JP2010073045A - 火災警報器 - Google Patents

Abstract

【課題】電池寿命に影響を及ぼす故障を的確に検知して報知する。
【解決手段】制御部１は、内蔵のタイマによって鳴動手段３から警報音が鳴動された累積時間を計測し、その累積時間に基づいて電池の残容量がしきい値以下となるまでの寿命時間を予測する。そして、部品の故障が原因で電池の寿命が短くなった場合、計測手段（制御部１）で計測される電池の残容量がしきい値以下となった時点において、カウント手段（制御部１）でカウントされる経過時間が寿命予測手段（制御部１）で予測される前記寿命時間よりも短くなる。このような場合、制御部１が故障と判断して鳴動手段３から故障報知音を鳴動させるので、電池寿命に影響を及ぼす故障を的確に検知して報知することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、火災警報器に監し、特に電池を電源とする火災警報器に関するものである。

近年、住宅への火災警報器の設置義務が法制化されたため、普及率が急速に高くなってきている。特に、既存住宅においては新たな電源線の配線が不要で簡単に設置できる点から、電池を電源とする火災警報器が設置される場合が多い。このような電池式の火災警報器では、長期間（例えば、最長で１０年間）の電池寿命を保証する必要があるが、回路部品の故障によって電流消費が増大すると電池の寿命が大幅に短縮してしまうので、その対策が望まれている。

ところで、電池や電源回路の故障に関する先行技術として、例えば、特許文献１〜３に記載されているようなものがある。特許文献１には、故障表示に至らない不具合でも即座に検出できるようにした直流電源装置のための点検装置が記載されている。また、特許文献２には、電池の出力電圧が所定値以下になると、音声出力回路の動作を開始する構成とした簡易型の火災警報器が記載されている。また、特許文献３には、電流検出抵抗の両端電圧を検出して電源ラインの電流を測定する電源監視回路が記載されている。
実開平６−３７９９０号公報 実開平５−９２８９２号公報 特開平９−８４２８０号公報

しかしながら、火災警報器においては、例えば、電源回路に用いられる電解コンデンサの故障（液漏れなど）が発生しても電池からの電源供給が停止するわけではないので、火災を検知する火災検知機能や警報音を鳴動する警報音鳴動機能は正常通りに機能している場合がある。この場合、電池寿命が極端に短くなってしまい、しかも、電池を交換しただけでは故障に気付かずに使い続けてしまう虞がある。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、電池寿命に影響を及ぼす故障を的確に検知して報知することができる火災警報器を提供することにある。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、火災を検知する火災検知手段と、音を鳴動する鳴動手段と、火災検知手段で火災が検知されたときに鳴動手段に警報音を鳴動させる制御手段と、電池を電源として各手段に動作電源を供給する給電手段と、電池の残容量を計測する計測手段と、鳴動手段から警報音が鳴動された履歴に基づいて電池の残容量が所定のしきい値以下となるまでの寿命時間を予測する寿命予測手段と、電池の使用開始時点からの経過時間をカウントするカウント手段とを備え、制御手段は、計測手段で計測される残容量が前記しきい値以下となった時点において、カウント手段でカウントされる経過時間が寿命予測手段で予測される前記寿命時間よりも短いときに鳴動手段から故障報知音を鳴動させることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、例えば、部品の故障が原因で電池の寿命が短くなった場合、計測手段で計測される残容量が前記しきい値以下となった時点において、カウント手段でカウントされる経過時間が寿命予測手段で予測される前記寿命時間よりも短くなり、このような場合に制御手段が故障と判断して鳴動手段から故障報知音を鳴動させるので、電池寿命に影響を及ぼす故障を的確に検知して報知することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、寿命予測手段は、鳴動手段から警報音が鳴動された累積時間に基づいて寿命時間を予測することを特徴とする。

請求項２の発明によれば、鳴動手段が警報音を鳴動する際に消費される電力が相対的に最も多いと考えられるので、その累積時間に基づいて予測される寿命時間の精度が高くなる。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、寿命予測手段は、鳴動手段から警報音が鳴動された回数に基づいて寿命時間を予測することを特徴とする。

請求項３の発明によれば、鳴動手段が警報音を鳴動する際に消費される電力が相対的に最も多いと考えられるので、その鳴動回数に基づいて予測される寿命時間の精度が高くなる。

請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、周囲の雰囲気温度を計測する温度計測手段を備え、寿命予測手段は、鳴動手段から警報音が鳴動された履歴と、温度計測手段で計測される雰囲気温度とに基づいて寿命時間を予測することを特徴とする。

請求項４の発明によれば、電池の寿命は使用される環境の雰囲気温度の影響を受けるので、温度計測手段で計測される雰囲気温度を考慮して寿命時間を予測すれば、予測される寿命時間の精度が高くなる。

本発明によれば、電池寿命に影響を及ぼす故障を的確に検知して報知することができる。

（実施形態１）
本実施形態の火災警報器は、図１に示すように火災を検知する火災検知手段２と、音を鳴動する鳴動手段３と、火災検知手段２で火災が検知されたときに鳴動手段３に警報音を鳴動させる制御手段（制御部）１と、電池（図示せず）を電源として各手段に動作電源を供給する給電手段（電源部）４と、発光ダイオード等の光源を発光させて火災発生の警報を表示する表示部５と、押釦等を有して操作入力を受け付ける操作入力受付部６と、制御部１に対して動作クロックを与える発振回路７とを備えている。

火災検知手段２は、火災に伴って発生する煙を検出することで火災を検知するものであって、監視空間に赤外光を照射する発光素子（赤外発光ダイオード）２ａと、発光素子２ａから照射されて監視空間に存在する煙粒子に反射（散乱）した反射光（散乱光）を受光する受光素子（ホトダイオード）２ｂと、発光素子２ａを発光させるとともに受光素子２ｂの出力（受光信号）を信号処理することで監視空間における煙粒子の濃度（受光信号の信号レベル）を計測し且つ当該濃度が基準値を超えたときに火災検知信号を制御部１に出力する検知部２ｃとで構成される。

鳴動手段３は、制御部１から出力される音響データをアナログの音響信号に変換する音源回路部３ａと、音源回路部３ａから出力される音響信号を増幅するアンプ３ｂと、アンプ３ｂで増幅された音響信号を音響に変換して鳴動するスピーカ３ｃとで構成される。

制御部１は、マイクロコンピュータ（マイコン）やメモリ、タイマ、カウンタなどで構成され、メモリに格納されたプログラムをマイコンで実行することによって以下のような機能を実現している。まず第１に、火災検知手段２から火災検知信号が制御部１に入力されると、制御部１は、内蔵のメモリに記憶されている警報音のデータを読み出して音源回路部３ａに出力するとともに制御信号を出力して表示部５の光源を発光させる。ここで、メモリに記憶されている警報音のデータは、「火事です。」という音声メッセージのデータと、所定の周波数範囲（例えば、３００ヘルツ〜４キロヘルツ）に亘って周波数を連続的に変化させたスイープ音のデータである。そして、制御部１から出力された警報音データが音源回路部３ａでアナログの音響信号に変換された後にアンプ３ｂで増幅されてスピーカ３ｃから警報音（音声メッセージとスイープ音）が鳴動される。このように音声メッセージとスイープ音の２種類の警報音を鳴動することにより、電気機器が発するブザー音などとの区別が容易となって火災の発生を確実に報知することができるものである。尚、警報停止釦（図示せず）が操作されることで警報停止の操作入力が操作入力受付部６で受け付けられ、操作入力受付部６から警報停止の操作信号が出力されると、制御部１は鳴動手段３を制御して警報音の鳴動を停止させるとともに制御信号を出力して表示部５の光源を消灯させる。

第２に、図示しない試験釦が操作されることで試験開始の操作入力が操作入力受付部６で受け付けられ、操作入力受付部６から試験開始信号が出力されると、制御部１は、検知部２ｃに内蔵されて受光素子２ｂの出力を増幅しているアンプのゲインを増大させ、受光信号に含まれるバックグランド信号のレベルを高めることで、実際に煙を監視空間に流入させて試験を行うことなく、擬似的に火災感知手段２の動作試験を行う。また制御部１は、内蔵のメモリに記憶されている試験用の警報音（例えば、「試験中です。」というような音声メッセージなど）のデータを読み出して音源回路部３ａに出力し、スピーカ３ｃから試験用の警報音を鳴動させることで鳴動手段３の動作試験を行う。さらに、制御部１では電源部４が有する電池の電圧を検出することで当該電池の残容量を間接的且つ定期的に計測しており、残容量が予め設定された所定のしきい値以下となったときに当該電池の寿命が切れたと判断して表示部５の光源を短い周期で点滅させるとともに「電池切れです。」というような音声メッセージを鳴動手段３から鳴動させて使用者に電池切れを報知している。

ここで、従来技術で説明したように上記動作試験では検知することができない故障が生じていた場合、電池の寿命が極端に短くなってしまい、しかも、そのような故障が生じたことが報知されなければ、交換された電池も短期間で切れてしまうことになる。

そこで本実施形態では、電池寿命に影響を及ぼす故障を的確に検知して報知するために、制御部１が、以下に説明するような故障検知・報知機能を実現している。すなわち、制御部１では、内蔵のタイマによって鳴動手段３から警報音（試験用の警報音を含む。）が鳴動された累積時間を計測し、その累積時間に基づいて電池の残容量がしきい値以下となるまでの寿命時間を予測している。例えば、寿命時間の初期値（目標値）が１０年であるとしたとき、累積時間が０分以上、３０分未満の場合は寿命時間を初期値（１０年）のままとし、累積時間が３０分以上、６０分未満の場合は寿命時間を初期値よりも半年短い９．５年とし、累積時間が６０分以上、９０分未満の場合は寿命時間を初期値よりも１年短い９年とする。さらに、制御部１では内蔵のタイマによって電池の使用開始時点からの経過時間をカウントしている。

そして、定期的に計測する電池の残容量がしきい値以下となったとき、制御部１は、その時点でカウントされている経過時間と予測した寿命時間とを比較し、経過時間が寿命時間以上であれば、上述したように電池切れを報知し、経過時間が寿命時間よりも短いときは鳴動手段３から故障報知音を鳴動させる。

而して本実施形態によれば、例えば、部品の故障が原因で電池の寿命が短くなった場合、計測手段（制御部１）で計測される電池の残容量がしきい値以下となった時点において、カウント手段（制御部１）でカウントされる経過時間が寿命予測手段（制御部１）で予測される前記寿命時間よりも短くなり、このような場合に制御部１が故障と判断して鳴動手段３から故障報知音を鳴動させるので、電池寿命に影響を及ぼす故障を的確に検知して報知することができる。そして、このような故障が利用者に報知されれば、故障したままの火災警報器が電池交換されて使用され続けるのを防ぐことができる。ここで、鳴動手段３が警報音を鳴動する際に消費される電力が相対的に最も多いと考えられるので、上述のように、警報音が鳴動された累積時間に基づいて寿命時間を予測すれば、寿命時間の精度が高くなるという利点がある。

但し、鳴動手段３から警報音が鳴動された累積時間に基づいて寿命時間を予測する代わりに、鳴動手段３から警報音が鳴動された回数に基づいて寿命時間を予測しても構わない。例えば、火災発生時に警報音を鳴動したときに消費電力が試験用の警報音を鳴動したときの消費電力の２倍と想定し、鳴動回数＝火災時の警報音の鳴動回数×２＋試験用の警報音の鳴動回数と定義し、鳴動回数が０〜４０回の場合は寿命時間を初期値（１０年）のままとし、鳴動回数が４１回〜８０回の場合は寿命時間を初期値よりも半年短い９．５年とし、鳴動回数が８１回〜１２０回の場合は寿命時間を初期値よりも１年短い９年とすればよい。このように鳴動回数に基づいて寿命時間を予測する方が、警報音の累積時間に基づいて寿命時間を予測するよりも処理が簡素化できるという利点がある。

（実施形態２）
本実施形態の火災警報器は、図２に示すように周囲の雰囲気温度を計測する温度計測手段８を備えているが、その他の構成については実施形態１と共通である。よって、実施形態１と共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

一般に、電池の寿命は使用される環境の雰囲気温度の影響を受けることが知られており、例えば、雰囲気温度が１０℃上昇すると電池寿命が半減する。従って、警報音が鳴動した累積時間や鳴動回数が同じであっても、使用環境の雰囲気温度が異なれば寿命時間も異なるはずである。

そこで本実施形態では、寿命予測手段たる制御部１が、警報音の累積時間と、温度計測手段８で計測された雰囲気温度の平均値とに基づいて随時寿命時間を予測している。尚、温度計測手段８は、例えば、サーミスタなどの温度検出素子で構成される。

制御部１は、雰囲気温度の平均値が２７℃〜２９℃のときは１年、２９℃〜３１℃のときは２年、３１℃〜３３℃のときは３年、３３℃〜３５℃のときは４年ずつ寿命時間を短く予測する。つまり、定期的に計測する電池の残容量がしきい値以下となったとき、例えば、警報音が鳴動された累積時間が４０分であり、且つ雰囲気温度の平均値（例えば、当該電池の使用開始時点から現時点までの平均値）が３０℃である場合、制御部１では、９．５年−２年＝７．５年というように寿命時間を予測する。

上述のように火災警報器が使用される環境の雰囲気温度を考慮して電池の寿命時間を予測すれば、寿命時間の予測精度をさらに高めることができる。

本発明の実施形態１を示す回路ブロック図である。 本発明の実施形態２を示す回路ブロック図である。

符号の説明

１ 制御部（制御手段、計測手段、寿命予測手段、カウント手段）
２ 火災検知手段
３ 鳴動手段
４ 電源部（給電手段）

Claims (4)

1. 火災を検知する火災検知手段と、音を鳴動する鳴動手段と、火災検知手段で火災が検知されたときに鳴動手段に警報音を鳴動させる制御手段と、電池を電源として各手段に動作電源を供給する給電手段と、電池の残容量を計測する計測手段と、鳴動手段から警報音が鳴動された履歴に基づいて電池の残容量が所定のしきい値以下となるまでの寿命時間を予測する寿命予測手段と、電池の使用開始時点からの経過時間をカウントするカウント手段とを備え、
   制御手段は、計測手段で計測される残容量が前記しきい値以下となった時点において、カウント手段でカウントされる経過時間が寿命予測手段で予測される前記寿命時間よりも短いときに鳴動手段から故障報知音を鳴動させることを特徴とする火災警報器。
2. 寿命予測手段は、鳴動手段から警報音が鳴動された累積時間に基づいて寿命時間を予測することを特徴とする請求項１記載の火災警報器。
3. 寿命予測手段は、鳴動手段から警報音が鳴動された回数に基づいて寿命時間を予測することを特徴とする請求項１記載の火災警報器。
4. 周囲の雰囲気温度を計測する温度計測手段を備え、
   寿命予測手段は、鳴動手段から警報音が鳴動された履歴と、温度計測手段で計測される雰囲気温度とに基づいて寿命時間を予測することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の火災警報器。

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