(57)【要約】【課題】警報音の特性に着目して、消費電力を軽減し、音圧レベルを効果的に向上できる警報器を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、異常が検出されたとき、スイープトーンフレーズを有する警報音を鳴動する警報音再生手段２７と、前記スイープトーンフレーズの周波数帯域のうち、警報音再生手段の周波数特性に応じて、音圧レベルが低い帯域を音圧レベルが高い帯域より短い時間で通過させる警報音データを前記警報音再生手段２７に出力する警報音出力手段３０とを備える警報器である。【選択図】図９
2011003165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異常が検出されたとき、スイープトーンフレーズを有する警報音を鳴動する警報音再生手段と；
前記スイープトーンフレーズの周波数帯域のうち、警報音再生手段の周波数特性に応じて、音圧レベルが低い帯域を音圧レベルが高い帯域より短い時間で通過させる警報音データを前記警報音再生手段に出力する警報音出力手段と；
を具備することを特徴とする警報器。
【請求項２】
異常が検出されたとき、スイープトーンフレーズ及び音声メッセージフレーズを有する警報音を鳴動する警報音再生手段と；
前記音声メッセージフレーズは、規格基準を満たす音圧レベルとし、スイープトーンフレーズは、音声メッセージフレーズより高い音圧レベルとする警報音データを前記警報音再生手段に出力する警報音出力手段と；
を具備することを特徴とする警報器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅等に設置され、火災に伴って発生する煙を検知して警報音を発するようにした火災警報器等の警報器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、火災警報器においては、煙検知室内に発光部と受光部とを交差するように配置し、発光部から煙検知室内に光を照射させ、煙検知室内に侵入した煙の粒子によって散乱された発光部の光を受光部で検知し、この検知結果に基づいて警報音を発するようにしている。
【０００３】
そして、この警報音の鳴動に際し、消費電力を低減するため、警報出力を一定間隔で断続的に行なったり、所定時間を経過した後は、警報手段の警報出力形態を消費電力が小さくなるように変更したりするものが提案されている（特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００４】
また、警報音を出力する圧電振動板を用いて警報音を出力するために必要な消費電力を小さくし、その共振周波数を利用して高齢者が聞きとりやすく、注意喚起を向上させることを狙いとした火災警報器が提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１８５９７号公報
【特許文献２】特開２００６−２７７０２４号公報
【特許文献３】特開２００８−３１０７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に示されたものは、警報出力（電力）を制御して消費電力を低減するものであり、警報音の鳴動を停止して休止期間を設けるものである。また、特許文献３に示されたものは、専ら、圧電振動板を用いその特性を利用して消費電力を少なくするものである。したがって、前記従来のものは、警報音の鳴動の停止を伴ったり、格別に圧電振動板を用いたりする必要があり、その採用の自由度が狭く、適用範囲が制限されてしまう虞があった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、警報音の特性に着目して、消費電力を軽減し、音圧レベルを効果的に向上できる警報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】
【０００８】
請求項１に記載の警報器は、異常が検出されたとき、スイープトーンフレーズを有する警報音を鳴動する警報音再生手段と；前記スイープトーンフレーズの周波数帯域のうち、警報音再生手段の周波数特性に応じて、音圧レベルが低い帯域を音圧レベルが高い帯域より短い時間で通過させる警報音データを前記警報音再生手段に出力する警報音出力手段と；を具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明及び以下の発明において、用語の技術的意味及び解釈は次による。スイープトーンフレーズとは、例えば、警報音が「ビュービュービュー、火事です。火事です。」とのフレーズである場合、この「ビュービュービュー」の部分である。また、勿論、警報音を「ビュービュービュー、火事です。火事です。」として、スイープトーンフレーズに「火事です。火事です。」との音声メッセージフレーズ等を付加することを妨げるものではない。
【００１０】
警報音再生手段には、各種タイプのスピーカやチャイム、ブザー等が適用できる。また、警報音出力手段は、警報音データを警報音再生手段に出力する機能を有すればよく、例えば、警報器全体の制御がマイコンで行われる場合には、プログラムの実行によって構成することができる。勿論、ハード的な回路で構成してもよい。
【００１１】
警報器としては、煙や熱を検知して警報を鳴動する火災警報器やガスを検知してガス漏れを鳴動するガス警報器等に適用可能である。
【００１２】
請求項２に記載の警報器は、異常が検出されたとき、スイープトーンフレーズ及び音声メッセージフレーズを有する警報音を鳴動する警報音再生手段と；前記音声メッセージフレーズは、規格基準を満たす音圧レベルとし、スイープトーンフレーズは、音声メッセージフレーズより高い音圧レベルとする警報音データを前記警報音再生手段に出力する警報音出力手段と；を具備することを特徴とする。音声メッセージフレーズは、消費電力の軽減の効果を最大限に発揮するには、規格基準を満たす最小限の音圧レベルが好ましいが、必ずしも最小限でなくてもよい。警報音の音圧レベルを優先して規格基準より多少高くすることは許容される。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、スイープトーンフレーズの特性及び警報音再生手段の音圧レベルの周波数特性に着目したので、異常が検出された場合、消費電力を格別増加することなく、警報音の音圧レベルを向上することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、警報音の特性に着目し、スイープトーンフレーズの音圧レベルを高めるようにしたので、消費電力を軽減し、音圧レベルを効果的に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る火災警報器を示す斜視図である。
【図２】煙検知部を示す平面図である。
【図３】回路構成を示すブロック図である。
【図４】動作を示すフローチャートである。
【図５】警報音データを示す説明図である。
【図６】警報音の音圧レベルの振幅を模式的に示す説明図である。
【図７】従来の鳴動時間と周波数との関係を示すグラフである。
【図８】スピーカの音圧レベルの周波数特性を示すグラフである。
【図９】鳴動時間と周波数との関係を示すグラフである。
【図１０】警報音の鳴動を説明するためのブロック図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る警報音の音圧レベルの振幅を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の第１の実施形態に係る火災警報器について図１乃至図１０を参照して説明する。なお、各図において、同一又は相当部分には、同一符号を付し重複した説明は省略する。
【００１７】
図１において、火災警報器本体１は、略円盤状をなしており、住宅内の天井面や壁面に取付けられて使用される。本体１は、取付ベース２とカバー３とを備えており、カバー３の中央部は皿状に突出し、その側周囲には、煙流入口４が開口して形成されている。また、カバー３の下側中央部には、赤色発光の発光ダイオードで構成された表示灯５が設けられている。この表示灯５は、警報時に点滅して表示するものである。なお、この煙流入口４には、格子状の防虫網６が設けられ、煙の流通を可能にするとともに、虫等の通り抜けを防止している。
【００１８】
さらに、カバー３には、音響孔７が形成されている。この音響孔７に対応するカバー３の内部には警報音を発する警報音再生手段としてのスピーカが収容されている。また、カバー３の外周側には停止ボタン８が設けられている。この停止ボタン８は、警報音を停止するもので、カバー３内部には、停止ボタン８の操作により動作するスイッチが組み込まれている。  そして、カバー３内には、煙検知部やマイクロコンピュータを搭載した回路基板等が収容されている。
【００１９】
次に、図２を参照して煙検知部１０について説明する。図２は、火災警報器本体１の天井面への取付け状態では、下側となる平面図である。円形状のベース板１１に発光素子として赤外発光ダイオード１２と、受光素子としてフォトダイオード１３とが約９０度の間隔を空けて外周近傍に取付けられている。そして、この赤外発光ダイオード１２の照射範囲とフォトダイオード１３の受光範囲とが重なる部分が検知領域Ａとして構成されるようになっている。
【００２０】
また、ベース板１１の外周側には、複数の隔壁１４からなるラビリンス壁１５が一体的に形成されている。個々の隔壁１４は、断面形状が略Ｌ字状やＺ字状に屈曲して複数の壁面を有するように形成されており、これら隔壁１４は、検知領域Ａの周囲を取り囲むように配置されている。また、このラビリンス壁１５は、ベース板１１とともに、反射が生じないように光の吸収率が高い黒色の樹脂によって形成されている。
【００２１】
このラビリンス壁１５は、煙流入口４からの煙の侵入を許容するとともに、太陽光や照明光のような外乱光の入射を防止するものであり、これによって、煙の検知を可能とし、外乱光の影響による誤作動を防止する機能を果たすものである。なお、赤外発光ダイオード１２及びフォトダイオード１３の前面側には、それぞれ必要に応じ投光レンズ、受光レンズを設けることができる。
【００２２】
このような構成によれば、赤外発光ダイオード１２の発光により出射された光は、検知領域Ａに照射されており、この検知領域Ａに煙が侵入すると、照射された赤外光が煙の粒子で散乱し、その散乱光がフォトダイオード１３に入射する。そして、煙の濃度が高まると、煙の粒子が増加し、フォトダイオード１３の受光量も増加し、その変化の度合いが設定した閾値を超えると、これを検出して警報音や表示灯５の点滅で警報を行うようになっている。
【００２３】
次に、火災警報器の回路構成について図３のブロック図を参照して説明する。本実施形態では、全体の制御をマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」という）２０が実行するようになっている。マイコン２０は、概略的には、演算部及び制御部を有するＣＰＵ２１と、記憶手段であるＲＯＭ２２及びＲＡＭ２３と、入出力制御手段２４とから構成されている。そして、入出力制御手段２４には、煙検知部１０を構成する赤外発光ダイオード１２と、増幅器２５が接続されたフォトダイオード１３とが接続されている。また、増幅器２６を介して警報音再生手段としてのスピーカ２７が接続され、表示灯５及び警報音停止用のスイッチ２８が接続されている。なお、電源としてはリチウム電池２９が用いられている。
【００２４】
このように構成された火災警報器の動作について主として図４のフローチャートを参照して説明する。この動作は、基本的には、マイコン２０のプログラムによって制御されている。まず、赤外発光ダイオード１２の発光により光が出射される（Ｓ１）。フォトダイオード１３は、検知領域Ａにおける光を受光する（Ｓ２）。そして、フォトダイオード１３の受光量と予めマイコン２０のＲＯＭ２２又はＲＡＭ２３内に記憶された受光量の基準値とを比較する（Ｓ３）。この基準値は、閾値であり、検知領域Ａ内の煙の濃度が高まり、火災が発生したと判定できるレベルである。フォトダイオード１３の受光量が基準値に達していなければ、ステップ１（Ｓ１）に戻り、常時は、このルーチンを繰り返して実行する（Ｓ４）。つまり、フォトダイオード１３の受光量の変化が閾値を超えているか否かを検出手段によって検出するようになっている。
【００２５】
続いて、検知領域Ａ内に煙が侵入してくると、赤外発光ダイオード１２の赤外光が煙の粒子で散乱し、その散乱光がフォトダイオード１３に入射し、フォトダイオード１３の受光量が増加し煙の検出が行われる。そして、煙の濃度が増すとともに、受光量が継続して増加し、検出手段によって、その増加が閾値を超えていると判定された場合には（Ｓ４）、ＣＰＵ２１は、火災発生と判断し、警報を発するための制御信号をスピーカ２７及び表示灯５に送信する。この制御信号を受けて、スピーカ２７では、警報音データとしてＲＯＭ２２に記憶されている「ビュービュービュー、火事です。火事です。」とのスイープトーンフレーズと音声メッセージフレーズとから構成される警報音を鳴動し、表示灯５では、赤色の発光ダイオードを点滅し火災を報知する（Ｓ５）。
【００２６】
次に、警報音について図５乃至図１０を参照して詳細に説明する。まず、前提を説明すると、図５に示すように、警報音データは、ＲＯＭ２２に格納されており、「ビュー」からなるスイープトーンフレーズを３回繰り返し、「火事です」からなる音声メッセージフレーズを２回繰り返すように構成されている。火災発生の異常が検出されると、ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２２から警報音データを読み出し、このデータを入出力制御手段２４を介して増幅器２６に送る。そして、増幅された警報音データによって警報音がスピーカ２７から出力される。
【００２７】
この警報音は、図６に模式的な波形で示すように、「ビュー」の部分が０．５秒鳴動され、休止期間を０．３秒おいて、再度「ビュー」の部分が０．５秒鳴動され、これが繰り返されるようになっており、続いて「「火事です」の部分が鳴動されて繰り返されるようになっている。そして、警報音の振幅、すなわち、音圧レベルは鑑定基準の７０ｄＢ／ｍ以上となるように設定されている。
【００２８】
さらに、図７に示すように、「ビュー」からなるスイープトーンフレーズは、所定の周波数帯域に亘って周波数を連続的に変化させたスイープトーンである。図の横軸は、鳴動時間（ｓｅｃ）であり、縦軸は、周波数（Ｈｚ）である。具体的には、０．５秒の鳴動時間において、例えば、３００Ｈｚ〜４ｋＨｚに亘って周波数を連続的に変化させている。したがって、これにより子供から高齢者までの幅広い年齢層においてスイープトーンフレーズを聞き取ることが可能となる。
【００２９】
以上のような構成を前提として、本実施形態では、前記スイープトーンフレーズの特性及びスピーカ２７の音圧レベルの周波数特性に着目し、消費電力を格別増加することなく、警報音の音圧レベルを向上するものである。
【００３０】
まず、図８においては、スピーカ２７の音圧レベルの周波数特性を示している。図の横軸は、周波数（Ｈｚ）であり、縦軸は、音圧レベル（ｄＢ）である。図から明らかなように、約２００Ｈｚ〜７００Ｈｚまでは音圧レベルが上昇し、その後、２ｋＨｚまでは下降し、４ｋＨｚを頂点として再び下降するという特性を示している。この特性によれば、３ｋＨｚ〜４．５ｋＨｚ付近の周波数帯域が高音圧レベルの周波数帯域ということになる。
【００３１】
そこで、この高音圧レベルの周波数帯域を活用することにより、消費電力を増加することなく、音圧レベルを高くすることが可能となる。すなわち、図９に示すように、スイープトーンの鳴動時間と周波数との関係において、３００Ｈｚ〜４ｋＨｚに亘る連続的な変化を放物線を描くような曲線状とする。つまり、これは、３００Ｈｚ〜３ｋＨｚまでの音圧が出難い低い音圧レベルの周波数帯域を速く通過し、高い音圧レベルの３ｋＨｚ〜４ｋＨｚの周波数帯域に早く到達して高い音圧レベルの時間を長く稼ぐものである。換言すれば、音圧レベルが低い周波数帯域を音圧レベルが高い周波数帯域より短い時間で通過させ、音圧レベルが高い周波数帯域を長い時間で通過させるものである。
【００３２】
したがって、図１０のブロック図に示すように、このように構成された警報音データをＲＯＭ２２に格納しておき、これによって警報音を鳴動することにより、全体としての音圧レベルを高めることができる。なお、図１０は、前述の図３で示した構成と基本的に異なるものではない。
【００３３】
すなわち、火災発生の異常が検出されると、ＣＰＵ２１やＲＯＭ２２のプログラムで構成された警報音出力手段３０は、ＲＯＭ２２から前記の警報音データを読み出し、入出力制御手段２４に送信する。入出力制御手段２４は、このデータを増幅器２６を経由してスピーカ２７に出力する。そして、スピーカ２７からは、警報音データに基づき、音圧レベルが向上した警報音が鳴動されるようになる。
【００３４】
以上のように本実施形態によれば、スイープトーンフレーズの特性及びスピーカ２７の音圧レベルの周波数特性に着目したので、異常が検出された場合、消費電力を格別増加することなく、警報音の音圧レベルを向上することができる。特に、電源として電池２９を用いる場合には、その長寿命化を図ることができる。
【００３５】
次に、本発明の第２の実施形態に係る火災警報器について図１１を参照して説明する。図１１は、前記図６に相当するものであり、その他の構成は、第１の実施形態と同一である。本実施形態では、消費電力を軽減し、効果的に音圧レベルを高めるため、警報音の特性に着目し、スイープトーンフレーズの「ビュービュービュー」の部分の音圧レベルを高めるように設定したものである。
【００３６】
火災発生等の緊急時においては、スピーカ２７から大きな警報音を鳴動し、居住者全員に知らせる必要がある。このため、音圧レベルの鑑定基準の７０ｄＢ／ｍ以上をスピーカ２７から出力することが望ましく、例えば、「ビュービュービュー、火事です。火事です。」とのスイープトーンフレーズと音声メッセージフレーズとから構成される全体の警報音の音圧レベルを９０ｄＢ／ｍまで高めることが考えられる。この場合、９０ｄＢ／ｍの最大振幅で４〜５Ｖの電圧を要する。
【００３７】
しかしながら、音声メッセージフレーズの場合は、振幅の落差が激しいため、電力を投入して音圧レベルを高めようとしても効率的に有効ではない。したがって、効率の悪い音声メッセージフレーズの部分は、音圧レベルの鑑定基準の７０ｄＢ／ｍを確保する最小限の音圧レベルとし、振幅の落差が少ないスイープトーンフレーズの部分に電力を投入して、効率的に音圧レベルを高くしようとするものである。
【００３８】
したがって、例えば、スイープトーンフレーズの部分に４〜５Ｖの電圧をかけて音圧レベルを９０ｄＢ／ｍとし、音声メッセージフレーズの部分には、１〜２Ｖの電圧をかけて最小限の音圧レベル７０ｄＢ／ｍを確保する。このような警報音データをＲＯＭ２２に格納しておくことにより、スピーカ２７から警報音データに基づき、消費電力を軽減しながら、音圧レベルが高い警報音が鳴動されるようになる。
【００３９】
以上のように本実施形態によれば、警報音の特性に着目し、スイープトーンフレーズの音圧レベルを高めるようにしたので、消費電力を軽減し、音圧レベルを効果的に向上できる。また、電源として電池２９を用いる場合には、その長寿命化を図ることができる。
【００４０】
なお、本発明は、上記各実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、この種、火災警報器には、電源として電池を用いるものと商用電源を用いるものとがあり、また、煙を検知する方式と熱を検知する方式のものがあるが、いずれも適用可能である。さらに、ガス漏れを検知して警報する警報器にも適用可能である。
【００４１】
加えて、本発明の各種制御手段は、マイコンに限るものではない。例えば、マイコンに外付けで音声合成回路等を設けてもよいし、ディスクリート部品で構成してもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・火災警報器本体、１０・・・煙検出部、
１２・・・発光素子（赤外発光ダイオード）、１３・・・受光素子（フォトダイオード）、１５・・・ラビリンス壁、２０・・・マイコン、
２７・・・警報音再生手段（スピーカ）、３０・・・警報音出力手段
【図１】
2011003165.tif 000003
【図２】
2011003165.tif 000004
【図３】
2011003165.tif 000005
【図４】
2011003165.tif 000006
【図５】
2011003165.tif 000007
【図６】
2011003165.tif 000008
【図７】
2011003165.tif 000009
【図８】
2011003165.tif 000010
【図９】
2011003165.tif 000011
【図１０】
2011003165.tif 000012
【図１１】
2011003165.tif 000013