(57)【要約】      （修正有）【課題】防災行政無線の子局のスピーカの故障検出を迅速に検出できるような音声緊急情報報知装置を提供する。【解決手段】音声緊急情報報知装置１において、無線信号を受信して音声出力期間において音声信号可変利得をデジタルアンプ１５に出力する無線受信機１０と、スピーカ１８の入力インピーダンスを検出するインピーダンス検出手段（電流検出器２２）とを有する。スピーカの新規設置時又は交換時に、ＣＰＵ２０は、入力インピーダンスの初期値を測定し、その値を基準値として正常範囲が設定される。その後、音声非出力期間において、スピーカの入力インピーダンスを監視値として測定し、その監視値が正常範囲に存在するか否かを判定し、監視値が正常範囲に存在しないと判定した場合には、スピーカが故障している旨の警報を、警報手段（警報ランプ４０、警報ブザー４１）が報知する。【選択図】図１
2020145580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
防災行政無線の子局であって、行政のセンタから送信される無線信号に応じて、その無線信号のうちの音声信号を増幅した後に、高所に配置された複数のスピーカから、それらのスピーカが支配する領域に音声による緊急情報を出力するようにした音声緊急情報報知装置において、
前記音声信号を増幅するデジタルアンプと、
前記無線信号を受信して、音声の出力期間である音声出力期間と、音声出力期間以外の音声非出力期間とを表す制御信号を出力し、前記音声出力期間において前記音声信号を前記デジタルアンプに出力する無線機と、
前記スピーカの入力インピーダンスを検出するインピーダンス検出手段と、
前記スピーカの新規設置時又は交換時に、前記入力インピーダンスを測定することを指令する初期値測定指令手段と、
前記音声非出力期間において、前記スピーカの前記入力インピーダンスを測定することを指令する測定指令手段と、
前記初期値測定指令手段により前記入力インピーダンスの測定が指令された時には、前記インピーダンス検出手段により前記スピーカの前記入力インピーダンスの初期値を測定する初期値測定制御手段と、
前記初期値測定制御手段により前記初期値が測定された場合には、その初期値を基準にして前記入力インピーダンスの正常範囲を設定してメモリに記憶する正常範囲設定手段と、
前記測定指令手段により前記入力インピーダンスの測定が指令された時には、前記インピーダンス検出手段により前記スピーカの前記入力インピーダンスの監視値を測定する監視測定制御手段と、
前記監視測定制御手段により前記監視値が測定された場合には、その監視値が前記正常範囲設定手段により設定されて前記メモリに記憶された前記正常範囲に存在するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記入力インピーダンスの前記監視値が前記正常範囲に存在しないと判定された場合には、前記スピーカが故障している旨の警報をする警報手段と
を有すること特徴とする音声緊急情報報知装置。
【請求項２】
前記音声非出力期間において、前記初期値測定指令手段又は前記測定指令手段により前記入力インピーダンスの測定が指令された時には、前記デジタルアンプに給電すると共に前記デジタルアンプの入力端に直流信号を供給する直流信号供給手段を有することを特徴とする請求項１に記載の音声緊急情報報知装置。
【請求項３】
前記インピーダンス検出手段は、前記デジタルアンプの出力電流を測定し、この電流により前記入力インピーダンスを測定することを特徴とする請求項２に記載の音声緊急情報報知装置。
【請求項４】
前記インピーダンス検出手段は、前記デジタルアンプの給電電力又は給電電流を測定し、この電力又は電流により前記入力インピーダンスを測定することを特徴とする請求項２に記載の音声緊急情報報知装置。
【請求項５】
前記インピーダンス検出手段は、前記スピーカの入力端の電圧を測定し、この電圧により前記入力インピーダンスを測定することを特徴とする請求項２に記載の音声緊急情報報知装置。
【請求項６】
前記デジタルアンプと前記スピーカとの間に配設されたスイッチであって、前記スピーカの入力端を前記デジタルアンプの出力端に接続する接続側と、前記スピーカの入力端を前記デジタルアンプの出力端から分離して前記インピーダンス検出手段の入力端に接続する遮断側とで切替える切替スイッチを有し、
前記入力インピーダンス検出手段は直流電源と保護抵抗とを有し、前記保護抵抗に流れる電流又は前記保護抵抗の出力端電圧を測定することで前記入力インピーダンスを測定するすることを特徴とする請求項１に記載の音声緊急情報報知装置。
【請求項７】
前記入力インピーダンス検出手段はスイッチを介して前記スピーカの入力端に接続され、直流電源と保護抵抗とを有し、前記保護抵抗に流れる電流又は前記保護抵抗の出力端電圧を測定することで前記入力インピーダンスを測定することを特徴とする請求項１に記載の音声緊急情報報知装置。
【請求項８】
前記監視測定制御手段は、前記音声非出力期間において、定間隔又は不定間隔の時刻で前記監視値を測定することを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の音声緊急情報報知装置。
【請求項９】
測定される前記入力インピーダンスは入力抵抗であることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の音声緊急情報報知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋外の電柱などの高所に設置されたスピーカから、所定エリアにおいて、音声による一般広報を行ったり、地震発生、つなみ襲来、土砂崩れ、河川氾濫などの緊急情報を音声報知する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の屋外拡声子局は、防災行政無線の子局内に増幅機を内蔵したものを使用し、自治体内の地域に凡そ半径600m毎に設置されている。例えば防災センタから定時に動作確認を兼ねて、これらの屋外拡声子局に定時案内放送を行っていた。この定時案内放送が鳴らないと、最寄りの住民などから鳴らなかったとの報告が来るようになっていた。これにより早期に故障検知が出来、故障修復することが出来た。
【０００３】
この他に、防災センタから、屋外拡声子局に対し監視信号を送出して屋外拡声子局の異常確認を行う方法も有るが、この方法は屋外拡声子局からの無線による応答により、無線回線が動作していることは確認できるが、スピ−カから音が出たことを確認することは出来ない。
【０００４】
スピーカの故障を検出する装置として、下記特許文献１に開示のように、スピーカの直近に音圧センサを設けて、この音圧センサにより音声が検出された場合には、センタに向けてアンサーバック信号を送信するようにした装置が知られている。また、下記特許文献２のように、周囲の環境音に左右されないように、スピーカの出力音を空気振動で検出するのではなく直接スピーカの振動を検出するようにした装置が知られている。また、下記特許文献３のように子局において子局の障害ログを記憶し、後に作業員が携帯外部接続装置を子局に接続してこのログを読み取るようにした装置が知られている。さらには、特許文献４のように、スピーカの入力インピーダンスを測定して、この測定値と基準値や所定の範囲とを比較して、スピーカコイルが短絡又は断線したか否かを判定することが知られている。また、基準値はスピーカが正常である時にインピーダンスを測定した時の値を用いても良いことも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２７２４８５５号
【特許文献２】特許第６１９３５２４号
【特許文献３】特開２０１１−１２３５３７
【特許文献４】特開２０１４−２１６７０４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが上記特許文献１、２に記載の装置においてはアンサーバックのための設備を余分に必要とした。また、特許文献３に記載の装置では、作業員が携帯端末を子局に接続して、記録されたログデータを読み取る必要があり、専用の作業員を必要とし、監視作業が面倒であった。また、上記特許文献１〜４の装置は、スピーカから音声が出力されている期間に生じた障害を検出するものであり、告知放送をしていない期間において障害を検出する装置ではない。近年では、大規模都市などで毎日定時放送すると、周辺住民からの騒音苦情も多く、必要な時しか放送しない運用方法も多い。この場合故障していても検知することが出来ず、必要な時に放送されないことが問題となっている。防災行政無線は国民保護法により、人命や財産を守る大切な役割を担っており、放送されないことは致命的な問題となる。
また、スピーカのコイルの抵抗は極めて小さく、メーカーによって抵抗値は大きく異なる。スピーカの入力抵抗を測定して正常か否かの判定は、一律に基準値と比較するだけでは、正確に判定できない。
【０００７】
そこで、本発明は上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、無線を用いたコールバックシステムなどの新たなシステムを増設することなく、専門の監視作業員を関与させることなく、子局から告知放送が出力されないという故障をいち早く感知できるようにすることである。また、スピーカの種類等にかかわらず、故障判定を正確に実施できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するための第１発明は、防災行政無線の子局であって、行政のセンタから送信される無線信号に応じて、その無線信号のうちの音声信号を増幅した後に、高所に配置された複数のスピーカから、それらのスピーカが支配する領域に音声による緊急情報を出力するようにした音声緊急情報報知装置において、音声信号を増幅するデジタルアンプと、無線信号を受信して、音声の出力期間である音声出力期間と、音声出力期間以外の音声非出力期間とを表す制御信号を出力し、音声出力期間において音声信号をデジタルアンプに出力する無線機と、スピーカの入力インピーダンスを検出するインピーダンス検出手段と、スピーカの新規設置時又は交換時に、入力インピーダンスを測定することを指令する初期値測定指令手段と、音声非出力期間において、スピーカの入力インピーダンスを測定することを指令する測定指令手段と、初期値測定指令手段により入力インピーダンスの測定が指令された時には、インピーダンス検出手段によりスピーカの入力インピーダンスの初期値を測定する初期値測定制御手段と、初期値測定制御手段により初期値が測定された場合には、その初期値を基準にして入力インピーダンスの正常範囲を設定してメモリに記憶する正常範囲設定手段と、測定指令手段により入力インピーダンスの測定が指令された時には、インピーダンス検出手段によりスピーカの入力インピーダンスの監視値を測定する監視測定制御手段と、監視測定制御手段により監視値が測定された場合には、その監視値が正常範囲設定手段により設定されてメモリに記憶された正常範囲に存在するか否かを判定する判定手段と、判定手段により入力インピーダンスの監視値が正常範囲に存在しないと判定された場合には、スピーカが故障している旨の警報をする警報手段とを有すること特徴とする音声緊急情報報知装置である。
【０００９】
本発明において、音声非出力期間において、初期値測定指令手段又は測定指令手段により入力インピーダンスの測定が指令された時には、デジタルアンプに給電すると共にデジタルアンプの入力端に直流信号を供給する直流信号供給手段を有するようにしても良い。デジタルアンプの出力段は相補型のスイッチング型のトランジスタのカスコード回路であるので、入力信号がない場合にはトランジスタはオフ状態にあるため電力損失はない。また、入力がない時のデジタルアンプの出力インピーダンスも理論上は無限大である。そこで、入力インピーダンスを測定する場合には、デジタルアンプの入力端に所定の電圧を供給するようにしている。
【００１０】
そして、入力インピーダンス検出手段は、デジタルアンプの出力電流を測定し、この出力電流により入力インピーダンスを測定するようにしても良い。また、デジタルアンプへの給電電力を測定するようにしても良い。スピーカの入力インピーダンスを測定する場合に、デジタルアンプの入力端に直流信号を入力させると、アンプの出力電圧は所定の値となる。この結果、スピーカのコイルには直流電流が流れる。アンプの出力電圧は、スピーカのコイルを焼損しない値に設定されている。そして、このとき、デジタルアンプの出力電流がインピーダンス検出手段により検出される。スピーカのコイルに電流が供給されると、スピーカのコイルが断線している時には出力電流は零であり、スピーカのコイルが短絡している時には、出力電流は大きくなる。予め出力電流と入力インピーダンスとの関係を測定しておけば、デジタルアンプの出力電流からスピーカの入力インピーダンスを求めることができる。また、デジタルアンプの出力電圧は一定であることから、出力電流を検出すれば、スピーカの入力抵抗を求めることができる。出力電流に換えて、デジタルアンプへの給電電力を検出するようにしても良い。スピーカのコイルが短絡している場合には給電電力は大きくなり、断線している場合には給電電力は小さくなる。デジタルアンプの給電電流とスピーカの入力インピーダンスとの関係は所定の関係があるので、給電電力とスピーカの入力インピーダンスとの関係を予め測定しておけば、給電電力からスピーカの入力インピーダンスを測定することができる。
【００１１】
また、本発明において、インピーダンス検出手段は、スピーカの入力端子電圧や複数のスピーカを接続している場合の中間タップの電圧を測定するようにしても良い。デジタルアンプの入力端に所定の直流電圧（直流信号）を供給して、アンプの出力端から電流をスピーカに供給する。この時のスピーカの入力端の電圧又は電流を測定しても良い。スピーカのコイルが短絡している場合には、スピーカの入力端の電圧は極めて低く、出力される電流は大きい。また、コイルが断線している場合には、スピーカの入力端の電圧は規定の高い値となり、出力電流は小さい値が得られる。コイルが正常な場合にはスピーカの入力端の電圧又は電流は、短絡状態での電圧又は電流と、断線状態での電圧又は電流との間の値となる。このスピーカの入力端の電圧又は電流はスピーカの入力インピーダンスに関連して変化するので、入力端の電圧又は電流とスピーカの入力インピーダンスとの関係を予め測定しておけば、スピーカの入力端の電圧又は電流から入力インピーダンスを求めることができる。スピーカの入力端の電流を測定するには、デジタルアンプの出力端とスピーカの入力端との間に抵抗を設けて、抵抗の両端の電圧を検出するようにしても良い。
【００１２】
また、上記発明において、デジタルアンプとスピーカとの間に配設されたスイッチであって、スピーカの入力端をデジタルアンプの出力端に接続する接続側と、スピーカの入力端をデジタルアンプの出力端から分離してインピーダンス検出手段の入力端に接続する遮断側とで切替える切替スイッチを有し、入力インピーダンス検出手段は直流電源と保護抵抗とを有し、保護抵抗に流れる電流又は保護抵抗の出力端電圧を測定することで入力インピーダンスを測定するする構造としても良い。この場合において、スピーカの入力インピーダンスを測定する場合には、デジタルアンプの出力端とスピーカの入力端とを完全に切り離して、スピーカの入力端に保護抵抗を介して電圧を供給して、流れる電流又は保護抵抗の出力電圧（スピーカの入力端の電圧）を測定するようにしても良い。保護抵抗を流れる電流や保護抵抗の出力電圧はスピーカの入力インピーダンスに相応して変化するので、これらの電流や出力電圧を測定することによりスピーカの入力インピーダンスを測定することができる。
【００１３】
また、入力インピーダンス検出手段はスイッチを介してスピーカの入力端に接続され、直流電源と保護抵抗とを有し、保護抵抗に流れる電流又は前記保護抵抗の出力端電圧を測定することで入力インピーダンスを測定する構造としても良い。この場合にはデジタルアンプの出力端とスピーカの入力端とは完全には分離しない。この場合には、入力インピーダンス検出手段はスピーカのコイルとデジタルアンプの入力インピーダンスとの並列インピーダンスを測定することになる。しかし、入力信号がないデジタルアンプの出力インピーダンスは極めて大きい。したがって、実質上はスピーカの入力インピーダンスを測定しているのと等価となる。
【００１４】
また、上記発明において、監視測定制御手段は、音声非出力期間において、定間隔又は不定間隔の時刻で監視値を測定する手段としても良い。音声の出力期間はセンタから送信される信号により判別できるので、音声出力期間以外の期間を音声非出力期間と認識することができる。センタから送信される制御信号により入力インピーダンスを測定するタイミングを与えても良し、子局が発生するタイミングにより測定しても良い。また、測定されるスピーカの入力インピーダンスは入力抵抗としても良い。
【００１５】
上記発明において、正常範囲は、一般的には、第１閾値以上、第２閾値以下である。しかし、第１閾値は０、第２閾値は無限大であっても良い。例えば、スピーカのコイルが短絡している場合には、スピーカの入力インピーダンスは最小値となる。この最小値を異常時最小値という。スピーカのコイルが断線している場合には、スピーカの入力インピーダンスは最大値となる。この最大値を異常時最大値という。これらの故障が判別できれば良い。したがって、第１閾値は異常時最小値より大きく、正常時の入力インピーダンスの範囲内の正常時最小値より小さい値に設定する。また、第２閾値は異常時最大値より小さく、正常時最大値よりも大きい値に設定される。警報手段は可視的に知らせるランプ、ディスプレイ、可聴的に知らせるスピーカ、ブザーなどである。
【００１６】
上記発明において、判定手段による結果を、判定した日時と共に記憶する判定履歴記憶手段を設けるようにしても良い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、スピーカの設置又は交換時にスピーカの正常な入力インピーダンスを初期値として測定し、その初期値を基準値として所定の正常範囲を設定している。そして、スピーカの監視時に入力インピーダンスを監視値として測定し、その監視値が所定の正常範囲内に存在するか否かが判定される。したがって、スピーカの種類に係わらず故障判定を正確に行うことができる。また、任意のタイミングでスピーカの入力インピーダンスの監視値が測定されているので、故障検出から警報までの時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施例に係る音声緊急情報報知装置を示した構成図。
【図２】第１実施例の音声緊急情報報知装置のＣＰＵによるスピーカの入力インピーダンスの初期値の測定処理手順を示したフローチャート。
【図３】４個のスピーカのコイルの接続関係を示した回路図。
【図４】実施例１の音声緊急情報報知装置のＣＰＵによるスピーカの入力インピーダンスの監視値の測定処理手順を示したフローチャート。
【図５】本発明の実施例２に係る音声緊急情報報知装置の要部を示した構成図。
【図６】本発明の実施例３に係る音声緊急情報報知装置を示した構成図。
【図７】実施例３の音声緊急情報報知装置のＣＰＵによるスピーカの入力インピーダンスの初期値の測定処理手順を示したフローチャート。
【図８】実施例３の音声緊急情報報知装置のＣＰＵによるスピーカの入力インピーダンスの監視値の測定処理手順を示したフローチャート。
【図９】本発明の実施例４に係る音声緊急情報報知装置の要部を示した構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２０】
本実施例はスピーカの故障をデジタルアンプの出力電流で判定する例である。図１は、本実施例に係る音声緊急情報報知装置１の構成図である。本音声緊急情報報知装置１は、自治体地域に設置されている電柱、電話支柱などの柱状体やビルや家屋の高所などに取り付けられる。スピーカ１８は４セットあり、各セットはそれぞれ水平面内で直交する４方向に向けて配設されている。そして各セットのスピーカは鉛直方向に４個のスピーカが連結されている。したがって、スピーカの数は１６個である。４セットのスピーカが、それぞれ、独立した減衰量で駆動されるように構成されている。
【００２１】
無線受信機１０は、防災無線行政センタ３０から無線信号を受信して、音声をスピーカ１８から出力する装置である。無線受信機１０の音声信号出力端子Ａは可変減衰器１２に接続し、可変減衰器１２はデジタルアンプ１４の入力段に設けられている。可変減衰器１２とデジタルアンプ１４とが可変利得デジタルアンプ１５を構成している。デジタルアンプ１４の出力はスピーカ１８に入力し、デジタルアンプ１４によりスピーカ１８が駆動さこれて、スピーカ１８から音声が出力される。デジタルアンプ１４の出力電流は電流検出器２２（インピーダンス検出手段）により測定され、ＣＰＵ２０に入力される。デジタルアンプ１４はスイッチ２８を介して電源３２から給電される。また、４セットのデジタルアンプ１４は、セット単位で給電電流である消費電流が電流検出器２１により検出され、その値はＣＰＵ２０により読み取られる。
【００２２】
また、無線受信機１０はセンタ３０が送信する信号のうちデータ信号を復調して、信号が緊急情報か、そうでない通常情報かの送信される信号の種別を表す信号がデータ端子Ｂから出力される。すなわち、緊急情報であればデータ端子ＢはＨレベル、通常情報であればデータ端子ＢはＬレベルとなる。また、センタ３０から送信される信号には、音声情報の出力期間（以下、音声出力期間という）を示す放送開始と放送終了のタイミングを示す情報が含まれている。無線受信機１０はこの出力期間情報を復調して、データ端子Ｃからは放送開始時刻から放送終了時刻の間Ｈレベルとなる音声出力期間信号が出力され、ＣＰＵ２０に入力される。無線受信機１０のデータ端子Ｂからの種別信号はＣＰＵ２０に入力している。
【００２３】
また、ＣＰＵ２０にはメモリ２４と初期値測定ボタン２６とが接続されている。メモリ２４には、各スピーカ１８の取付時や交換時に、測定された入力インピーダンスの初期値が基準値として記憶される初期値メモリと、その基準値を中心にして正常範囲を決定する下限値の第１閾値と上限値の第２閾値を記憶する正常範囲メモリとを有する。また、故障が発生した時刻と測定された消費電流や故障モードが記憶される故障ログメモリ２４を有している。初期値設定ボタン２６（初期値測定指令手段）はスピーカ１８の入力インピーダンスの初期値を測定する時に測定指令を付与するスイッチである。また、異常が検出された時に外部に知らせるための警報ランプ４０と警報ブザー４１（警報手段）がＣＰＵ２０に接続されている。
【００２４】
ＣＰＵ２０は、無線受信機１０のデータ端子Ｂから出力される緊急情報か通常情報かを示す種別信号、周囲の騒音レベル、現在時刻が夜間時間帯に存在するか否かに基づいて、４つの可変減衰器１２のそれぞれの減衰量を可変設定する。また、無線受信機１０のデータ端子Ｃから出力される出力期間信号は、音声の出力期間中スイッチ２９をオン状態として、ＣＰＵ２０に給電が継続される。また、出力期間信号はＣＰＵ２０に入力しており、ＣＰＵ２０は出力期間信号に基づき音声の出力期間中、スイッチ２８をオンにしている。したがって、データ端子Ｃの電圧レベルがＨレベルの期間、すなわち、放送開始時刻から放送終了時刻の期間、ＣＰＵ２０、デジタルアンプ１４に給電される。これによりデジタルアンプ１４は電源３２から給電されて、入力した音声信号を増幅して、スピーカ１８に出力する。
また、ＣＰＵ２０は音声非出力期間において、スピーカ１８の入力インピーダンスの初期値やその後に測定される監視値を測定する時にスイッチ２８がオン状態とされる。これにより、各デジタルアンプ１４は電源３２から給電される。なお、メモリ２４はＣＰＵ２０から給電されている。また、センタ３０から送信される信号に含まれる音声信号は、出力期間信号の立ち上がり、すなわち、放送開始信号が出力されてから、ＣＰＵ２０、デジタルアンプ１４に給電されて、これらの機器が動作可能状態となる遅延時間の後に送信される。
【００２５】
デジタルアンプ１４の入力端とアースとの間には直流電源３６とスイッチ３４が設けられている（直流信号供給手段）。この直流電源３６とスイッチ３４の代わりに、ＣＰＵ２０から信号線３９に直流信号を供給するようにしても良い。この場合には直流信号供給手段はＣＰＵ２０が構成している。また、可変減衰器１２と直流電源３６による電圧印加点との間にはコンデンサ３８が挿入されており、直流電源３６からの電圧が無線受信機１０の端子に印加されないように構成されている。スピーカ１８の入力インピーダンスを測定する時には、ＣＰＵ２０の制御によりスイッチ３４がオンされて、直流電源３６の所定電圧が直流信号としてデジタルアンプ１５に入力される。これによりデジタルアンプ１４は動作して、スピーカ１８に直流電流が供給される。ＣＰＵ２０と各デジタルアンプ１４の出力電流を検出する各電流検出器２２とは、独立したそれぞれの検出信号線で接続されている。スピーカ１８に直流電流が流れると、スピーカ１８の入力インピーダンスに応じて流れる電流が変化するので、電流検出器２２により測定すればスピーカ１８の入力インピーダンスを測定することができる。
【００２６】
次に、本音声緊急情報報知装置１の作用をＣＰＵ２０の制御手順を示したフローチャートに基づいて説明する。図２のフローチャートは、初期値測定ボタン２６が押下された時に起動されるプログラムにおけるＣＰＵ２０の処理手順を示している。電柱等の高所にスピーカ１８が設置された時や、故障したスピーカを新たな正常な物に交換した時に、作業者は初期値測定ボタン２６を押下する。ステップ１００において、音声非出力期間か否かが判定され、音声出力期間の場合（スイッチ２８は既にオンになっている）には、初期値測定指令は無効として本プログラムは終了される。音声非出力期間と判定された場合にはステップ１０２（初期値測定制御手段）においてスイッチ２８、３４がオン状態にされる。音声非出力期間の場合にはスイッチ２８は既にオフ状態であるので、スイッチ２８をオンとすることで、４セットのデジタルアンプ１４に給電され、デジタルアンプ１４は増幅可能状態となる。また、スイッチ３４がオンとなることで（入力インピーダンスを測定しない期間は、オフ状態にされている）、デジタルアンプ１４の入力端には直流電源３６の電圧による一定電圧の直流信号が印加される。これによりデジタルアンプ１４から直流電流がスピーカ１８に供給される。このとき、スピーカ１８に供給される電流はコイルを焼損しない小さいな値となるように、デジタルアンプ１４に入力される直流電圧が調整されている。
【００２７】
次に、ステップ１０４（初期値測定制御手段）で、４個のそれぞれの電流検出器２２の検出値が読み取られる。この検出値はそれぞれのデジタルアンプ１４の出力電流である。スピーカ１８のコイルが断線している場合には、コイルには電流は流れないので、デジタルアンプ１４の出力電流は極めて小さい。また、コイルの両端間で短絡している場合には、コイルに流れる電流は極めて大きくなり、デジタルアンプ１４の出力電流も最大となる。この出力電流からスピーカ１８の入力インピーダンス（入力抵抗）を決定することができる。例えば、デジタルアンプ１４の出力に抵抗値の幾つか異なる負荷抵抗を接続して、デジタルアンプ１４の出力電流を測定して表にすれば、出力電流から入力インピーダンスを決定することができる。また、デジタルアンプ１４の出力電圧は既知であるので、出力電流が測定されれば、その電流値と出力電圧とからスピーカの入力抵抗を直接求めることができる。ステップ１０６（初期値測定制御手段）では、このようにして決定されたスピーカの入力インピーダンスが初期値としてメモリ２４に記憶される。なお、出力電流は入力インピーダンスと一定の関係があるので、出力電流を測定値とし、正常範囲を出力電流で決定しても良い。
【００２８】
次に、ステップ１０８（正常範囲設定手段）において、初期値を基準として、その値を含む正常範囲が設定される。正常範囲は第１閾値以上、第２閾値以下の範囲である。第１閾値は異常時最小値より大きく、正常時の入力インピーダンスの範囲の正常最小値よりも小さい値とし、第２閾値は異常時最大値より小さく、正常時の入力インピーダンスの範囲の正常最大値よりも大きい値に設定される。ある１セットのスピーカ１８は４個のスピーカで構成されており、その接続関係は図３に示す関係が用いられている。図３（ａ）は４個のスピーカを直接に接続した構成、（ｂ）は４個のスピーカを並列に接続した構成、（ｃ）は２個のスピーカを並列に接続した２つの回路を直列に接続した構成である。１個のスピーカの入力抵抗をｒとする。（ａ）の構成では入力抵抗は４ｒ、（ｂ）の構成ではｒ／４、（ｃ）の構成では入力抵抗はｒである。スピーカのメーカーによっても抵抗ｒの値は異なり、４個のスピーカの接続方法によっても入力端子間の入力抵抗は大きく異なる。図３の構成の場合には、断線や短絡がない場合であっても、入力抵抗はｒ／４〜４ｒと最小値と最大値とでは１６倍異なる。また、４個のスピーカの各コイル端子間の短絡故障の場合には、（ａ）の場合の入力抵抗は３ｒ、（ｂ）の場合の入力抵抗は０、（ｃ）の場合の入力抵抗はｒ／２と異なる。また、４個のスピーカの何れか１個のコイルの断線の場合には、（ａ）の場合の入力抵抗は無限大、（ｂ）の場合の入力抵抗はｒ／３、（ｃ）の場合の入力抵抗は３ｒ／２と異なる。
【００２９】
そこで、図３（ａ）の構成の場合には、入力抵抗が４ｒは正常、３ｒは短絡が発生していると判定する必要がある。そのため、第１閾値は３．５ｒに、第２閾値は４．５ｒに設定する。これにより、４個のスピーカの一つのコイルが短絡した場合も、何れか１個のコイルが断線した場合も検出できる。また、図３（ｂ）の場合には、何れかの１つのコイルが短絡している場合には入力抵抗は０で、正常な場合にはｒ／４であるので、第１閾値はｒ／８に設定する。また、何れか１つのコイルが断線した場合には、入力抵抗はｒ／３となるので、第２閾値は正常値ｒ／４とｒ／３の中間値の７ｒ／２４に設定する。さらに、図３（ｃ）の場合には、何れか１個のコイルが短絡すると、入力抵抗はｒ／２となり、正常な場合には入力抵抗はｒであるので、第１閾値は３ｒ／４に設定される。また、何れ１個のコイルが断線すると入力抵抗は３ｒ／２となり、正常値はｒであるので、第２閾値はそれらの中間値の５ｒ／４に設定される。これにより入力抵抗が正常範囲にあるか異常かが判断できる。
【００３０】
次に、音声非出力期間において、所定時間間隔でスピーカの入力インピーダンスの監視値を測定する手順について説明する。このプログラムはＣＰＵ２０の有するタイマ機能により一定の時間間隔で実行される（測定指令手段）。ステップ２００において無線受信機１０のデータ端子Ｃのレベルが検出され、音声出力期間か否かが判定される。音声出力期間であれば、スイッチ２８は既にオンにされおり、デジタルアンプ１４は給電されているので、本プログラムが終了される。音声出力期間の場合には、監視値の測定は実行されない。音声非出力期間と判定された場合には、ステップ２０２（監視測定制御手段）においてスイッチ２８がオンされてデジタルアンプ１４に給電され、スイッチ３４がオンされて直流信号（直流電圧）がデジタルアンプ１４に入力される。この状態でデジタルアンプ１４は所定の直流電流をスピーカ１８に供給する。
【００３１】
次にステップ２０４（監視測定制御手段）において、４個のそれぞれの電流検出器２２の検出値が読み取られる。この検出値はそれぞれのデジタルアンプ１４の出力電流であり、スピーカ１８のコイルの入力インピーダンス（入力抵抗）を表している。この出力電流から得られる入力インピーダンスが監視値である。デジタルアンプ１４の出力電圧は既知であるので出力電流が分かれば、スピーカ１８の入力抵抗は求まる。次にステップ２０６（判定手段）において、この４つの各監視値がメモリ２４に記憶されている第１閾値以上、第２閾値以下か否か、すなわち、正常範囲に存在するか否かが判定される。ステップ２０６において、デジタルアンプ１４の出力電流（スピーカの入力抵抗）が正常範囲に存在しないと判定された場合には、ステップ２０８（警報手段）において、異常を検出したスピーカの番号と異常検出の日時と、検出された監視値と第１閾値以下の故障か第２閾値以上の故障かの故障モードが、故障ログメモリ２４１に記録される。そして、ステップ２１０（警報手段）において、警報ランプ４０が点灯され警報ブザー４１が鳴動される。また、ステップ２０６において監視値が正常範囲に存在すると判定された場合には、正常を示すランプを点灯して本プログラムは終了される。近くの住民が警報ランプ４０の点灯や警報ブザー４１の鳴動に気が付き、センタに故障が発生したことを知らせる。
【００３２】
防災行政無線の係員は、故障発生の情報を得て子局に赴き、故障したスピーカ１８を新たな正常なスピーカに交換する。そして、係員が初期値測定ボタン２６を押下して、上述した図２のフローチャートで示されるプログラムを実行させる。これにより、新たな初期値とその初期値を基準とした正常範囲（第１閾値及び第２閾値）がメモリ２４に記憶される。また、故障ログメモリ２４１に記憶されている故障ログは作業者の所有する携帯端末をＣＰＵ２０に接続して、携帯端末に読み取ることができ作業者は故障状態を認識することができる。
【００３３】
上記実施例において、音声非出力期間においてスピーカの入力インピーダンスが検出されるため、重大な緊急放送の前に故障が検出されて、故障を復旧させることができる。したがって、住民に対する報知に失敗することが少なくなる。上記実施例において、電流検出器２１によりデジタルアンプ１４への給電電流を検出するようにしても良い。給電電流はスピーカ１８の入力インピーダンスの値により変化するので、この給電電流によってもスピーカの入力インピーダンスを測定することも可能である。そして、この検出された給電電流により、スピーカ１８の異常か正常かを上記のようにして判断することができる。もちろん、電源３２の出力端子電圧は既知であるので、電流検出器２１による検出された消費電流から消費電力を求めることも可能である。この消費電力はスピーカ１８の入力インピーダンスと関連しているので、測定された消費電力が正常範囲に存在するか否かを判定するようにしても良い。
【実施例２】
【００３４】
実施例２は、スピーカ１８の入力端の電圧をスピーカ１８の入力インピーダンスとして測定する例である。図１における電流検出器２２に換えて、図５に示すように、スピーカ１８の入力端とアースとの間に電圧検出器５７（インピーダンス検出手段）が設けられている。電圧検出器５７の内部抵抗はスピーカ１８の入力抵抗よりも遥に大きいので、音声出力期間におけるデジタルアンプ１４からの駆動電流はスピーカ１８に流れ、電圧検出器５７には殆ど流れない。したがって、電圧検出器５７をスピーカ１８の入力端に直接接続（切替スイッチを設けることなく）しても、スピーカ１８からの音声出力に問題になることはない。
【００３５】
入力インピーダンスの初期値の測定、監視値の測定は、上記の図１、図４に記載された処理手順で実行される。本例では、スピーカ１８の入力インピーダンスに応じて、所定の直流信号を入力したデジタルアンプ１４の出力端電圧Ｖ0 は、スピーカ１８の入力インピーダンスに応じた値となる。スピーカ１８のコイルの入力端間が短絡した場合には、出力端電圧Ｖ0 は小さい値となり、コイルの断線により入力端子間の抵抗が無限大となると、出力端電圧Ｖ0 は最大値となる。詳しくは、図３の例を用いて上述した通りである。このため、出力端電圧Ｖ0 をスピーカ１８の入力インピーダンスとして測定することができる。このようにして求めた入力インピーダンスが正常範囲に存在するか否かを判定しても良い。もちろん、出力端電圧Ｖ0 が正常範囲に存在するか否かを判定するようにしても良い。また、図３に示す複数のスピーカ１８のコイルの接続回路において、コイル間の中間タップに電圧検出器５７を接続するようにしても良い。短絡故障の場合に他の健全なコイルに過大電流が流れることが防止される。
【実施例３】
【００３６】
本実施例はスピーカ１８の入力インピーダンスを直接、検出する例である。本実施例では入力インピーダンスは直流抵抗としている。図６において、図１と異なる部分のみ説明する。デジタルアンプ１４とスピーカ１８との間には切替スイッチ５０が配設されている。切替スイッチ５０は、通常は、デジタルアンプ１４の出力端とスピーカ１８の入力端とを接続する状態に保持されている。音声出力期間では、スイッチ２８がオンとなりデジタルアンプ１４に給電されて音声信号は増幅され、スピーカ１８から音声が出力される。音声非出力期間では、スイッチ２８がオフとなり、デジタルアンプ１４には給電されない。音声非出力期間であって、入力インピーダンスの初期値と監視値とを測定する時には、切替スイッチ５０は、デジタルアンプ１４とスピーカ１８とを分離し、スピーカ１８と電源５２とを接続する状態に切り換えられる。この電源５２から直流抵抗５５（保護抵抗）を介して出力される直流電流が電流検出器５１により検出されて、その値はＣＰＵ２０により読み取られる。電源５２、直流抵抗５５及び電流検出器５１がインピーダンス検出手段である。
【００３７】
次に、本音声報知装置１の作用をＣＰＵ２０の制御手順を示した図７、図８のフローチャートに基づいて説明する。電柱等の高所にスピーカ１８が設置された時やスピーカ１８を新たな物に交換した時に、作業者は初期値測定ボタン２６を押下する。図７は初期値測定ボタン２６が押下された時に起動されるプログラムである。図２の処理手順と略同一である。ステップ３００において、無線受信機１０のデータ端子Ｃのレベルが検出され、音声非出力期間か否かが判定され、音声出力期間の場合には、ステップ３１０で切替スイッチ５０をデジタルアンプ１４の側に切換えて（既に、切り換えられている場合には、その状態を継続する）、初期値測定指令は無効として本プログラムは終了される。
【００３８】
音声非出力期間であると判定された時にはステップ３０２において、切替スイッチ５０をデジタルアンプ１４の側から電流検出器５１の側に切替える。ステップ３０４において４個のそれぞれの電流検出器５１から電流Ｉが検出される。ステップ３０６において、電源５２の端子電圧Ｖは既知であるので、抵抗ＲがＶ／Ｉにより算定される。この抵抗Ｒは、スピーカ１８の入力抵抗の初期値である。このようにして決定されたスピーカの入力インピーダンスは初期値としてメモリ２４に記憶される。
【００３９】
次に、ステップ３０８において、初期値を基準として、その値を含む正常範囲が設定される。正常範囲は第１閾値以上、第２閾値以下の範囲である。第１閾値は異常時最小値より大きく、正常時の入力インピーダンスの範囲内の正常最小値よりも小さい値とし、第２閾値は異常時最大値より小さく、正常範囲内の正常最大値よりも大きい値に設定される。正常範囲を定義する第１閾値、第２閾値の決定方法は実施例１と同一である。
【００４０】
次に、監視値の測定時のＣＰＵ２０の処理手順について図８のフローチャートに基づいて説明する。このプログラムは一定の時間間隔で実行される。ステップ４００において無線受信機１０のデータ端子Ｃのレベルが検出され、音声出力期間か否かが判定される。音声出力期間であれば、ステップ４１２において切替スイッチ５０をデジタルアンプ１４の側に切替えて（既に、デジタルアンプの側に接続されている場合にはその状態が維持される）、本プログラムは終了される。
【００４１】
音声非出力期間であれば、ステップ４０２において、切替スイッチ５０をデジタルアンプ１４の側から電流検出器５１の側に切替える。ステップ４０４においてそれぞれの電流検出器５１から電流Ｉが検出される。電源５２の端子電圧Ｖは既知であるので、抵抗ＲがＶ／Ｉにより算定される。この抵抗Ｒは、スピーカ１８の入力抵抗である。
【００４２】
次にステップ４０６において、抵抗Ｒがメモリ２４に記憶されている第１閾値以上、第２閾値以下か、すなわち、正常範囲に存在するか否かが判定される。第１閾値と第２閾値は、実施例１で説明したように図３の４個のスピーカのコイルの接続関係と、短絡や断線箇所による入力抵抗の値によっ決定される。抵抗Ｒが正常範囲に存在しないと判定された場合には、ステップ４０８において、異常を検出した時の日時と、検出された抵抗Ｒと、第１閾値以下の故障か第２閾値以上の故障かを示す故障モードが、故障ログメモリ２４１に記録される。そして、ステップ４１０において、警報ランプ４０が点灯され警報ブザー４１が鳴動される。近くの住民が警報ランプ４０の点灯や警報ブザー４１の鳴動に気が付き、センタに故障が発生したことを知らせる。これにより、センタの係員は直ちにスピーカ１８を交換することができる。そして、係員は初期値測定ボタンを押下することで、図７に示す初期値測定プログラムが実行される。そして、新たに設置されたスピーカに対して入力インピーダンスの初期値が設定されて、入力インピーダンスの正常範囲を決定する第１閾値と第２閾値とが、図３のコイルの接続関係に基づいて決定され、メモリ２４に記憶される。また、故障ログメモリ２４１に記憶されている故障ログは作業者の所有する携帯端末をＣＰＵ２０に接続して、携帯端末に読み取ることができ、作業者は故障状態を認識することができる。
【００４３】
上記実施例において、音声非出力期間において、スピーカ１８の入力抵抗が検出されるため、重大な緊急放送の前に故障を検出し、故障を復旧させることができる。したがって、住民に対する報知に失敗することがなくなる。
【実施例４】
【００４４】
実施例３の構成を示す図６において、切替スイッチ５０に代えて図９のようにスイッチ５３を設けても良い。この場合には、デジタルアンプ１４の出力端とスピーカ１８の入力端は常時接続されている。入力インピーダンスの初期値と監視値とを測定する時には、スイッチ２８はオフ状態にあり、デジタルアンプ１４には給電されていない。初期値測定時には、実施例３における図７の処理手順において、音声出力期間の時にはステップ３１０において、スイッチ５３がオフとされる。これによりデジタルアンプ１４の出力電流はスピーカ１８に供給されるが、電流検出器５６には流れない。また、音声非出力期間においては、ステップ３０２においてスイッチ５３がオン状態にされる。これによりスピーカ１８には電源５２から電流が保護抵抗５５を介して流れて、流れる電流が電流検出器５６により検出される。この時、デジタルアンプ１４には入力信号がなく、且つ給電されていないのでデジタルアンプ１４の出力インピーダンスは非常に大きい（理論上は無限大）。したがって、直流電源５２からの電流はデジタルアンプ１４の側には流れないので、スピーカ１８の入力インピーダンスを正確に測定することができる。この値が入力インピーダンスの初期値とされ、この初期値を基準に正常範囲が決定される。
【００４５】
次に、監視値の測定手順は、実施例３の図８と同様な手順となる。音声出力期間の場合にはステップ４１２において、スイッチ５３がオフ状態にされる。上述したように、デジタルアンプ１４の出力電流はスピーカ１８に供給され、音声が出力される。音声非出力期間の場合には、ステップ４０２において、スイッチ５３がオン状態となる。これにより、上述したように、スピーカ１８の入力インピーダンスが正確に測定される。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、地域に音声報知する地域防災システムにおける故障検出に用いることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１…音声緊急情報報知装置
１０…無線受信機
２０…ＣＰＵ
２１，５１，５６…電流検出器
５７…電圧検出器
１２…可変減衰器
１４…デジタルアンプ
２８，５２，５３…スイッチ
５０…切替スイッチ  
【図１】
2020145580.tif 000003
【図２】
2020145580.tif 000004
【図３】
2020145580.tif 000005
【図４】
2020145580.tif 000006
【図５】
2020145580.tif 000007
【図６】
2020145580.tif 000008
【図７】
2020145580.tif 000009
【図８】
2020145580.tif 000010
【図９】
2020145580.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和1年9月20日(2019.9.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
防災行政無線の子局であって、行政のセンタから送信される無線信号に応じて、その無線信号のうちの音声信号を増幅した後に、高所に配置された複数のスピーカから、それらのスピーカが支配する領域に音声による緊急情報を出力するようにした音声緊急情報報知装置において、
前記音声信号を増幅するデジタルアンプと、
前記無線信号を受信して、音声の出力期間である音声出力期間と、音声出力期間以外の音声非出力期間とを表す制御信号を出力し、前記音声出力期間において前記音声信号を前記デジタルアンプに出力する無線機と、
前記スピーカの入力インピーダンスを検出するインピーダンス検出手段と、
前記スピーカの新規設置時又は交換時に、前記入力インピーダンスを測定することを指令する初期値測定指令手段と、
前記音声非出力期間において、前記スピーカの前記入力インピーダンスを測定することを指令する測定指令手段と、
前記音声非出力期間において、前記初期値測定指令手段又は前記測定指令手段により前記入力インピーダンスの測定が指令された時には、前記デジタルアンプに給電すると共に前記デジタルアンプの入力端に直流信号を供給する直流信号供給手段と、
前記初期値測定指令手段により前記入力インピーダンスの測定が指令された時には、前記インピーダンス検出手段により前記スピーカの前記入力インピーダンスの初期値を測定する初期値測定制御手段と、
前記初期値測定制御手段により前記初期値が測定された場合には、その初期値を基準にして前記入力インピーダンスの正常範囲を設定してメモリに記憶する正常範囲設定手段と、
前記測定指令手段により前記入力インピーダンスの測定が指令された時には、前記インピーダンス検出手段により前記スピーカの前記入力インピーダンスの監視値を測定する監視測定制御手段と、
前記監視測定制御手段により前記監視値が測定された場合には、その監視値が前記正常範囲設定手段により設定されて前記メモリに記憶された前記正常範囲に存在するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記入力インピーダンスの前記監視値が前記正常範囲に存在しないと判定された場合には、前記スピーカが故障している旨の警報をする警報手段と
を有すること特徴とする音声緊急情報報知装置。
【請求項２】
防災行政無線の子局であって、行政のセンタから送信される無線信号に応じて、その無線信号のうちの音声信号を増幅した後に、高所に配置された複数のスピーカから、それらのスピーカが支配する領域に音声による緊急情報を出力するようにした音声緊急情報報知装置において、
前記音声信号を増幅するデジタルアンプと、
前記無線信号を受信して、音声の出力期間である音声出力期間と、音声出力期間以外の音声非出力期間とを表す制御信号を出力し、前記音声出力期間において前記音声信号を前記デジタルアンプに出力する無線機と、
直流電源と保護抵抗との直列接続回路を有し、前記保護抵抗に流れる電流又は前記保護抵抗の出力端電圧を測定することで前記スピーカのコイルの入力直流抵抗を検出する直流抵抗検出手段と、
前記デジタルアンプと前記スピーカとの間に配設されたスイッチであって、前記スピーカの入力端を前記デジタルアンプの出力端に接続する接続側と、前記スピーカの入力端を前記デジタルアンプの出力端から分離して前記直流抵抗検出手段の入力端に接続する遮断側とで切替える切替スイッチと、
前記スピーカの新規設置時又は交換時に、前記入力直流抵抗を測定することを指令する初期値測定指令手段と、
前記音声非出力期間において、前記スピーカの前記コイルの前記入力直流抵抗を測定することを指令する測定指令手段と、
前記初期値測定指令手段により前記入力直流抵抗の測定が指令された時には、前記直流抵抗検出手段により前記スピーカの前記コイルの前記入力直流抵抗の初期値を測定する初期値測定制御手段と、
前記初期値測定制御手段により前記初期値が測定された場合には、その初期値を基準にして前記入力直流抵抗の初期値に応じた正常範囲を設定してメモリに記憶する正常範囲設定手段と、
前記測定指令手段により前記入力直流抵抗の測定が指令された時には、前記直流抵抗検出手段により前記スピーカの前記コイルの前記入力直流抵抗の監視値を測定する監視測定制御手段と、
前記監視測定制御手段により前記監視値が測定された場合には、その監視値が前記正常範囲設定手段により設定されて前記メモリに記憶された前記正常範囲に存在するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記入力直流抵抗の前記監視値が前記正常範囲に存在しないと判定された場合には、前記スピーカが故障している旨の警報をする警報手段と
を有すること特徴とする音声緊急情報報知装置。
【請求項３】
防災行政無線の子局であって、行政のセンタから送信される無線信号に応じて、その無線信号のうちの音声信号を増幅した後に、高所に配置された複数のスピーカから、それらのスピーカが支配する領域に音声による緊急情報を出力するようにした音声緊急情報報知装置において、
前記音声信号を増幅し、出力端が前記スピーカの入力端に常時接続されたデジタルアンプと、
前記無線信号を受信して、音声の出力期間である音声出力期間と、音声出力期間以外の音声非出力期間とを表す制御信号を出力し、前記音声出力期間において前記音声信号を前記デジタルアンプに出力する無線機と、
前記スピーカの入力端とアースとの間に配設され、直流電源と保護抵抗とスイッチとの直列接続回路とを有し、前記保護抵抗に流れる電流又は前記保護抵抗の出力端電圧を測定することで前記スピーカのコイルの入力直流抵抗を検出する直流抵抗検出手段と、
前記スピーカの新規設置時又は交換時に、前記コイルの前記入力直流抵抗を測定することを指令する初期値測定指令手段と、
前記音声非出力期間において、前記スピーカの前記コイルの前記入力直流抵抗を測定することを指令する測定指令手段と、
前記初期値測定指令手段により前記入力直流抵抗の測定が指令された時には、前記デジタルアンプへの給電を停止し、前記スイッチを導通状態として、前記直流抵抗検出手段により前記スピーカの前記コイルの前記入力直流抵抗の初期値を測定する初期値測定制御手段と、
前記初期値測定制御手段により前記初期値が測定された場合には、その初期値を基準にして前記入力直流抵抗の初期値に応じた正常範囲を設定してメモリに記憶する正常範囲設定手段と、
前記測定指令手段により前記入力直流抵抗の測定が指令された時には、前記デジタルアンプへの給電を停止し、前記スイッチを導通状態として、前記直流抵抗検出手段により前記スピーカの前記コイルの前記入力直流抵抗の監視値を測定する監視測定制御手段と、
前記監視測定制御手段により前記監視値が測定された場合には、その監視値が前記正常範囲設定手段により設定されて前記メモリに記憶された前記正常範囲に存在するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記入力直流抵抗の前記監視値が前記正常範囲に存在しないと判定された場合には、前記スピーカが故障している旨の警報をする警報手段と
を有すること特徴とする音声緊急情報報知装置。
【請求項４】
前記インピーダンス検出手段は、前記デジタルアンプの出力電流を測定し、この電流により前記入力インピーダンスを測定することを特徴とする請求項１に記載の音声緊急情報報知装置。
【請求項５】
前記インピーダンス検出手段は、前記デジタルアンプの給電電力又は給電電流を測定し、この電力又は電流により前記入力インピーダンスを測定することを特徴とする請求項１に記載の音声緊急情報報知装置。
【請求項６】
前記インピーダンス検出手段は、前記スピーカの入力端の電圧を測定し、この電圧により前記入力インピーダンスを測定することを特徴とする請求項１に記載の音声緊急情報報知装置。
【請求項７】
前記監視測定制御手段は、前記音声非出力期間において、定間隔又は不定間隔の時刻で前記監視値を測定することを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の音声緊急情報報知装置。
【請求項８】
測定される前記入力インピーダンスは入力抵抗であることを特徴とする請求項１、請求項４乃至請求項６の何れか１項に記載の音声緊急情報報知装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋外の電柱などの高所に設置されたスピーカから、所定エリアにおいて、音声による一般広報を行ったり、地震発生、つなみ襲来、土砂崩れ、河川氾濫などの緊急情報を音声報知する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の屋外拡声子局は、防災行政無線の子局内に増幅機を内蔵したものを使用し、自治体内の地域に凡そ半径600m毎に設置されている。例えば防災センタから定時に動作確認を兼ねて、これらの屋外拡声子局に定時案内放送を行っていた。この定時案内放送が鳴らないと、最寄りの住民などから鳴らなかったとの報告が来るようになっていた。これにより早期に故障検知が出来、故障修復することが出来た。
【０００３】
この他に、防災センタから、屋外拡声子局に対し監視信号を送出して屋外拡声子局の異常確認を行う方法も有るが、この方法は屋外拡声子局からの無線による応答により、無線回線が動作していることは確認できるが、スピ−カから音が出たことを確認することは出来ない。
【０００４】
スピーカの故障を検出する装置として、下記特許文献１に開示のように、スピーカの直近に音圧センサを設けて、この音圧センサにより音声が検出された場合には、センタに向けてアンサーバック信号を送信するようにした装置が知られている。また、下記特許文献２のように、周囲の環境音に左右されないように、スピーカの出力音を空気振動で検出するのではなく直接スピーカの振動を検出するようにした装置が知られている。また、下記特許文献３のように子局において子局の障害ログを記憶し、後に作業員が携帯外部接続装置を子局に接続してこのログを読み取るようにした装置が知られている。さらには、特許文献４のように、スピーカの入力インピーダンスを測定して、この測定値と基準値や所定の範囲とを比較して、スピーカコイルが短絡又は断線したか否かを判定することが知られている。また、基準値はスピーカが正常である時にインピーダンスを測定した時の値を用いても良いことも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２７２４８５５号
【特許文献２】特許第６１９３５２４号
【特許文献３】特開２０１１−１２３５３７
【特許文献４】特開２０１４−２１６７０４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが上記特許文献１、２に記載の装置においてはアンサーバックのための設備を余分に必要とした。また、特許文献３に記載の装置では、作業員が携帯端末を子局に接続して、記録されたログデータを読み取る必要があり、専用の作業員を必要とし、監視作業が面倒であった。また、上記特許文献１〜４の装置は、スピーカから音声が出力されている期間に生じた障害を検出するものであり、告知放送をしていない期間において障害を検出する装置ではない。近年では、大規模都市などで毎日定時放送すると、周辺住民からの騒音苦情も多く、必要な時しか放送しない運用方法も多い。この場合故障していても検知することが出来ず、必要な時に放送されないことが問題となっている。防災行政無線は国民保護法により、人命や財産を守る大切な役割を担っており、放送されないことは致命的な問題となる。
また、スピーカのコイルの抵抗は極めて小さく、メーカーによって抵抗値は大きく異なる。スピーカの入力抵抗を測定して正常か否かの判定は、一律に基準値と比較するだけでは、正確に判定できない。
【０００７】
そこで、本発明は上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、無線を用いたコールバックシステムなどの新たなシステムを増設することなく、専門の監視作業員を関与させることなく、子局から告知放送が出力されないという故障をいち早く感知できるようにすることである。また、スピーカの種類等にかかわらず、故障判定を正確に実施できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するための第１発明は、防災行政無線の子局であって、行政のセンタから送信される無線信号に応じて、その無線信号のうちの音声信号を増幅した後に、高所に配置された複数のスピーカから、それらのスピーカが支配する領域に音声による緊急情報を出力するようにした音声緊急情報報知装置において、音声信号を増幅するデジタルアンプと、無線信号を受信して、音声の出力期間である音声出力期間と、音声出力期間以外の音声非出力期間とを表す制御信号を出力し、音声出力期間において音声信号をデジタルアンプに出力する無線機と、スピーカの入力インピーダンスを検出するインピーダンス検出手段と、スピーカの新規設置時又は交換時に、入力インピーダンスを測定することを指令する初期値測定指令手段と、音声非出力期間において、スピーカの入力インピーダンスを測定することを指令する測定指令手段と、音声非出力期間において、初期値測定指令手段又は測定指令手段により入力インピーダンスの測定が指令された時には、デジタルアンプに給電すると共にデジタルアンプの入力端に直流信号を供給する直流信号供給手段と、初期値測定指令手段により入力インピーダンスの測定が指令された時には、インピーダンス検出手段によりスピーカの入力インピーダンスの初期値を測定する初期値測定制御手段と、初期値測定制御手段により初期値が測定された場合には、その初期値を基準にして入力インピーダンスの正常範囲を設定してメモリに記憶する正常範囲設定手段と、測定指令手段により入力インピーダンスの測定が指令された時には、インピーダンス検出手段によりスピーカの入力インピーダンスの監視値を測定する監視測定制御手段と、監視測定制御手段により監視値が測定された場合には、その監視値が正常範囲設定手段により設定されてメモリに記憶された正常範囲に存在するか否かを判定する判定手段と、判定手段により入力インピーダンスの監視値が正常範囲に存在しないと判定された場合には、スピーカが故障している旨の警報をする警報手段とを有すること特徴とする音声緊急情報報知装置である。
【０００９】
本発明において、音声非出力期間において、初期値測定指令手段又は測定指令手段により入力インピーダンスの測定が指令された時には、デジタルアンプに給電すると共にデジタルアンプの入力端に直流信号を供給する直流信号供給手段を有するようにしている。デジタルアンプの出力段は相補型のスイッチング型のトランジスタのカスコード回路であるので、入力信号がない場合にはトランジスタはオフ状態にあるため電力損失はない。また、入力がない時のデジタルアンプの出力インピーダンスも理論上は無限大である。そこで、入力インピーダンスを測定する場合には、デジタルアンプの入力端に所定の電圧を供給するようにしている。
【００１０】
そして、入力インピーダンス検出手段は、デジタルアンプの出力電流を測定し、この出力電流により入力インピーダンスを測定するようにしても良い。また、デジタルアンプへの給電電力を測定するようにしても良い。スピーカの入力インピーダンスを測定する場合に、デジタルアンプの入力端に直流信号を入力させると、アンプの出力電圧は所定の値となる。この結果、スピーカのコイルには直流電流が流れる。アンプの出力電圧は、スピーカのコイルを焼損しない値に設定されている。そして、このとき、デジタルアンプの出力電流がインピーダンス検出手段により検出される。スピーカのコイルに電流が供給されると、スピーカのコイルが断線している時には出力電流は零であり、スピーカのコイルが短絡している時には、出力電流は大きくなる。予め出力電流と入力インピーダンスとの関係を測定しておけば、デジタルアンプの出力電流からスピーカの入力インピーダンスを求めることができる。また、デジタルアンプの出力電圧は一定であることから、出力電流を検出すれば、スピーカの入力抵抗を求めることができる。出力電流に換えて、デジタルアンプへの給電電力を検出するようにしても良い。スピーカのコイルが短絡している場合には給電電力は大きくなり、断線している場合には給電電力は小さくなる。デジタルアンプの給電電流とスピーカの入力インピーダンスとの関係は所定の関係があるので、給電電力とスピーカの入力インピーダンスとの関係を予め測定しておけば、給電電力からスピーカの入力インピーダンスを測定することができる。
【００１１】
また、本発明において、インピーダンス検出手段は、スピーカの入力端子電圧や複数のスピーカを接続している場合の中間タップの電圧を測定するようにしても良い。デジタルアンプの入力端に所定の直流電圧（直流信号）を供給して、アンプの出力端から電流をスピーカに供給する。この時のスピーカの入力端の電圧又は電流を測定しても良い。スピーカのコイルが短絡している場合には、スピーカの入力端の電圧は極めて低く、出力される電流は大きい。また、コイルが断線している場合には、スピーカの入力端の電圧は規定の高い値となり、出力電流は小さい値が得られる。コイルが正常な場合にはスピーカの入力端の電圧又は電流は、短絡状態での電圧又は電流と、断線状態での電圧又は電流との間の値となる。このスピーカの入力端の電圧又は電流はスピーカの入力インピーダンスに関連して変化するので、入力端の電圧又は電流とスピーカの入力インピーダンスとの関係を予め測定しておけば、スピーカの入力端の電圧又は電流から入力インピーダンスを求めることができる。スピーカの入力端の電流を測定するには、デジタルアンプの出力端とスピーカの入力端との間に抵抗を設けて、抵抗の両端の電圧を検出するようにしても良い。
【００１２】
また、第２の発明は、防災行政無線の子局であって、行政のセンタから送信される無線信号に応じて、その無線信号のうちの音声信号を増幅した後に、高所に配置された複数のスピーカから、それらのスピーカが支配する領域に音声による緊急情報を出力するようにした音声緊急情報報知装置において、音声信号を増幅するデジタルアンプと、無線信号を受信して、音声の出力期間である音声出力期間と、音声出力期間以外の音声非出力期間とを表す制御信号を出力し、音声出力期間において音声信号をデジタルアンプに出力する無線機と、直流電源と保護抵抗との直列接続回路を有し、保護抵抗に流れる電流又は保護抵抗の出力端電圧を測定することでスピーカのコイルの入力直流抵抗を検出する直流抵抗検出手段と、デジタルアンプとスピーカとの間に配設されたスイッチであって、スピーカの入力端をデジタルアンプの出力端に接続する接続側と、スピーカの入力端をデジタルアンプの出力端から分離して直流抵抗検出手段の入力端に接続する遮断側とで切替える切替スイッチと、スピーカの新規設置時又は交換時に、入力直流抵抗を測定することを指令する初期値測定指令手段と、音声非出力期間において、スピーカのコイルの入力直流抵抗を測定することを指令する測定指令手段と、初期値測定指令手段により入力直流抵抗の測定が指令された時には、直流抵抗検出手段によりスピーカのコイルの入力直流抵抗の初期値を測定する初期値測定制御手段と、初期値測定制御手段により初期値が測定された場合には、その初期値を基準にして入力直流抵抗の初期値に応じた正常範囲を設定してメモリに記憶する正常範囲設定手段と、測定指令手段により入力直流抵抗の測定が指令された時には、直流抵抗検出手段によりスピーカのコイルの入力直流抵抗の監視値を測定する監視測定制御手段と、監視測定制御手段により監視値が測定された場合には、その監視値が正常範囲設定手段により設定されてメモリに記憶された正常範囲に存在するか否かを判定する判定手段と、判定手段により入力直流抵抗の監視値が正常範囲に存在しないと判定された場合には、スピーカが故障している旨の警報をする警報手段とを有すること特徴とする音声緊急情報報知装置である。
上記発明において、デジタルアンプとスピーカとの間に配設されたスイッチであって、スピーカの入力端をデジタルアンプの出力端に接続する接続側と、スピーカの入力端をデジタルアンプの出力端から分離してインピーダンス検出手段の入力端に接続する遮断側とで切替える切替スイッチを有し、入力インピーダンス検出手段は直流電源と保護抵抗とを有し、保護抵抗に流れる電流又は保護抵抗の出力端電圧を測定することで入力インピーダンスを測定するする構造としている。この場合において、スピーカの入力インピーダンスを測定する場合には、デジタルアンプの出力端とスピーカの入力端とを完全に切り離して、スピーカの入力端に保護抵抗を介して電圧を供給して、流れる電流又は保護抵抗の出力電圧（スピーカの入力端の電圧）を測定するようにしても良い。保護抵抗を流れる電流や保護抵抗の出力電圧はスピーカの入力インピーダンスに相応して変化するので、これらの電流や出力電圧を測定することによりスピーカの入力インピーダンスを測定することができる。
【００１３】
また、第３の発明は、防災行政無線の子局であって、行政のセンタから送信される無線信号に応じて、その無線信号のうちの音声信号を増幅した後に、高所に配置された複数のスピーカから、それらのスピーカが支配する領域に音声による緊急情報を出力するようにした音声緊急情報報知装置において、音声信号を増幅し、出力端がスピーカの入力端に常時接続されたデジタルアンプと、無線信号を受信して、音声の出力期間である音声出力期間と、音声出力期間以外の音声非出力期間とを表す制御信号を出力し、音声出力期間において音声信号をデジタルアンプに出力する無線機と、スピーカの入力端とアースとの間に配設され、直流電源と保護抵抗とスイッチとの直列接続回路とを有し、保護抵抗に流れる電流又は保護抵抗の出力端電圧を測定することでスピーカのコイルの入力直流抵抗を検出する直流抵抗検出手段と、スピーカの新規設置時又は交換時に、コイルの入力直流抵抗を測定することを指令する初期値測定指令手段と、音声非出力期間において、スピーカのコイルの入力直流抵抗を測定することを指令する測定指令手段と、初期値測定指令手段により入力直流抵抗の測定が指令された時には、デジタルアンプへの給電を停止し、スイッチを導通状態として、直流抵抗検出手段によりスピーカのコイルの入力直流抵抗の初期値を測定する初期値測定制御手段と、初期値測定制御手段により初期値が測定された場合には、その初期値を基準にして入力直流抵抗の初期値に応じた正常範囲を設定してメモリに記憶する正常範囲設定手段と、測定指令手段により入力直流抵抗の測定が指令された時には、デジタルアンプへの給電を停止し、スイッチを導通状態として、直流抵抗検出手段によりスピーカのコイルの入力直流抵抗の監視値を測定する監視測定制御手段と、監視測定制御手段により監視値が測定された場合には、その監視値が正常範囲設定手段により設定されてメモリに記憶された正常範囲に存在するか否かを判定する判定手段と、判定手段により入力直流抵抗の監視値が正常範囲に存在しないと判定された場合には、スピーカが故障している旨の警報をする警報手段とを有すること特徴とする音声緊急情報報知装置である。
入力インピーダンス検出手段はスイッチを介してスピーカの入力端に接続され、直流電源と保護抵抗とを有し、保護抵抗に流れる電流又は前記保護抵抗の出力端電圧を測定することで入力インピーダンスを測定する構造としても良い。この場合にはデジタルアンプの出力端とスピーカの入力端とは完全には分離しない。この場合には、入力インピーダンス検出手段はスピーカのコイルとデジタルアンプの入力インピーダンスとの並列インピーダンスを測定することになる。しかし、入力信号がないデジタルアンプの出力インピーダンスは極めて大きい。したがって、実質上はスピーカの入力インピーダンスを測定しているのと等価となる。
【００１４】
また、上記発明において、監視測定制御手段は、音声非出力期間において、定間隔又は不定間隔の時刻で監視値を測定する手段としても良い。音声の出力期間はセンタから送信される信号により判別できるので、音声出力期間以外の期間を音声非出力期間と認識することができる。センタから送信される制御信号により入力インピーダンスを測定するタイミングを与えても良し、子局が発生するタイミングにより測定しても良い。また、測定されるスピーカの入力インピーダンスは入力抵抗としても良い。
【００１５】
上記発明において、正常範囲は、一般的には、第１閾値以上、第２閾値以下である。しかし、第１閾値は０、第２閾値は無限大であっても良い。例えば、スピーカのコイルが短絡している場合には、スピーカの入力インピーダンスは最小値となる。この最小値を異常時最小値という。スピーカのコイルが断線している場合には、スピーカの入力インピーダンスは最大値となる。この最大値を異常時最大値という。これらの故障が判別できれば良い。したがって、第１閾値は異常時最小値より大きく、正常時の入力インピーダンスの範囲内の正常時最小値より小さい値に設定する。また、第２閾値は異常時最大値より小さく、正常時最大値よりも大きい値に設定される。警報手段は可視的に知らせるランプ、ディスプレイ、可聴的に知らせるスピーカ、ブザーなどである。
【００１６】
上記発明において、判定手段による結果を、判定した日時と共に記憶する判定履歴記憶手段を設けるようにしても良い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、スピーカの設置又は交換時にスピーカの正常な入力インピーダンスを初期値として測定し、その初期値を基準値として所定の正常範囲を設定している。そして、スピーカの監視時に入力インピーダンスを監視値として測定し、その監視値が所定の正常範囲内に存在するか否かが判定される。したがって、スピーカの種類に係わらず故障判定を正確に行うことができる。また、任意のタイミングでスピーカの入力インピーダンスの監視値が測定されているので、故障検出から警報までの時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施例に係る音声緊急情報報知装置を示した構成図。
【図２】第１実施例の音声緊急情報報知装置のＣＰＵによるスピーカの入力インピーダンスの初期値の測定処理手順を示したフローチャート。
【図３】４個のスピーカのコイルの接続関係を示した回路図。
【図４】実施例１の音声緊急情報報知装置のＣＰＵによるスピーカの入力インピーダンスの監視値の測定処理手順を示したフローチャート。
【図５】本発明の実施例２に係る音声緊急情報報知装置の要部を示した構成図。
【図６】本発明の実施例３に係る音声緊急情報報知装置を示した構成図。
【図７】実施例３の音声緊急情報報知装置のＣＰＵによるスピーカの入力インピーダンスの初期値の測定処理手順を示したフローチャート。
【図８】実施例３の音声緊急情報報知装置のＣＰＵによるスピーカの入力インピーダンスの監視値の測定処理手順を示したフローチャート。
【図９】本発明の実施例４に係る音声緊急情報報知装置の要部を示した構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２０】
本実施例はスピーカの故障をデジタルアンプの出力電流で判定する例である。図１は、本実施例に係る音声緊急情報報知装置１の構成図である。本音声緊急情報報知装置１は、自治体地域に設置されている電柱、電話支柱などの柱状体やビルや家屋の高所などに取り付けられる。スピーカ１８は４セットあり、各セットはそれぞれ水平面内で直交する４方向に向けて配設されている。そして各セットのスピーカは鉛直方向に４個のスピーカが連結されている。したがって、スピーカの数は１６個である。４セットのスピーカが、それぞれ、独立した減衰量で駆動されるように構成されている。
【００２１】
無線受信機１０は、防災無線行政センタ３０から無線信号を受信して、音声をスピーカ１８から出力する装置である。無線受信機１０の音声信号出力端子Ａは可変減衰器１２に接続し、可変減衰器１２はデジタルアンプ１４の入力段に設けられている。可変減衰器１２とデジタルアンプ１４とが可変利得デジタルアンプ１５を構成している。デジタルアンプ１４の出力はスピーカ１８に入力し、デジタルアンプ１４によりスピーカ１８が駆動さこれて、スピーカ１８から音声が出力される。デジタルアンプ１４の出力電流は電流検出器２２（インピーダンス検出手段）により測定され、ＣＰＵ２０に入力される。デジタルアンプ１４はスイッチ２８を介して電源３２から給電される。また、４セットのデジタルアンプ１４は、セット単位で給電電流である消費電流が電流検出器２１により検出され、その値はＣＰＵ２０により読み取られる。
【００２２】
また、無線受信機１０はセンタ３０が送信する信号のうちデータ信号を復調して、信号が緊急情報か、そうでない通常情報かの送信される信号の種別を表す信号がデータ端子Ｂから出力される。すなわち、緊急情報であればデータ端子ＢはＨレベル、通常情報であればデータ端子ＢはＬレベルとなる。また、センタ３０から送信される信号には、音声情報の出力期間（以下、音声出力期間という）を示す放送開始と放送終了のタイミングを示す情報が含まれている。無線受信機１０はこの出力期間情報を復調して、データ端子Ｃからは放送開始時刻から放送終了時刻の間Ｈレベルとなる音声出力期間信号が出力され、ＣＰＵ２０に入力される。無線受信機１０のデータ端子Ｂからの種別信号はＣＰＵ２０に入力している。
【００２３】
また、ＣＰＵ２０にはメモリ２４と初期値測定ボタン２６とが接続されている。メモリ２４には、各スピーカ１８の取付時や交換時に、測定された入力インピーダンスの初期値が基準値として記憶される初期値メモリと、その基準値を中心にして正常範囲を決定する下限値の第１閾値と上限値の第２閾値を記憶する正常範囲メモリとを有する。また、故障が発生した時刻と測定された消費電流や故障モードが記憶される故障ログメモリ２４を有している。初期値設定ボタン２６（初期値測定指令手段）はスピーカ１８の入力インピーダンスの初期値を測定する時に測定指令を付与するスイッチである。また、異常が検出された時に外部に知らせるための警報ランプ４０と警報ブザー４１（警報手段）がＣＰＵ２０に接続されている。
【００２４】
ＣＰＵ２０は、無線受信機１０のデータ端子Ｂから出力される緊急情報か通常情報かを示す種別信号、周囲の騒音レベル、現在時刻が夜間時間帯に存在するか否かに基づいて、４つの可変減衰器１２のそれぞれの減衰量を可変設定する。また、無線受信機１０のデータ端子Ｃから出力される出力期間信号は、音声の出力期間中スイッチ２９をオン状態として、ＣＰＵ２０に給電が継続される。また、出力期間信号はＣＰＵ２０に入力しており、ＣＰＵ２０は出力期間信号に基づき音声の出力期間中、スイッチ２８をオンにしている。したがって、データ端子Ｃの電圧レベルがＨレベルの期間、すなわち、放送開始時刻から放送終了時刻の期間、ＣＰＵ２０、デジタルアンプ１４に給電される。これによりデジタルアンプ１４は電源３２から給電されて、入力した音声信号を増幅して、スピーカ１８に出力する。
また、ＣＰＵ２０は音声非出力期間において、スピーカ１８の入力インピーダンスの初期値やその後に測定される監視値を測定する時にスイッチ２８がオン状態とされる。これにより、各デジタルアンプ１４は電源３２から給電される。なお、メモリ２４はＣＰＵ２０から給電されている。また、センタ３０から送信される信号に含まれる音声信号は、出力期間信号の立ち上がり、すなわち、放送開始信号が出力されてから、ＣＰＵ２０、デジタルアンプ１４に給電されて、これらの機器が動作可能状態となる遅延時間の後に送信される。
【００２５】
デジタルアンプ１４の入力端とアースとの間には直流電源３６とスイッチ３４が設けられている（直流信号供給手段）。この直流電源３６とスイッチ３４の代わりに、ＣＰＵ２０から信号線３９に直流信号を供給するようにしても良い。この場合には直流信号供給手段はＣＰＵ２０が構成している。また、可変減衰器１２と直流電源３６による電圧印加点との間にはコンデンサ３８が挿入されており、直流電源３６からの電圧が無線受信機１０の端子に印加されないように構成されている。スピーカ１８の入力インピーダンスを測定する時には、ＣＰＵ２０の制御によりスイッチ３４がオンされて、直流電源３６の所定電圧が直流信号としてデジタルアンプ１５に入力される。これによりデジタルアンプ１４は動作して、スピーカ１８に直流電流が供給される。ＣＰＵ２０と各デジタルアンプ１４の出力電流を検出する各電流検出器２２とは、独立したそれぞれの検出信号線で接続されている。スピーカ１８に直流電流が流れると、スピーカ１８の入力インピーダンスに応じて流れる電流が変化するので、電流検出器２２により測定すればスピーカ１８の入力インピーダンスを測定することができる。
【００２６】
次に、本音声緊急情報報知装置１の作用をＣＰＵ２０の制御手順を示したフローチャートに基づいて説明する。図２のフローチャートは、初期値測定ボタン２６が押下された時に起動されるプログラムにおけるＣＰＵ２０の処理手順を示している。電柱等の高所にスピーカ１８が設置された時や、故障したスピーカを新たな正常な物に交換した時に、作業者は初期値測定ボタン２６を押下する。ステップ１００において、音声非出力期間か否かが判定され、音声出力期間の場合（スイッチ２８は既にオンになっている）には、初期値測定指令は無効として本プログラムは終了される。音声非出力期間と判定された場合にはステップ１０２（初期値測定制御手段）においてスイッチ２８、３４がオン状態にされる。音声非出力期間の場合にはスイッチ２８は既にオフ状態であるので、スイッチ２８をオンとすることで、４セットのデジタルアンプ１４に給電され、デジタルアンプ１４は増幅可能状態となる。また、スイッチ３４がオンとなることで（入力インピーダンスを測定しない期間は、オフ状態にされている）、デジタルアンプ１４の入力端には直流電源３６の電圧による一定電圧の直流信号が印加される。これによりデジタルアンプ１４から直流電流がスピーカ１８に供給される。このとき、スピーカ１８に供給される電流はコイルを焼損しない小さいな値となるように、デジタルアンプ１４に入力される直流電圧が調整されている。
【００２７】
次に、ステップ１０４（初期値測定制御手段）で、４個のそれぞれの電流検出器２２の検出値が読み取られる。この検出値はそれぞれのデジタルアンプ１４の出力電流である。スピーカ１８のコイルが断線している場合には、コイルには電流は流れないので、デジタルアンプ１４の出力電流は極めて小さい。また、コイルの両端間で短絡している場合には、コイルに流れる電流は極めて大きくなり、デジタルアンプ１４の出力電流も最大となる。この出力電流からスピーカ１８の入力インピーダンス（入力抵抗）を決定することができる。例えば、デジタルアンプ１４の出力に抵抗値の幾つか異なる負荷抵抗を接続して、デジタルアンプ１４の出力電流を測定して表にすれば、出力電流から入力インピーダンスを決定することができる。また、デジタルアンプ１４の出力電圧は既知であるので、出力電流が測定されれば、その電流値と出力電圧とからスピーカの入力抵抗を直接求めることができる。ステップ１０６（初期値測定制御手段）では、このようにして決定されたスピーカの入力インピーダンスが初期値としてメモリ２４に記憶される。なお、出力電流は入力インピーダンスと一定の関係があるので、出力電流を測定値とし、正常範囲を出力電流で決定しても良い。
【００２８】
次に、ステップ１０８（正常範囲設定手段）において、初期値を基準として、その値を含む正常範囲が設定される。正常範囲は第１閾値以上、第２閾値以下の範囲である。第１閾値は異常時最小値より大きく、正常時の入力インピーダンスの範囲の正常最小値よりも小さい値とし、第２閾値は異常時最大値より小さく、正常時の入力インピーダンスの範囲の正常最大値よりも大きい値に設定される。ある１セットのスピーカ１８は４個のスピーカで構成されており、その接続関係は図３に示す関係が用いられている。図３（ａ）は４個のスピーカを直接に接続した構成、（ｂ）は４個のスピーカを並列に接続した構成、（ｃ）は２個のスピーカを並列に接続した２つの回路を直列に接続した構成である。１個のスピーカの入力抵抗をｒとする。（ａ）の構成では入力抵抗は４ｒ、（ｂ）の構成ではｒ／４、（ｃ）の構成では入力抵抗はｒである。スピーカのメーカーによっても抵抗ｒの値は異なり、４個のスピーカの接続方法によっても入力端子間の入力抵抗は大きく異なる。図３の構成の場合には、断線や短絡がない場合であっても、入力抵抗はｒ／４〜４ｒと最小値と最大値とでは１６倍異なる。また、４個のスピーカの各コイル端子間の短絡故障の場合には、（ａ）の場合の入力抵抗は３ｒ、（ｂ）の場合の入力抵抗は０、（ｃ）の場合の入力抵抗はｒ／２と異なる。また、４個のスピーカの何れか１個のコイルの断線の場合には、（ａ）の場合の入力抵抗は無限大、（ｂ）の場合の入力抵抗はｒ／３、（ｃ）の場合の入力抵抗は３ｒ／２と異なる。
【００２９】
そこで、図３（ａ）の構成の場合には、入力抵抗が４ｒは正常、３ｒは短絡が発生していると判定する必要がある。そのため、第１閾値は３．５ｒに、第２閾値は４．５ｒに設定する。これにより、４個のスピーカの一つのコイルが短絡した場合も、何れか１個のコイルが断線した場合も検出できる。また、図３（ｂ）の場合には、何れかの１つのコイルが短絡している場合には入力抵抗は０で、正常な場合にはｒ／４であるので、第１閾値はｒ／８に設定する。また、何れか１つのコイルが断線した場合には、入力抵抗はｒ／３となるので、第２閾値は正常値ｒ／４とｒ／３の中間値の７ｒ／２４に設定する。さらに、図３（ｃ）の場合には、何れか１個のコイルが短絡すると、入力抵抗はｒ／２となり、正常な場合には入力抵抗はｒであるので、第１閾値は３ｒ／４に設定される。また、何れ１個のコイルが断線すると入力抵抗は３ｒ／２となり、正常値はｒであるので、第２閾値はそれらの中間値の５ｒ／４に設定される。これにより入力抵抗が正常範囲にあるか異常かが判断できる。
【００３０】
次に、音声非出力期間において、所定時間間隔でスピーカの入力インピーダンスの監視値を測定する手順について説明する。このプログラムはＣＰＵ２０の有するタイマ機能により一定の時間間隔で実行される（測定指令手段）。ステップ２００において無線受信機１０のデータ端子Ｃのレベルが検出され、音声出力期間か否かが判定される。音声出力期間であれば、スイッチ２８は既にオンにされおり、デジタルアンプ１４は給電されているので、本プログラムが終了される。音声出力期間の場合には、監視値の測定は実行されない。音声非出力期間と判定された場合には、ステップ２０２（監視測定制御手段）においてスイッチ２８がオンされてデジタルアンプ１４に給電され、スイッチ３４がオンされて直流信号（直流電圧）がデジタルアンプ１４に入力される。この状態でデジタルアンプ１４は所定の直流電流をスピーカ１８に供給する。
【００３１】
次にステップ２０４（監視測定制御手段）において、４個のそれぞれの電流検出器２２の検出値が読み取られる。この検出値はそれぞれのデジタルアンプ１４の出力電流であり、スピーカ１８のコイルの入力インピーダンス（入力抵抗）を表している。この出力電流から得られる入力インピーダンスが監視値である。デジタルアンプ１４の出力電圧は既知であるので出力電流が分かれば、スピーカ１８の入力抵抗は求まる。次にステップ２０６（判定手段）において、この４つの各監視値がメモリ２４に記憶されている第１閾値以上、第２閾値以下か否か、すなわち、正常範囲に存在するか否かが判定される。ステップ２０６において、デジタルアンプ１４の出力電流（スピーカの入力抵抗）が正常範囲に存在しないと判定された場合には、ステップ２０８（警報手段）において、異常を検出したスピーカの番号と異常検出の日時と、検出された監視値と第１閾値以下の故障か第２閾値以上の故障かの故障モードが、故障ログメモリ２４１に記録される。そして、ステップ２１０（警報手段）において、警報ランプ４０が点灯され警報ブザー４１が鳴動される。また、ステップ２０６において監視値が正常範囲に存在すると判定された場合には、正常を示すランプを点灯して本プログラムは終了される。近くの住民が警報ランプ４０の点灯や警報ブザー４１の鳴動に気が付き、センタに故障が発生したことを知らせる。
【００３２】
防災行政無線の係員は、故障発生の情報を得て子局に赴き、故障したスピーカ１８を新たな正常なスピーカに交換する。そして、係員が初期値測定ボタン２６を押下して、上述した図２のフローチャートで示されるプログラムを実行させる。これにより、新たな初期値とその初期値を基準とした正常範囲（第１閾値及び第２閾値）がメモリ２４に記憶される。また、故障ログメモリ２４１に記憶されている故障ログは作業者の所有する携帯端末をＣＰＵ２０に接続して、携帯端末に読み取ることができ作業者は故障状態を認識することができる。
【００３３】
上記実施例において、音声非出力期間においてスピーカの入力インピーダンスが検出されるため、重大な緊急放送の前に故障が検出されて、故障を復旧させることができる。したがって、住民に対する報知に失敗することが少なくなる。上記実施例において、電流検出器２１によりデジタルアンプ１４への給電電流を検出するようにしても良い。給電電流はスピーカ１８の入力インピーダンスの値により変化するので、この給電電流によってもスピーカの入力インピーダンスを測定することも可能である。そして、この検出された給電電流により、スピーカ１８の異常か正常かを上記のようにして判断することができる。もちろん、電源３２の出力端子電圧は既知であるので、電流検出器２１による検出された消費電流から消費電力を求めることも可能である。この消費電力はスピーカ１８の入力インピーダンスと関連しているので、測定された消費電力が正常範囲に存在するか否かを判定するようにしても良い。
【実施例２】
【００３４】
実施例２は、スピーカ１８の入力端の電圧をスピーカ１８の入力インピーダンスとして測定する例である。図１における電流検出器２２に換えて、図５に示すように、スピーカ１８の入力端とアースとの間に電圧検出器５７（インピーダンス検出手段）が設けられている。電圧検出器５７の内部抵抗はスピーカ１８の入力抵抗よりも遥に大きいので、音声出力期間におけるデジタルアンプ１４からの駆動電流はスピーカ１８に流れ、電圧検出器５７には殆ど流れない。したがって、電圧検出器５７をスピーカ１８の入力端に直接接続（切替スイッチを設けることなく）しても、スピーカ１８からの音声出力に問題になることはない。
【００３５】
入力インピーダンスの初期値の測定、監視値の測定は、上記の図１、図４に記載された処理手順で実行される。本例では、スピーカ１８の入力インピーダンスに応じて、所定の直流信号を入力したデジタルアンプ１４の出力端電圧Ｖ0 は、スピーカ１８の入力インピーダンスに応じた値となる。スピーカ１８のコイルの入力端間が短絡した場合には、出力端電圧Ｖ0 は小さい値となり、コイルの断線により入力端子間の抵抗が無限大となると、出力端電圧Ｖ0 は最大値となる。詳しくは、図３の例を用いて上述した通りである。このため、出力端電圧Ｖ0 をスピーカ１８の入力インピーダンスとして測定することができる。このようにして求めた入力インピーダンスが正常範囲に存在するか否かを判定しても良い。もちろん、出力端電圧Ｖ0 が正常範囲に存在するか否かを判定するようにしても良い。また、図３に示す複数のスピーカ１８のコイルの接続回路において、コイル間の中間タップに電圧検出器５７を接続するようにしても良い。短絡故障の場合に他の健全なコイルに過大電流が流れることが防止される。
【実施例３】
【００３６】
本実施例はスピーカ１８の入力インピーダンスを直接、検出する例である。本実施例では入力インピーダンスは直流抵抗としている。図６において、図１と異なる部分のみ説明する。デジタルアンプ１４とスピーカ１８との間には切替スイッチ５０が配設されている。切替スイッチ５０は、通常は、デジタルアンプ１４の出力端とスピーカ１８の入力端とを接続する状態に保持されている。音声出力期間では、スイッチ２８がオンとなりデジタルアンプ１４に給電されて音声信号は増幅され、スピーカ１８から音声が出力される。音声非出力期間では、スイッチ２８がオフとなり、デジタルアンプ１４には給電されない。音声非出力期間であって、入力インピーダンスの初期値と監視値とを測定する時には、切替スイッチ５０は、デジタルアンプ１４とスピーカ１８とを分離し、スピーカ１８と電源５２とを接続する状態に切り換えられる。この電源５２から直流抵抗５５（保護抵抗）を介して出力される直流電流が電流検出器５１により検出されて、その値はＣＰＵ２０により読み取られる。電源５２、直流抵抗５５及び電流検出器５１がインピーダンス検出手段である。
【００３７】
次に、本音声報知装置１の作用をＣＰＵ２０の制御手順を示した図７、図８のフローチャートに基づいて説明する。電柱等の高所にスピーカ１８が設置された時やスピーカ１８を新たな物に交換した時に、作業者は初期値測定ボタン２６を押下する。図７は初期値測定ボタン２６が押下された時に起動されるプログラムである。図２の処理手順と略同一である。ステップ３００において、無線受信機１０のデータ端子Ｃのレベルが検出され、音声非出力期間か否かが判定され、音声出力期間の場合には、ステップ３１０で切替スイッチ５０をデジタルアンプ１４の側に切換えて（既に、切り換えられている場合には、その状態を継続する）、初期値測定指令は無効として本プログラムは終了される。
【００３８】
音声非出力期間であると判定された時にはステップ３０２において、切替スイッチ５０をデジタルアンプ１４の側から電流検出器５１の側に切替える。ステップ３０４において４個のそれぞれの電流検出器５１から電流Ｉが検出される。ステップ３０６において、電源５２の端子電圧Ｖは既知であるので、抵抗ＲがＶ／Ｉにより算定される。この抵抗Ｒは、スピーカ１８の入力抵抗の初期値である。このようにして決定されたスピーカの入力インピーダンスは初期値としてメモリ２４に記憶される。
【００３９】
次に、ステップ３０８において、初期値を基準として、その値を含む正常範囲が設定される。正常範囲は第１閾値以上、第２閾値以下の範囲である。第１閾値は異常時最小値より大きく、正常時の入力インピーダンスの範囲内の正常最小値よりも小さい値とし、第２閾値は異常時最大値より小さく、正常範囲内の正常最大値よりも大きい値に設定される。正常範囲を定義する第１閾値、第２閾値の決定方法は実施例１と同一である。
【００４０】
次に、監視値の測定時のＣＰＵ２０の処理手順について図８のフローチャートに基づいて説明する。このプログラムは一定の時間間隔で実行される。ステップ４００において無線受信機１０のデータ端子Ｃのレベルが検出され、音声出力期間か否かが判定される。音声出力期間であれば、ステップ４１２において切替スイッチ５０をデジタルアンプ１４の側に切替えて（既に、デジタルアンプの側に接続されている場合にはその状態が維持される）、本プログラムは終了される。
【００４１】
音声非出力期間であれば、ステップ４０２において、切替スイッチ５０をデジタルアンプ１４の側から電流検出器５１の側に切替える。ステップ４０４においてそれぞれの電流検出器５１から電流Ｉが検出される。電源５２の端子電圧Ｖは既知であるので、抵抗ＲがＶ／Ｉにより算定される。この抵抗Ｒは、スピーカ１８の入力抵抗である。
【００４２】
次にステップ４０６において、抵抗Ｒがメモリ２４に記憶されている第１閾値以上、第２閾値以下か、すなわち、正常範囲に存在するか否かが判定される。第１閾値と第２閾値は、実施例１で説明したように図３の４個のスピーカのコイルの接続関係と、短絡や断線箇所による入力抵抗の値によっ決定される。抵抗Ｒが正常範囲に存在しないと判定された場合には、ステップ４０８において、異常を検出した時の日時と、検出された抵抗Ｒと、第１閾値以下の故障か第２閾値以上の故障かを示す故障モードが、故障ログメモリ２４１に記録される。そして、ステップ４１０において、警報ランプ４０が点灯され警報ブザー４１が鳴動される。近くの住民が警報ランプ４０の点灯や警報ブザー４１の鳴動に気が付き、センタに故障が発生したことを知らせる。これにより、センタの係員は直ちにスピーカ１８を交換することができる。そして、係員は初期値測定ボタンを押下することで、図７に示す初期値測定プログラムが実行される。そして、新たに設置されたスピーカに対して入力インピーダンスの初期値が設定されて、入力インピーダンスの正常範囲を決定する第１閾値と第２閾値とが、図３のコイルの接続関係に基づいて決定され、メモリ２４に記憶される。また、故障ログメモリ２４１に記憶されている故障ログは作業者の所有する携帯端末をＣＰＵ２０に接続して、携帯端末に読み取ることができ、作業者は故障状態を認識することができる。
【００４３】
上記実施例において、音声非出力期間において、スピーカ１８の入力抵抗が検出されるため、重大な緊急放送の前に故障を検出し、故障を復旧させることができる。したがって、住民に対する報知に失敗することがなくなる。
【実施例４】
【００４４】
実施例３の構成を示す図６において、切替スイッチ５０に代えて図９のようにスイッチ５３を設けても良い。この場合には、デジタルアンプ１４の出力端とスピーカ１８の入力端は常時接続されている。入力インピーダンスの初期値と監視値とを測定する時には、スイッチ２８はオフ状態にあり、デジタルアンプ１４には給電されていない。初期値測定時には、実施例３における図７の処理手順において、音声出力期間の時にはステップ３１０において、スイッチ５３がオフとされる。これによりデジタルアンプ１４の出力電流はスピーカ１８に供給されるが、電流検出器５６には流れない。また、音声非出力期間においては、ステップ３０２においてスイッチ５３がオン状態にされる。これによりスピーカ１８には電源５２から電流が保護抵抗５５を介して流れて、流れる電流が電流検出器５６により検出される。この時、デジタルアンプ１４には入力信号がなく、且つ給電されていないのでデジタルアンプ１４の出力インピーダンスは非常に大きい（理論上は無限大）。したがって、直流電源５２からの電流はデジタルアンプ１４の側には流れないので、スピーカ１８の入力インピーダンスを正確に測定することができる。この値が入力インピーダンスの初期値とされ、この初期値を基準に正常範囲が決定される。
【００４５】
次に、監視値の測定手順は、実施例３の図８と同様な手順となる。音声出力期間の場合にはステップ４１２において、スイッチ５３がオフ状態にされる。上述したように、デジタルアンプ１４の出力電流はスピーカ１８に供給され、音声が出力される。音声非出力期間の場合には、ステップ４０２において、スイッチ５３がオン状態となる。これにより、上述したように、スピーカ１８の入力インピーダンスが正確に測定される。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、地域に音声報知する地域防災システムにおける故障検出に用いることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１…音声緊急情報報知装置
１０…無線受信機
２０…ＣＰＵ
２１，５１，５６…電流検出器
５７…電圧検出器
１２…可変減衰器
１４…デジタルアンプ
２８，５２，５３…スイッチ
５０…切替スイッチ