JP2006048194A - 警報器の警報停止回路 - Google Patents

Abstract

【課題】ＵＬ規格の制御回路を使用した場合の警報停止が簡単な回路で適切にできるようにする。
【解決手段】制御回路２０は、発光回路２２の駆動周期で決まる煙の受光信号を火災判定周期毎に入力、火災判定が２回連続した際にブザー駆動回路２４を動作して警報を出力する。スイッチ１４をオン操作するとコンデンサＣ１を急速充電し、次にオフ操作するとコンデンサＣ１を警報停止時間に亘り緩速放電させ、コンデンサ電圧がＨレベルとなっている間にインバータ３１がＬレベルの反転出力を生じ、発光回路２２とブザー駆動回路２４を外部的に停止してブザー鳴動を停止する。インバータ３１はＬレベル出力により同時に制御回路２０のＴＥＳＴ端子を引き込んで電流を流出させ、これによって制御回路２０はキャリブレーションモードに切り替わって発光周期及び火災判定周期を短くし、制御回路２０の非火災判定による警報停止が短時間で行われる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、火災等の異常を検出して警報を出力すると共に警報出力中のスイッチ操作に基づいて警報を停止する警報器に関する。

従来、家庭用の警報器にあっては、電源として電池を内蔵し、火災を検知した際にＬＥＤを点灯すると共にブザーを鳴動して音響警報を出すようにしている。このような警報器が家庭用として広く普及するためには、コストの低減が重要であり、更に小型化の要請も強い。

そこで警報器の制御回路として専用の回路を設計製造することはコストの高騰につながることから、煙感知器のＵＬ規格に準拠した専用ＩＣを制御回路に使用することが考えられており、例えばＵＬ２１７及びＵＬ２６８に準拠したモトローラ製のＭＣ１４５０１０等を使用する。

このようなＵＬ規格の制御回路にあっては、散乱光式の煙検出部の受光信号から火災を判定して警報駆動信号を出力し、煙検出状態が続いている限り警報駆動信号が継続して出力され、煙検出がなくなると警報駆動信号の出力が停止する。
実開昭５６−５３２９４

しかしながら、このようなＵＬ規格の制御回路を使用した従来の警報器にあっては、火災を判定している間は継続して警報駆動信号が制御回路から出力されており、警報停止スイッチを設けても、制御回路は警報停止のための端子を備えておらず、警報停止スイッチからの信号で制御回路の警報駆動信号の出力を直接停止させることができない。

また家庭用の警報器にあっては、警報停止操作を行った場合、一定時間後に警報停止を自動的に解除し、解除時に火災が判定されていたら再度警報出力させる警報停止機能が要求される。

このためＵＬ規格の制御回路を使用した場合には、制御回路に対する外部回路として警報停止回路を設けなければならず、しかも、警報停止から一定時間経過後に自動的に警報停止を解除し、そのとき火災が判定されていたら再度警報させる機能を実現する必要があり、制御回路は専用ＩＣの使用により低コストで小型化できても、警報停止のための外部回路が複雑化した場合には、専用ＩＣを使用したメリットを生かすことができないという問題がある。

またＵＬ規格の専用ＩＣ標準回路にあっては、消費電流低減のため火災判定の周期が約１０秒に設定されており、しかも連続して2回火災判定した場合に警報駆動信号を出力する。このため火災発生から最大２０秒後に警報出力が行われる。この点は火災復旧についても同じであり、煙検出による非火災の判定が２回連続した最大２０秒後に警報駆動信号の出力を停止することとなる。

このため警報停止のために例えば発光回路の発光駆動を停止して煙検出を停止した場合、煙検出停止から２０秒を経過しないと警報停止とならず、警報停止スイッチの操作から実際に警報が停止するまでに時間がかかりすぎる問題がある。

本発明は、ＵＬ規格の制御回路を使用した場合の警報停止が簡単な回路で適切にできるようにした警報器の警報停止回路を提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明は次のように構成する。本発明は、異常を検出して警報を出力すると共に警報出力中のスイッチ操作に基づいて警報を停止する警報器に於いて、一定の火災判定周期毎に発光素子を発光駆動する発光回路と、発光素子からの光の煙による散乱光を受光素子で受光して受光信号を出力する受光回路と、受光回路の受光信号を火災判定周期毎に入力して火災を判定し、火災判定が所定回数連続した際にブザー警報回路を動作して警報出力させる制御回路と、警報出力中にオン、オフ操作される警報停止スイッチと、警報停止スイッチのオン操作による電圧供給を受けてコンデンサを急速充電し、警報停止スイッチのオフ操作による電圧供給の停止を受けてコンデンサを予め設定した所定の警報停止時間に亘り緩速放電させる充放電回路と、充放電回路のコンデンサ電圧が所定レベル以上の時に動作して発光回路の発光を停止し、制御回路に発光停止から非火災判定が所定回数連続した際に火災判定を復旧してブザー警報回路の動作を停止させる発光停止回路と、充放電回路のコンデンサ電圧が所定レベル以上の時に動作し、制御回路の出力で動作しているブザー駆動回路の動作を停止するブザー停止回路とを備えたことを特徴とする。

ここで制御回路は、所定値の電流を流出させることによりキャリブレーションモードに切り替わって火災判定周期を短くするテスト端子を備え、充放電回路のコンデンサ電圧が所定レベル以下の時に制御回路をキャリブレーションモードに切り替え、発光回路の発光を停止した後の非火災の判定期間を短縮することを特徴とする。

ブザー停止回路は、圧電ブザー駆動回路に設けた圧電ブザーのフィードバック信号をカットオフしてブザー駆動を停止する。

本発明の別の形態として、異常検出時に駆動された警報を停止する警報器の警報停止回路に於いて、一定の火災判定周期毎に発光素子を発光駆動する発光回路と、発光素子からの光の煙による散乱光を受光素子で受光して受光信号を出力する受光回路と、受光回路の受光信号を火災判定周期毎に入力して火災を判定し、火災判定が所定回数連続した際にブザー警報回路を動作して警報出力させる制御回路と、警報出力中にオン、オフ操作される警報停止スイッチと、警報停止スイッチのオン操作による電圧供給を受けてコンデンサを急速充電し、警報停止スイッチのオフ操作による電圧供給の停止を受けてコンデンサを予め設定した所定の警報停止時間に亘り緩速放電させる充放電回路と、前記充放電回路のコンデンサ電圧が所定レベル以上の時に動作して発光回路の発光を停止し、制御回路に発光停止から非火災判定が所定回数連続した際に火災判定を復旧してブザー警報回路の動作を停止させる発光停止回路とを備え、
更に制御回路は、所定値の電流を流出させることによりキャリブレーションモードに切り替わって火災判定周期を短くするテスト端子を備え、制御回路をキャリブレーションモードに切り替え、発光回路の発光を停止した後の非火災の判定期間を短縮することを特徴とする。

本発明によれば、火災検出による警報中に警報停止スイッチをオン操作した後にオフ操作したときからコンデンサの充放電を利用して一定時間にわたる発光停止とブザー駆動停止がＵＬ規格の専用ＩＣで実現される制御回路に対する外部回路により行われ、火災判定中であっても、スイッチ操作により必要に応じて警報を停止できる。

また警報停止は一定時間の間だけ有効であり、コンデンサの放電による警報停止時間を経過すると、警報停止が解除されて制御回路に依存した火災判定状態となり、このとき火災による煙が検出されていれば、警報停止後の火災判定に基づき再び警報出力が行われ、警報停止の解除忘れといった問題はない。

またＵＬ規格の制御回路に固有なテスト端子の機能を有効に利用して警報停止動作に要する時間を短縮できる。即ち、警報停止回路の動作で制御回路のテスト端子から所定値の電流を流出させる回路を設けることで、警報停止時に自動的に制御回路をノーマルモードから調整のための動作モードであるキャリブレーションモードに切り替える。

キャリブレーションモードでは、ノーマルモードにおける約１０秒の火災判定周期が発振クロックに同期した短時間の判定周期となり、制御回路が発光停止から非火災を2回判定して警報出力を停止するまでの時間をノーマルモードの２０秒から大幅に短縮できる。

またブザー駆動回路に設けた圧電ブザーの停止は、圧電ブザーから制御回路に入力するフィードバック信号をカットしている。このブザー停止状態では圧電ブザーに対し駆動パルスが制御回路から加えられおり、駆動パルスの極性が変化するごとに圧電振動板が1回変位することで「カチッ、カチッ」といったクリック音がノーマルモードのままであれば、約２０秒間連続して出ており、利用者に不可解な印象をあたえる。

しかし、本発明にあっては、警報停止により制御回路をキャリブレーションモードに切り替えているため、非火災の2回判定が警報停止後、極く短時間で行われ、警報停止直後に１〜２回程度「カチッ、カチッ」と聞こえるが、相当注意していなければ気づくことはなく、圧電ブザーのフィードバック信号のカットによる警報停止を適切に行うことができる。

更に、本発明の別の形態にあっては、ブザー駆動回路に対する停止は行わず、発光回路のみ停止させることで、ブザー警報回路の動作を制御回路による２回の連続した非火災判定で停止しており、圧電ブザーのフィードバック信号をカットするブザー停止回路を設ける必要がない分、回路構成を簡単にしてコストを低減できる。

図１は本発明による警報器の説明図であり、図１（Ａ）に正面図を、図１（Ｂ）に背面図を示している。また図２は本発明による警報器の斜視図であり、図２（Ａ）に表側を、図２（Ｂ）に裏側を示している。

図１及び図２において、本発明の警報器１は本体２とカバー３で構成される。カバー３は中央が皿状に突出しており、その周囲に煙流入口４を開口している。煙流入口４を備えたカバー３の内部には、後の説明で明らかにする煙チャンバーが組み込まれており、煙流入口４を通して火災による煙をチャンバー内に流入し、発光素子と受光素子を備えた散乱光式の煙検出機構により火災による煙を検出している。

カバー３の右側下部には発報表示灯５が設けられ、左側下部には音響穴６が設けられている。音響穴６に対応した内部には圧電ブザーが収納されている。発報表示灯５と音響穴６の間には、Ｕ字型の切抜きにより片持ち支持された押しボタン７が形成され、押しボタン７の内側には試験及び警報停止に使用するスイッチが組み込まれている。

本体２の裏面には、壁面に取り付ける際に上部となる位置に取付穴８ａを備えた取付部８を形成している。また本体２の裏面には電池収納部９が形成され、ここに角型積層構造を持つ９ボルトの乾電池（６Ｆ２２Ｙ型）を電源として収納する。更に、本体２の裏側には移報コネクタ１０が設けられており、移報コネクタ１０に対するコネクタ接続で、別の部屋に設置される警報ブザーや住戸用受信機に対し移報信号を出力して作動できるようにしている。

図３はカバーを外した本発明の警報器１の内部構造の説明図である。図３において、本体２内には回路基板１１が組み込まれ、回路基板１１上に煙チャンバー１２を固定している。煙チャンバー１２は、図１、２のカバー３に形成した煙流入口４に相対する位置に防虫網１３を備え、この防虫網１３の内側にラビリンス構造を備えた煙流入口を形成しており、その内部に散乱光方式による発光素子と受光素子を、光軸が直接向かわない角度にて配置している。

また回路基板１１上にはスイッチ１４が設けられ、スイッチ１４は引き紐１４ｄを引くか、或いは図１及び図２のカバー３に形成した押しボタン７を押すことでスイッチ１４を回路基板１１のリード接点１４ｂに接触させてオンすることができる。更に回路基板１１の下側には圧電ブザー１５が組み込まれている。

更に図３の回路基板１１に設けたスイッチ１４は、バネ性接触片１４ａと基板表面に配置したリード接点１４ｂで構成され、バネ性接触片１４ａの通し穴１４ｃに結び付けた引き紐１４ｄを引くか、あるいはバネ性接触片１４ａの上部に位置するカバー３に形成した押しボタン７を押すことで、バネ性接触片１４ａをリード接点１４ｂに接触させてスイッチオンとするようにしている。

図４は図３のスイッチ１４の部分を取り出して示した説明図である。図４（Ａ）の断面図にあっては、バネ性接触片１４ａのＬ字型に屈曲した基部を固定ピン１４ｅにより回路基板１１に半田付けにより固定している。バネ性接触片１４ａは図４（Ｂ）に取り出して示すように、Ｌ字型に屈曲した固定部１４ｈに対し、押当部１４ｇを起立した上部から水平方向に延在し、押当部１４ｇの先端に下向きに接触端部１４ｆを屈曲形成している。

押当部１４ｇの一端側には引き紐１４ｄを結びつけるための通し穴１４ｃが形成され、手前側の空き部分に、図４（Ａ）のように押しボタン７の下端が当接する。図４（Ａ）のスイッチ１４の構造から明らかなように、回路基板１１に固定ピン１４ｅで固定されたバネ性接触片１４ａの接触端部１４ｆの下側には、リード接点１４ｂが回路基板１１に半田付け固定され、通常状態でリード接点１４ｂとの間に隙間を形成してスイッチオフ状態としている。

バネ性接触片１４ａの上部に位置するカバー３には、切り抜き構成により形成されたスイッチノブ７が配置されており、押しボタン７を押すことでバネ性接触片１４ａを変形してリード接点１４ｂに接触させることで、スイッチオンとすることができる。

このように本発明のスイッチ１４にあっては、バネ性接触片１４ａとリード接点１４ｂという２つの部材を回路基板１１に設けることでスイッチを構成することができ、市販の制御スイッチを用いた場合に比べスイッチ構造が簡単でコストを低減することができる。

またスイッチ１４のバネ性接触片１４ａを引き紐１４ｄと押しボタン７の両方で操作してスイッチオンオフできることで、操作部を含めたスイッチ構造が極めて簡単となり、しかも僅かなスイッチスペースでスイッチ自体とその操作部を構成することができる。

図５は本発明による警報器の回路構成のブロック図である。図５において、本発明の警報器１は、電池１６、ノイズ吸収回路１８、制御回路２０、発振回路２１、発光回路２２、受光回路２３、ブザー駆動回路２４、表示灯回路２５、スイッチ回路２６、電圧低下検出回路２７、音響停止回路２８及び移報回路３０で構成される。

電池１６は警報器１の電源を供給し、電池１６としては角型の積層型９ボルトの６Ｆ２２Ｙ型乾電池を使用している。ノイズ吸収回路１８は電池１６から供給される回路電圧の安定化を図る。

制御回路２０は、ＵＬ規格に従った火災警報器用の専用ＩＣ、例えばモトローラ製Ｍ１４５０１０が使用される。制御回路２０にはタイミング回路が内蔵されており、それぞれ定められたタイミングで発光回路２２の発光駆動、受光回路２３のサンプリング、受光量による火災判定、ブザー駆動回路２４の駆動、電圧低下検出回路２７による電源電圧の監視、スイッチ回路２６による試験操作と警報停止、更に発光回路２２の発光素子と受光回路２３の受光素子の自動試験などを行う。

制御回路２０による煙の検出周期は約１０．５秒周期で行われ、２回連続して火災を判定するとブザー駆動回路２４を駆動して警報を出し、同時に移報回路３０を動作して、移報端子１０ａ、１０ｂに接続している外部接続機器３１に対し移報信号を送出して作動させる。火災判定後の警報停止は、非火災を２回連続して判定するとブザー駆動回路２４と移報回路３０を停止する。

発光素子及び受光素子の自動試験と電圧低下検出回路２７で検出している電源電圧の監視は、それぞれ約４０秒周期で行われ、異常が検出されるとブザー駆動回路２４を駆動して、１０ミリ秒程度、瞬間的に警報を鳴らす。

発光回路２２は、制御回路２０からのパルス信号により赤外線発光ダイオードに電流を流して発光させる。制御回路２０からのパルス信号は、通常の監視時における約１０．５秒周期の煙検出用パルスと、約４０秒周期の自動試験用のパルスの２種類がある。更に、制御回路２０に対するスイッチ回路２６のスイッチ操作による警報停止に伴い、キャリブレーションモードが設定されると、発光回路２２に対する発光パルスは発振回路２１の基本クロック１０．５ミリ秒に同期した高速パルスとなり、これによって制御回路２０における調整処理を高速に行うことができる。

受光回路２３は、発光回路２２による赤外線発光ダイオードの駆動により出た光の煙による散乱光をフォトダイオードに入射して光電流に変換し、更に電圧信号に変換して、制御回路２０に出力する。

スイッチ回路２６は図１乃至図４に示したように、押しボタン７または引き紐１４ｄの操作によりオンされ、手動火災試験と音響停止を行う。スイッチ回路２６に設けているスイッチをオンすると、制御回路２０のテスト端子に電源電圧Ｖｃが印加され、制御回路２０はテストモードとなり、発光回路２２を約３３６ミリ秒周期で駆動し、発光回路２２のゼロ点監視用の出力が正常な場合のみ、ブザー駆動回路２４により瞬間的にブザーを鳴動して、正常であることを報知する。

またスイッチ回路２６のスイッチがオンされると、音響停止回路２８にも電源電圧Ｖｃが印加され、スイッチをオンしている間、音響停止回路２８の動作が一時的に解除され、スイッチ回路２６のスイッチをオフにすると、オフした時点から約６分間、ブザー駆動回路２４による音響停止状態および発光回路２２による発光停止を行う。

ブザー駆動回路２４は圧電ブザーを備えており、圧電ブザーとしては一対の電極端子に加え、フィードバック端子を備えた自励式の圧電振動板を使用している。ブザー駆動回路２４の圧電ブザーは、制御回路２０における火災判定時及び障害発生時に駆動電圧の供給を受け、フィードバック信号により電圧を反転させてブザーを鳴動させる。

また制御回路２０により鳴動されている圧電ブザーを停止するため、音響停止回路２８からの音響停止信号が入力され、この音響停止信号はブザー駆動回路２４におけるフィードバック信号をグランドに固定することでブザー鳴動を停止する。

ブザー駆動回路２４で使用される圧電振動板によるブザーの共振周波数は約２．８ｋＨｚであり、火災検出時には周期約３３０ミリ秒で約２５０ミリ秒の間、断続的に鳴動し、障害時には約４０秒周期で約１０．５ミリ秒の間、鳴動する。

発振回路２１は制御回路２０の動作タイミングを作る基本クロックと発光パルス幅を設定する回路であり、抵抗及びコンデンサの外部接続により基本クロックと発光パルス幅が設定される。本発明の実施形態にあっては、基本クロックは約１０．５ミリ秒、発光パルス幅は１０５マイクロ秒としている。

表示灯回路２５は制御回路２０で火災判定が行われた際の出力を受けて、図１乃至図４に示した発報表示灯５としてのＬＥＤを発光駆動する。電圧低下検出回路２７は、電源電圧Ｖｃが例えば７．４ボルト以下に低下すると、ブザーを約４０秒周期で約１０．５ミリ秒鳴動させる。

移報回路３０は制御回路２０で火災判定が行われた際の火災検出信号を受けて、オープンコレクタ構成のトランジスタをスイッチングし、外部接続機器４０から発報電流を流し込んで流出することで移報信号を送出する。

図６は本発明による警報停止回路の実施形態を示した回路図である。図６において、スイッチ回路２６のスイッチ１４は、電源ラインに一端を接続し、他端を抵抗Ｒ３を介して制御回路２０のテスト端子（ＴＥＳＴ）に接続し、更に警報停止回路２８に接続している。

警報停止回路２８はスイッチ回路２６からの信号線をダイオードＤ１、抵抗Ｒ４を介してコンデンサＣ１に接続している。このためスイッチ回路２６のスイッチ１４がオンして電源電圧Ｖｃが供給されると、コンデンサＣ１が急速充電される。コンデンサＣ１のプラス側は抵抗Ｒ５、抵抗Ｒ６の放電回路に接続されている。

ここで抵抗Ｒ６の抵抗値は十分に大きな抵抗値例えば３．６ＭΩとしており、コンデンサＣ１が急速充電した後にＨレベル状態を維持して、Ｌレベルに低下するまでの放電時間を約６分となるように放電時定数を決めている。

抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６の接続点からのコンデンサＣ１の充電電圧はインバータ３１に入力されている。インバータ３１の出力は、抵抗Ｒ７、Ｒ９を介してトランジスタ３２のベースに接続される。トランジスタ３２のベースは更に、抵抗Ｒ８によるベースバイアスを受けている。

トランジスタ３２のコレクタは抵抗Ｒ１０を介して発光停止回路３３に接続される。発光停止回路３３は抵抗Ｒ１２とトランジスタ３４を備え、トランジスタ３４のコレクタを制御回路２０から発光回路２２に対する発光パルス信号Ｅ１の出力ラインに接続し、トランジスタ３４のオンにより引き込んで、発光回路２２に対する発光パルス信号Ｅ１の供給を停止するようにしている。

また警報停止回路２８に設けたトランジスタ３２のエミッタは、抵抗Ｒ１１を介してブザー停止回路３６に接続される。ブザー停止回路３６は抵抗Ｒ１５とトランジスタ３７を備え、トランジスタ３７のコレクタをブザー駆動回路２４に設けた圧電ブザー３５のフィードバック端子３５ｃに対するフィードバック線に接続し、トランジスタ３７のオンによりフィードバック線をグランドレベルに引き込んで、圧電ブザー３５の駆動を停止するようにしている。

ここでブザー駆動回路２４は自励式の圧電振動板を使用しており、第１電極３５ａ、第２電極３５ｂに加え、フィードバック電極３５ｃを備えている。圧電ブザー３５の駆動は、制御回路２０の駆動端子（ＳＩＬＶＥＲ、ＢＲＡＳＳ）から駆動電圧を印加し、この状態でフィードバック端子（ＦＢ）に対するフィードバック信号の正帰還で駆動電圧の極性を反転して鳴動させている。

また圧電ブザー３５のフィードバック端子３５ｃは抵抗Ｒ１３、Ｒ１４で分圧されて、制御回路２０のフィードバック（ＦＢ）に接続されており、また第２電極３５ｂとフィードバック電極３５ｃの信号線間にコンデンサＣ２を接続している。

制御回路２０には図示の１６ピンが取り出され、それぞれ図示の端子名称を備えている。ここで制御回路２０における端子Ｃ１、Ｃ２、ＤＥＴＥＣＴ、ＳＴＲＯＢＥは、図５の受光回路２３に接続され、端子Ｉ／Ｏは図５の移報回路３０に接続され、制御回路２０の右側の端子ＬＳＴとＬＥＤは図５の電圧低下検出回路２７に接続され、更に端子Ｒ１とＯＳＣは図５の発振回路２１に接続される。

更に警報停止回路２８にあっては、制御回路２０のテスト端子（ＴＥＳＴ）からの信号線を、ダイオードＤ２を介してインバータ３１の出力側の抵抗Ｒ７とＲ９の間に接続している。このダイオードＤ２によるインバータ３１の出力側への接続は、制御回路２０のテスト端子（ＴＥＳＴ）から例えば１００マイクロアンペアの所定値の電流を流出させることで、制御回路２０をキャリブレーションモードに切り替える制御を行う。

次に図７のタイムチャートを参照して図６の警報停止回路２８の動作を説明する。通常の監視状態にあっては、図７（Ａ）のように、煙検出周期Ｔ１＝約１０．５秒ごとに、制御回路２０は受光回路２３からの受光信号をサンプリングして規定値と比較することで、火災判定を行っている。

いま図７（Ｂ）のように時刻ｔ１で煙検出信号が規定値を超えたとすると、その後の煙検出周期の２回目となる時刻ｔ２で図７（Ｃ）のように火災判定が行われ、制御回路２０は図７（Ｄ）のようにブザー駆動回路２４のブザー鳴動を行う。

この火災判定に伴うブザー鳴動に対し、利用者が時刻ｔ３でスイッチ回路２６のスイッチをオンすると、図６の警報停止回路２８に抵抗Ｒ３を介して電源電圧Ｖｃが印加され、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ４を介してコンデンサＣ１を急速充電する。このためコンデンサＣ１の抵抗Ｒ５とＲ６による分圧電圧は、インバータ３１の入力をＨレベルとし、インバータ３１の出力はＬレベルとなる。

しかしながら、このときダイオードＤ２を介して電源電圧Ｖｃが加えられているため、トランジスタ３２はオフとなっている。またスイッチ回路２６のスイッチ１４のオンにより制御回路２０のテスト端子ＴＥＳＴがＨレベルとなるが、このとき火災判定によりブザー警報が行われていることからテストモードになることはない。

インバータ３１の出力がコンデンサＣ１の充電でＬレベルになると、ダイオードＤ２及び抵抗Ｒ７を介して、Ｌレベルとなっているインバータ３１の出力に電流ｉが流れる。これによって制御回路２０のテスト端子ＴＥＳＴからも電流ｉが流出する。

このテストＴＥＳＴ端子から流出する電流ｉを例えば１００ミリアンペアに設定しておくことで、制御回路２０は電流ｉの流出に基づき、図７（Ｇ）のように時刻ｔ３の直後にキャリブレーションモードに切り替わる。なお、時刻ｔ３でキャリブレーションモードに切り替わった制御回路２０は、内蔵タイマによる一定時間後に自動的にノーマルモードに復旧している。

キャリブレーションモードにあっては、制御回路２０は発光回路２２に対する発光パルス信号を基本クロックに同期した１０．５ミリ秒の周期で出力する高速発光駆動となる。したがって、時刻ｔ３直後のキャリブレーションモードへの切替えにより、図７（Ａ）の煙検出周期は基本クロックに同期した周期Ｔ２に切り替わる。なお図７（Ａ）のノーマルモードでの周期Ｔ１は１０．５秒であり、キャリブレーションモードでの周期Ｔ２は１０．５ミリ秒と大幅に異なるが、図面上は単に両者の大きさが異なる点だけを例示的に示している。

時刻ｔ３でスイッチ回路２６のスイッチ１４をオンした後、通常の操作は押しボタンもしくは引き紐を操作した後に離すことで、時刻ｔ４でスイッチ１４がオフとなる。スイッチ１４がオフすると警報停止回路２８に対する電源電圧Ｖｃの供給が停止し、急速充電されたコンデンサＣ１の電荷は抵抗Ｒ５、Ｒ６を介して放電を開始する。このコンデンサＣ１の放電につき、抵抗Ｒ６が十分に大きな抵抗値であることから、コンデンサＣ１の放電によるインバータ３１の入力レベルがＨレベルからＬレベルに切り替わるまでの時間Ｔ３は、Ｔ３＝約６分に設定されている。

スイッチ回路２６のスイッチ１４のオフによりコンデンサＣ１の放電が開始されると同時に、ダイオードＤ２を介した電源電圧Ｖｃの供給も断たれるため、インバータ３１のＬレベル出力は抵抗Ｒ７、Ｒ９を介してトランジスタ３２のベースに印加され、ベース電流がインバータ３１に向かって流れ、トランジスタ３２がオンする。

トランジスタ３２がオンすると、発光停止信号Ｅ３が抵抗Ｒ１０を介して発光停止回路３３に供給され、同時にブザー停止信号Ｅ４が抵抗Ｒ１１を介してブザー停止回路３６に出力される。発光停止信号Ｅ３を入力した発光停止回路３３は、トランジスタ３４のオンにより制御回路２０からの発光パルス信号Ｅ１をグランドに引き込んでカットし、これによって発光回路２２の発光駆動が停止される。

同時にブザー停止信号Ｅ４によりブザー停止回路３６のトランジスタ３７がオンし、ブザー駆動回路２４のフィードバック電極３５ｃからのフィードバック線をグランドレベルに引き込むことで、圧電ブザー３５の鳴動を停止する。しかしながら、圧電ブザー３５の鳴動停止はフィードバック線のグランドへの固定により行われているため、制御回路２０から第１電極３５ａ、第２電極３５ｂに対する駆動電圧はブザー停止状態にあっても継続的に出力される。

図８はブザー駆動回路２４における圧電ブザー３５の動作を示したタイムチャートである。図８（Ａ）は圧電ブザー３５の第１電極３５ａと第２電極３５ｂに印加される駆動電圧であり、例えば周期が３３０ｍｓで駆動時間が２５０ｍｓｅｃとなっている。このような駆動電圧に対し、フィードバック信号による正帰還が正常に掛かっている場合には、図８（Ｂ）のように圧電ブザー３５の振動板は共振周波数２．８ｋＨｚで駆動電圧が加わっている間、振動し、音響出力が出される。

これに対し図８（Ｃ）のようにブザー停止回路３６により時刻ｔ１でフィードバック信号がオフとなった場合には、駆動電圧は加えられるがフィードバック信号の帰還がないことで、振動板の極性反転による鳴動は停止することになる。しかしながら、駆動電圧は３３０ミリ秒ごとに加わっているため、フィードバック信号をグランドに固定して圧電ブザー３５を停止しても、このままでは駆動電圧が加わるごとに圧電ブザー３５から「カチッ、カチッ」といった音が出力される。

この圧電ブザー３５に対する駆動電圧は、発光停止回路２２による発光停止後の非火災の２回判定が行われれば制御回路２０からの駆動電圧は停止し、カチカチ音も停止することになる。しかしながら、制御回路２０をノーマルモードとしていた場合には発光回路２２の発光周期は１０．５秒であり、非火災判定までに２回の非火災判定が必要なため、最大で２１秒後に非火災が判定されて圧電ブザー３５に対する駆動電圧が停止することになり、その間はフィードバック信号のグランドへの固定によるブザー停止に伴い駆動電圧は出力されたままであることから、カチカチ音が連続出力されることになる。

このようなフィードバック信号のグランド固定に伴う圧電ブザー３５からのカチカチ音に対し、本発明にあっては、スイッチ回路２６のスイッチ１４のオン操作で制御回路２０をキャリブレーションモードに切り替えて、発光回路２２の発光周期を基本クロック周期１０．５ミリ秒に短縮しているため、図７の時刻ｔ４でスイッチ１４をオフとして発光停止及びブザー停止が開始された後、キャリブレーションモードにおける短い周期Ｔ２の煙検出周期が２回行われた時刻ｔ５で非火災が判定されて、圧電ブザー３５に対する駆動電圧が停止し、時刻ｔ４から２１ミリ秒後にカチカチ音はなくなる。

このようなごく僅かな時間の圧電ブザーのカチカチ音はほとんど気付くことがなく、ノーマルモードのままで圧電ブザー３５のフィードバック信号をグランドに固定した場合の約２１秒に亘るカチカチ音に比べると、利用者に警報器が異常ではないかと思わせるような圧電ブザーからの音の発生を確実に防止できる。

再び図７を参照するに、時刻ｔ６でスイッチ１４をオフした後、コンデンサＣ１の放電によりインバータ３１の入力がＨレベルからＬレベルに変化するＴ３時間となる６分後の時刻ｔ６で、インバータ３１の出力がＨレベルとなってトランジスタがオフし、発光停止回路３３のトランジスタ３４がオフし、またブザー停止回路３６のトランジスタ３７もオフすることで、発光停止状態及び警報停止状態が解除される。

この時刻ｔ６で発光停止及びブザー停止が解除された際に、依然として図７（Ｂ）のように煙検出信号が得られていた場合には、時刻ｔ６から煙検出周期Ｔ１による２回の火災判定が行われた時刻ｔ７で、再びブザー鳴動による警報が行われる。

図９は本発明による警報停止回路の他の実施形態を示した回路図である。図９の実施形態にあっては、図８の実施形態に設けていたブザー停止回路３６を除き、警報停止回路２８により発光停止回路３３のみを作動するようにしたことを特徴とする。

警報停止回路２８の構成は、図６のブザー停止回路３６に対するブザー停止信号Ｅ４の出力ラインの抵抗Ｒ１１を除いた以外は同じ回路構成となっている。

このような図９の警報停止回路２８にあっては、発光停止回路３３によって発光回路２２の発光を停止させるだけで、発光停止による制御回路２２の２回の非火災判定によって、ブザー駆動回路２４による圧電ブザー３５の鳴動を停止させることができる。

また図９の実施形態にあっては、警報停止回路２８からの発光停止信号Ｅ３の出力による発光停止回路３３のトランジスタ３４のオンにより発光回路２２の発光を停止してから、キャリブレーションモードによる２回の非火災判定後に、ブザー駆動回路２４の圧電ブザー３５の鳴動が停止するため、若干の時間遅れをもつが、キャリブレーションモードにおける２回の火災判定時間はごく短時間であることから、実質的にはスイッチ１４のオフと同時に圧電ブザーが停止したと同等な使い方が実現できる。

なお、上記の実施形態にあっては、ＵＬ準拠の火災警報器用の制御回路を構成する専用ＩＣとしてＭＣ１４５０１０を例にとるものであったが、本発明はこれに限定されず、同等な機能を実現する適宜の専用ＩＣもしくは制御回路を含むものである。また本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。

本発明による警報器の説明図 本発明による警報器の斜視図 カバーを外した本発明の警報器の内部構造の説明図 本発明による警報停止スイッチの説明図 本発明による警報器の回路構成のブロック図 本発明による警報停止回路の実施形態を示した回路図 図６の警報停止回路の動作を示したタイムチャート 圧電ブザーのフィードバック信号によるブザー駆動と駆動停止のタイムチャート 本発明による警報停止回路の他の実施形態を示した回路図

符号の説明

１：警報器
２：本体
３：カバー
４：煙流入口
５：発報表示灯
６：音響穴
７：押しボタン
８：取付部
９：電池収納部
１０：移報コネクタ
１１：回路基板
１２：煙チャンバー
１３：防虫網
１４：スイッチ
１４ａ：バネ性接触片
１４ｂ：リード接点
１４ｃ：通し穴
１４ｄ：引き紐
１４ｅ：固定ピン
１４ｆ：接触端部
１４ｇ：押当部
１４ｈ：固定部
１５：圧電ブザー
１６：電池
１８：ノイズ吸収回路
２０：制御回路
２１：発振回路
２２：発光回路
２３：受光回路
２４：ブザー駆動回路
２５：表示灯回路
２６：スイッチ回路
２７：電圧低下検出回路
２８：警報停止回路
３０：移報回路
３１：インバータ
３３：発光停止回路
３４：圧電ブザー
３５ａ：第１電極
３５ｂ：第2電極
３５ｃ：フィードバック電極
３６：ブザー停止回路
４０：外部接続機器

Claims (4)

1. 異常を検出して警報を出力すると共に警報出力中のスイッチ操作に基づいて警報を停止する警報器に於いて、
   一定の火災判定周期毎に発光素子を発光駆動する発光回路と、
   前記発光素子からの光の煙による散乱光を受光素子で受光して受光信号を出力する受光回路と、
   前記受光回路の受光信号を前記火災判定周期毎に入力して火災を判定し、火災判定が所定回数連続した際にブザー警報回路を動作して警報出力させる制御回路と、
   警報出力中にオン、オフ操作される警報停止スイッチと、
   前記警報停止スイッチのオン操作による電圧供給を受けてコンデンサを急速充電し、前記警報停止スイッチのオフ操作による電圧供給の停止を受けて前記コンデンサを予め設定した所定の警報停止時間に亘り緩速放電させる充放電回路と、
   前記充放電回路のコンデンサ電圧が所定レベル以上の時に動作して前記発光回路の発光を停止し、前記制御回路に発光停止から非火災判定が所定回数連続した際に火災判定を復旧させて前記ブザー警報回路の動作を停止させる発光停止回路と、
   前記充放電回路のコンデンサ電圧が所定レベル以上の時に動作し、前記制御回路の出力で動作している前記ブザー駆動回路によるブザー鳴動を停止するブザー停止回路と、
   を備えたことを特徴とする警報器。
   
2. 請求項１記載の警報器に於いて、前記制御回路は、所定値の電流を流出させることによりキャリブレーションモードに切り替わって前記火災判定周期を短くするテスト端子を備え、前記充放電回路のコンデンサ電圧が所定レベル以上の時に前記制御回路をキャリブレーションモードに切り替え、前記発光回路の発光を停止した後の非火災の判定期間を短縮することを特徴とする警報器の警報停止回路。
   
3. 請求項１記載の警報器の警報停止回路に於いて、前記ブザー停止回路は、前記圧電ブザー駆動回路に設けた圧電ブザーのフィードバック信号をカットオフしてブザー駆動を停止することを特徴とする警報器の警報停止回路。
   
4. 異常を検出して警報を出力すると共に警報出力中のスイッチ操作に基づいて警報を停止する警報器に於いて、
   一定の火災判定周期毎に発光素子を発光駆動する発光回路と、
   前記発光素子からの光の煙による散乱光を受光素子で受光して受光信号を出力する受光回路と、
   前記受光回路の受光信号を前記火災判定周期毎に入力して火災を判定し、火災判定が所定回数連続した際にブザー警報回路を動作して警報出力させる制御回路と、
   警報出力中にオン、オフ操作される警報停止スイッチと、
   前記警報停止スイッチのオン操作による電圧供給を受けてコンデンサを急速充電し、前記警報停止スイッチのオフ操作による電圧供給の停止を受けて前記コンデンサを予め設定した所定の警報停止時間に亘り緩速放電させる充放電回路と、
   前記充放電回路のコンデンサ電圧が所定レベル以上の時に動作して前記発光回路の発光を停止し、前記制御回路に発光停止から非火災判定が所定回数連続した際に火災判定を復旧して前記ブザー警報回路の動作を停止させる発光停止回路と、
   を備え、
   更に前記制御回路は、所定値の電流を流出させることによりキャリブレーションモードに切り替わって前記火災判定周期を短くするテスト端子を備え、前記充放電回路のコンデンサ電圧が所定レベル以上の時に前記制御回路をキャリブレーションモードに切り替え、前記発光回路の発光を停止した後の非火災の判定期間を短縮することを特徴とする警報器。

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