である。

[0038] また、中央制御回路 29cは、例えば、マイクロコントローラーと当該マイクロコント口一ラー上で解析実行されるプログラムとから構成されるもので、伝送インターフェース回路 29bとの間の信号の送受信を行うと共に、モニタ回路 29eから AZD (AnalogZ Digital)コンバーター入力されたアナログ信号を受信する。また、中央制御回路 29c は、パルス幅変調（PWM : Pulse Width Modulation)を行う高速パルス出力機能を有し、任意の周波数及びパルス幅に変調したパルス信号 (PWM信号)を電圧 ( 音量)制御回路 29d及びドライバ回路 29fに送出する。

[0039] また、電圧（音量)制御回路 29dは、中央制御回路 29cからの PWM信号に基づいて電圧制御を行うスイッチング電源レギユレータ（DC— DCコンバーター）である。すなわち、電圧 (音量)制御回路 29dに降圧 PWM制御し、降圧型チョッパーレギユレ一タのモードで動作させることで、ピエゾ素子 27の警報音の音量を抑えることができると共に、ピエゾ素子 27による消費電流を抑えることができる。また逆に、電圧 (音量)制御回路 29dに昇圧 PWM制御し、昇圧ブーストコンバーターのモードで動作させることで、ピエゾ素子 27の警報音の音量を上げることができる。

[0040] また、モニタ回路 29eは、ドライバ回路 29fやピエゾ素子 27の如き負荷に対して、所定の電圧が加わって、る力否かを監視すると共に、この負荷に流れるパルス電流を監視する。具体的には、負荷に印加される印加電圧とパルス電流とを読み込み、駆動周波数でのインピーダンスと応答特性をモニタすることにより、ピエゾ素子 27が正常に音響を発生している力否かを判断する。

[0041] また、ドライバ回路 29fは、ピエゾ素子 27にパルス信号を印加することによって当該ピエゾ素子 27を駆動するための駆動手段であり、例えば、プッシュプルの 2つの MO S— FETを 2組、合計 4つの MOS— FETを組み合わせたフルブリッジのパルススイツチングドライバ回路として構成されている。 [0042] 次に、ピエゾ素子 27に印加されるパルス信号とその制御について説明する。図 15 は、パルス信号を示す図である。この図 15 (a)に示すように、ピエゾ素子 27に加されるパルス信号は、電流が流れない-ユートラルの中間ゼロ電位を基準として、プラス側とマイナス側に同じ幅で交互に発生する。このパルス信号は、中央制御回路 29c においてその周波数とパルス幅 (PW)とが所定の値になるように変調された後、ドライバ回路 29fに入力され、このドライバ回路 29fに供給される電圧 (音量)制御回路 29d で生成された電圧が、前記所定の周波数とパルス幅でピエゾ素子 27に印加される。

[0043] すなわち、中央制御回路 29cは、図 13の受信機 5から出力された警報音出力信号に含まれた制御コマンドを解析し、この制御コマンドに合致した音程で警報音が出力されるよう、このパルス信号の周波数 (駆動周波数)を選択する。例えば、火源警報音を出力させる場合には比較的高い周波数、連動警報音を出力させる場合には比較的低い周波数を選択する。この周波数の選択は、例えば、予め選択可能な複数の周波数のうち、条件に合致した一つの周波数を選択することによって行われる。また、 2 つの周波数を早い周期で繰り返し切り替えるフリッカー音を生成することも行われる。

[0044] また、中央制御回路 29cは、このように決定した周波数においてピエゾ素子 27を駆動した場合に、このピエゾ素子 27から最も高効率で警報音が出力されるように (消費電流に対する出力音圧の比が最大になるように）、このパルス信号のパルス幅を決定する（以下、このように決定されるパルス幅を最適パルス幅と称する）。具体的には、パルス信号の各周波数毎に最適パルス幅が異なり得るので、各周波数毎の最適パルス幅を予め理論値又は実験値によって決定し、これら各周波数毎と最適パルス幅とを相互に関連付けた状態で、中央制御回路 29cの内部ソフトウェアのテーブルに記憶させておく。そして、中央制御回路 29cは、パルス信号の周波数を決定した後、この周波数に対応する最適パルス幅をテーブルを参照して特定し、これら周波数及び最適パルス幅のパルス信号を生成して、ドライバ回路 29fに出力する。すなわち、本実施例の中央制御回路 29cとドライバ回路 29fとは、特許請求の範囲におけるパルス信号印加手段に対応し、中央制御回路 29cは特許請求の範囲における記憶手段に対応する。

[0045] 次に、このような周波数とパルス幅との関係について説明する。図 16は、特定の周波数における、ピエゾ素子 27に印加したパルス信号のパルス幅と、このパルス信号の電流値及びピエゾ素子 27から出力された警報音の出力音圧との関係を示すダラフである。この図 16において、横軸はパルス幅、右の縦軸は電流値、左の縦軸は出力音圧を示し、電流値を X印のプロット、出力音圧を四角のプロットにて示す。なお、ここではパルス信号の電圧が一定である場合を示し、出力音圧は音響測定箱の中で 30cmの距離をとり A特性カーブで測定している。ここで、パルス幅をゼロにすると電流は流れず-ユートラルの状態となるため、出力音圧はゼロになるが、このパルス幅を広げて、くと中間電位の時間は少なくなり、最大のパルス幅ではプラス側からマイナス側またその逆でも直に電位が急激に変わることになる。例えば、 925Hzの周波数では、波長が約 1080 Secであることから、パルス信号がとり得る最大のパルス幅は約 540 Secになる。

[0046] この図 16のグラフに示すように、特定の周波数下において、電流値に対する出力音圧の大きさが変化する。このグラフに示す周波数の場合、パルス幅を約 125 ± 50 Secとした時に、電流値が低ぐ出力音圧が安定して高くなつていることが分かる。すなわち、この特定の周波数に対しては、最適パルス幅は約 125 ± 50 Secであることが分かる。さらに、同様なデータを他の周波数下で取得することにより、各周波数での最適パルス幅を特定し、これをテーブルィ匕して中央制御回路 29cの内部ソフトゥエアに組み込んで、上記のように利用することができる。

[0047] 次に、パルス信号のパルスデューティーについて説明する。中央制御回路 29cは、ピエゾ素子 27に印加されるパルス信号のパルスデューティー比が 50%未満になるよう、このパルス信号を生成する。すなわち、図 15に示すように、中央制御回路 29cにて生成されたパルス信号は、そのパルス幅が 1波長の 2分の 1未満になるように生成されており（PL > 2PW)、パルスデューティー比を 50%未満とされている。この場合、プラス側とマイナス側の、ずれにもパルスが入力されてヽなヽ（中間電位である）ニュートラル時間が存在することになり、この-ユートラル時間においては、ピエゾ素子 27 における消費電流もゼロになる。

[0048] 従って、図 15 (b)に示す従来のパルス信号のように、パルスデューティー比が 50% である場合に比べて (PL = 2PW)、ピエゾ素子 27における消費電流が削減され、ピェゾ素子 27を省電力駆動できる。また、図 14において、ピエゾ素子 27には、図示しないインダクターコイルが直列に挿入されている。従って、このインダクターコイルによつて、ピエゾ素子 27のインピーダンスが調整され、このインダクターコイルに蓄えられたエネルギーがスイッチングの-ユートラル時間中に放出されるので、ピエゾ素子 27 の音圧を高め、その音響効率を一層向上させることができる。

[0049] 以上、本発明の実施例について説明したが、本発明の具体的な構成及び方法は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。

[0050] まず、回路構成の具体的内容は任意であり、一部の回路をプログラムにて置換したり、中央制御回路 29cの機能の一部をノ、一ドウエアにて置換してもよい。例えば、実施例にお、ては、周波数と最適パルス幅とをテーブルィ匕してプログラムに組み込むものとして説明したが、不揮発性の外部記憶素子を設け、この外部記憶素子に周波数と最適パルス幅とを記憶させてもよい。また、記憶させたデータを使用するのに留まらず、リアルタイムにフィードバックをしてドライブする方法でもよい。例えばモニタ回路 29cやマイクロフォンで得られるインピーダンスと音圧の情報力も最適なパルス幅でピェゾ素子を駆動する方法もある。

[0051] また、本発明が解決しょうとする課題や発明の効果は、上記した内容に限定されるものではなぐ本発明によって、上記に記載されていない課題を解決したり、上記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。例えば、各周波数における音圧を最大化できて、な、場合にぉ、ても、従来よりわずかでも音響効率が向上して、る限りにお、て、本発明の課題は達成されて、る。

[0052] この他、上記文書中や図面中で示した回路例、構造例、各信号の関係等については、あくまで例示であり、特記する場合を除いて任意に変更することができる。

産業上の利用可能性

[0053] 以上のように、本発明に係る警報出力器は、警報器力もの出力に基づいて警報を行うことに利用でき、特に、高効率で警報音を出力させることに有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 監視領域の異常を報知するための警報音を出力する警報出力器であって、

パルス信号を印加されることにより警報音を出力する音源と、

前記音源に対して前記パルス信号を印加するパルス信号印加手段と、前記パルス信号が取り得る周波数とパルス幅との組合せを複数記憶する記憶手段とを備え、

前記パルス信号印加手段は、前記記憶手段にて記憶された周波数とパルス幅との組合せに応じた前記パルス信号が前記音源に対して印加されるよう、前記パルス信号を生成すること、

を特徴とする警報出力器。

[2] 前記パルス信号印加手段は、前記パルス信号の周波数が所定方法で決定された場合、この決定された周波数に対応するパルス幅を前記記憶手段力取得し、これら決定された周波数及び取得したパルス幅の前記パルス信号が前記音源に対して印加されるよう、前記パルス信号を生成すること、

を特徴とする請求項 1に記載の警報出力器。

[3] 前記パルス信号印加手段は、前記パルス信号のパルスデューティー比が 50%未満になるよう、前記パルス信号を生成すること、

を特徴とする請求項 1又は 2に記載の警報出力器。