警報器
【課題】電池切れ判定処理時に、警報部が鳴動する際に相当する電流を電圧検出回路に流して、電圧を検出し閾値と比較することで、電池残量が警報器を正常に動作させることが可能であるか確認する。
【解決手段】物理現象に基づく状態変化を検出する状態検出部４０，５０と、状態検出部の出力信号に基づいて警報部に警報を出力させる制御部１０とを備え、電池１を電源とする警報器１００において、火災時に正常な動作を行うことができるだけの電池残量があるかを確認する電池切れ判定を行い、電池切れ判定は、電池に試験用抵抗を接続し、警報部６０が鳴動する際に相当する電流を流して、電池の電圧を検出し閾値と比較する。
【解決手段】物理現象に基づく状態変化を検出する状態検出部４０，５０と、状態検出部の出力信号に基づいて警報部に警報を出力させる制御部１０とを備え、電池１を電源とする警報器１００において、火災時に正常な動作を行うことができるだけの電池残量があるかを確認する電池切れ判定を行い、電池切れ判定は、電池に試験用抵抗を接続し、警報部６０が鳴動する際に相当する電流を流して、電池の電圧を検出し閾値と比較する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池で駆動する警報器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、火災検出時や点検異常時（電池電圧低下時やセンサ異常時など）に警報音鳴動を行う警報音鳴動回路を備えた警報器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この種の警報器の警報部は、警報音を増幅する増幅回路と、増幅された警報音を出力するブザーやスピーカなどの音響部とを備えている。そして、例えば住宅用火災警報器の場合、火災検出時には消防法の規格により７０ｄＢ以上の音圧で火災警報を出力する。
また、この種の警報器では、火災発生時に電池切れで機能が発揮できないということがないように、所定の電池残量以下になると、電池あるいは警報器自体を交換すべきことを報知する機能が設けられている。
この電池残量を測定する方法として、あらかじめ電池電圧の低下を示す所定の標準電圧を電池電圧低下検出部に印加して、その出力値を低下基準値として記憶部に記憶させ、電池切れ判定処理時には使用している電池を電池電圧低下部に接続して、その出力値を低下基準値と比較して電池切れを判断する方法が開示されている。この方法では直列に接続した２個の抵抗で電池電圧を所定の分圧比で分圧し、その分圧点の電圧値を出力値としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０３９８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この方法には以下のような問題点がある。
電池の電圧は電流を流す機器の抵抗値によって機器を接続しない状態での電圧よりも低くなる。警報器は警報音を鳴動する際に最も電力を消費するが、引用文献１に記載された方法では電池切れ判定処理時における電池の電圧降下を２個の抵抗分しかみていないことになる。このため、この確認方法で電池切れでないと判定されても、実際に所定の音圧で警報音を鳴動させようとした時には電圧が不足している場合がある。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、電池切れ判定処理時に警報部が鳴動する際に相当する電流を電圧検出回路に流して電圧を検出し閾値と比較することで、電池残量が警報器を正常に動作させることが可能であるか確認できる警報器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る警報器は、物理現象に基づく状態変化を検出する状態検出部と、前記状態検出部の出力信号に基づいて警報部に警報を出力させる制御部と、を備え、電池を電源とする警報器において、前記制御部が、前記警報器が火災時に正常な動作を行うことができるだけの電池残量があるかを確認する電池切れ判定を行い、前記電池切れ判定は、前記電池に試験用抵抗を接続し、前記警報部が鳴動する際に相当する電流を流して、電圧を検出し閾値と比較することにより行うことを特徴とする。
また、本発明に係る警報器は、前記警報器は、周囲温度を測定する温度検出部を備え、前記試験用抵抗が、前記制御部からの指示によって、抵抗値を変化させる可変抵抗であり、前記制御部は、電池切れ判定を行う前に、前記温度検出部の検出値を入手し、周囲温度に基づいて前記警報部の作動電流を求め、前記可変抵抗の抵抗値を前記警報部が鳴動する際に相当する電流を流す抵抗値に設定し、前記電池切れ判定を行うことを特徴とする。
また、本発明に係る警報器は、前記制御部が、前記電池切れを判断する閾値を、前記温度検出部の検出値によって補正することを特徴とする。
また、本発明に係る警報器は、前記温度検出部は、前記状態検出部の熱検出素子であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電池切れ判定は警報部が鳴動する際に相当する電流を試験用抵抗に流して行うため、実際に所定の音圧で警報音を出力することができる電池残量があるかどうかを確認することができる。
また、電池切れ判定時に試験電流を流す試験抵抗の抵抗値を可変とし、周囲温度に基づいて警報部が鳴動する際に相当する電流を流す抵抗値を求めて設定するため、リアルタイムの状況に則した試験電流で、電池残量が所定量以上残っているか確認することができる。試験抵抗の抵抗値を固定値とする場合、試験抵抗の抵抗値を使用環境下において警報部が作動するときの最大値に設定する必要があり、電池切れ判定のために電池を余分に消費してしまうことになる。本発明では試験抵抗の抵抗値を可変とするため、上記の通り、警報器の電池寿命を延ばすことができる。
また、電池切れを判定する閾値を周囲温度に基づいて変更するため、周囲温度によってはまだ使用できる状態で電池切れと判断することなく、リアルタイムの状況に則した電池残量を判断することができるので、電池を無駄なく使い切ることができ、結果的に警報器の製品寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１〜３に係る火災警報器の機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る火災警報器の電池電圧検出回路の回路図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る火災警報器の電池切れ判定処理時のフローチャートである
【図４】本発明の実施の形態２、３に係る火災警報器の電池電圧検出回路の回路図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る火災警報器の電池切れ判定処理時のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１
以下、本実施の形態１では、電池で駆動する火災警報器に本発明を適用した場合を例に説明する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る火災警報器３００の回路構成を示す機能ブロック図である。
図１において、火災警報器３００は、電池１と、ＥＥＰ−ＲＯＭ３０２と、点検スイッチ３と、制御部３１０と、電池電圧検出回路３２０と、熱検知部４０と、煙検知部５０と、警報部６０と、表示部７０とを備える。
【００１０】
制御部３１０は、定電圧回路１１と、リセット部１２と、発振部１３と、ＡＤ変換部１５と、閾値設定部３１６と、電池切れ判定部１７とを含んでいる。
【００１１】
電池電圧検出回路３２０は、図２に示されるように試験用抵抗３２４と、２個の電池電圧測定用抵抗２５、２６とを含んでいる。
試験用抵抗３２４は、警報部６０の抵抗値を代替する。警報部６０の抵抗値は周囲温度により上下するため、使用環境下において想定される最大の抵抗値（例えば周囲温度４０℃時）とする。
電池電圧測定用抵抗２５、２６は、直列に接続されており、中間にある分圧点２９で電池電圧を分圧している。
試験用抵抗３２４と電池電圧測定用抵抗２５、２６は電池に対して並列に接続されている。
電池切れ判定処理を行う際には、制御部３１０は試験用抵抗３２４と直列に接続されたＦＥＴ２７および２個の抵抗２５、２６と直列に接続されたＦＥＴ２８を制御して、通常時はオフになっている電池電圧検出回路３２０をオン制御する。
電池電圧検出回路３２０は電池電圧測定用抵抗２５、２６の分圧点２９における電圧検出信号を制御部３１０に出力し、制御部３１０は入力された電圧値を電池切れ判定部１７にて電池切れかどうか判断する。
【００１２】
定電圧回路１１は、電池１の電源電圧を所定の定電圧電源（例えば、約２．３Ｖの電圧）として制御部３１０等に供給する。
【００１３】
リセット部１２は、電源投入時に制御部３１０をリセット状態にし、所定時間後にリセット状態を解除して動作可能な初期状態にさせる。また、制御部３１０に印加される電圧が制御部３１０の動作保証電圧より小さくなった場合に、制御部３１０をリセット状態にする。
発振部１３は、制御部３１０に対してクロック信号を供給する。
【００１４】
図２は、電池電圧検出回路３２０の回路図である。
電池電圧検出回路３２０は、印加された電圧を分圧点２９で検出し、検出した電圧に応じた電圧検出信号を制御部３１０に出力する。
電池電圧検出回路３２０の入力側は検出電圧切替スイッチ２３に接続されており、検出電圧切替スイッチ２３を介して後述する基準電圧供給部２００あるいは電池１に接続される。すなわち、電池電圧検出回路３２０は、基準電圧供給部２００あるいは電池１により印加される電圧を検出することができるものである。
【００１５】
制御部３１０は、火災警報器３００の全体的な制御を行うものであり、各内部回路からの信号を定期的に取り込み、その信号に応じた処理を行う。例えば、制御部３１０が煙検知部５０の受光アンプ５３からの信号（火災検出信号）を取り込んだ場合、この火災検出信号に基づいて警報鳴動が必要か否かを判断する。制御部３１０が火災検出信号を取り込み、警報鳴動が必要であると判断した場合は、制御部３１０は警報鳴動の音声データを警報部６０に出力する。
制御部３１０は、制御部３１０が有するタイマ部（図示しない）が計時している所定の周期で、火災警報器３００が火災時に正常な動作を行うことができるだけの電池残量があるかを確認する電池切れ判定処理を行う。電池切れ判定処理時には実際に警報鳴動させると騒音となるため、警報部６０が鳴動する際に相当する電流を試験用抵抗３２４に流して行う。
さらに、制御部３１０は、ＡＤ変換部１５と閾値設定部３１６と電池切れ判定部１７とを備える。
【００１６】
ＡＤ変換部１５は、電池電圧検出回路３２０からの電圧検出信号を、電圧検出値（デジタル信号）に変換する。
【００１７】
閾値設定部３１６は、基準電圧供給部２００を電池電圧検出回路３２０に印加したときの電圧検出値を、電池切れを示す閾値となる電圧（以下、電池切れ閾値と称する）としてＥＥＰ−ＲＯＭ３０２に格納する。
【００１８】
電池切れ判定部１７は、電池１により電圧を印加されたときの電池電圧検出回路３２０の電圧検出値と、ＥＥＰ−ＲＯＭ３０２に格納された電池切れ閾値とを比較し、電池１の電圧が電池切れ閾値以下となった場合に、電池１の電圧切れを検出する。
【００１９】
検出電圧切替スイッチ２３は、制御部３１０により制御されて、電池電圧検出回路３２０の入力側に接続する電圧供給源を切り替える。検出電圧切替スイッチ２３の一方の接点は基準電圧入力端子２１であり、電池切れ閾値を設定する際に基準電圧供給部２００に接続される。また、検出電圧切替スイッチ２３の他方の接点は電池電圧入力端子２２であり、電池切れ判定処理を行う際に電池１に接続される。なお、電池切れ閾値の設定が済んだ警報器３００では、平常時は検出電圧切替スイッチ２３は基準電圧入力端子２１に接続され、基準電圧入力端子２１には基準電圧供給部２００が接続されていない状態であり、電池電圧検出回路３２０に電圧は印加されていない。
【００２０】
ＥＥＰ−ＲＯＭ３０２は、制御部３１０が実行するプログラムや各種データを格納する記憶部である。ＥＥＰ−ＲＯＭ３０２には、電池切れを検出するための閾値となる電圧である電池切れ閾値が記憶される。
【００２１】
点検スイッチ３は、居住者等のユーザによる押下操作を受け付け、点検機構を動作させるためのスイッチである。点検スイッチ３が押下されると、制御部３１０は点検スイッチ３の押下信号を取り込み、そして点検スイッチ３の入力が確定したか否かを判断する。制御部３１０が、点検スイッチ３の入力が確定したと判断した場合、制御部３１０から警報音や表示灯などの動作に関する点検を開始させる信号が送信される。
【００２２】
熱検知部４０および煙検知部５０は、本発明の状態検出部に相当するものであり、物理現象に基づく状態変化を検出して検出内容に応じた信号を制御部３１０に出力する。
【００２３】
熱検知部４０は、固定抵抗４１と、感熱素子４２による温度センサで構成されている。固定抵抗４１と感熱素子４２との間の中間電位が熱検知部４０の出力端子であり、その出力端子を介して温度検出信号を制御部３１０に送信している。感熱素子４２は、例えばサーミスタの場合、環境温度に応じてその抵抗が変動する温度特性を有する。補償用の固定抵抗４１によりサーミスタの温度特性がリニア化されるため、出力端子には環境温度に応じた検出電圧（温度情報）が入力される。
【００２４】
煙検知部５０は、発光素子である赤外ＬＥＤ等の発光素子５４と、制御部３１０からの発光制御パルスを受けたときに、発光素子５４に電流パルスを供給する発光素子ドライブ回路５１とを備えている。さらに煙検知部５０は、発光素子５４から光学台内部に照射された光が煙粒子によって生じさせる散乱光を受光するフォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子５５を備えており、発光素子５４の発光による散乱光を受光する。そして、受光素子電流電圧変換回路５２において、受光素子５５で受光した散乱光の量に基づいて得られた電流を電圧に変換する。その電圧の出力レベルを、受光アンプ５３において所定のゲインで増幅し、制御部３１０に送信する。
【００２５】
警報部６０において、制御部３１０から入力された音声データ（デジタル信号）は、音声用Ｄ／Ａ変換器６１で音声信号（アナログ信号）に変換され、ローパスフィルタ（図示しない）を介して出力される。そして、制御部３１０から音量制御信号が音声アンプ６２に送信され、音声アンプ６２で音声信号（アナログ信号）の増幅度が調整される。スピーカ６３では、音声アンプ６２で増幅された音声信号が出力される。
【００２６】
表示部７０は、火災警報器３００の状態を、表示灯ドライブ回路７１に接続されている表示灯７２に表示させるものである。なお、火災警報器３００の状態として、正常に火災検出動作している場合（火災を検出しておらず、電池残量やセンサ機器等にも異常がない状態）の他、電池残量の低下による異常や、センサの故障等の機器による異常が発生している場合、火災を検出して警報出力している場合等がある。表示灯７２は、火災警報器３００の筐体に設けられている。なお、表示灯７２として赤色ＬＥＤ等を用いているが、その種類や個数を特に限定するものではない。
【００２７】
基準電圧供給部２００は、電池切れ閾値を設定する際、検出電圧切替スイッチ２３を介して火災警報器３００に接続され、電池切れを示す所定の基準電圧を印加する。この電池切れを示す所定の基準電圧としては、電池切れ閾値が火災警報器３００が火災検出と警報出力を行うことのできる最小の電圧値となるように設定する。
【００２８】
次に、火災警報器３００の火災検出動作について説明する。ここでは、煙を検出して火災発生の有無を判断する場合を例に説明する。
火災警報器３００は、電池１から供給される電源電圧を定電圧回路１１によって安定した所定の定電圧（例えば２．３Ｖの電圧）にし、制御部３１０等に定電圧電源が供給される。火災警報器３００は、制御部３１０が有するタイマ部が計時している所定の周期で火災監視動作及び異常監視動作を実行する。次に、制御部３１０は、発光素子ドライブ回路５１に発光制御パルスを供給し、所定のパルス幅及び所定の周期で発光素子５４を発光させる。
【００２９】
煙検知部５０における受光素子５５は、発光素子５４の光路上には配置されておらず、発光素子５４の光が直接受光素子５５に到達することはない。しかし、火災等により発生した煙が、受光素子５５と発光素子５４との間に介在すると、煙の粒子により発光素子５４の光が散乱され、その散乱された光を受光素子５５が受光することになる。
上記の理由により、煙が発生していない場合は、受光素子５５には発光素子５４が発光した光がほとんど到達しない。つまり、受光アンプ５３で増幅された信号は、所定の基準値（火災発生レベル）未満になっているため、制御部３１０からは、警報部６０及び表示部７０を動作させる信号が出力されない。したがって、警報部６０では音声警報が鳴動せず、表示部７０では表示灯７２に火災が発生していることを表示させることはない。
【００３０】
煙が発生している場合には、発光素子５４により発光された光が、煙の粒子により散乱され、その散乱した光が受光素子５５に到達する。つまり、受光アンプ５３で増幅された信号は、所定の基準値以上になっているため、制御部３１０は火災が発生していると判断し、警報部６０及び表示部７０を動作させる信号を出力する。すると、警報部６０は警報音を鳴動させ、表示部７０は表示灯７２に火災表示させる。
【００３１】
制御部３１０が火災の発生ではないと判断したときは、火災検出動作を終了し、通常の待機状態に復帰する。
【００３２】
次に、電池１の電池切れを検出するための電池切れ閾値を設定する処理を説明する。電池切れ閾値の設定は、例えば火災警報器３００の組み立て完成時や監視対象領域への設置時など、電池切れ閾値の設定に影響を及ぼす部位の組み立てが終了した後に行う。電池切れ閾値の設定処理は、基準電圧入力端子２１に基準電圧供給部２００を接続した後、例えば火災警報器３００の製造者や設置者が、図示しないモード切替スイッチを操作するなどして、電池切れ閾値設定モードとする指示を制御部３１０に与えることにより開始される。
【００３３】
電池切れ閾値設定モードになると、まず制御部３１０は、検出電圧切替スイッチ２３に信号を出力して基準電圧入力端子２１側と電池電圧検出回路３２０とを接続させる。
次に、制御部３１０は、ＦＥＴ２７、２８をオンして、基準電圧供給部２００により電池切れを示す所定の基準電圧を試験用抵抗３２４と２個の電池電圧測定用抵抗２５、２６に印加する。このとき、電池電圧検出回路３２０は検出した分圧点２９の電圧値に応じた電圧検出信号を制御部３１０に出力する。
制御部３１０のＡＤ変換部１５は、電池電圧検出回路３２０から出力された電圧検出信号をＡＤ変換して電圧検出値（デジタル信号）とする。そして、閾値設定部３１６は、この電圧検出値を電池切れ閾値としてＥＥＰ−ＲＯＭ３０２に格納させる。
電池切れ設定処理は使用環境下で警報部６０が最大の抵抗値となる条件下（例えば周囲温度４０℃）で行うと、使用条件の温度範囲内において電池切れと判定されない状態で警報部６０が鳴動しないという不具合を避けることができる。または、電池電圧検出回路３２０から出力された電圧検出値に対して閾値設定部３１６にて所定の補正値を加えて電池切れ閾値を高めに設定するようにしてもよい。
【００３４】
次に本発明の主要部分である、火災警報器３００の電池切れ判定処理を説明する。
図３は、電池切れ判定処理を示すフローチャートである。
火災監視中において制御部３１０は、電池切れ判定処理の実行タイミングになると、検出電圧切替スイッチ２３に信号を出力して電池電圧入力端子２２側と電池電圧検出回路２０とを接続させる（Ｓ１）。次に制御部３１０は、電池電圧検出回路３２０のＦＥＴ２７、２８を接続に切り換え、電池１により電池電圧検出回路３２０に対して電圧が印加される。試験用抵抗３２４と２個の電池電圧測定用抵抗２５、２６に電圧が印加され、電池電圧検出回路３２０は、検出した分圧点２９の電圧値に応じた電圧検出信号を制御部３１０に出力する（Ｓ２）。
【００３５】
制御部３１０のＡＤ変換部１５は、電池電圧検出回路３２０から出力された電圧検出信号をＡＤ変換して電圧検出値（以下、電池電圧現在値と称する）とする（Ｓ３）。
【００３６】
次に、電池切れ判定部１７は、ＥＥＰ−ＲＯＭ３０２に格納されている電池切れ閾値を参照し（Ｓ４）、電池切れ閾値と電池電圧現在値とを比較する（Ｓ５）。そして、電池電圧現在値が電池切れ閾値以上であれば電池切れではないものとしてそのまま処理を終了する（Ｓ９）。
【００３７】
一方、ステップＳ５において電池電圧現在値が電池切れ閾値未満であれば、電池切れ回数をカウントアップする（Ｓ６）。そして、電池切れ回数が所定の確定回数に達しているか否か判断し（Ｓ７）、達していなければ電池切れの判定を保留状態としてそのまま処理を終了する（Ｓ９）。
【００３８】
また、ステップＳ７において電池切れ回数が確定回数に達していれば、電池切れ確定処理を行う（Ｓ８）。すなわち、所定時間ごとに行う電池切れ判定処理において電池切れと判定した回数（電池切れ回数）をカウントしておき、電池切れ回数が所定の確定回数に達したところで、電池切れであるとの判断を確定している。
【００３９】
電池切れ確定処理では、例えば、「ピ、電池切れです。」等の電池切れを報知するための警報音を出力する。具体的には、制御部３１０が電池切れを報知するための音声データを音声用Ｄ／Ａ変換器６１に送信すると、音声用Ｄ／Ａ変換器６１において音声データが音声信号に変換され、音声信号が音声アンプ６２に入力される。次に、制御部３１０が音声信号の出力音量を調整するための音量制御信号を音声アンプ６２に送信すると、音声アンプ６２で音声信号の増幅度が調整され、増幅度が調整された音声信号が、スピーカ６３から警報音として出力される。
【００４０】
以上のように本実施の形態に係る火災警報器３００によれば、電池切れ判定処理において警報部６０が鳴動する際に相当する電流を試験用抵抗３２４に流して行うので、電池電圧が実際に警報を発する場合と同様に低下している状態で電池切れ判定を行うため、警報器３００が作動したとき所定の音圧で警報音を鳴動できる状態であると確認できる。
【００４１】
実施の形態２
本実施の形態２の火災警報器１００では、実施の形態１の火災警報器３００に対し、試験抵抗３２４に代えて可変抵抗２４を用い、周囲温度に応じて抵抗値を補正して、警報部６０が鳴動する際に相当する電流を可変抵抗２４に流して電池切れ判定処理を行うものである。なお、実施の形態１と同じ構成機器については同じ符号を付与し、機能も同じであるため説明を省略する。
図１において、火災警報器１００は、ＥＥＰ−ＲＯＭ２と、制御部１０と、電池電圧検出回路２０が実施の形態１の火災警報器３００と相違している。
制御部１０は閾値設定部１６が実施の形態１の制御部３１０と相違している。
【００４２】
図４は、電池電圧検出回路２０の回路図である。
電池電圧検出回路２０は、試験用抵抗として可変抵抗２４を使用している点が実施の形態１の電池電圧検出回路３２０と相違している。
可変抵抗２４は、警報部６０の抵抗値を代替する。警報部６０の抵抗値は周囲温度により上下するため、制御部１０からの指示によって抵抗値を補正する。可変抵抗２４の周囲温度による抵抗値は後述するＥＥＰ−ＲＯＭ２に予め格納されている。
可変抵抗２４と電池電圧測定用抵抗２５、２６は電池に対して並列に接続されている。
電池切れ判定処理を行う際には、制御部１０は可変抵抗２４と直列に接続されたＦＥＴ２７および２個の抵抗２５、２６と直列に接続されたＦＥＴ２８を制御して通常時はオフになっている電池電圧検出回路２０をオン制御する。
電池電圧検出回路２０は電池電圧測定用抵抗２５、２６の分圧点２９における電圧検出信号を制御部１０に出力し、制御部１０は入力された電圧値を電池切れ判定部１７にて電池切れかどうか判断する。
【００４３】
電池電圧検出回路２０は、印加された電圧を分圧点２９で検出し、検出した電圧に応じた電圧検出信号を制御部１０に出力する。
また、電池電圧検出回路２０の入力側は検出電圧切替スイッチ２３に接続されており、検出電圧切替スイッチ２３を介して後述する基準電圧供給部２００あるいは電池１に接続される。すなわち、電池電圧検出回路２０は、基準電圧供給部２００あるいは電池１により印加される電圧を検出することができるものである。
【００４４】
制御部１０は、火災警報器１００の全体的な制御を行うものである。制御部１０は、電池切れ閾値設定と電池切れ判定処理に先だって温度検出部（本実施の形態２では、後述する熱検知部４０が兼用する。）に周囲温度を測定させ、その結果に基づいて、可変抵抗２４の抵抗値を変化させる点が実施の形態１の制御部３１０と相違する。
【００４５】
ＥＥＰ−ＲＯＭ２は、電池切れ閾値に加えて可変抵抗２４の周囲温度に基づく抵抗値が記憶されている点が実施の形態１のＥＥＰ−ＲＯＭ３０２と相違する。
【００４６】
熱検知部４０は、本実施の形態２では、本発明の温度検出部を兼ねている。従って、電池切れ閾値設定および電池切れ判定処理の直前に周囲温度を検出し温度検出信号を制御部１０に送信する。
【００４７】
次に、本実施の形態２における電池１の電池切れを検出するための電池切れ閾値を設定する処理を説明する。電池切れ閾値の設定は、例えば火災警報器１００の組み立て完成時や監視対象領域への設置時など、電池切れ閾値の設定に影響を及ぼす部位の組み立てが終了した後に行う。電池切れ閾値の設定処理は、基準電圧入力端子２１に基準電圧供給部２００を接続した後、例えば火災警報器１００の製造者や設置者が、図示しないモード切替スイッチを操作するなどして、電池切れ閾値設定モードとする指示を制御部１０に与えることにより開始される。
【００４８】
電池切れ閾値設定モードになると、まず、制御部１０は、温度検出部である熱検知部４０に周囲温度を測定させる。周囲温度を測定した熱検知部４０が検出電圧（温度情報）を制御部１０に出力する。制御部１０はＥＥＰ−ＲＯＭ２に格納されている可変抵抗設定値を参照し可変抵抗２４の抵抗値を補正する信号を電池電圧検出回路２０に出力する。これを受信した電池電圧検出回路２０は可変抵抗２４の抵抗値を補正し、補正が完了したことを制御部１０に出力する。
以下は実施の形態１と同様にして、電圧供給部２００により電池切れを示す所定の基準電圧を可変抵抗２４と２個の電池電圧測定用抵抗２５、２６に印加し、分圧点２９の電圧値を電圧検出値に変換し、閾値設定部１６は、この電圧検出値を温度情報とともに電池切れ閾値としてＥＥＰ−ＲＯＭ２に格納させる。
電池切れ設定処理は使用環境下で警報部６０が最大の抵抗値となる条件下（例えば周囲温度４０℃）で行うと、使用条件の温度範囲内において電池切れと判定されない状態で警報部６０が鳴動しないという不具合を避けることができる。または、電池電圧検出回路２０から出力された電圧検出値に対して閾値設定部１６にて所定の補正値を加えて電池切れ閾値を高めに設定するようにしてもよい。
【００４９】
次に本発明の主要部分である、火災警報器１００の電池切れ判定処理を説明する。
図５は、電池切れ判定処理を示すフローチャートである。
火災監視中において制御部１０は、電池切れ判定処理の実行タイミングになると、熱検知部４０に周囲温度を測定させる。
【００５０】
熱検知部４０により周囲温度が測定されると（Ｓ１０）、検出電圧（温度情報）として、制御部１０に出力される（Ｓ１１）。制御部１０は、電池電圧検出回路２０に温度情報を送出する。電池電圧検出回路２０は、ＥＥＰ−ＲＯＭ２に格納されている可変抵抗設定値を参照し可変抵抗２４の抵抗値を設定し、設定が完了したことを制御部１０に出力する（Ｓ１２）。
【００５１】
次に制御部１０は、検出電圧切替スイッチ２３に信号を出力して電池電圧入力端子２２側と電池電圧検出回路２０とを接続させる（Ｓ１３）。次に制御部１０は、電池電圧検出回路２０のＦＥＴ２７、２８をオンにして、電池１により電池電圧検出回路２０に対して電圧が印加される。このとき、可変抵抗２４と２個の電池電圧測定用抵抗２５、２６に電圧が印加され、電池電圧検出回路２０は、検出した分圧点２９の電圧値に応じた電圧検出信号を制御部１０に出力する（Ｓ１４）。
【００５２】
制御部１０のＡＤ変換部１５は、電池電圧検出回路２０から出力された電圧検出信号をＡＤ変換して電圧検出値（以下、電池電圧現在値と称する）とする（Ｓ１５）。
【００５３】
次に、電池切れ判定部１７は、ＥＥＰ−ＲＯＭ２に格納されている電池切れ閾値を参照する（Ｓ１６）。
ステップ１７以降は、実施の形態１のステップ５以降と同じ処理を行う。
【００５４】
以上のように本実施の形態２に係る火災警報器１００によれば、電池切れ判定処理において周囲温度を測定し、その周囲温度において警報部６０が鳴動する際に相当する電流を流す抵抗値に可変抵抗２４を設定するので、周囲温度に見合った電池切れ判定処理を実施することができるので過剰な電流を流すことがなく、電池寿命を延ばすことができる。
【００５５】
実施の形態３
次に、本実施の形態３では、実施の形態２に示した電池切れ判定処理において、電池残量の目安となる電池切れ閾値も周囲温度によって決定するものである。実施の形態３の火災警報器４００では、実施の形態２の火災警報器１００に対し、図１においてＥＥＰ−ＲＯＭ４０２と、制御部４１０と、電池電圧検出回路４２０が相違しており、電池切れ閾値を設定する処理と電池切れ判定処理において相違点が生じるので、その相違点を中心に説明する。
【００５６】
本実施の形態３では、電池切れ閾値を設定する処理では、ＥＥＰ−ＲＯＭ４０２に記憶する電池切れ閾値を温度と関連付けて複数記憶する。なお、ＥＥＰ−ＲＯＭ４０２には、あらかじめ電池１の温度特性を記憶しておく。
【００５７】
まず、制御部４１０は、温度検出部（本実施の形態３では熱検知部４０）によって周囲温度を測定させる。
次に基準電圧入力端子２１に基準電圧供給部２００を接続した後、検出電圧切替スイッチ２３に信号を出力して基準電圧入力端子２１側と電池電圧検出回路４２０とを接続させる。
【００５８】
次に、基準電圧供給部２００により電池切れを示す所定の基準電圧が印加されると、電池電圧検出回路４２０は検出した電圧に応じた電圧検出信号を制御部４１０に出力する。制御部４１０は、ＡＤ変換部１５で電圧検出信号をＡＤ変換して電圧検出値とする。閾値設定部４１６は、この電圧検出値と、温度検出部４０によって測定された周囲温度とを関連付けて、電池切れ閾値としてＥＥＰ−ＲＯＭ４０２に格納させる。
次に制御部４１０は、ＥＥＰ−ＲＯＭ４０２に格納された電池１の温度特性に、電圧検出信号（電圧検出値）と周囲温度の実測値をあてはめて、周囲温度毎（例えば、−１０度〜４０度の範囲で１度毎）の電池切れ閾値を設定して、ＥＥＰ−ＲＯＭ４０２に格納する。
【００５９】
電池切れ判定処理では、図５のステップ１０、１２、１７、２１が異なるので、相違点のみを以下に詳細に説明する。
電池切れ判定処理では、電池切れ判定処理開始時にまず、温度検出部により周囲温度を検出し（図５のステップ１０）、制御部４１０は、周囲温度の測定値に近い電池切れ閾値（例えば、測定値より低い温度のうち最も高い温度の閾値）をＥＥＰ−ＲＯＭ４０２から読み出す（図５のステップ１２）。
【００６０】
制御部４１０は、読み出した電池切れ閾値と、電池電圧現在値とを比較する（図５のステップ１７）。そして、電池電圧現在値が電池切れ閾値以上であれば電池切れではないものとしてそのまま処理を終了する（図５のステップ２１）。
【００６１】
以上のように本実施の形態３に係る火災警報器４００によれば、電池切れ判定処理において周囲温度を測定し、その周囲温度において警報部６０が鳴動する際に相当する電流を流す抵抗値に可変抵抗２４を設定するとともに、その周囲温度における電池の状態に即した電池切れ閾値を用いるので、周囲温度に対して精度の高い電池切れ判定処理が行えるため、結果として電池寿命を長くすることができる。
【００６２】
なお、以上の実施の形態２および３では、電池切れ判定処理時の温度検出部を熱検知部４０が兼用しているが、別途温度検出部を有してもよい。
また、実施の形態２および３では、試験用の抵抗に可変抵抗２４を用いて周囲温度に応じた抵抗値に設定して電池切れ判定処理を行うが、可変抵抗２４に変えて、抵抗値の異なる複数の抵抗を選択可能に備え、周囲温度に応じて抵抗を選択する方法としてもよい。
また、実施の形態２および３では、制御部１０が熱検知部４０の測定した温度情報をもとにＥＥＰ−ＲＯＭ２に格納された可変抵抗設定値を読み出しているが、制御部１０は温度情報を電池電圧検出回路２０に送出し、電池電圧検出回路２０がＥＥＰ−ＲＯＭ２に格納された可変抵抗設定値を読み出す構成としてもよい。
また、実施の形態１、２および３の火災警報器３００、１００、４００では、熱検知部４０と煙検知部５０とを備えているが、熱検知部４０と煙検知部５０のいずれか一方を備える構成としてもよい。なお、実施の形態２および３において熱検知部４０のみを備える構成の場合は、温度検出部を熱検知部４０が兼用する構成でも別途備える構成としてもよいが、煙検知部５０のみを備える構成の場合は、温度検出部を別途備える構成となる。
また、実施の形態１、２および３の火災警報器３００、１００、４００では、電池切れ判定処理時に電池切れ回数をカウントアップするが、１回の電池切れで電池切れ判定処理を行う構成としてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１ 電池、２、３０２、４０２ ＥＥＰ−ＲＯＭ、３ 点検スイッチ、４ 熱検知部、５ 煙検知部、６音声警報部、７ 表示部、１０、３１０、４１０ 制御部、１１ 定電圧回路、１２ リセット部、１３ 発振部、１５ ＡＤ変換部、１６、３１６、４１６ 閾値設定部、１７ 電池切れ判定部、２０、３２０、４２０ 電池電圧検出回路、２１ 基準電圧入力端子、２２ 電池電圧入力端子、２３ 検出電圧切替スイッチ、２４ 可変抵抗、２５、２６ 電池電圧測定用抵抗、２７、２８ ＦＥＴ、２９ 分圧点、４０ 熱検知部、４１ 固定抵抗、４２ 感熱素子、５０ 煙検知部、５１ 発光素子ドライブ回路、５２ 受光素子電流電圧変換回路、５３ 受光アンプ、５４ 発光素子、５５ 受光素子、６０ 警報部、６１ 音声用Ｄ／Ａ変換器、６２ 音声アンプ、６３ スピーカ、７０ 表示部、７１ 表示灯ドライブ回路、７２ 表示灯、１００、３００、４００ 火災警報器、２００ 基準電圧供給部、３２４ 試験用抵抗
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池で駆動する警報器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、火災検出時や点検異常時（電池電圧低下時やセンサ異常時など）に警報音鳴動を行う警報音鳴動回路を備えた警報器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この種の警報器の警報部は、警報音を増幅する増幅回路と、増幅された警報音を出力するブザーやスピーカなどの音響部とを備えている。そして、例えば住宅用火災警報器の場合、火災検出時には消防法の規格により７０ｄＢ以上の音圧で火災警報を出力する。
また、この種の警報器では、火災発生時に電池切れで機能が発揮できないということがないように、所定の電池残量以下になると、電池あるいは警報器自体を交換すべきことを報知する機能が設けられている。
この電池残量を測定する方法として、あらかじめ電池電圧の低下を示す所定の標準電圧を電池電圧低下検出部に印加して、その出力値を低下基準値として記憶部に記憶させ、電池切れ判定処理時には使用している電池を電池電圧低下部に接続して、その出力値を低下基準値と比較して電池切れを判断する方法が開示されている。この方法では直列に接続した２個の抵抗で電池電圧を所定の分圧比で分圧し、その分圧点の電圧値を出力値としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０３９８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この方法には以下のような問題点がある。
電池の電圧は電流を流す機器の抵抗値によって機器を接続しない状態での電圧よりも低くなる。警報器は警報音を鳴動する際に最も電力を消費するが、引用文献１に記載された方法では電池切れ判定処理時における電池の電圧降下を２個の抵抗分しかみていないことになる。このため、この確認方法で電池切れでないと判定されても、実際に所定の音圧で警報音を鳴動させようとした時には電圧が不足している場合がある。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、電池切れ判定処理時に警報部が鳴動する際に相当する電流を電圧検出回路に流して電圧を検出し閾値と比較することで、電池残量が警報器を正常に動作させることが可能であるか確認できる警報器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る警報器は、物理現象に基づく状態変化を検出する状態検出部と、前記状態検出部の出力信号に基づいて警報部に警報を出力させる制御部と、を備え、電池を電源とする警報器において、前記制御部が、前記警報器が火災時に正常な動作を行うことができるだけの電池残量があるかを確認する電池切れ判定を行い、前記電池切れ判定は、前記電池に試験用抵抗を接続し、前記警報部が鳴動する際に相当する電流を流して、電圧を検出し閾値と比較することにより行うことを特徴とする。
また、本発明に係る警報器は、前記警報器は、周囲温度を測定する温度検出部を備え、前記試験用抵抗が、前記制御部からの指示によって、抵抗値を変化させる可変抵抗であり、前記制御部は、電池切れ判定を行う前に、前記温度検出部の検出値を入手し、周囲温度に基づいて前記警報部の作動電流を求め、前記可変抵抗の抵抗値を前記警報部が鳴動する際に相当する電流を流す抵抗値に設定し、前記電池切れ判定を行うことを特徴とする。
また、本発明に係る警報器は、前記制御部が、前記電池切れを判断する閾値を、前記温度検出部の検出値によって補正することを特徴とする。
また、本発明に係る警報器は、前記温度検出部は、前記状態検出部の熱検出素子であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電池切れ判定は警報部が鳴動する際に相当する電流を試験用抵抗に流して行うため、実際に所定の音圧で警報音を出力することができる電池残量があるかどうかを確認することができる。
また、電池切れ判定時に試験電流を流す試験抵抗の抵抗値を可変とし、周囲温度に基づいて警報部が鳴動する際に相当する電流を流す抵抗値を求めて設定するため、リアルタイムの状況に則した試験電流で、電池残量が所定量以上残っているか確認することができる。試験抵抗の抵抗値を固定値とする場合、試験抵抗の抵抗値を使用環境下において警報部が作動するときの最大値に設定する必要があり、電池切れ判定のために電池を余分に消費してしまうことになる。本発明では試験抵抗の抵抗値を可変とするため、上記の通り、警報器の電池寿命を延ばすことができる。
また、電池切れを判定する閾値を周囲温度に基づいて変更するため、周囲温度によってはまだ使用できる状態で電池切れと判断することなく、リアルタイムの状況に則した電池残量を判断することができるので、電池を無駄なく使い切ることができ、結果的に警報器の製品寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１〜３に係る火災警報器の機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る火災警報器の電池電圧検出回路の回路図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る火災警報器の電池切れ判定処理時のフローチャートである
【図４】本発明の実施の形態２、３に係る火災警報器の電池電圧検出回路の回路図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る火災警報器の電池切れ判定処理時のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１
以下、本実施の形態１では、電池で駆動する火災警報器に本発明を適用した場合を例に説明する。
図１は、本発明の実施の形態１に係る火災警報器３００の回路構成を示す機能ブロック図である。
図１において、火災警報器３００は、電池１と、ＥＥＰ−ＲＯＭ３０２と、点検スイッチ３と、制御部３１０と、電池電圧検出回路３２０と、熱検知部４０と、煙検知部５０と、警報部６０と、表示部７０とを備える。
【００１０】
制御部３１０は、定電圧回路１１と、リセット部１２と、発振部１３と、ＡＤ変換部１５と、閾値設定部３１６と、電池切れ判定部１７とを含んでいる。
【００１１】
電池電圧検出回路３２０は、図２に示されるように試験用抵抗３２４と、２個の電池電圧測定用抵抗２５、２６とを含んでいる。
試験用抵抗３２４は、警報部６０の抵抗値を代替する。警報部６０の抵抗値は周囲温度により上下するため、使用環境下において想定される最大の抵抗値（例えば周囲温度４０℃時）とする。
電池電圧測定用抵抗２５、２６は、直列に接続されており、中間にある分圧点２９で電池電圧を分圧している。
試験用抵抗３２４と電池電圧測定用抵抗２５、２６は電池に対して並列に接続されている。
電池切れ判定処理を行う際には、制御部３１０は試験用抵抗３２４と直列に接続されたＦＥＴ２７および２個の抵抗２５、２６と直列に接続されたＦＥＴ２８を制御して、通常時はオフになっている電池電圧検出回路３２０をオン制御する。
電池電圧検出回路３２０は電池電圧測定用抵抗２５、２６の分圧点２９における電圧検出信号を制御部３１０に出力し、制御部３１０は入力された電圧値を電池切れ判定部１７にて電池切れかどうか判断する。
【００１２】
定電圧回路１１は、電池１の電源電圧を所定の定電圧電源（例えば、約２．３Ｖの電圧）として制御部３１０等に供給する。
【００１３】
リセット部１２は、電源投入時に制御部３１０をリセット状態にし、所定時間後にリセット状態を解除して動作可能な初期状態にさせる。また、制御部３１０に印加される電圧が制御部３１０の動作保証電圧より小さくなった場合に、制御部３１０をリセット状態にする。
発振部１３は、制御部３１０に対してクロック信号を供給する。
【００１４】
図２は、電池電圧検出回路３２０の回路図である。
電池電圧検出回路３２０は、印加された電圧を分圧点２９で検出し、検出した電圧に応じた電圧検出信号を制御部３１０に出力する。
電池電圧検出回路３２０の入力側は検出電圧切替スイッチ２３に接続されており、検出電圧切替スイッチ２３を介して後述する基準電圧供給部２００あるいは電池１に接続される。すなわち、電池電圧検出回路３２０は、基準電圧供給部２００あるいは電池１により印加される電圧を検出することができるものである。
【００１５】
制御部３１０は、火災警報器３００の全体的な制御を行うものであり、各内部回路からの信号を定期的に取り込み、その信号に応じた処理を行う。例えば、制御部３１０が煙検知部５０の受光アンプ５３からの信号（火災検出信号）を取り込んだ場合、この火災検出信号に基づいて警報鳴動が必要か否かを判断する。制御部３１０が火災検出信号を取り込み、警報鳴動が必要であると判断した場合は、制御部３１０は警報鳴動の音声データを警報部６０に出力する。
制御部３１０は、制御部３１０が有するタイマ部（図示しない）が計時している所定の周期で、火災警報器３００が火災時に正常な動作を行うことができるだけの電池残量があるかを確認する電池切れ判定処理を行う。電池切れ判定処理時には実際に警報鳴動させると騒音となるため、警報部６０が鳴動する際に相当する電流を試験用抵抗３２４に流して行う。
さらに、制御部３１０は、ＡＤ変換部１５と閾値設定部３１６と電池切れ判定部１７とを備える。
【００１６】
ＡＤ変換部１５は、電池電圧検出回路３２０からの電圧検出信号を、電圧検出値（デジタル信号）に変換する。
【００１７】
閾値設定部３１６は、基準電圧供給部２００を電池電圧検出回路３２０に印加したときの電圧検出値を、電池切れを示す閾値となる電圧（以下、電池切れ閾値と称する）としてＥＥＰ−ＲＯＭ３０２に格納する。
【００１８】
電池切れ判定部１７は、電池１により電圧を印加されたときの電池電圧検出回路３２０の電圧検出値と、ＥＥＰ−ＲＯＭ３０２に格納された電池切れ閾値とを比較し、電池１の電圧が電池切れ閾値以下となった場合に、電池１の電圧切れを検出する。
【００１９】
検出電圧切替スイッチ２３は、制御部３１０により制御されて、電池電圧検出回路３２０の入力側に接続する電圧供給源を切り替える。検出電圧切替スイッチ２３の一方の接点は基準電圧入力端子２１であり、電池切れ閾値を設定する際に基準電圧供給部２００に接続される。また、検出電圧切替スイッチ２３の他方の接点は電池電圧入力端子２２であり、電池切れ判定処理を行う際に電池１に接続される。なお、電池切れ閾値の設定が済んだ警報器３００では、平常時は検出電圧切替スイッチ２３は基準電圧入力端子２１に接続され、基準電圧入力端子２１には基準電圧供給部２００が接続されていない状態であり、電池電圧検出回路３２０に電圧は印加されていない。
【００２０】
ＥＥＰ−ＲＯＭ３０２は、制御部３１０が実行するプログラムや各種データを格納する記憶部である。ＥＥＰ−ＲＯＭ３０２には、電池切れを検出するための閾値となる電圧である電池切れ閾値が記憶される。
【００２１】
点検スイッチ３は、居住者等のユーザによる押下操作を受け付け、点検機構を動作させるためのスイッチである。点検スイッチ３が押下されると、制御部３１０は点検スイッチ３の押下信号を取り込み、そして点検スイッチ３の入力が確定したか否かを判断する。制御部３１０が、点検スイッチ３の入力が確定したと判断した場合、制御部３１０から警報音や表示灯などの動作に関する点検を開始させる信号が送信される。
【００２２】
熱検知部４０および煙検知部５０は、本発明の状態検出部に相当するものであり、物理現象に基づく状態変化を検出して検出内容に応じた信号を制御部３１０に出力する。
【００２３】
熱検知部４０は、固定抵抗４１と、感熱素子４２による温度センサで構成されている。固定抵抗４１と感熱素子４２との間の中間電位が熱検知部４０の出力端子であり、その出力端子を介して温度検出信号を制御部３１０に送信している。感熱素子４２は、例えばサーミスタの場合、環境温度に応じてその抵抗が変動する温度特性を有する。補償用の固定抵抗４１によりサーミスタの温度特性がリニア化されるため、出力端子には環境温度に応じた検出電圧（温度情報）が入力される。
【００２４】
煙検知部５０は、発光素子である赤外ＬＥＤ等の発光素子５４と、制御部３１０からの発光制御パルスを受けたときに、発光素子５４に電流パルスを供給する発光素子ドライブ回路５１とを備えている。さらに煙検知部５０は、発光素子５４から光学台内部に照射された光が煙粒子によって生じさせる散乱光を受光するフォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子５５を備えており、発光素子５４の発光による散乱光を受光する。そして、受光素子電流電圧変換回路５２において、受光素子５５で受光した散乱光の量に基づいて得られた電流を電圧に変換する。その電圧の出力レベルを、受光アンプ５３において所定のゲインで増幅し、制御部３１０に送信する。
【００２５】
警報部６０において、制御部３１０から入力された音声データ（デジタル信号）は、音声用Ｄ／Ａ変換器６１で音声信号（アナログ信号）に変換され、ローパスフィルタ（図示しない）を介して出力される。そして、制御部３１０から音量制御信号が音声アンプ６２に送信され、音声アンプ６２で音声信号（アナログ信号）の増幅度が調整される。スピーカ６３では、音声アンプ６２で増幅された音声信号が出力される。
【００２６】
表示部７０は、火災警報器３００の状態を、表示灯ドライブ回路７１に接続されている表示灯７２に表示させるものである。なお、火災警報器３００の状態として、正常に火災検出動作している場合（火災を検出しておらず、電池残量やセンサ機器等にも異常がない状態）の他、電池残量の低下による異常や、センサの故障等の機器による異常が発生している場合、火災を検出して警報出力している場合等がある。表示灯７２は、火災警報器３００の筐体に設けられている。なお、表示灯７２として赤色ＬＥＤ等を用いているが、その種類や個数を特に限定するものではない。
【００２７】
基準電圧供給部２００は、電池切れ閾値を設定する際、検出電圧切替スイッチ２３を介して火災警報器３００に接続され、電池切れを示す所定の基準電圧を印加する。この電池切れを示す所定の基準電圧としては、電池切れ閾値が火災警報器３００が火災検出と警報出力を行うことのできる最小の電圧値となるように設定する。
【００２８】
次に、火災警報器３００の火災検出動作について説明する。ここでは、煙を検出して火災発生の有無を判断する場合を例に説明する。
火災警報器３００は、電池１から供給される電源電圧を定電圧回路１１によって安定した所定の定電圧（例えば２．３Ｖの電圧）にし、制御部３１０等に定電圧電源が供給される。火災警報器３００は、制御部３１０が有するタイマ部が計時している所定の周期で火災監視動作及び異常監視動作を実行する。次に、制御部３１０は、発光素子ドライブ回路５１に発光制御パルスを供給し、所定のパルス幅及び所定の周期で発光素子５４を発光させる。
【００２９】
煙検知部５０における受光素子５５は、発光素子５４の光路上には配置されておらず、発光素子５４の光が直接受光素子５５に到達することはない。しかし、火災等により発生した煙が、受光素子５５と発光素子５４との間に介在すると、煙の粒子により発光素子５４の光が散乱され、その散乱された光を受光素子５５が受光することになる。
上記の理由により、煙が発生していない場合は、受光素子５５には発光素子５４が発光した光がほとんど到達しない。つまり、受光アンプ５３で増幅された信号は、所定の基準値（火災発生レベル）未満になっているため、制御部３１０からは、警報部６０及び表示部７０を動作させる信号が出力されない。したがって、警報部６０では音声警報が鳴動せず、表示部７０では表示灯７２に火災が発生していることを表示させることはない。
【００３０】
煙が発生している場合には、発光素子５４により発光された光が、煙の粒子により散乱され、その散乱した光が受光素子５５に到達する。つまり、受光アンプ５３で増幅された信号は、所定の基準値以上になっているため、制御部３１０は火災が発生していると判断し、警報部６０及び表示部７０を動作させる信号を出力する。すると、警報部６０は警報音を鳴動させ、表示部７０は表示灯７２に火災表示させる。
【００３１】
制御部３１０が火災の発生ではないと判断したときは、火災検出動作を終了し、通常の待機状態に復帰する。
【００３２】
次に、電池１の電池切れを検出するための電池切れ閾値を設定する処理を説明する。電池切れ閾値の設定は、例えば火災警報器３００の組み立て完成時や監視対象領域への設置時など、電池切れ閾値の設定に影響を及ぼす部位の組み立てが終了した後に行う。電池切れ閾値の設定処理は、基準電圧入力端子２１に基準電圧供給部２００を接続した後、例えば火災警報器３００の製造者や設置者が、図示しないモード切替スイッチを操作するなどして、電池切れ閾値設定モードとする指示を制御部３１０に与えることにより開始される。
【００３３】
電池切れ閾値設定モードになると、まず制御部３１０は、検出電圧切替スイッチ２３に信号を出力して基準電圧入力端子２１側と電池電圧検出回路３２０とを接続させる。
次に、制御部３１０は、ＦＥＴ２７、２８をオンして、基準電圧供給部２００により電池切れを示す所定の基準電圧を試験用抵抗３２４と２個の電池電圧測定用抵抗２５、２６に印加する。このとき、電池電圧検出回路３２０は検出した分圧点２９の電圧値に応じた電圧検出信号を制御部３１０に出力する。
制御部３１０のＡＤ変換部１５は、電池電圧検出回路３２０から出力された電圧検出信号をＡＤ変換して電圧検出値（デジタル信号）とする。そして、閾値設定部３１６は、この電圧検出値を電池切れ閾値としてＥＥＰ−ＲＯＭ３０２に格納させる。
電池切れ設定処理は使用環境下で警報部６０が最大の抵抗値となる条件下（例えば周囲温度４０℃）で行うと、使用条件の温度範囲内において電池切れと判定されない状態で警報部６０が鳴動しないという不具合を避けることができる。または、電池電圧検出回路３２０から出力された電圧検出値に対して閾値設定部３１６にて所定の補正値を加えて電池切れ閾値を高めに設定するようにしてもよい。
【００３４】
次に本発明の主要部分である、火災警報器３００の電池切れ判定処理を説明する。
図３は、電池切れ判定処理を示すフローチャートである。
火災監視中において制御部３１０は、電池切れ判定処理の実行タイミングになると、検出電圧切替スイッチ２３に信号を出力して電池電圧入力端子２２側と電池電圧検出回路２０とを接続させる（Ｓ１）。次に制御部３１０は、電池電圧検出回路３２０のＦＥＴ２７、２８を接続に切り換え、電池１により電池電圧検出回路３２０に対して電圧が印加される。試験用抵抗３２４と２個の電池電圧測定用抵抗２５、２６に電圧が印加され、電池電圧検出回路３２０は、検出した分圧点２９の電圧値に応じた電圧検出信号を制御部３１０に出力する（Ｓ２）。
【００３５】
制御部３１０のＡＤ変換部１５は、電池電圧検出回路３２０から出力された電圧検出信号をＡＤ変換して電圧検出値（以下、電池電圧現在値と称する）とする（Ｓ３）。
【００３６】
次に、電池切れ判定部１７は、ＥＥＰ−ＲＯＭ３０２に格納されている電池切れ閾値を参照し（Ｓ４）、電池切れ閾値と電池電圧現在値とを比較する（Ｓ５）。そして、電池電圧現在値が電池切れ閾値以上であれば電池切れではないものとしてそのまま処理を終了する（Ｓ９）。
【００３７】
一方、ステップＳ５において電池電圧現在値が電池切れ閾値未満であれば、電池切れ回数をカウントアップする（Ｓ６）。そして、電池切れ回数が所定の確定回数に達しているか否か判断し（Ｓ７）、達していなければ電池切れの判定を保留状態としてそのまま処理を終了する（Ｓ９）。
【００３８】
また、ステップＳ７において電池切れ回数が確定回数に達していれば、電池切れ確定処理を行う（Ｓ８）。すなわち、所定時間ごとに行う電池切れ判定処理において電池切れと判定した回数（電池切れ回数）をカウントしておき、電池切れ回数が所定の確定回数に達したところで、電池切れであるとの判断を確定している。
【００３９】
電池切れ確定処理では、例えば、「ピ、電池切れです。」等の電池切れを報知するための警報音を出力する。具体的には、制御部３１０が電池切れを報知するための音声データを音声用Ｄ／Ａ変換器６１に送信すると、音声用Ｄ／Ａ変換器６１において音声データが音声信号に変換され、音声信号が音声アンプ６２に入力される。次に、制御部３１０が音声信号の出力音量を調整するための音量制御信号を音声アンプ６２に送信すると、音声アンプ６２で音声信号の増幅度が調整され、増幅度が調整された音声信号が、スピーカ６３から警報音として出力される。
【００４０】
以上のように本実施の形態に係る火災警報器３００によれば、電池切れ判定処理において警報部６０が鳴動する際に相当する電流を試験用抵抗３２４に流して行うので、電池電圧が実際に警報を発する場合と同様に低下している状態で電池切れ判定を行うため、警報器３００が作動したとき所定の音圧で警報音を鳴動できる状態であると確認できる。
【００４１】
実施の形態２
本実施の形態２の火災警報器１００では、実施の形態１の火災警報器３００に対し、試験抵抗３２４に代えて可変抵抗２４を用い、周囲温度に応じて抵抗値を補正して、警報部６０が鳴動する際に相当する電流を可変抵抗２４に流して電池切れ判定処理を行うものである。なお、実施の形態１と同じ構成機器については同じ符号を付与し、機能も同じであるため説明を省略する。
図１において、火災警報器１００は、ＥＥＰ−ＲＯＭ２と、制御部１０と、電池電圧検出回路２０が実施の形態１の火災警報器３００と相違している。
制御部１０は閾値設定部１６が実施の形態１の制御部３１０と相違している。
【００４２】
図４は、電池電圧検出回路２０の回路図である。
電池電圧検出回路２０は、試験用抵抗として可変抵抗２４を使用している点が実施の形態１の電池電圧検出回路３２０と相違している。
可変抵抗２４は、警報部６０の抵抗値を代替する。警報部６０の抵抗値は周囲温度により上下するため、制御部１０からの指示によって抵抗値を補正する。可変抵抗２４の周囲温度による抵抗値は後述するＥＥＰ−ＲＯＭ２に予め格納されている。
可変抵抗２４と電池電圧測定用抵抗２５、２６は電池に対して並列に接続されている。
電池切れ判定処理を行う際には、制御部１０は可変抵抗２４と直列に接続されたＦＥＴ２７および２個の抵抗２５、２６と直列に接続されたＦＥＴ２８を制御して通常時はオフになっている電池電圧検出回路２０をオン制御する。
電池電圧検出回路２０は電池電圧測定用抵抗２５、２６の分圧点２９における電圧検出信号を制御部１０に出力し、制御部１０は入力された電圧値を電池切れ判定部１７にて電池切れかどうか判断する。
【００４３】
電池電圧検出回路２０は、印加された電圧を分圧点２９で検出し、検出した電圧に応じた電圧検出信号を制御部１０に出力する。
また、電池電圧検出回路２０の入力側は検出電圧切替スイッチ２３に接続されており、検出電圧切替スイッチ２３を介して後述する基準電圧供給部２００あるいは電池１に接続される。すなわち、電池電圧検出回路２０は、基準電圧供給部２００あるいは電池１により印加される電圧を検出することができるものである。
【００４４】
制御部１０は、火災警報器１００の全体的な制御を行うものである。制御部１０は、電池切れ閾値設定と電池切れ判定処理に先だって温度検出部（本実施の形態２では、後述する熱検知部４０が兼用する。）に周囲温度を測定させ、その結果に基づいて、可変抵抗２４の抵抗値を変化させる点が実施の形態１の制御部３１０と相違する。
【００４５】
ＥＥＰ−ＲＯＭ２は、電池切れ閾値に加えて可変抵抗２４の周囲温度に基づく抵抗値が記憶されている点が実施の形態１のＥＥＰ−ＲＯＭ３０２と相違する。
【００４６】
熱検知部４０は、本実施の形態２では、本発明の温度検出部を兼ねている。従って、電池切れ閾値設定および電池切れ判定処理の直前に周囲温度を検出し温度検出信号を制御部１０に送信する。
【００４７】
次に、本実施の形態２における電池１の電池切れを検出するための電池切れ閾値を設定する処理を説明する。電池切れ閾値の設定は、例えば火災警報器１００の組み立て完成時や監視対象領域への設置時など、電池切れ閾値の設定に影響を及ぼす部位の組み立てが終了した後に行う。電池切れ閾値の設定処理は、基準電圧入力端子２１に基準電圧供給部２００を接続した後、例えば火災警報器１００の製造者や設置者が、図示しないモード切替スイッチを操作するなどして、電池切れ閾値設定モードとする指示を制御部１０に与えることにより開始される。
【００４８】
電池切れ閾値設定モードになると、まず、制御部１０は、温度検出部である熱検知部４０に周囲温度を測定させる。周囲温度を測定した熱検知部４０が検出電圧（温度情報）を制御部１０に出力する。制御部１０はＥＥＰ−ＲＯＭ２に格納されている可変抵抗設定値を参照し可変抵抗２４の抵抗値を補正する信号を電池電圧検出回路２０に出力する。これを受信した電池電圧検出回路２０は可変抵抗２４の抵抗値を補正し、補正が完了したことを制御部１０に出力する。
以下は実施の形態１と同様にして、電圧供給部２００により電池切れを示す所定の基準電圧を可変抵抗２４と２個の電池電圧測定用抵抗２５、２６に印加し、分圧点２９の電圧値を電圧検出値に変換し、閾値設定部１６は、この電圧検出値を温度情報とともに電池切れ閾値としてＥＥＰ−ＲＯＭ２に格納させる。
電池切れ設定処理は使用環境下で警報部６０が最大の抵抗値となる条件下（例えば周囲温度４０℃）で行うと、使用条件の温度範囲内において電池切れと判定されない状態で警報部６０が鳴動しないという不具合を避けることができる。または、電池電圧検出回路２０から出力された電圧検出値に対して閾値設定部１６にて所定の補正値を加えて電池切れ閾値を高めに設定するようにしてもよい。
【００４９】
次に本発明の主要部分である、火災警報器１００の電池切れ判定処理を説明する。
図５は、電池切れ判定処理を示すフローチャートである。
火災監視中において制御部１０は、電池切れ判定処理の実行タイミングになると、熱検知部４０に周囲温度を測定させる。
【００５０】
熱検知部４０により周囲温度が測定されると（Ｓ１０）、検出電圧（温度情報）として、制御部１０に出力される（Ｓ１１）。制御部１０は、電池電圧検出回路２０に温度情報を送出する。電池電圧検出回路２０は、ＥＥＰ−ＲＯＭ２に格納されている可変抵抗設定値を参照し可変抵抗２４の抵抗値を設定し、設定が完了したことを制御部１０に出力する（Ｓ１２）。
【００５１】
次に制御部１０は、検出電圧切替スイッチ２３に信号を出力して電池電圧入力端子２２側と電池電圧検出回路２０とを接続させる（Ｓ１３）。次に制御部１０は、電池電圧検出回路２０のＦＥＴ２７、２８をオンにして、電池１により電池電圧検出回路２０に対して電圧が印加される。このとき、可変抵抗２４と２個の電池電圧測定用抵抗２５、２６に電圧が印加され、電池電圧検出回路２０は、検出した分圧点２９の電圧値に応じた電圧検出信号を制御部１０に出力する（Ｓ１４）。
【００５２】
制御部１０のＡＤ変換部１５は、電池電圧検出回路２０から出力された電圧検出信号をＡＤ変換して電圧検出値（以下、電池電圧現在値と称する）とする（Ｓ１５）。
【００５３】
次に、電池切れ判定部１７は、ＥＥＰ−ＲＯＭ２に格納されている電池切れ閾値を参照する（Ｓ１６）。
ステップ１７以降は、実施の形態１のステップ５以降と同じ処理を行う。
【００５４】
以上のように本実施の形態２に係る火災警報器１００によれば、電池切れ判定処理において周囲温度を測定し、その周囲温度において警報部６０が鳴動する際に相当する電流を流す抵抗値に可変抵抗２４を設定するので、周囲温度に見合った電池切れ判定処理を実施することができるので過剰な電流を流すことがなく、電池寿命を延ばすことができる。
【００５５】
実施の形態３
次に、本実施の形態３では、実施の形態２に示した電池切れ判定処理において、電池残量の目安となる電池切れ閾値も周囲温度によって決定するものである。実施の形態３の火災警報器４００では、実施の形態２の火災警報器１００に対し、図１においてＥＥＰ−ＲＯＭ４０２と、制御部４１０と、電池電圧検出回路４２０が相違しており、電池切れ閾値を設定する処理と電池切れ判定処理において相違点が生じるので、その相違点を中心に説明する。
【００５６】
本実施の形態３では、電池切れ閾値を設定する処理では、ＥＥＰ−ＲＯＭ４０２に記憶する電池切れ閾値を温度と関連付けて複数記憶する。なお、ＥＥＰ−ＲＯＭ４０２には、あらかじめ電池１の温度特性を記憶しておく。
【００５７】
まず、制御部４１０は、温度検出部（本実施の形態３では熱検知部４０）によって周囲温度を測定させる。
次に基準電圧入力端子２１に基準電圧供給部２００を接続した後、検出電圧切替スイッチ２３に信号を出力して基準電圧入力端子２１側と電池電圧検出回路４２０とを接続させる。
【００５８】
次に、基準電圧供給部２００により電池切れを示す所定の基準電圧が印加されると、電池電圧検出回路４２０は検出した電圧に応じた電圧検出信号を制御部４１０に出力する。制御部４１０は、ＡＤ変換部１５で電圧検出信号をＡＤ変換して電圧検出値とする。閾値設定部４１６は、この電圧検出値と、温度検出部４０によって測定された周囲温度とを関連付けて、電池切れ閾値としてＥＥＰ−ＲＯＭ４０２に格納させる。
次に制御部４１０は、ＥＥＰ−ＲＯＭ４０２に格納された電池１の温度特性に、電圧検出信号（電圧検出値）と周囲温度の実測値をあてはめて、周囲温度毎（例えば、−１０度〜４０度の範囲で１度毎）の電池切れ閾値を設定して、ＥＥＰ−ＲＯＭ４０２に格納する。
【００５９】
電池切れ判定処理では、図５のステップ１０、１２、１７、２１が異なるので、相違点のみを以下に詳細に説明する。
電池切れ判定処理では、電池切れ判定処理開始時にまず、温度検出部により周囲温度を検出し（図５のステップ１０）、制御部４１０は、周囲温度の測定値に近い電池切れ閾値（例えば、測定値より低い温度のうち最も高い温度の閾値）をＥＥＰ−ＲＯＭ４０２から読み出す（図５のステップ１２）。
【００６０】
制御部４１０は、読み出した電池切れ閾値と、電池電圧現在値とを比較する（図５のステップ１７）。そして、電池電圧現在値が電池切れ閾値以上であれば電池切れではないものとしてそのまま処理を終了する（図５のステップ２１）。
【００６１】
以上のように本実施の形態３に係る火災警報器４００によれば、電池切れ判定処理において周囲温度を測定し、その周囲温度において警報部６０が鳴動する際に相当する電流を流す抵抗値に可変抵抗２４を設定するとともに、その周囲温度における電池の状態に即した電池切れ閾値を用いるので、周囲温度に対して精度の高い電池切れ判定処理が行えるため、結果として電池寿命を長くすることができる。
【００６２】
なお、以上の実施の形態２および３では、電池切れ判定処理時の温度検出部を熱検知部４０が兼用しているが、別途温度検出部を有してもよい。
また、実施の形態２および３では、試験用の抵抗に可変抵抗２４を用いて周囲温度に応じた抵抗値に設定して電池切れ判定処理を行うが、可変抵抗２４に変えて、抵抗値の異なる複数の抵抗を選択可能に備え、周囲温度に応じて抵抗を選択する方法としてもよい。
また、実施の形態２および３では、制御部１０が熱検知部４０の測定した温度情報をもとにＥＥＰ−ＲＯＭ２に格納された可変抵抗設定値を読み出しているが、制御部１０は温度情報を電池電圧検出回路２０に送出し、電池電圧検出回路２０がＥＥＰ−ＲＯＭ２に格納された可変抵抗設定値を読み出す構成としてもよい。
また、実施の形態１、２および３の火災警報器３００、１００、４００では、熱検知部４０と煙検知部５０とを備えているが、熱検知部４０と煙検知部５０のいずれか一方を備える構成としてもよい。なお、実施の形態２および３において熱検知部４０のみを備える構成の場合は、温度検出部を熱検知部４０が兼用する構成でも別途備える構成としてもよいが、煙検知部５０のみを備える構成の場合は、温度検出部を別途備える構成となる。
また、実施の形態１、２および３の火災警報器３００、１００、４００では、電池切れ判定処理時に電池切れ回数をカウントアップするが、１回の電池切れで電池切れ判定処理を行う構成としてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１ 電池、２、３０２、４０２ ＥＥＰ−ＲＯＭ、３ 点検スイッチ、４ 熱検知部、５ 煙検知部、６音声警報部、７ 表示部、１０、３１０、４１０ 制御部、１１ 定電圧回路、１２ リセット部、１３ 発振部、１５ ＡＤ変換部、１６、３１６、４１６ 閾値設定部、１７ 電池切れ判定部、２０、３２０、４２０ 電池電圧検出回路、２１ 基準電圧入力端子、２２ 電池電圧入力端子、２３ 検出電圧切替スイッチ、２４ 可変抵抗、２５、２６ 電池電圧測定用抵抗、２７、２８ ＦＥＴ、２９ 分圧点、４０ 熱検知部、４１ 固定抵抗、４２ 感熱素子、５０ 煙検知部、５１ 発光素子ドライブ回路、５２ 受光素子電流電圧変換回路、５３ 受光アンプ、５４ 発光素子、５５ 受光素子、６０ 警報部、６１ 音声用Ｄ／Ａ変換器、６２ 音声アンプ、６３ スピーカ、７０ 表示部、７１ 表示灯ドライブ回路、７２ 表示灯、１００、３００、４００ 火災警報器、２００ 基準電圧供給部、３２４ 試験用抵抗
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理現象に基づく状態変化を検出する状態検出部と、
前記状態検出部の出力信号に基づいて警報部に警報を出力させる制御部と、
を備え、電池を電源とする警報器において、
前記制御部が、前記警報器が火災時に正常な動作を行うことができるだけの電池残量があるかを確認する電池切れ判定を行い、前記電池切れ判定は、前記電池に試験用抵抗を接続し、前記警報部が鳴動する際に相当する電流を流して、前記電池の電圧を検出し閾値と比較することにより行うことを特徴とする警報器。
【請求項２】
前記警報器は、周囲温度を測定する温度検出部を備え、
前記試験用抵抗が、前記制御部からの指示によって、抵抗値を変化させる可変抵抗であり、
前記制御部は、電池切れ判定を行う前に、前記温度検出部の検出値を入手し、周囲温度に基づいて前記警報部の作動電流を求め、前記可変抵抗の抵抗値を前記警報部が鳴動する際に相当する電流を流す抵抗値に設定し、
前記電池切れ判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の警報器。
【請求項３】
前記制御部が、前記電池切れを判断する閾値を、前記温度検出部の検出値によって補正することを特徴とする請求項１または２に記載の警報器。
【請求項４】
前記温度検出部は、前記状態検出部の熱検出素子であることを特徴とする請求項１乃至３に記載の警報器。
【請求項１】
物理現象に基づく状態変化を検出する状態検出部と、
前記状態検出部の出力信号に基づいて警報部に警報を出力させる制御部と、
を備え、電池を電源とする警報器において、
前記制御部が、前記警報器が火災時に正常な動作を行うことができるだけの電池残量があるかを確認する電池切れ判定を行い、前記電池切れ判定は、前記電池に試験用抵抗を接続し、前記警報部が鳴動する際に相当する電流を流して、前記電池の電圧を検出し閾値と比較することにより行うことを特徴とする警報器。
【請求項２】
前記警報器は、周囲温度を測定する温度検出部を備え、
前記試験用抵抗が、前記制御部からの指示によって、抵抗値を変化させる可変抵抗であり、
前記制御部は、電池切れ判定を行う前に、前記温度検出部の検出値を入手し、周囲温度に基づいて前記警報部の作動電流を求め、前記可変抵抗の抵抗値を前記警報部が鳴動する際に相当する電流を流す抵抗値に設定し、
前記電池切れ判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の警報器。
【請求項３】
前記制御部が、前記電池切れを判断する閾値を、前記温度検出部の検出値によって補正することを特徴とする請求項１または２に記載の警報器。
【請求項４】
前記温度検出部は、前記状態検出部の熱検出素子であることを特徴とする請求項１乃至３に記載の警報器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−３３４１４（Ｐ２０１３−３３４１４Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６９７８８（Ｐ２０１１−１６９７８８）
【出願日】平成２３年８月３日（２０１１．８．３）
【出願人】（０００２３３８２６）能美防災株式会社 (918)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３日（２０１１．８．３）
【出願人】（０００２３３８２６）能美防災株式会社 (918)
【Ｆターム（参考）】
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