JP2010257214A - 住宅用火災警報器 - Google Patents

Abstract

【課題】住宅用警報器の電源電池の過放電を防止し、かつ消費電力を抑える。
【解決手段】火災発生を検知する検知部１１と、警報音を鳴動させる警報出力部１４と、検知部１１と警報出力部１４とを制御する制御部１５と、電源電池１６と、電源電池１６の出力が所定の基準電圧より低下したか否かを判別する判別手段１７と、判別手段１７によって、電源電池１６の出力が所定の基準電圧より低下したことを検出したときには、電源電池１６を電気的に遮断する過放電防止手段１８とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、住宅の壁面あるいは天井面に設置される火災警報器の改良に関する。

近時、住宅用警報器として、電池を電源として作動するものが市販されている。そのような火災警報器では、消費電力を抑えて電源電池の寿命を延ばすことが極めて重要である。

住宅用警報器の消費電力を抑えるための技術は多数提案されているが、例えば、次の特許文献１には、光電式煙感知器において、煙による散乱光が検出された回数が所定値以上になると、発光間隔を短縮する構成とし、常時は発光間隔を長く設定しておくことにより、消費電力を節約することが記載されている。

また、特許文献２には、光電式ほこりセンサ装置において、ＬＥＤの駆動時間から極短い時間後にマイコンに出力された信号の出力レベルが、事前に設定されている出力レベルの値以下になっている場合には、ＬＥＤを駆動する電流を遮断して、パルス信号のパルス幅を、ＭＡＸと定めたパルス幅よりも小さくする構成とし、異物の検出がない場合のＬＥＤの駆動電力を低減することが記載されている。

特開平05-073785号公報 特開2005-214835号公報

ところで、住宅用警報器の電源として、一般的な乾電池等の電源電池を用いると、電源電池が寿命になった後、過放電によって液漏れを起こして装置に損傷を与える虞がある。また、住宅用警報器では、電源電池の寿命を延ばすため、消費電力を抑えることも大きな課題である。

そこで本発明は、住宅用警報器の電源電池の過放電を防止し、かつ消費電力を抑えることを課題とする。

本発明による住宅用火災警報器は、火災発生を検知する検知部と、警報音を鳴動させる警報出力部と、前記検知部と、前記警報出力部とを制御する制御部と、電源電池と、前記電源電池の出力が所定の基準電圧より低下したか否かを判別する判別手段と、前記判別手段によって、前記電源電池の出力が前記所定の基準電圧より低下したことを検出したときには、前記電源電池を電気的に遮断する過放電防止手段とを備える。

前記判別手段、および前記過放電防止手段は、同一の電界効果トランジスタで構成してもよい。このとき、前記電界効果トランジスタのソース電極は、前記電源電池のプラス端子に接続され、ゲート電極は、前記電源電池のマイナス端子に接続される。

また、本発明による住宅用火災警報器は、前記電源電池の出力を降圧して、前記制御部に供給させるコンバータを更に備えてもよい。そして、装置の状態に基づいて、前記電源電池の出力と、前記コンバータの出力とのいずれか一方を選択して、前記制御部に供給する電源選択手段を更に備えてもよい。装置の状態としては、例えば、電源電池の出力の状態、あるいは、警報出力部の作動、非作動状態等がある。

また、本発明による住宅用火災警報器は、前記電源電池の出力を昇圧して、制御部を含めた装置各部に供給するコンバータを更に備えてもよい。そして、前記制御部を、前記コンバータから遮断するスイッチ手段と、前記コンバータの出力によって電荷を蓄積するコンデンサとを更に備え、前記制御部は、前記検知部を作動させる監視モードと、前記検知部を停止させる待機モードとを所定の周期で繰り返し実行し、前記スイッチ手段は、前記制御部が待機モードを実行している間は、前記制御部を、前記コンバータから遮断して、前記コンデンサが放出するバックアップ電源によって作動させる構成としてもよい。

本発明によれば、判別手段によって、電源電池の出力が所定の基準電圧より低下したことを検出したときには、過放電防止手段が、電源電池を電気的に遮断するので、電源電池の過放電を確実に防止できる。

電源電池の出力を降圧して、制御部に供給させるコンバータを備えた構成では、低電圧で駆動するマイコン等を制御部とし、その制御部に、電源として、電源電池の出力を降圧した電圧レベルを印加できる。従って、制御部の消費電力を抑えることができる。そして、電源電池の出力と、コンバータの出力とのいずれか一方を選択して、制御部に供給する電源選択手段を備えた構成では、消費電力が大きい警報出力部等の作動時に、制御部に電源電池の出力を供給することで、制御部に印加する電源電圧の降下を減少させ、その誤動作を防止できる。

一方、電源電池の出力を昇圧して、装置各部に供給するコンバータを更に備えた構成では、電源電圧が２．５〜３Ｖ程度の一般に市販されているマイコンを制御部とし、その制御部に、電源として、電源電池の出力を昇圧した電圧レベルを印加できる。従って、電源電池として、１．５Ｖの乾電池等を用いることが可能になる。そして、スイッチ手段は、制御部が待機モードを実行している間は、制御部を、コンバータから遮断して、コンデンサが放出するバックアップ電源によって作動させる構成では、待機モード中、コンバータを停止させて、制御部以外への電源供給を中断させることが可能になるので、消費電力を抑えることができる。

は、実施例の基本構成を示したブロック図である。 は、実施例の外観を示した斜視図である。 は、実施例の基本動作を示したタイムチャート。 は、他の変形例の基本構成を示したブロック図である。 は、他の変形例の基本構成を示したブロック図である。

実施例は、電源電池によって作動し、光によって煙粒子を検出する煙式警報器であって、住宅の壁面、あるいは天井面に設置される。しかしながら、本発明は、火災の熱を検出する熱式警報器にも適用できる。また、ガス漏れ警報器等にも適用できる。

図１に示しているように、火災警報器１は、発光ダイオード等の発光素子１１ａ、およびホトダイオード等の受光素子１１ｂからなる検知部１１と、発光素子１１ａを駆動する発光素子駆動回路１２と、スピーカ１３を有し火災発生時に警報音を鳴動させる警報出力部１４と、マイコン等からなる制御部１５と、電源電池１６と、電源電池１６の出力が所定の基準電圧を上回っているか否かを判別する判別手段１７と、判別手段１７によって、電源電池１６の出力がその基準電圧を下回ったことを検出したときには、電源電池１６を電気的に遮断する過放電防止手段１８と、操作部１９と、表示ランプ２０とを備えている。なお、過放電防止手段１８は、スイッチ素子、あるいはリレー等で構成できる。

検知部１１は、空気の流通を許容しつつ、外光を遮断するラビリンス（不図示）の内側に発光素子１１ａと受光素子１１ｂとを適宜配置した構造で、防虫、保護カバー１１ｃによって覆われた状態で、本体カバー１ａから突出して設けられている。煙粒子の検出は、発光素子１１ａから、ラビリンス内部の検知領域に向かって光を照射して、煙粒子による反射光を受光素子１１ｂによって光電変換し、検知信号として出力することによってなされる。

本体カバー１ａには、検知部１１の他、操作部１９を構成する押しボタン１９ａ、表示ランプ２０、スピーカ１３のための通音孔１３ａ等が設けられ、引紐１９ｂは、押しボタン１９ａと連動するようになっている。また、本体カバー１ａの内部には、発光素子駆動回路１２、警報出力部１４、制御部１５等を実装した基板（不図示）と、スピーカ１３と、電源電池１６とが収容されている。

次いで、実施例の基本動作を説明する。制御部１５は、検知部１１を作動させる監視モードと、検知部１１を停止させる待機モードとを所定の周期で繰り返し実行する。例えば、監視モードは１秒間、待機モードは１１９秒間という設定でもよい。

監視モードでは、発光素子１１ａを所定回数点灯させ、そのときに受光素子１１ｂが出力する検知信号のレベルを閾値と比較する。そして、検知信号のレベルが閾値を越えた回数等に基づいて火災が発生したか否かを判断し、火災発生と判断した場合には、警報モードとなって、警報出力部１４から火災警報を出力開始させ、それと共に、表示ランプ２０を点灯状態にする。火災警報の鳴動、表示ランプ２０の点灯状態は、操作部１９で警報停止操作がなされるまで継続させる。またこのとき、電源電池１６の出力を監視して、所定の基準電圧より低下していれば、警報出力部１４から電池切れ予告を出力させてもよい。

一方、火災発生と判断しなかった場合は、待機モードに移行して、所定時間待機することで消費電力を抑える。このような用途向けのマイコンには、回路の大部分を停止させて省電力となるスタンバイ機能が用意されているが、待機モード中は、制御部１５を構成するマイコンをスタンバイ状態にするとよい。このスタンバイ状態は、通常、タイマ割り込み等によって解除できる。

また、本発明の特徴として、判別手段１７は、常時、電源電池１６の出力が所定の基準電圧より低下したか否かを判別しており、過放電防止手段１８は、判別手段１７によって、電源電池１６の出力がその基準電圧より低下したことを検出したときには、電源電池１６を電気的に遮断する。これにより、電源電池１６の過放電による液漏れ、破損等が防止できる。

図３は、判別手段１７および過放電防止手段１８を、エンハンスメント型ＰチャネルＭＯＳＦＥＴで構成した例である。このＭＯＳＦＥＴは、そのソース電極が電源電池１６のプラス端子に接続され、ドレイン電極が負荷に接続され、ゲート電極が電源電池１６のマイナス端子に接続されている。このような接続にすれば、ＭＯＳＦＥＴは飽和領域で作動することになり、電源電池１６の出力が高い程、ＭＯＳＦＥＴの抵抗値は低くなる。電源電池１６の出力が低くなるに従って、ＭＯＳＦＥＴの抵抗値は高くなっていく。そして、電源電池１６の出力がＭＯＳＦＥＴのスレッショルド電圧未満になると、オフ状態となって、電源電池１６を負荷から遮断する。

図４に示した他の実施例は、図１の例に対して、電源電池１６の出力を降圧して、制御部１５に供給させるＤＣＤＣコンバータ２１と、電源電池１６の出力、ＤＣＤＣコンバータ２１の出力とのいずれか一方を選択して、制御部１５に供給する電源選択手段２２を更に備えている。図１の例と共通した構成要素には、同一の参照符号を付けて、説明を省略する。この例の基本的な動作は、図１の例と同様である。

一般に、回路の電源の電圧レベルと、その回路が消費する電流との間に正の相関がある。特に、警報出力部１４よりも低い電源電圧で作動するマイコン等によって制御部１５を構成した場合は、ＤＣＤＣコンバータ２１が、電源電池１６の出力を降圧して、制御部１５に供給するので、制御部１５の消費電力を抑えることができる。

また、電源電池１６の出力は、警報出力部１４や発光素子１１ａが作動すると、その消費電流のために降下するが、そのような際に、電源選択手段２２によって、電源電池１６の出力を選択して制御部１５に印加できるので、制御部１５の電圧不足による誤動作を防止できる。

図５に示した他の実施例は、図１の例に対して、電源電池１６の出力を昇圧して、装置各部に供給するＤＣＤＣコンバータ２１と、制御部１５を、ＤＣＤＣコンバータ２１から遮断するスイッチ手段２４と、ＤＣＤＣコンバータ２１の出力によって電荷を蓄積するコンデンサ２３とを更に備えている。図１の例と共通した構成要素には、同一の参照符号を付けて、説明を省略する。この例の基本的な動作は、図１の例と同様である。スイッチ手段２４は、スイッチ素子、あるいはリレー等で構成できる。

ここで、制御部１５は、検知部を作動させる監視モードと、検知部１１を停止させる待機モードとを所定の周期で繰り返し実行し、スイッチ手段２４は、制御部１５が待機モードを実行している間は、制御部１５を、ＤＣＤＣコンバータ２１から遮断して、コンデンサ２３が放出するバックアップ電源によって作動させる。制御部１５は、待機モード中、ＤＣＤＣコンバータ２１を停止させる。

この例では、電源電池の１６出力を昇圧して、制御部１５に供給させるＤＣＤＣコンバータ２１を設けているので、電源電池１６の出力よりも高い電圧で、装置の各部を作動させることができる。言い換えると、２Ｖ等で作動するマイコンを制御部１５として採用した場合でも、市販の１．５Ｖの乾電池等によって、そのマイコンを作動させることができる。

また、スイッチ手段２４によって、制御部１５が待機モードを実行している間は、制御部１５を、ＤＣＤＣコンバータ２１から遮断して、コンデンサ２３が放出するバックアップ電源によって作動させ、他の部分は作動を停止させるので、消費電力が抑えられる。

１ 火災警報器
１１ 検知部
１４ 警報出力部
１５ 制御部
１６ 電源電池
１７ 判別手段
１８ 過放電防止手段
２１ コンバータ
２２ 電源選択手段
２３ コンデンサ
２４ スイッチ手段

Claims (6)

1. 火災発生を検知する検知部と、
   警報音を鳴動させる警報出力部と、
   前記検知部と、前記警報出力部とを制御する制御部と、
   電源電池と、
   前記電源電池の出力が所定の基準電圧より低下したか否かを判別する判別手段と、
   前記判別手段によって、前記電源電池の出力が前記所定の基準電圧より低下したことを検出したときには、前記電源電池を電気的に遮断する過放電防止手段とを備えた住宅用火災警報器。
2. 前記判別手段、および前記過放電防止手段は、同一の電界効果トランジスタで構成されており、
   前記電界効果トランジスタのソース電極は、前記電源電池のプラス端子に接続され、
   ゲート電極は、前記電源電池のマイナス端子に接続されている住宅用火災警報器。
3. 請求項１または２において、
   前記電源電池の出力を降圧して、前記制御部に供給させるコンバータを更に備えた住宅用火災警報器。
4. 請求項３において、
   装置の状態に基づいて、前記電源電池の出力と、前記コンバータの出力とのいずれか一方を選択して、前記制御部に供給する電源選択手段を更に備えた住宅用火災警報器。
5. 請求項１または２において、
   前記電源電池の出力を昇圧して、前記制御部を含めた装置各部に供給するコンバータを更に備えた住宅用火災警報器。
6. 請求項５において、
   前記制御部を、前記コンバータから遮断するスイッチ手段と、
   前記コンバータの出力によって電荷を蓄積するコンデンサとを更に備え、
   前記制御部は、前記検知部を作動させる監視モードと、前記検知部を停止させる待機モードとを所定の周期で繰り返し実行し、
   前記スイッチ手段は、前記制御部が待機モードを実行している間は、前記制御部を、前記コンバータから遮断して、前記コンデンサが放出するバックアップ電源によって作動させる住宅用火災警報器。
   
   

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