JP5186199B2 - 警報器 - Google Patents
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Description
また、第1の周波数帯域の下限から上限まで、出力手段に出力させる音波の周波数を連続的に変化させるので、必ず各々の警報器固有の共鳴周波数で出力手段に音波を出力させることができる。
また、共鳴周波数を含む第2の周波数帯域における周波数の変化率を、第3の周波数帯域における周波数の変化率よりも小さくしているので、共鳴周波数に近い周波数で出力手段に音波を長時間出力させることができ、音響出力が大きい時間を長くすることができる。これと共に、幅広い周波数帯域の中で周波数を変化させているので、お年寄りでも聞き取りやすい周波数帯域の音波を出力させることができる。
まず、各実施の形態に共通の基本的概念について説明する。各実施の形態に係る警報器は、火災等の異常発生を検出した場合、音響出力によって警報を発報することを目的とするものである。
次に、本発明に係る各実施の形態の具体的内容について説明する。なお、上述の如く各実施の形態に係る警報器の設置対象は任意であるが、以下では、煙を感知することで火災を検出し警報を発報する住宅用警報器に本発明が適用された場合を例に挙げて説明する。
まず実施の形態1について説明する。この形態は、共鳴周波数を含む第1の周波数帯域の中で、出力手段に出力させる音波の周波数を変化させる形態である。
まず、警報器の構成を説明する。図1は本実施の形態1に係る警報器の外観斜視図、図2は図1に示した警報器の内部を示した斜視図、図3は図1及び図2に示した警報器の電気的構成を機能概念的に示したブロック図である。図1から図3に示すように、警報器1は、筐体2、検出部3、点検スイッチ4、音響部5、及び、制御部6を備えている。
筐体2は、警報器1の基本構造体であり、表ケース20と裏ケース21とを相互に組み合わせて構成されている。表ケース20には、煙流入口22、表示部23、スピーカ孔24が設けられている。煙流入口22は、警報器1の外部から筐体2の内部に煙を流入させるための開口部である。表示部23は、火災警報や警報器1の状態等を表示するためのものである。スピーカ孔24は、音響部5から出力される音響出力を警報器1の外部に放出するためのものである。また、裏ケース21には、警報器1を設置対象に取り付けるための図示しない固定手段や電源端子等が設けられている。
検出部3は、監視領域における火災の発生を検出する火災検出手段であり、筐体2の内部に設置されている。具体的には、検出部3は、煙流入口22から流入した煙の濃度を検出し、その濃度に応じた数値を示す検出信号を制御部6に出力する。なお、煙の濃度の検出方法は公知の技術であるので説明を省略する。
点検スイッチ4は、警報器1における所定の動作を起動する手段である。具体的には、所定の押圧手段を介して点検スイッチ4を押圧すると、その動作が制御部6にて検知され、所定の点検動作が起動する。
音響部5は、制御部6によって制御され、警報音を出力するものである。図4は、音響部5の概略的な構成を示した側断面図である。図3及び図4に示すように、音響部5は、圧電振動板50、共鳴室51、及び、昇圧回路52(図4には図示せず)を備えている。
圧電振動板50は、当該圧電振動板50を振動させることにより任意の周波数の音波を出力可能なものであり、特許請求の範囲における出力手段に対応している。具体的には、圧電振動板50は、厚み方向に分極された圧電素子50aと薄い金属板50bとを張り合わせて構成されている。この圧電素子50aに印加する電圧を周期的に変化させることで、当該圧電振動板50を振動させ、音波を発生させることができる。
共鳴室51は、圧電振動板50によって発生された音波を共鳴させるための共鳴空間51aを形成するためのものであり、特許請求の範囲における共鳴手段に対応している。共鳴室51の具体的な構成は任意であるが、例えば、共鳴室51は略円筒体として形成され、その内部において、当該略円筒体の端面と略平行になるように圧電振動板50が配置されている。また、圧電振動板50と対向している略円筒体の端面には、共鳴室51で発生した共鳴音を共鳴室51の外部に放音するための放音孔51bが設けられている。この場合、共鳴室51に固有の共鳴周波数は、圧電振動板50の外径、圧電振動板50と共鳴室51の端面との間の距離、放音孔51bの内径等の関係から決定することができる。
制御部6は、警報器1における火災発生検出や警報発報等の動作を行うためのものであり、音響制御部60、検出処理部61、表示制御部62、及び、記憶部63を備えている。
次に、音響制御部60による音響部5の制御について説明する。図5は、圧電振動板50に対する入力電圧の周波数を一定振幅の下で変化させた場合における、周波数と音響部5から出力される音圧との関係を示すグラフである。図5においては、周波数が2.9kHzの場合に、出力される音圧が約110dB/10cmとなり、最大値となっている。従って、図5に例示した警報器1において最大音圧を得るためには、周波数2.9kHzの音波を発生させるように圧電振動板50の振動を制御すればよい。
図6は圧電振動板50を振動させる時間と周波数との関係を示したグラフである。図6に示したように、音響制御部60は、圧電振動板50を振動させる周波数を、第1の周波数帯域101の中で変化させる。この第1の周波数帯域101は、製造上の公差等を考慮に入れ、警報器1の共鳴周波数が当該第1の周波数帯域101の中に必ず含まれるように決定されている。第1の周波数帯域101の具体的な範囲は任意であるが、本実施の形態1においては、2.0kHzから3.3kHzを第1の周波数帯域101としている。
このように実施の形態1によれば、製造公差等に起因して製品毎の共鳴周波数が相違している場合であっても、これらの相違している共鳴周波数を包含する第1の周波数帯域101の中で、圧電振動板50を振動させる周波数を変化させるので、必ず各々の警報器1固有の共鳴周波数で圧電振動板50を振動させることができ、十分な音響出力を得ることできる。また、フィードバック回路を別途設ける必要も無いため、コストの上昇やサイズの拡大を回避することができる。
次に、実施の形態2について説明する。この形態は、圧電振動板50を振動させる場合における、電源出力のduty比を変化させることで、音量を変化させる形態である。
上述の実施の形態1においては、圧電振動板50を振動させる周波数を変化させ、共鳴周波数で当該圧電振動板50を振動させることにより、所用の音響出力を得ている。これに加えて音響出力の大きさを変化させようとする場合、従来は、電源電圧を変化させる方法や、圧電振動板50を振動させる周波数を変化させる方法が用いられていた。
図7は、音響部5の電気的構成の概略を示した回路図である。図7に示すように、圧電振動板50は、所用の電源電圧を圧電振動板50に供給するための昇圧コイル53、トランジスタ54、抵抗55や、他の回路を保護するためのコンデンサ56、ダイオード57等と組み合わされて、制御部6及び電源ラインに接続されている。
このように実施の形態2によれば、音響制御部60によって、圧電振動板50に入力させるパルス波のduty比を変化させているので、音響部5から出力される音響出力の大きさを任意に変化させることができる。従って、電源電圧を変化させるための変圧回路を別途設ける必要がなく、コスト上昇を避けることができる。また、音響出力の大きさを変化させるために圧電振動板50を振動させる周波数を変化させる必要が無いので、使用者に不自然な感覚を与えることを避けることができる。
以上、本発明に係る各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、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。
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前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。
上述の実施の形態2では、音響出力の大きさを任意に変化させることができると説明したが、例えば、火災警報の発報等において、段階的に出力が大きくなるように変化させてもよい。これにより、突然発報した大音量の警報によって警報器1の近傍にいる使用者を驚かせることが避けられると共に、離れた場所にいる使用者にも確実に警報を認識させることができる。
2 筐体
3 検出部
4 点検スイッチ
5 音響部
6 制御部
20 表ケース
21 裏ケース
22 煙流入口
23 表示部
24 スピーカ孔
50 圧電振動板
50a 圧電素子
50b 金属板
51 共鳴室
51a 共鳴空間
51b 放音孔
52 昇圧回路
53 昇圧コイル
54 トランジスタ
55 抵抗
56 コンデンサ
57 ダイオード
60 音響制御部
61 検出処理部
62 表示制御部
63 記憶部
101 第1の周波数帯域
102A 第2の周波数帯域A
102B 第2の周波数帯域B
102C 第2の周波数帯域C
103A 第3の周波数帯域A
103B 第3の周波数帯域B
103C 第3の周波数帯域C
104A 第4の周波数帯域A
104B 第4の周波数帯域B
104C 第4の周波数帯域C
Claims (2)
- 所定の共鳴周波数の音波に共鳴する共鳴手段と、
前記共鳴手段に設置され、任意の周波数の音波を出力可能な出力手段と、
前記出力手段によって出力させる音波の周波数を変化させる周波数変化手段と、を備え、
前記周波数変化手段は、前記出力手段に出力させる音波の周波数を、前記共鳴周波数を含む第1の周波数帯域の中で、前記第1の周波数帯域の下限から上限、または、上限から下限に連続的に変化させ、当該第1の周波数帯域のうち、前記共鳴周波数を含む第2の周波数帯域では周波数の変化率を第1の変化率とし、当該第2の周波数帯域を除く第3の周波数帯域では周波数の変化率を前記第1の変化率より大きい第2の変化率とすること、
を特徴とする警報器。 - 前記周波数変化手段は、前記第3の周波数帯域と、相互に異なる前記第2の周波数帯域とからなる、複数の第4の周波数帯域の各々において、前記出力手段に出力させる音波の周波数を変化させること、
を特徴とする請求項1に記載の警報器。
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