JP2013109439A - 警報器 - Google Patents

Abstract

【課題】ブザーの故障診断について精度の向上を図ることが可能な警報器を提供する。
【解決手段】警報器１は、異常状態を検出した場合にブザー４０から警報音を出力して異常状態を報知するものである。この警報器１は、ブザー４０への印加電圧が閾値以下である場合にブザー４０の故障であると判断する故障診断部２２と、電池電圧の低下に応じて閾値を低下させる閾値設定部２３とを備えている。また、閾値設定部２３は、故障診断部２２がブザー４０の故障を診断する直前の電池電圧の情報に基づいて閾値を設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、警報器に関する。

従来、ガス漏れや火災などの異常状態を検出した場合に、ブザーから警報音を出力して異常状態を報知する警報器が提案されている。この警報器においては、警報音の報知機能について故障が発生していないかを診断することが肝要である。このような警報器では、例えば圧電ブザーやスピーカにより警報音を出力している。特に圧電ブザーは、金属板端子から針状生成物であるＳｎウィスカが伸び、これが圧電素子電極に接触することによる短絡不良が発生してしまい、警報音の発生に異常を来たす可能性がある。

そこで、ガス漏れや火災などの異常状態が発生していない場合に、非可聴周波数域の警報音を発する警報器が提案されている。この警報器によれば、異常状態が発生していないときの警報音は人に聴こえることがないため、警報音が騒音となることなくスピーカの診断を行うことができる（例えば特許文献１参照）。

特開平７−１２９８７５号公報

しかし、警報器は一般的に電池駆動である。このため、例えばブザーの故障をブザーへの印加電圧の低下に基づいて判断しようとした場合、ブザーに短絡不良が発生して印加電圧が低下したのか、電池電圧が低下して印加電圧が低下したのかを判断することができず、電池電圧の低下にも拘わらずブザー故障であると判断してしまう可能性がある。

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その発明の目的とするところは、ブザーの故障診断について精度の向上を図ることが可能な警報器を提供することにある。

本発明の警報器は、異常状態を検出した場合にブザーから警報音を出力して異常状態を報知する警報器であって、ブザーへの印加電圧が閾値以下である場合にブザーの故障であると判断する故障診断手段と、電池電圧の低下に応じて閾値を低下させる閾値設定手段と、を備えることを特徴とする。

この警報器によれば、電池電圧の低下に応じて閾値を低下させるため、閾値が固定されている場合のように電池電圧の低下時においてブザーへの印加電圧が低下して短絡が発生しているなどの誤判断をしてしまう事態を防止することができる。従って、ブザーの故障診断について精度の向上を図ることができる。

また、本発明の警報器において、閾値設定手段は、故障診断手段がブザーの故障を診断する直前の電池電圧の情報に基づいて閾値を設定することが好ましい。

この警報器によれば、ブザーの故障を診断する直前に電池電圧の情報に基づいて閾値を設定するため、過去の古い電池電圧に基づいて閾値が設定されることがなく、ブザーの故障診断についてより精度の向上を図ることができる。

また、本発明の警報器のブザー故障診断方法は、異常状態を検出した場合にブザーから警報音を出力して異常状態を報知する警報器のブザー故障診断方法であって、ブザーへの印加電圧が閾値以下である場合にブザーの故障であると判断する故障診断工程と、電池電圧の低下に応じて閾値を低下させる閾値設定工程と、を有することを特徴とする。

この警報器のブザー故障診断方法によれば、電池電圧の低下に応じて閾値を低下させるため、閾値が固定されている場合のように電池電圧の低下時においてブザーへの印加電圧が低下して短絡が発生しているなどの誤判断を行ってしまう事態を防止することができる。従って、ブザーの故障診断について精度の向上を図ることができる。

本発明によれば、ブザーの故障診断について精度の向上を図ることが可能な警報器を提供することができる。

本発明の実施形態に係る警報器を示す構成図である。 図１に示したブザー駆動回路、ブザー及び電池電圧入力回路の一例を示す回路図である。 本実施形態に係る警報器のブザー故障診断を示すフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る警報器を示す構成図である。図１に示すように、警報器１は、ガスセンサ１０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０と、ブザー駆動回路３０と、ブザー４０と、電池電圧入力回路５０とを備え、ガス漏れ（異常状態）を検出した場合に、ブザー４０から警報音を出力して異常状態を報知するものである。このような警報器１は、例えば家庭等に設置され、ガス漏れを家庭のユーザに報知するものである。

ガスセンサ１０は、周囲に検出対象となるガスが存在する場合に、その濃度に応じた信号をＣＰＵ２０に出力するものである。具体的にガスセンサ１０は、半導体式センサ、接触燃焼式センサ、及び電気化学式センサなど種々のものが用いられる。

ＣＰＵ２０は、警報器１の全体を制御するものである。このＣＰＵ２０は、所定濃度以上の検出対象のガスがガスセンサ１０により検知されると、ガス漏れが発生していると判断する。また、ＣＰＵ２０は、ブザー制御部２１を備えている。ブザー制御部２１は、ガス漏れが発生していると判断すると、その旨の信号をブザー駆動回路３０に送信する。

ブザー駆動回路３０は、ブザー４０を駆動させて発音させるものである。ブザー制御部２１からは例えば４ｋＨｚ（ブザー４０の共振点）の駆動信号が入力され、ブザー駆動回路３０は、この駆動信号に応じてブザー４０から警報音を出力させる。

さらに、ＣＰＵ２０は、故障診断部（故障診断手段）２２、及び、閾値設定部（閾値設定手段）２３を備えている。故障診断部２２は、ブザー４０への印加電圧に基づいてブザー４０の故障を判断するものであって、具体的には印加電圧が閾値以下である場合にブザー４０が故障であると判断する。また、閾値設定部２３は、電池電圧に応じて閾値を設定するものであり、電池電圧の低下に応じて閾値を低下させるものである。

電池電圧入力回路５０は、電池電圧の情報をＣＰＵ２０に対して送信するものである。このため、閾値設定部２３は、電池電圧入力回路５０を通じて入力される電池電圧の情報に基づいて閾値を設定することとなる。

図２は、図１に示したブザー駆動回路３０、ブザー４０及び電池電圧入力回路５０の一例を示す回路図である。なお、図２では説明の便宜上ＣＰＵ２０についても図示するものとする。

図２に示すように、ブザー駆動回路３０は、６つの抵抗Ｒ３１〜Ｒ３６と２つのｎｐｎトランジスタＱ３１，Ｑ３２とにより構成されている。

より詳細にブザー制御部２１からは第１信号線３１が伸びており、第１信号線３１を介して第１抵抗Ｒ３１に駆動信号が入力される。第１抵抗Ｒ３１の他端は第１ｎｐｎトランジスタＱ３１のベースに接続されていると共に、第２抵抗Ｒ３２の一端に接続されている。第１ｎｐｎトランジスタＱ３１のエミッタ及び第２抵抗Ｒ３２の他端は、グランド接続されている。

同様に、ブザー制御部２１からは第２信号線３２が伸びており、第２信号線３２を介して第３抵抗Ｒ３３に駆動信号が入力される。第３抵抗の他端は第２ｎｐｎトランジスタＱ３２のベースに接続されていると共に、第４抵抗Ｒ３４の一端に接続されている。第２ｎｐｎトランジスタＱ３２のエミッタ及び第４抵抗Ｒ３４の他端は、グランド接続されている

また、第１ｎｐｎトランジスタＱ３１のコレクタは第５抵抗Ｒ３５の一端に接続されている。第５抵抗Ｒ３５の他端は電源部（電池）に接続されている。同様に、第２ｎｐｎトランジスタＱ３２のコレクタは第６抵抗Ｒ３６の一端に接続されている。第６抵抗Ｒ３６の他端は電源部（電池）に接続されている。

ここで、第１ｎｐｎトランジスタＱ３１のコレクタと第５抵抗Ｒ３５との接続点をＡとし、第２ｎｐｎトランジスタＱ３２のコレクタと第６抵抗Ｒ３６との接続点をＢとすると、ブザー４０は接続点Ａと接続点Ｂとの間に接続されている。

故障診断部２２は、接続点Ｂの電圧を読み取って、ブザー４０の故障を診断する。なお、ブザー駆動回路３０の第１〜第４抵抗Ｒ３１〜Ｒ３４と２つのｎｐｎトランジスタＱ３１，Ｑ３２とは、チップ化されていることが望ましい。

また、電池電圧入力回路５０は、第１及び第２抵抗Ｒ５１，Ｒ５２を備えている。第１抵抗Ｒ５１は、一端が電源部（電池）に接続され、他端が第２抵抗Ｒ５２の一端に接続されている。第２抵抗Ｒ５２の他端はグランド接続されている。

閾値設定部２３は、第１抵抗Ｒ５１の他端と第２抵抗Ｒ５２の一端との接続点Ｃの電圧値を読み取ることで、電池電圧の情報を取得する。

次に、本実施形態に係る警報音出力の概要について説明する。まず、ブザー制御部２１は第１信号線３１及び第２信号線３２を介して駆動信号を出力する。このとき、ブザー制御部２１は、２５０μｓのパルス信号（周波数４ｋＨｚ）を出力する。また、第１信号線３１からの駆動信号と第２信号線３２からの駆動信号とのハイロウのタイミングは互いに逆位相となっている。

ここで、ブザー４０が正常であり、第１信号線３１からの駆動信号がＨレベルであり、第２信号線３２からの駆動信号がＬレベルであるとする。この場合、第１ｎｐｎトランジスタＱ３１がオンし、第２ｎｐｎトランジスタＱ３２がオフする。そして、接続点ＡがＬレベルとなり接続点ＢがＨレベルとなり、ブザー４０に電圧が印加される。

一方、第１信号線３１からの駆動信号がＬレベルであり、第２信号線３２からの駆動信号がＨレベルであるとする。この場合、第１ｎｐｎトランジスタＱ３１がオフし、第２ｎｐｎトランジスタＱ３２がオンする。そして、接続点ＡがＨレベルとなり接続点ＢがＬレベルとなり、ブザー４０に電圧が印加される。

警報器１は、上記動作を繰り返すことによりブザー４０から警報音を出力させる。

次に、本実施形態に係る警報器１のブザー故障診断についてフローチャートを参照して説明する。図３は、本実施形態に係る警報器１のブザー故障診断を示すフローチャートである。

まず、閾値設定部２３は、接続点Ｃの電圧値を読み取る（Ｓ１）。このとき、閾値設定部２３は、接続点Ｃの電圧をＡ／Ｄ変換のうえ入力することで、接続点Ｃの電圧を読み取る。次いで、故障診断部２２は、接続点Ｂの電圧値から印加電圧を判断する（Ｓ２）。この際においても故障診断部２２は、接続点Ｂの電圧をＡ／Ｄ変換のうえ入力することで、ブザー４０への印加電圧を判断する。

その後、閾値設定部２３は、接続点Ｃの電圧値からブザー４０の故障診断に用いられる閾値を計算して設定する（Ｓ３）。このとき、閾値設定部２３は、接続点Ｃの電圧値が小さくなるほど、閾値を小さくする。次いで、故障診断部２２は、ブザー４０の印加電圧が、閾値設定部２３により設定された閾値以下であるか否かを判断する（Ｓ４）。

ブザー４０の印加電圧が、閾値設定部２３により設定された閾値以下であると判断した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、電池電圧に対してブザー４０への印加電圧が正常な範囲を超えて低下していると判断できる。このため、故障診断部２２は、ブザー４０に短絡等の故障が発生していると判断する（Ｓ５）。そして、図３に示す処理は終了する。なお、この際、警報器１は、図示しないＬＥＤ（Light Emitting Diode）などからブザー４０の故障を示す表示を行うようにしてもよい。

一方、ブザー４０の印加電圧が、閾値設定部２３により設定された閾値以下でないと判断した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、電池電圧に対してブザー４０への印加電圧が正常な範囲であると判断できる。このため、故障診断部２２は、ブザー４０に短絡等の故障が発生していないと判断する（Ｓ６）。そして、図３に示す処理は終了する。

このようにして、本実施形態に係る警報器１及びそのブザー故障診断方法によれば、電池電圧の低下に応じて閾値を低下させるため、閾値が固定されている場合のように電池電圧の低下時においてブザー４０への印加電圧が低下して短絡が発生しているなどの誤判断を行ってしまう事態を防止することができる。従って、ブザー４０の故障診断について精度の向上を図ることができる。

また、ブザー４０の故障を診断する直前（すなわち一連処理においてブザー４０の故障診断（Ｓ４）の前）に電池電圧の情報に基づいて閾値を設定するため、過去の古い電池電圧に基づいて閾値が設定されることがなく、ブザー４０の故障診断についてより精度の向上を図ることができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。例えば、上記実施形態においては、図２に示す回路構成に限らず、他の回路構成であってもよい。

また、上記実施形態では、ガス警報器について説明したが、これに限らず、火災警報器や、ガス火災警報器に適用されてもよいし、電池駆動であれば他の警報器に適用されてもよい。

また、本実施形態では、閾値の設定、及び、ブザー４０の故障診断を一連のフローで実行しているが、これに限らず、閾値の設定とブザー４０の故障診断とは、例えば並行して別々のフローで実行されてもよい。この場合、閾値の設定処理のみ所定時間ごとに実行されるようにしてもよい。

さらに、本実施形態では印加電圧が閾値以下である場合に、ブザー４０の故障と判断しているが、この処理を複数回繰り返し、そのうち所定回数以上印加電圧が閾値以下である場合に、ブザー４０の故障と判断してもよい。

また、上記において印加電圧は、実際にブザー４０から警報音を出力する際に印加される電圧のみを意味する概念でなく、待機状態にける電圧も含む概念である。例えば図２に示すように、ブザー制御部２１から駆動信号が出力されない（すなわち第１及び第２駆動信号が共にＬレベル）場合には、接続点ＢはＨレベルとなり、この電圧を印加電圧とすることも含む概念である。

１…警報器
１０…ガスセンサ
２０…ＣＰＵ
２１…ブザー制御部
２２…故障診断部（故障診断手段）
２３…閾値設定部（閾値設定手段）
３０…ブザー駆動回路
４０…ブザー
５０…電池電圧入力回路
Ｒ３１〜Ｒ３６，Ｒ５１，Ｒ５２…抵抗
Ｑ３１，Ｑ３２…ｎｐｎトランジスタ

Claims (3)

1. 異常状態を検出した場合にブザーから警報音を出力して異常状態を報知する警報器であって、
   前記ブザーへの印加電圧が閾値以下である場合に前記ブザーの故障であると判断する故障診断手段と、
   電池電圧の低下に応じて前記閾値を低下させる閾値設定手段と、
   を備えることを特徴とする警報器。
2. 前記閾値設定手段は、前記故障診断手段が前記ブザーの故障を診断する直前の電池電圧の情報に基づいて前記閾値を設定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の警報器。
3. 異常状態を検出した場合にブザーから警報音を出力して異常状態を報知する警報器のブザー故障診断方法であって、
   前記ブザーへの印加電圧が閾値以下である場合に前記ブザーの故障であると判断する故障診断工程と、
   電池電圧の低下に応じて前記閾値を低下させる閾値設定工程と、
   を有することを特徴とする警報器のブザー故障診断方法。

Images