JP6975910B2 - Alarm sound acoustic device and acoustic system - Google Patents
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Description
本発明は、一般に、警報音の音響装置及び音響システムに関し、より詳細には、振動体を共振させる警報音の音響装置及びそれを用いた音響システムに関する。 The present invention generally relates to an alarm sound acoustic device and an acoustic system, and more particularly to an alarm sound acoustic device that resonates a vibrating body and an acoustic system using the same.
従来、所定の共鳴周波数の音波に共鳴する共鳴室と、任意の周波数の音波を出力可能な出力手段と、出力室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、を備えた警報器が知られている(例えば特許文献1参照)。周波数変化手段は、出力手段に出力させる音波の周波数を、共鳴周波数の中で変化させることにより、最大音圧を得ている。共鳴室は、圧電振動板によって発生された音波を共鳴させるための共鳴空間を形成する。 Conventionally, an alarm device provided with a resonance chamber that resonates with a sound wave having a predetermined resonance frequency, an output means capable of outputting a sound wave of an arbitrary frequency, and a frequency changing means for changing the frequency of the sound wave output by the output chamber. It is known (see, for example, Patent Document 1). The frequency changing means obtains the maximum sound pressure by changing the frequency of the sound wave output to the output means within the resonance frequency. The resonance chamber forms a resonance space for resonating the sound wave generated by the piezoelectric diaphragm.
例えば、警報音が複数あって、かつ各警報音の基本周波数が互いに異なる場合、特許文献1に記載の警報器では、共鳴手段の所定の共鳴周波数と異なる基本周波数の警報音の音圧を向上させることは困難である。 For example, when there are a plurality of alarm sounds and the fundamental frequencies of the alarm sounds are different from each other, the alarm device described in Patent Document 1 improves the sound pressure of the alarm sound having a fundamental frequency different from the predetermined resonance frequency of the resonance means. It is difficult to make it.
本発明は上記課題に鑑みてなされ、基本周波数の異なる複数の警報音について音圧の向上を図ることができる警報音の音響装置及び音響システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an alarm sound acoustic device and an acoustic system capable of improving the sound pressure of a plurality of alarm sounds having different fundamental frequencies.
本発明の一態様に係る警報音の音響装置は、板状の振動体と、筐体と、を備える。前記振動体は、共振周波数Fpで共振する。前記筐体は、前記振動体を収納し、かつ前記振動体の振動により共鳴周波数Fcで共鳴して複数の警報音をそれぞれ放射する。前記複数の警報音の各々は、基本周波数が互いに異なる警報音である。前記複数の警報音の基本周波数のうち最も高い基本周波数fと、前記共振周波数Fpと、前記共鳴周波数Fcとの関係が、f≦|Fp−Fc|となる。前記複数の警報音の各々について、基本周波数の複数の高調波のうち少なくとも1つの高調波が前記共振周波数Fpと前記共振周波数Fcとの間の周波数帯に含まれる。 The alarm sound acoustic device according to one aspect of the present invention includes a plate-shaped vibrating body and a housing. The vibrating body resonates at the resonance frequency Fp. The housing houses the vibrating body and resonates at the resonance frequency Fc due to the vibration of the vibrating body to emit a plurality of alarm sounds. Each of the plurality of alarm sounds is an alarm sound having different fundamental frequencies from each other. The relationship between the highest fundamental frequency f among the fundamental frequencies of the plurality of alarm sounds, the resonance frequency Fp, and the resonance frequency Fc is f ≦ | Fp-Fc |. For each of the plurality of alarm sounds, at least one of the plurality of harmonics of the fundamental frequency is included in the frequency band between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc.
本発明の一態様に係る音響システムは、上記した警報音の音響装置と、前記複数の警報音に一対一に対応する複数の電気信号を生成する生成部と、を備える。前記振動体は、前記複数の電気信号の各々の周波数で共振するように構成されている。 The acoustic system according to one aspect of the present invention includes the above-mentioned acoustic device for alarm sounds and a generation unit that generates a plurality of electric signals corresponding to the plurality of alarm sounds on a one-to-one basis. The vibrating body is configured to resonate at each frequency of the plurality of electric signals.
本発明では、基本周波数の異なる複数の警報音について音圧の向上を図ることができる、という利点がある。 The present invention has an advantage that the sound pressure can be improved for a plurality of alarm sounds having different fundamental frequencies.
以下、本発明の実施形態に係る警報音の音響装置1(以下、単に音響装置1とも呼ぶ。)及び音響システム100について図1〜図4Bを参照して説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。以下の実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計などに応じて種々の変更が可能である。また、以下の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、図2A及び図2B中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
Hereinafter, the alarm sound sound device 1 (hereinafter, also simply referred to as sound device 1) and the
(1)音響システムの概要
音響システム100は、一例として、火災の発生を報知するための警報音を出力するシステムである。音響システム100は、基本周波数の異なる複数の警報音を個別に出力することができる。基本周波数の異なる複数の警報音は、例えば、第1信号A1(図4B参照)から生成される第1警報音と、第1警報音よりも基本周波数が高い第2信号B2(図4B参照)から生成される第2警報音との2つの警報音である。音響システム100は、例えば、第1警報音と第2警報音とを所定時間(例えば1秒)ずつ交互に出力する。
(1) Outline of Acoustic System The
(2)音響システムの構成
音響システム100は、図1に示すように、音響装置1と、生成部2とを備える。音響システム100は更に、駆動部3を備える。
(2) Configuration of Acoustic System As shown in FIG. 1, the
生成部2は、例えば、PWM(Pulse Width Modulation)制御方式による矩形波の交流電圧を出力する信号生成回路を有している。生成部2は、電気信号としての第1信号A1と第2信号B2とを個別に生成することができる。第1信号A1は、一例として、矩形波の交流電圧からなる信号である。第1信号A1は、周波数が基本周波数fAである基本波と、周波数がfAの整数倍となる複数の高調波とを含む。複数の高調波は、図4Bに示すように、周波数が2fAとなる第2高調波、周波数が3fAとなる第3高調波、周波数が4fAとなる第4高調波、周波数が5fAとなる第5高調波、周波数が6fAとなる第6高調波、及び周波数が7fAとなる第7高調波を含む。
The
第2信号B2は、一例として、矩形波の交流電圧からなる信号である。第2信号B2は、周波数がfAよりも高い基本周波数fBである基本波と、周波数がfBの整数倍の周波数となる複数の高調波とを含む。複数の高調波は、図4Bに示すように、周波数が2fBとなる第2高調波及び周波数が3fBとなる第3高調波である。生成部2は、例えば、第1信号A1と第2信号B2とを所定時間(例えば3秒)ずつ交互に駆動部3に出力する。
The second signal B2 is, for example, a signal composed of a rectangular wave AC voltage. The second signal B2 includes a fundamental wave having a fundamental frequency fB having a frequency higher than that of fA, and a plurality of harmonics having a frequency that is an integral multiple of fB. As shown in FIG. 4B, the plurality of harmonics are a second harmonic having a frequency of 2 fB and a third harmonic having a frequency of 3 fB. For example, the
駆動部3は、例えば、コイル及びコンデンサなどを含む共振回路を有している。駆動部3は、生成部2から入力された電気信号のうち、特定の周波数帯の電気信号を共振回路で電気的に共振させることにより、特定の周波数帯の交流電圧を増幅する。特定の周波数帯は、例えば、振動体11が他の周波数帯と比較して相対的に振動しにくくなる周波数帯であり、振動体11の形状及び材質などの要素によって定まる周波数帯である。駆動部3は、増幅後の交流電圧を振動体11に出力して振動体11を振動させる。
The
(3)警報音の音響装置の構成
音響装置1は、図1、図2A及び図2Bに示すように、振動体11と、筐体12とを有する。
(3) Configuration of Sound Device for Alarm Sound The sound device 1 has a vibrating
振動体11は、例えば、バイモルフ構造の2つの板状の圧電素子と、その圧電素子間に配置された振動板とを有する。振動体11は、円板状に形成されており、駆動部3から入力された交流電圧によって2つの圧電素子が伸縮することにより振動体11の厚さ方向に振動する。振動体11は、駆動部3からの交流電圧の周波数で機械的に振動する。
The vibrating
筐体12は、基部13と、蓋部14と、取付枠16とを有する。
The
取付枠16は、環状に形成されており、振動体11の縁部分に取り付けられる。取付枠16は、基部13と蓋部14とに挟まれることにより、振動体11を基部13と蓋部14とに取り付ける。
The mounting
基部13は、図2Aに示すように、取付枠16と略同じ外径となる有底円筒状に形成されている。基部13は、例えば、合成樹脂材料などによって形成されている。図2Bに示すように、基部13における取付枠16と接する側の面には開口が形成されている。基部13の開口を振動体11で塞ぐように、取付枠16を介して基部13に振動体11が取り付けられることにより、基部13と振動体11との間に第1気室131が形成される。
As shown in FIG. 2A, the
蓋部14は、図2Aに示すように、取付枠16と略同じ外径となる有底円筒状に形成されている。蓋部14は、例えば、合成樹脂材料などによって形成されている。図2Bに示すように、蓋部14における取付枠16と接する側の面には開口が形成されている。蓋部14の開口を振動体11で塞ぐように、取付枠16を介して蓋部14に振動体11が取り付けられることにより、蓋部14と振動体11との間に第2気室141が形成される。
As shown in FIG. 2A, the
蓋部14の底板15には、底板15を厚さ方向に貫く複数の貫通孔151が形成されている。貫通孔151は、第2気室141で発生した音を筐体12の外部に放射するために設けられている。言い換えると、貫通孔151を通って筐体12の外部に放射される音が警報音となる。なお、図2Bでは、底板15が蓋部14と一体に形成されている例を示しているが、この例に限らず、底板15は蓋部14と別体に形成されていてもよい。例えば、蓋部14が円筒状に形成され、蓋部14における取付枠16と接する側と反対側の開口が底板15で塞がれていてもよい。
The
ここで、筐体12において底板15から振動体11までの距離を変化させることができると仮定する。底板15から振動体11までの距離を大きくして第2気室141の容積を大きくするほど、筐体12の底板15から放射される音の所定の周波数帯のうち高周波側の周波数の音圧レベルが大きくなり、所定の周波数帯のうち低周波側の周波数が相対的に小さくなる。一方、第2気室141の容積を小さくするほど、筐体12の底板15から放射される音の所定の周波数帯のうち高周波側の周波数の音圧レベルが小さくなり、所定の周波数帯のうち低周波側の周波数が相対的に大きくなる。なお、音圧レベルは、基準となる音圧(例えば20×10−6[Pa])に対する音圧の大きさを表す。
Here, it is assumed that the distance from the
以下、図3における周波数Fgと周波数Fhとの間の周波数帯を所定の周波数帯として説明する。図3では、筐体12の周波数特性を破線で示しており、第2気室141の容積が筐体12よりも小さい場合の周波数特性を実線で示している。筐体12の第2気室141の容積が小さい方が、周波数Fgと周波数Fhとの間の周波数帯における低周波側の周波数の音圧レベルが大きくなっている。そのため、周波数Fgと周波数Fhとの間の周波数帯全体の平均的な音圧レベルが大きくなっている。したがって、第2気室141の容積を調節することにより、筐体12の底板15から放射される音の所定の周波数帯の音圧を大きくすることができる。
Hereinafter, the frequency band between the frequency Fg and the frequency Fh in FIG. 3 will be described as a predetermined frequency band. In FIG. 3, the frequency characteristic of the
(4)警報音の音響装置の周波数特性
音響装置1の警報音の周波数と音圧レベルとの関係(周波数特性)について図4A及び図4Bを参照して説明する。
(4) Frequency Characteristics of Alarm Sound Acoustic Device The relationship (frequency characteristics) between the frequency of the alarm sound of the acoustic device 1 and the sound pressure level will be described with reference to FIGS. 4A and 4B.
音響装置1の周波数特性は、図4Aに示すように、放射特性50で表される。放射特性50は、振動体11の共振特性51と、筐体12の共鳴特性52とで定まる周波数特性である。
The frequency characteristic of the acoustic device 1 is represented by the radiation characteristic 50 as shown in FIG. 4A. The radiation characteristic 50 is a frequency characteristic determined by the
共振特性51は、振動体11が共振する周波数を横軸で表し、周波数ごとの音圧レベルを縦軸で表した周波数特性である。共振特性51の音圧レベルがピークとなる共振周波数Fpは、例えば、振動体11の圧電素子及び振動板の形状及び材質などによって定まる。共振特性51のグラフは、共振周波数Fpにおける音圧レベルがピークであって、共振周波数Fpから離れるにつれて音圧レベルが急峻に低下する形状となる。
The resonance characteristic 51 is a frequency characteristic in which the frequency at which the vibrating
共鳴特性52は、振動体11が振動した際に筐体12が振動体11と共鳴する周波数を横軸で表し、周波数ごとの音圧レベルを縦軸で表した周波数特性である。共鳴特性52の音圧がピークとなる共鳴周波数Fcは、例えば、第2気室141の容積で定まる周波数特性である。共鳴特性52のグラフは、共鳴周波数Fcにおける音圧レベルがピークであって、共鳴周波数Fcから離れるにつれて音圧レベルが急峻に低下する形状となる。本実施形態の音響装置1において、共鳴周波数Fcは共振周波数Fpよりも低い場合(つまりFc<Fp)について説明するが、この場合に限らず、共鳴周波数Fcは共振周波数Fpよりも高くてもよい。
The resonance characteristic 52 is a frequency characteristic in which the frequency at which the
放射特性50は、周波数を横軸で表し、周波数ごとに共振特性51の音圧レベルと共鳴特性52の音圧レベルとを足し合わせた音圧レベルを縦軸で表した周波数特性である。そのため、放射特性50のグラフにおいては、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとが近いほど、音圧レベルのピークの値が大きくなる。そのため、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの間の周波数帯の音圧レベルは、所定の音圧レベルfN(例えば60[dB]程度)を超えやすくなる。一方で、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとが近いほど、所定の音圧レベルfNを超える周波数帯の幅が狭くなる。 The radiation characteristic 50 is a frequency characteristic in which the frequency is represented by the horizontal axis and the sound pressure level obtained by adding the sound pressure level of the resonance characteristic 51 and the sound pressure level of the resonance characteristic 52 is represented by the vertical axis for each frequency. Therefore, in the graph of the radiation characteristic 50, the closer the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc are, the larger the peak value of the sound pressure level becomes. Therefore, the sound pressure level in the frequency band between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc tends to exceed a predetermined sound pressure level fN (for example, about 60 [dB]). On the other hand, the closer the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc are, the narrower the width of the frequency band exceeding the predetermined sound pressure level fN.
一方、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとが離れるにつれて、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの間の周波数帯が広くなるが、その周波数帯において音圧レベルが低下する周波数帯が生じる。音圧レベルが低下する周波数帯の幅は、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとが離れるにつれて広くなり、かつ共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの間の周波数帯の最低音圧レベルは、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとが離れるにつれて小さくなる。そのため、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの間の周波数帯において、所定の音圧レベルfN未満となる周波数帯が生じやすくなる。 On the other hand, as the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc are separated from each other, the frequency band between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc becomes wider, but in that frequency band, a frequency band in which the sound pressure level decreases occurs. The width of the frequency band in which the sound pressure level decreases becomes wider as the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc are separated, and the lowest sound pressure level in the frequency band between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fp is the resonance frequency Fp. And the resonance frequency Fc become smaller as they are separated from each other. Therefore, in the frequency band between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc, a frequency band having a predetermined sound pressure level less than fN is likely to occur.
ここで、音響装置1の共振周波数Fpと共鳴周波数Fcと、第1警報音の音圧レベルと、第2警報音の音圧レベルとの関係について図4A及び図4Bを参照して説明する。 Here, the relationship between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc of the acoustic device 1, the sound pressure level of the first alarm sound, and the sound pressure level of the second alarm sound will be described with reference to FIGS. 4A and 4B.
音響装置1における共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとは、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの差の絶対値が第2警報音の基本波の周波数fB以上に設定されている。すなわち、複数の警報音の基本周波数fのうち最も高い基本周波数f(ここでは周波数fB)と、共振周波数Fpと、共鳴周波数Fcとの関係は、f≦|Fp−Fc|である。これにより、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの間の周波数帯には、第2警報音の基本波、又は第2信号警報音の複数の高調波のうち少なくとも1つの高調波が含まれることになる。 The resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc in the acoustic device 1 are set so that the absolute value of the difference between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc is set to be equal to or higher than the frequency fB of the fundamental wave of the second alarm sound. That is, the relationship between the highest fundamental frequency f (here, frequency fB) among the fundamental frequencies f of the plurality of alarm sounds, the resonance frequency Fp, and the resonance frequency Fc is f ≦ | Fp-Fc |. As a result, the frequency band between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc includes at least one harmonic of the fundamental wave of the second warning sound or a plurality of harmonics of the second signal warning sound. Become.
図4Bでは、第2警報音において周波数が3fBである第3高調波が共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの間の周波数帯に含まれている。これにより、音響装置1が第2信号B2から生成された第2警報音を出力した際に、第2警報音の基本波及び第2高調波の音圧レベルがfN(60[dB]程度)である場合、第3高調波の音圧レベルはfNよりも大きくなる(例えば90[dB]程度)。したがって、音響装置1は、第2警報音の音圧を大きくすることができる。 In FIG. 4B, the third harmonic having a frequency of 3 fB in the second alarm sound is included in the frequency band between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc. As a result, when the acoustic device 1 outputs the second alarm sound generated from the second signal B2, the sound pressure levels of the fundamental wave and the second harmonic of the second alarm sound are about fN (about 60 [dB]). If, the sound pressure level of the third harmonic becomes larger than fN (for example, about 90 [dB]). Therefore, the sound device 1 can increase the sound pressure of the second alarm sound.
図4Bでは、第1警報音の第5高調波〜第7高調波が共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの間の周波数帯に含まれている。これにより、音響装置1が第1信号A1から生成された第1警報音を出力した際に、第1警報音の基本波及び第1〜第4高調波の音圧レベルがfNである場合、第5高調波〜第7高調波の音圧レベルはfNよりも大きくなる(例えば90〜95[dB]程度)。したがって、音響装置1は、第1警報音の音圧を大きくすることができる。 In FIG. 4B, the fifth harmonic to the seventh harmonic of the first alarm sound are included in the frequency band between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc. As a result, when the sound device 1 outputs the first alarm sound generated from the first signal A1, the sound pressure levels of the fundamental wave and the first to fourth harmonics of the first alarm sound are fN. The sound pressure level of the 5th to 7th harmonics is larger than that of fN (for example, about 90 to 95 [dB]). Therefore, the acoustic device 1 can increase the sound pressure of the first alarm sound.
なお、図4Bにおける共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの間の周波数帯以外の第1警報音の基本波及び高調波の音圧レベルを便宜上fNとして説明したが、基本波及び高調波の各々の音圧レベルはfN以下であってもよい。同様に、図4Bにおける共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの間の周波数帯以外の第2警報音の基本波及び高調波の音圧レベルはfN以下であってもよい。 The sound pressure levels of the fundamental wave and harmonics of the first alarm sound other than the frequency band between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc in FIG. 4B have been described as fN for convenience, but each of the fundamental wave and the harmonic has been described. The sound pressure level may be fN or less. Similarly, the sound pressure levels of the fundamental wave and harmonics of the second alarm sound other than the frequency band between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc in FIG. 4B may be fN or less.
音響装置1の共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとは、音響装置1の共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの差の絶対値が第2警報音の第2高調波の周波数未満となるように設定されている。言い換えると、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの差の絶対値は、第2警報音の基本波の周波数fBの2倍の値未満となっている。すなわち、基本周波数fの2倍の周波数2f(ここでは周波数2fB)と、共振周波数Fpと、共鳴周波数Fcとの関係は、|Fp−Fc|<2fである。これにより、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの間の周波数帯には、第2警報音の基本波、又は第2警報音の複数の高調波のうち1つの高調波のみが含まれることになる。放射特性50のグラフは、上述したように、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの間の周波数帯が広くなるにつれて、その周波数帯において音圧レベルが所定の音圧レベルfN未満となる周波数帯が広くなるので、警報音の音圧の向上を図ることは難しい。しかしながら、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの差の絶対値が第2警報音の第2高調波の周波数2fBの値未満である場合、音響装置1は、第2警報音の基本波又は第2警報音の複数の高調波のうち1つの高調波の音圧の向上を図ることができる。この場合、音響装置1は更に、第1警報音の基本波及び第1警報音の複数の高調波のうち少なくとも1つの音圧の向上を図ることができる。これにより、音響装置1は、周波数の異なる第1警報音と第2警報音の両方の音圧の向上を図ることができる。 The resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc of the acoustic device 1 are set so that the absolute value of the difference between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc of the acoustic device 1 is less than the frequency of the second harmonic of the second alarm sound. ing. In other words, the absolute value of the difference between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc is less than twice the frequency fB of the fundamental wave of the second alarm sound. That is, the relationship between the frequency 2f (here, the frequency 2fB) which is twice the fundamental frequency f, the resonance frequency Fp, and the resonance frequency Fc is | Fp-Fc | <2f. As a result, the frequency band between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc includes only one harmonic of the fundamental wave of the second alarm sound or the plurality of harmonics of the second alarm sound. .. As described above, in the graph of the radiation characteristic 50, as the frequency band between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc becomes wider, the frequency band in which the sound pressure level becomes less than the predetermined sound pressure level fN is defined. Since it becomes wider, it is difficult to improve the sound pressure of the alarm sound. However, when the absolute value of the difference between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc is less than the value of the frequency 2fB of the second harmonic of the second alarm sound, the acoustic device 1 is the fundamental wave of the second alarm sound or the second alarm sound. It is possible to improve the sound pressure of one of the plurality of harmonics of the alarm sound. In this case, the acoustic device 1 can further improve the sound pressure of at least one of the fundamental wave of the first alarm sound and the plurality of harmonics of the first alarm sound. As a result, the acoustic device 1 can improve the sound pressures of both the first alarm sound and the second alarm sound having different frequencies.
ここで、音響装置1の効果を説明するために、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの差の絶対値が第2警報音の基本波の周波数fBの値未満に設定された比較例の音響装置について図5A及び図5Bを参照して説明する。なお、図5A及び図5Bのグラフの種類及び符号はそれぞれ図4A及び図4Bと同様である。 Here, in order to explain the effect of the acoustic device 1, the acoustic device of the comparative example in which the absolute value of the difference between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc is set to be less than the value of the frequency fB of the fundamental wave of the second alarm sound. Will be described with reference to FIGS. 5A and 5B. The types and reference numerals of the graphs of FIGS. 5A and 5B are the same as those of FIGS. 4A and 4B, respectively.
比較例の音響装置において、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの差の絶対値が小さいほど、放射特性50のピークが大きくなる。そのため、図5Bでは、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの間の周波数帯に含まれる第1警報音の第5高調波の音圧レベルは、第1警報音の基本波及び他の高調波の音圧レベルのfN(例えば60[dB]程度)よりも大きくなる(例えば100[dB]程度)。しかしながら、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの間の周波数帯に第2警報音の基本波及び第2警報音の複数の高調波の何れも含まれていないため、比較例の音響装置は第2警報音の音圧の向上を図ることが難しい。
In the acoustic device of the comparative example, the smaller the absolute value of the difference between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc, the larger the peak of the
次に、別の比較例の音響装置について説明する。別の比較例の音響装置の共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの差の絶対値が、第2警報音の第2高調波の周波数2fBの値以上に設定された場合について説明する。この場合、別の比較例の音響装置の共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの間の周波数帯に第1警報音及び第2警報音の高調波がそれぞれ含まれる。しかしながら、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとが離れるにつれて、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの間の周波数帯における放射特性50の最低音圧レベルが小さくなり、かつその周波数帯における音圧レベルのピークも小さくなる。つまり、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの間の周波数帯に第1警報音及び第2警報音が含まれていても、別の比較例の音響装置は、第1警報音及び第2警報音の両方の音圧の向上を図ることが難しい。 Next, another comparative example acoustic device will be described. The case where the absolute value of the difference between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc of the acoustic device of another comparative example is set to be equal to or higher than the value of the frequency 2fB of the second harmonic of the second alarm sound will be described. In this case, the harmonics of the first alarm sound and the second alarm sound are included in the frequency band between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc of the acoustic device of another comparative example, respectively. However, as the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc are separated from each other, the minimum sound pressure level of the radiation characteristic 50 in the frequency band between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc becomes smaller, and the peak of the sound pressure level in the frequency band becomes smaller. Also becomes smaller. That is, even if the frequency band between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc includes the first alarm sound and the second alarm sound, the acoustic device of another comparative example has the first alarm sound and the second alarm sound. It is difficult to improve both sound pressures.
(5)まとめ
以上説明したように、本実施形態における警報音の音響装置1は、板状の振動体11と、筐体12と、を備える。振動体11は、共振周波数Fpで共振する。筐体12は、振動体11を収納し、かつ振動体11の振動により共鳴周波数Fcで共鳴して複数の警報音(ここでは第1警報音及び第2警報音)をそれぞれ放射する。複数の警報音の各々は、基本周波数(周波数fA及び周波数fB)が互いに異なる警報音である。複数の警報音の基本周波数のうち最も高い基本周波数f(ここでは周波数fB)と、共振周波数Fpと、共鳴周波数Fcとの関係が、f≦|Fp−Fc|となる。
(5) Summary As described above, the alarm sound acoustic device 1 in the present embodiment includes a plate-shaped vibrating
上記構成によれば、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとは、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの差の絶対値が複数の警報音の基本周波数fのうち最も高い基本周波数f(周波数fB)の値以上に設定されている。これにより、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの間の周波数帯には、警報音の複数の高調波(第2信号B2の高調波)のうち少なくとも1つの高調波が含まれることになる。上記した周波数帯に含まれる高調波は、複数の警報音の基本周波数fのうち最も高い基本周波数fを含む警報音の高調波である。また、複数の警報音のうち他の警報音の基本波の周波数(ここでは周波数fA)は、基本周波数f(周波数fB)よりも低いので、他の警報音(第1警報音)の高調波同士の周波数間隔は、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの周波数間隔よりも小さい。そのため、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの間の周波数帯には他の警報音(第1警報音)における複数の高調波のうち少なくとも1つの高調波が含まれることになる。そのため、警報音の音響装置1は、周波数の異なる複数の警報音について音圧の向上を図ることができる。 According to the above configuration, the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc are the fundamental frequencies f (frequency fB) in which the absolute value of the difference between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc is the highest among the fundamental frequencies f of the plurality of alarm sounds. It is set above the value. As a result, the frequency band between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc includes at least one harmonic among the plurality of harmonics of the alarm sound (harmonics of the second signal B2). The harmonics included in the frequency band described above are harmonics of the alarm sound including the highest fundamental frequency f among the fundamental frequencies f of the plurality of alarm sounds. Further, since the frequency of the fundamental wave of the other alarm sounds (frequency fA in this case) is lower than the fundamental frequency f (frequency fB) among the plurality of alarm sounds, the harmonics of the other alarm sounds (first alarm sound). The frequency spacing between each other is smaller than the frequency spacing between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc. Therefore, the frequency band between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc includes at least one harmonic among the plurality of harmonics in the other alarm sound (first alarm sound). Therefore, the alarm sound sound device 1 can improve the sound pressure of a plurality of alarm sounds having different frequencies.
本実施形態における警報音の音響装置1において、基本周波数fの2倍の周波数2f(ここでは周波数2fB)と、共振周波数Fpと、共鳴周波数Fcとの関係が、|Fp−Fc|<2fとなることが好ましい。これにより、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとは、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの差の絶対値が複数の警報音のうち最も高い基本周波数f(周波数fB)の周波数の2倍の値未満に設定されている。共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの間の周波数帯には、複数の警報音の基本周波数fのうち最も高い基本周波数f(周波数fB)を含む警報音(第2警報音)であって、その警報音の高調波のうち1つの高調波(例えば第3高調波)が含まれることになる。そのため、警報音の音響装置1は、周波数の異なる複数の警報音の音圧をそれぞれ大きくすることができる。ここで、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの差の絶対値が大きくなるほど、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの間の周波数帯における最低音圧が小さくなり、その周波数帯における音圧のピークに対する減少幅が大きくなる。しかしながら、|Fp−Fc|<2fを満たすことにより、複数の警報音の高調波(又は基本波)を共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの間の周波数帯に含めることができ、かつその周波数帯における音圧のピークに対する減少幅を最小限にできる。 In the alarm sound acoustic device 1 of the present embodiment, the relationship between the frequency 2f (here, the frequency 2fB) which is twice the fundamental frequency f, the resonance frequency Fp, and the resonance frequency Fc is | Fp-Fc | <2f. Is preferable. As a result, the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc have an absolute value of the difference between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc less than twice the frequency of the highest fundamental frequency f (frequency fB) among the plurality of alarm sounds. Is set to. The frequency band between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc is an alarm sound (second alarm sound) including the highest fundamental frequency f (frequency fB) among the fundamental frequencies f of the plurality of alarm sounds. One of the harmonics of the alarm sound (for example, the third harmonic) will be included. Therefore, the alarm sound sound device 1 can increase the sound pressure of a plurality of alarm sounds having different frequencies. Here, as the absolute value of the difference between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc becomes larger, the minimum sound pressure in the frequency band between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc becomes smaller, and the sound pressure peak in the frequency band becomes smaller. The amount of decrease becomes large. However, by satisfying | Fp-Fc | <2f, a plurality of harmonics (or fundamental waves) of alarm sounds can be included in the frequency band between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc, and the frequency band thereof. The amount of decrease with respect to the peak of sound pressure can be minimized.
本実施形態における警報音の音響装置1において、複数の警報音(第1警報音及び第2警報音)の各々は、基本波と、少なくとも1つの高調波と、を含む。少なくとも1つの高調波(ここでは第1警報音の第5高調波〜第7高調波、及び第2警報音の第3高調波)の周波数は、共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの間にあることが好ましい。これにより、基本周波数fが共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの間に存在しないような複数の警報音でも、各警報音の高調波の音圧を大きくことにより各警報音の音圧を大きくすることができる。 In the alarm sound acoustic device 1 of the present embodiment, each of the plurality of alarm sounds (first alarm sound and second alarm sound) includes a fundamental wave and at least one harmonic. The frequency of at least one harmonic (here, the fifth harmonic to the seventh harmonic of the first alarm sound and the third harmonic of the second alarm sound) is between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc. Is preferable. As a result, even if there are a plurality of alarm sounds such that the fundamental frequency f does not exist between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc, the sound pressure of each alarm sound is increased by increasing the sound pressure of the harmonic of each alarm sound. be able to.
本実施形態の音響システム100は、上記した警報音の音響装置1と、生成部2と、を備える。生成部2は、複数の警報音(第1警報音及び第2警報音)に一対一に対応する複数の電気信号(ここでは第1信号A1及び第2信号B2)を生成する。振動体11は、複数の電気信号の各々の周波数で共振するように構成されている。
The
上記構成によれば、音響システム100は、生成部2が生成した複数の電気信号の各々の周波数に応じて、基本周波数の異なる複数の警報音を音響装置1の筐体12から放射させることができる。しかも音響システム100は、基本周波数の異なる複数の警報音(第1警報音及び第2警報音)の音圧をそれぞれ大きくすることができる。そのため、音響システム100は、周波数の異なる複数の警報音について音圧の向上を図ることができる。
According to the above configuration, the
ところで、音響装置1は、第1警報音と第2警報音とを交互に出力する構成に限らず、第1警報音のみ、又は第2警報音のみを出力してもよい。音響装置1は、例えば、第1警報音及び第2警報音の何れの警報音においても音圧の向上を図ることが可能となるので、警報音の種類に応じて音響装置を製造しなくてもよくなり、製造コストを抑制可能である。 By the way, the acoustic device 1 is not limited to the configuration in which the first alarm sound and the second alarm sound are alternately output, and may output only the first alarm sound or only the second alarm sound. Since the sound device 1 can improve the sound pressure in any of the first alarm sound and the second alarm sound, for example, it is not necessary to manufacture the sound device according to the type of the alarm sound. It also improves and the manufacturing cost can be suppressed.
複数の警報音は、高調波が共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの間にあるような周波数特性の警報音に限らず、基本波が共振周波数Fpと共鳴周波数Fcとの間にあるような周波数特性の警報音でもよい。 The plurality of alarm sounds are not limited to the alarm sounds having frequency characteristics such that the harmonic is between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc, but the frequency such that the fundamental wave is between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc. It may be a characteristic alarm sound.
複数の警報音の数は、2つに限らず、3つ以上でもよい。 The number of the plurality of alarm sounds is not limited to two, and may be three or more.
音響システム100は、火災の発生を報知する以外にも、例えば、防犯を目的とする警報音を外部に放射するシステムであってもよい。音響システム100は、例えば、人の在否及び扉の開閉状態に応じて警報音を鳴らすシステムであってもよい。
The
1 音響装置
11 振動体
12 筐体
2 生成部
100 音響システム
A1 第1信号(電気信号)
B2 第2信号(電気信号)
1
B2 2nd signal (electrical signal)
Claims (5)
前記振動体を収納し、かつ前記振動体の振動により共鳴周波数Fcで共鳴して複数の警報音をそれぞれ放射する筐体と、
を備え、
前記複数の警報音の各々は、基本周波数が互いに異なる警報音であり、
前記複数の警報音の基本周波数のうち最も高い基本周波数fと、前記共振周波数Fpと、前記共鳴周波数Fcとの関係が、
f≦|Fp−Fc|
となり、
前記複数の警報音の各々について、前記基本周波数の複数の高調波のうち少なくとも1つの高調波が前記共振周波数Fpと前記共鳴周波数Fcとの間の周波数帯に含まれる
警報音の音響装置。 A plate-shaped vibrating body that resonates at the resonance frequency Fp,
A housing that houses the vibrating body and resonates at the resonance frequency Fc due to the vibration of the vibrating body to emit a plurality of alarm sounds, respectively.
Equipped with
Each of the plurality of alarm sounds is an alarm sound having a different fundamental frequency from each other.
The relationship between the highest fundamental frequency f among the fundamental frequencies of the plurality of alarm sounds, the resonance frequency Fp, and the resonance frequency Fc is as follows.
f ≦ | Fp-Fc |
Doo Ri Na,
An alarm sound acoustic device in which at least one harmonic of the plurality of harmonics of the fundamental frequency is included in a frequency band between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc for each of the plurality of alarm sounds.
|Fp−Fc|<2f
となる
請求項1に記載の警報音の音響装置。 The relationship between the frequency 2f, which is twice the fundamental frequency f, the resonance frequency Fp, and the resonance frequency Fc, is as follows.
| Fp-Fc | <2f
The alarm sound acoustic device according to claim 1.
前記少なくとも1つの高調波の周波数は、前記共振周波数Fpと前記共鳴周波数Fcとの間にある
請求項1又は2に記載の警報音の音響装置。 Each of the plurality of alarm sounds includes a fundamental wave and at least one harmonic.
The alarm sound acoustic device according to claim 1 or 2, wherein the frequency of the at least one harmonic is between the resonance frequency Fp and the resonance frequency Fc.
請求項1ないし3のいずれか1項に記載の音響装置。 The plurality of alarm sounds are alarm sounds for notifying the occurrence of a fire.
The acoustic device according to any one of claims 1 to 3.
前記複数の警報音に一対一に対応する複数の電気信号を生成する生成部と、
を備え、
前記振動体は、前記複数の電気信号の各々の周波数で共振するように構成された音響システム。 The alarm sound acoustic device according to any one of claims 1 to 4,
A generation unit that generates a plurality of electric signals having a one-to-one correspondence with the plurality of alarm sounds,
Equipped with
The vibrating body is an acoustic system configured to resonate at each frequency of the plurality of electric signals.
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