JP2016122275A - 警報器 - Google Patents

Abstract

【課題】電気部材の通電経路の不具合を、多くの追加部材などを用いることなく簡単な構成で容易に検出することができる警報器を提供する。【解決手段】所定の電圧で電力を供給する電源２１を含む電源部２および監視領域の異常を検出する検出部を備えた警報器であって、少なくとも２つの通電端子Ｓ１、Ｓ２を有していて電源部２からの通電により所定の動作を行う表示部４などの電気部材と、電源２１の電力を蓄え、電気部材への通電時に放電するように構成された蓄電手段２２と、通電端子Ｓ１、Ｓ２と電源部２またはグランド電位との間の電気的な接続と遮断との切り替えを制御する制御部５と、電気部材の不具合を検出するように構成された不具合検出手段１４とを有しており、不具合検出手段１４が、蓄電手段２２の放電による電気部材への通電電圧の変化に基づいて電気部材の不具合を検出するように構成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、監視領域におけるガスの漏洩や、火災などを検出して報知する警報器に関する。さらに詳しくは、たとえば、表示状態を変更するときだけ通電されるタイプの表示部材や、火災などを報知するときだけ作動する報知部材のように、常時作動していない部材が正常に機能し得る状態にあるか否かのチェックを簡単に行うことができる警報器に関する。

たとえば、ガスの漏洩や、火災の発生などを検出して報知する警報器は、センサなどの検出部により警報器の周囲の異常状態を検出した場合に、ブザーなどの報知部材により警報が発せられるように構成されている（たとえば特許文献１参照）。また、警報器の設置場所が商用電源（コンセント）の場所によって制限されないなどの利点から、電池式の警報器が増加している。このような電池式警報器では、警報器が正常に動作し得るだけの電池の容量が残っているかどうかを、なるべく少ない消費電力で、すなわち電池が長持ちする方法で常時表示できるのが好ましい。このため、このような電池の残量表示用の表示器のように、常時表示させるのが好ましく、かつ、電池の残量表示のように表示状態を頻繁に変える必要のない用途に用いられる表示器には、特許文献１に開示されているように、表示を変えるときだけ通電し、それ以外の期間は、一旦設定された表示状態を非通電で維持できるタイプの表示器が用いられている。

特開２０００−３１５２８８号公報

前述のように、警報時だけ作動する報知用の部材や、非通電で所望の表示が維持される非通電式の表示器などの電気部材は、警報器の使用期間中、大半の時間は通電されていないこととなる。このため、正常な動作を妨げる不具合が発生していても、ユーザーが認知できないことがある。たとえば、ブザーや非通電式の表示器に電流を流すための通電経路に、経年劣化や突発的な外力によりコネクタ部分の接触不良や導線の断線が生じていたり、結露やエレクトロマイグレーション、またはウィスカによる短絡状態が生じていたりしても認知されず、周囲環境の異常状態の検出時や電池残量低下時など、いざ作動が必要とされるときに正常に動作し得ないことがある。

特に、特許文献１に示されるような非通電式の表示器の場合、平常時に不具合の有無を確認するための通電を行っても、その時の表示状態次第で表示器自体に何ら変化が見られず、不具合の有無を判定できないことがある。加えて、警報器のユーザー自身が表示器の動作を見て不具合の有無を判断するのでは、不具合確認作業が煩雑になるという問題がある。また、ユーザーの関与が不要となるように、表示器への通電時にその経路の電圧をモニタし、所定の閾値との比較により不具合を検出することも考えられるが、通常、このような表示器は、スイッチ類を介することはあるものの実質的には電源とグランド電位との間に接続されるので、通電経路の電圧をモニタしても、表示器の断線時には正常時と変わらない電源電位またはグランド電位の電圧しか得られず、また、短絡時には安定した測定電圧が得られないこととなり、不具合の有無を適正に検出できないという問題がある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、通電することにより動作する報知用の部材や表示器などの電気部材の通電経路の断線やショートといった不具合を、追加部材などを多く要することなく簡単な構成で容易に検出することができる警報器を提供することを目的とする。

本発明の警報器は、所定の電圧で電力を供給する電源を含む電源部、および、前記電源部からの通電によって駆動され、監視領域の異常を検出する検出部を備える警報器であって、少なくとも２つの通電端子を有し、前記電源部からの前記通電端子への通電により所定の動作を行う電気部材と、前記電源の電力を蓄え、前記電気部材への通電時に放電するように構成された蓄電手段と、前記通電端子と、前記電源部またはグランド電位との間の電気的な接続と遮断との切り替えを制御する制御部と、前記電気部材の不具合を検出するように構成された不具合検出手段と、を有し、前記不具合検出手段が、前記蓄電手段の放電による前記電気部材への通電電圧の変化に基づいて前記電気部材の不具合を検出するように構成されている。

また、前記電気部材が第１および第２通電端子を有し、前記制御部が、前記第１および第２通電端子それぞれと、前記電源部およびグランド電位それぞれとの間の電気的な接続と遮断とを制御するように構成されており、前記不具合検出手段が、前記電気部材への通電開始から所定の時間経過後の前記第１通電端子および／または前記第２通電端子の電圧に基づいて前記電気部材の不具合を検出するように構成されてもよい。

また、前記制御部が、前記電気部材への通電開始から所定の時間経過後、前記電源部と前記第１および第２通電端子の一方とが電気的に接続されている状態で、前記第１および第２通電端子の他方とグランド電位との間の電気的接続が遮断される切換制御を行うように構成され、前記不具合検出手段が、前記切換制御の直後に、前記第１および第２通電端子の前記一方または他方だけの電圧に基づいて、前記電気部材の断線およびショートの両方が検出され得る検出動作を行うように構成されてもよい。このように構成されると、第１通電端子と第２通電端子との間をどちら向きに電流が流れる通電に伴う検出動作であるかに関係なく、いずれか１つの通電端子だけを用いて電気部材の不具合を検出することができるため、好ましい。

また、前記不具合検出手段が、前記第１および第２通電端子の前記一方の電圧に基づいて前記検出動作を行う場合と、前記第１および第２通電端子の前記他方の電圧に基づいて前記検出動作を行う場合とで、検出基準を異ならせるように構成されると、電気部材への通電電流の向きに応じた適切な基準に基づく電気部材の不具合検出が可能となるため、好ましい。

また、前記電気部材が、前記電源部からの通電により電流が流れる並列接続された複数の通電経路を有しており、前記不具合検出手段に、前記電気部材の前記複数の通電経路の全てが断線した場合に満たされる検出基準と、前記複数の通電経路の少なくとも１つが断線しただけで満たされる検出基準との少なくとも２つの断線検出基準が設けられてもよい。この場合、並列接続されている通電経路の全てが断線する前に察知することができ、交換などの対処を事前に行うことができるため、好ましい。

また、本発明の警報器は、外部から操作し得る外部操作手段をさらに有し、前記不具合検出手段は、所定の第１設定時間ごとに前記電気部材の不具合の検出動作を行い、前記警報器の設置時および／または前記外部操作手段の操作時から所定時間の間は、前記第１設定時間より短い第２設定時間ごとに前記電気部材の不具合の検出動作を行うように構成されてもよい。定期的な不具合検出動作により、不具合を早期に検出することが可能となる。

また、前記電気部材が、前記電源部からの通電によって表示状態が設定され、前記通電停止後も前記表示状態が維持され得るように構成されていてもよい。

本発明によれば、電気部材への通電時に放電するように構成された蓄電手段を有しているので、電気部材に断線やショートなどの不具合があると、時間の経過と共に正常時と異なる通電電圧が得られる。そのため、電気部材に通電するだけで、その通電電圧の違いに基づいて、簡単に電気部材の断線やショートなどの不具合を検出することができる。そのため、警報部材や表示器の不具合について、定期的なチェックや、不具合の疑いがあるときには頻繁にチェックを行うことも可能になる。その結果、それぞれの電気部材の不具合を早期に発見できると共に、いざ動作すべきときに正常に動作し得ないというような事態が生じることを未然に防止することができる。

さらに、電気部材への通電中ではなく、電気部材の通電経路の一端を電源部と接続したまま、他端のグランド電位との接続を遮断した状態で不具合の検出動作を行うように構成されることにより、通電経路内の電流の向きに関係なく、電気部材の１つの通電端子を不具合検出手段によりモニタするだけで、電気部材の断線およびショートの両方を検出することができ、簡単な回路構造で電気部材の不具合を検出することが可能となる。

本発明の警報器の一実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明の警報器の不具合検出動作に関連する回路の一例を示す説明図である。 本発明の警報器の外観の一例を示す正面図である。 図２に示される回路のＱ１がオンにされるときの各部の電圧変化の一例を示すタイミングチャートである。 図４に示されるタイミングチャートのｔ１１期間の通電状態を説明する図である。 図４に示されるタイミングチャートのｔ１２期間の通電状態を説明する図である。 図４に示されるタイミングチャートのｔ１３期間の通電状態を説明する図である。 図２に示される回路のＱ３がオンにされるときの各部の電圧変化の一例を示すタイミングチャートである。 図６に示されるタイミングチャートのｔ２２期間の通電状態を説明する図である。 図６に示されるタイミングチャートのｔ２３期間の通電状態を説明する図である。 本発明の警報器の不具合検出動作に関連する回路の他の例を示す説明図である。 電磁石を用いた非通電式の表示器の一例を示す図である。 図９に示される表示器の動作を説明する図である。 図９に示される表示器の通電経路が並列接続される例を示す図である。

次に、本発明の警報器について、具体的な構成例を示す図１〜８を参照しながら説明する。本発明の警報器の一実施形態は、図１および図２に、概略のブロック図、および不具合検出に関連する部分の回路の一例が示されるように、所定の電圧で電力を供給する電源２１を含む電源部２、および、電源部２１からの通電によって駆動され、監視領域の異常を検出する検出部３を備えている。また、本実施形態の警報器１は、少なくとも２つの通電端子（図１および図２に示される例では第１通電端子Ｓ１および第２通電端子Ｓ２）を有し、電源部２からの第１および第２通電端子Ｓ１、Ｓ２への通電により所定の動作を行う電気部材（図１および図２に示される例では表示部４、具体的には表示部４を構成する電気部材）と、電源２１の電力を蓄え、電気部材（表示部４）への通電時に放電するように構成された蓄電手段（本実施形態ではコンデンサ２２）と、第１および第２通電端子Ｓ１、Ｓ２と電源部２またはグランド電位との間の電気的な接続と遮断との切り替えを制御する制御部５と、電気部材（表示部４）の不具合を検出するように構成された不具合検出手段１４と、を有している。そして、本実施形態の警報器１では、後述のように、不具合検出手段１４は、蓄電手段（コンデンサ２２）の放電による電気部材（表示部４）への通電電圧の変化に基づいて電気部材（表示部４）の不具合を検出するように構成されている。

また、本実施形態の警報器１は、故障報知手段１６を有しており、不具合検出手段１４により不具合が検出されるときは、たとえばユーザーなどによる外部操作手段１２の操作に応じて、不具合状態にあることが故障報知手段１６により報知されてもよい。

図１および図２には、第１および第２通電端子Ｓ１、Ｓ２を有し、不具合検出手段１４による不具合検出の対象となる電気部材が表示部４である例が示されている。表示部４は、後述のように、たとえば、図９などに示される表示器４０などで主に形成され得るため、不具合検出の対象となる電気部材は、具体的には図９に示される表示器４０であってよい。そして、この場合、第１および第２通電端子Ｓ１、Ｓ２は、たとえば、図９に示されるセット端子４５ａ、コモン端子４５ｂ、およびリセット端子４５ｃのいずれかであってよい。しかしながら、不具合検出手段１４により不具合が検出される電気部材は、通電されることにより機能するものであれば表示器４０に限定されず、たとえば、発光ダイオードやブザーもしくはスピーカーなどの故障報知手段１６を構成する電気部材、或いは検出部３を構成する各種センサなどであってもよい。各電気部材の通電経路が適度な電気抵抗を有していれば、本実施形態の警報器１において、その不具合が検出され得る。また、後述のように、蓄電手段（コンデンサ２２）の静電容量値などを適宜選択することにより、通電経路の電気抵抗が一定の範囲内にある電気部材の不具合検出が可能となり得る。

また、図９に示される表示器４０は、３つの通電端子を有する電気部材の例であるが、不具合検出手段１４による不具合検出の対象となる電気部材は、少なくとも２つ以上の通電用の端子を有するものであればよく、本実施形態の警報器１おける不具合検出では、そのうちの２つの通電端子に対して通電が行われる。

以下の説明では、引き続き、不具合検出手段１４による不具合検出の対象となる電気部材が、表示部４を構成する電気部材である場合を主な例にして、本実施形態の警報器１について説明する。

本実施形態では、図１に示されるように、制御部５と表示部４との間にスイッチ手段１１が接続されている。スイッチ手段１１は、制御部５が有する表示制御手段５１によりオン／オフ動作が制御され、それにより、表示部４と電源部２およびグランド電位との接続および遮断が切り替えられ、表示部４への電源２１からの通電が制御される。また、不具合検出手段１４は、表示部４とスイッチ手段１１との間の通電経路に接続され、スイッチ手段１１を介して電源部２から表示部４に印加される通電電圧の変化に基づいて、表示部４の断線やショートといった不具合の検出動作を行う。

電源２１は、たとえば、乾電池などの一次電池やリチウムイオン電池などの二次電池であってよく、商用電源から供給される交流電力を直流電力に変換して出力するコンバータなどであってもよい。本実施形態では、図２に示されるように、電源２１に抵抗Ｒ１の一端が接続され、さらに抵抗Ｒ１の他端とグランド電位との間に蓄電手段としてコンデンサ２２が接続されて電源部２が構成されている。そして、電源２１の電力が抵抗Ｒ１を介して電圧Ｖｄｄでスイッチ手段１１に供給される。

本実施形態では、蓄電手段として、コンデンサ２２が設けられているが、電源２１からの電力供給により電荷を蓄えることができ、表示部４などの電気部材への通電に伴って放電するように構成され得るものであって、後述のように、不具合検出手段１４による不具合検出が可能な通電電圧の変化が得られるように容量値が選択できるものであれば、コンデンサに限定されるものではない。各種のコンデンサの他に、たとえば、バリキャップ、ＦＥＴなどの容量成分を有する半導体素子が用いられてよく、或いは、容量値の調整が可能であれば回路内の浮遊容量などが利用されてもよい。

コンデンサ２２は、たとえば、電源２１が電池であり、電池残量の表示用に、前述の非通電で表示状態が維持される表示器が表示部４に用いられる場合には、図２に示されるように電源２１からの電源供給ラインとグランド電位との間に設けられるのが好ましい。たとえば、電池が脱落したり、ユーザーにより電源スイッチなどが操作されて電池からの電源供給が遮断されたりしたときに、電池からの電力供給が無い状態でも、コンデンサ２２に蓄えられた電力により、表示部４の表示を電池からの電力供給が無いことを示す表示に変えることができるからである。本実施形態では、後述のように、抵抗Ｒ１が設けられることによるコンデンサ２２の充放電を利用し、表示部４への通電電圧の変化に基づいて、表示部４の断線やショートの不具合が検出される。すなわち、本実施形態の警報器１では、表示部４の断線やショートの検出とは関係なく他の目的で用いられる部品（コンデンサ２２）を、表示部４の不具合検出のための部品として兼用することができる。このように本実施形態の警報器１は、少ない追加部品で表示部４の不具合の検出を可能にするものである。

なお、検出部３および故障報知手段１６は、抵抗Ｒ１を介さずに電源２１と接続されており、電圧ＶＢＡＴで電力が供給される。しかしながら、検出部３や故障報知手段１６も、抵抗Ｒ１を介して電源２１と接続されてもよい。抵抗Ｒ１を介して電源２１と接続することにより、前述のように、検出部３や故障報知手段１６を構成する電気部材も、不具合検出手段１４による不具合検出の対象の電気部材とすることができる。

検出部３は、前述のように、主に、警報器１の周囲の監視対象領域の物理現象を監視して監視データを出力する各種のセンサから構成される。各種のセンサは、たとえば、一酸化炭素（ＣＯ）ガス、メタンガス（ＣＨ₄）またはプロパンガス（Ｃ₃Ｈ₈）を検知する各種ガスセンサ、サーミスタなどからなる温度センサ、湿度センサ、または煙センサ、臭気センサなどであってよく、１つまたは複数個のセンサで検出部３が構成されていてもよい。検出部３は制御部５によってその動作が制御されてよく、また、検出部３から出力される監視データは、制御部５に送られ、警報器１の周囲の環境が異常状態にあるか否かが判断され、制御部５の制御に基づいて、発光ダイオード、ブザー、スピーカーなどの警報手段により警報が発せられるように構成されてよい。各種のセンサから構成される検出部３による周囲環境の監視から、異常の警報にいたる動作は、従来のこの種の警報器と同じであるため、その詳細の説明は省略する。

制御部５は、好ましくは、入力信号の演算処理機能、基準値との比較機能、および各入力データ、演算結果や比較結果などの記憶機能などを有し、主に、市販のマイコンやＡＳＩＣなどの半導体装置で構成され、内蔵されたプログラムに沿って動作するように構成されていてよい。制御部５には、このようなマイコンなどの他に、ＥＥＰＲＯＭなどの記憶素子や、トランジスタやダイオードなどの個別半導体素子、抵抗やコンデンサなどの受動素子を含んでいてもよい。本実施形態では、制御部５は、スイッチ手段１１のオン／オフを制御する表示制御手段５１および後述する正規表示操作手段５２を含んでいる。また、図２に示されるように、不具合検出手段１４を含んでいてもよい。

表示制御手段５１は、表示部４の表示状態を決定し、スイッチ手段１１のオン／オフを制御することにより、決定した表示状態に表示部４が設定されるように表示部４への通電を制御する。たとえば、表示制御手段５１は、電源２１の出力電圧ＶＢＡＴの大きさに応じて、表示部４の表示状態を決定するように構成されてよい。すなわち、電圧ＶＢＡＴが所定の値よりも大きいときに表示部４を第１の表示状態に設定し、所定の値よりも小さいとき、もしくは、たとえば電源２１が電池である場合に電池がセットされていないときには第２の表示状態に設定するように構成されてよい。この場合、表示制御手段５１、スイッチ手段１１および表示部４は、所定の電圧を下回る電源２１の電圧低下もしくは電源２１が電池である場合の電池の脱落などの検知手段として機能し得る。図１には、表示制御手段５１が、このような検知手段を構成する場合の例が示されており、表示制御手段５１は、電源２１の出力電圧ＶＢＡＴで電力を供給する電源部２の電源供給ラインに接続されている。

なお、表示制御手段５１は、表示部４が前述の非通電で表示状態が維持され得るタイプの表示器である場合は、表示状態の変更が必要な場合だけ表示部４への通電を行うように構成されてよい。たとえば、表示部４が電源２１の出力電圧ＶＢＡＴの大きさに応じて表示部４の表示状態を決定するように構成されている場合、出力電圧ＶＢＡＴが、所定の閾値電圧以下に転じたとき、および、所定の閾値以上に復帰したときに表示状態の変更が必要と判断し、そのように判断したときだけ表示部４に通電を行うように構成されてよい。

また、表示制御手段５１は、表示部４の変更が必要か否かに関係なく、不具合検出手段１４による表示部４の不具合の検出動作に必要な通電を行うためにスイッチ手段１１を制御するように構成されてもよい。

表示制御手段５１は、電源２１の電圧の低下などに基づいて表示部４の通電を制御する場合、たとえば、所定の閾値電圧を発生させる基準電圧源もしくは閾値電圧が記録された記憶素子、この閾値電圧と電源２１の電圧とを比較する比較回路、および、この比較回路による比較結果に基づいて、スイッチ手段１１の駆動信号を出力する出力回路などで構成され得る。制御部５に市販のマイコンなどが用いられる場合は、表示制御手段５１は、マイコンなどに内蔵される素子により構成されてよい。しかしながら、表示制御手段５１は、電源２１の電圧に基づいて表示部４の表示状態を制御するものでなくてもよく、たとえば、警報を発するほどのガス漏れや煙発生などの異常はないが、その予兆があることなどが表示部４により表示されるように、各センサなどからの監視データに基づいて、表示部４の表示状態を制御するように構成されてもよい。

本実施形態では、スイッチ手段１１のオンおよびオフ動作により、表示部４と、電源部２およびグランド電位との間の電気的な接続と遮断とが切り替えられる。スイッチ手段１１のオン動作とオフ動作とは、前述のように表示制御手段５１からの駆動信号により制御される。スイッチ手段１１は、たとえば、３つの端子を有し、そのうち２つの端子の電気的な接続および分離が残りの１つの端子への入力信号により制御される電気回路の開閉素子である。スイッチ手段１１は、表示部４への通電が適切に行われ得る程度に低い抵抗値で２つの端子が接続され、かつ、通電が確実に停止される程度に高い絶縁抵抗で２つの端子が絶縁されるものであれば特に限定されず、電磁リレーなどが用いられてよく、好ましくは小型で制御も容易な電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）や接続型トランジスタなどのような半導体素子が用いられる。

図２には、スイッチ手段１１に４つの電界効果型トランジスタが用いられる例が示されている。表示部４の第１通電端子Ｓ１は、Ｐ型トランジスタＱ１およびＮ型トランジスタＱ２それぞれのドレインに接続されており、第２通電端子Ｓ２は、Ｐ型トランジスタＱ３およびＮ型トランジスタＱ４それぞれのドレインに接続されている。Ｐ型トランジスタＱ１、Ｑ３それぞれのソースは、電池２１から抵抗Ｒ１を介して電圧Ｖｄｄで電力を供給する電源ラインに接続されている。また、Ｎ型トランジスタＱ２、Ｑ４それぞれのソースは、グランド電位に接続されている。そして、トランジスタＱ１〜Ｑ４のゲートは、それぞれ表示制御手段５１に接続されている。これにより、トランジスタＱ１〜Ｑ４を介した電源２１から表示部４への通電が、表示制御手段５１により制御され得る。なお、抵抗Ｒ４〜Ｒ７がトランジスタＱ１〜Ｑ４のゲート−ソース間にそれぞれ接続されていることにより、表示制御手段５１の出力が不定（ハイインピーダンス）の場合でも、トランジスタＱ１〜Ｑ４が安定してオフ状態に保たれる。

図２に示される例では、表示部４の第１通電端子Ｓ１とグランド電位との間に抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ３が直列に接続され、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３との接続点が不具合検出手段１４に接続されている。これにより、第１通電端子Ｓ１の電圧が、不具合検出手段１４、（制御部５に不具合検出手段１４が含まれている図２の例では）具体的には制御部５の許容入力電圧範囲以下に分圧されて不具合検出手段１４に入力される。

不具合検出手段１４は、図１および図２に示される例では、表示部４の第１通電端子Ｓ１の電圧の変化に基づいて表示部４の断線および／またはショートといった不具合を検出するように構成されており、たとえば、第１通電端子Ｓ１の電圧が抵抗Ｒ２およびＲ３によって分圧された値と所定の閾値とを所定のタイミングで比較することにより表示部４の不具合を検出する。従って、所定の閾値電圧を発生する１つまたは複数の基準電圧源もしくは閾値が記録される記憶素子、および比較回路、ならびに、所定のタイミングまでの時間をカウントするタイマー回路などにより主に構成することができる。従って、前述の表示制御手段５１と同様に、制御部５の主要部分を構成し得るマイコンなどに内蔵される回路素子によって構成することができる。このため、不具合検出手段１４は、図２に示されるように、制御部５内に含められ得る。なお、図２に示される例では、不具合検出手段１４は、表示部４の第１通電端子Ｓ１に接続されているが、スイッチ手段１１と表示部４とが図２に示されるように接続される場合、第１通電端子Ｓ１ではなく第２通電端子Ｓ２と不具合検出手段１４とが抵抗Ｒ２を介して接続されてもよい。第１および第２通電端子Ｓ１およびＳ２のいずれと不具合検出手段１４とが接続されていても、表示部４の不具合が同様の方法で検出され得る。なお、表示制御手段５１、スイッチ手段１１および不具合検出手段１４による表示部４の不具合検出動作については、後述する。

図１に示されるように、本実施形態の警報器１には、故障報知手段１６が接続されており、たとえば、不具合検出手段１４が表示部４に不具合があると判定した場合に、故障報知手段１６により、不具合が生じていることが報知される。故障報知手段１６は、ユーザーなどが感知可能な音や光を生成したり、外観を変化させたりできるものであれば特に限定されず、ユーザーの視覚により故障情報が認識される各種ランプや発光ダイオードなどの燈火装置、または、液晶もしくは有機ＥＬを用いたディスプレイ装置などの故障表示手段であってよく、また、このような表示手段と、ブザーやスピーカーなどの音声発生装置とが組み合わされて用いられてもよい。好ましくは、故障表示手段には、消費電力の少ない発光ダイオードが用いられる。

外部操作手段１２は、ユーザーなどが警報器１を外部から操作できるように警報器１の筐体９１（図３参照）などの一部に設けられ、所定の電圧や電気信号を入力したり、制御部５の電気回路の一部を接地したりできるように制御部５に電気的に接続されている。外部操作手段１２が設けられることにより、ユーザーが警報器１に所望のタイミングで所望の特定の動作をさせることが可能となる。外部操作手段１２は、このように機能し得るものであれば、その具体的な構成は特に限定されず、たとえば、図３に示されるような押しボタン式やスライド式などのスイッチ類であってよく、多少複雑な情報入力も可能なように幾つかのキーを備えたキーボード、または、タッチパネル式のディスプレイなどであってもよい。

また、外部操作手段１２が設けられる目的も、前述のように、表示部４の不具合の報知を指示するためだけでなく、警報器１に他の動作について指示する目的も併せ持つようにされてもよい。たとえば、外部操作手段１２が操作されるのに応じて、表示部４以外の部分の異常有無の検出結果が併せて表示されるように構成されてもよく、或いは、外部操作手段１２が操作されるのに応じて不具合検出手段１４による表示部４の不具合検出動作が行われ、それらの結果が、それぞれ報知されるように構成されてもよい。

表示部４は、通電されることにより表示状態が設定される表示器により主に構成され、たとえば、前述の故障報知手段１６に用いられる表示手段と同様に、各種ランプや発光ダイオードなどの燈火装置やディスプレイ装置で構成されてよい。しかしながら、後述のように、本実施形態の電気部材の不具合検出動作には、電気部材への通電とその停止とが伴うため、表示部４が不具合検出対象となる場合は、通電により一度設定された表示状態が、通電が停止されても維持され得るタイプの表示器であることが好ましい。また、そのようなタイプの表示器は、常時通電される必要がないため通常は非通電の状態で用いられ、そのため不具合が顕在化し難いので、本実施形態のように、容易に不具合が検出され得る構成とされるのが好ましい。

通電により一旦設定された表示状態が通電終了後も維持され得る非通電式の表示器としては、磁気反転素子を用いた表示器が例示され、表示部４が不具合検出対象とされる場合は、このようなタイプの市販の表示器により構成されてよい。磁気反転素子を用いる表示器４０は、たとえば図９に示されるように、鉄心４４と共に電磁石４６を構成するコイル４５に設けられた端子（図９に示される例ではセット端子４５ａ、コモン端子４５ｂ、およびリセット端子４５ｃ）のうちのいずれか２つの間に電流を流すことにより、Ｎ極とＳ極とを有するディスク４１が、コイル４５内の電流の向きで定まる電磁石４６の端部の極性に応じて回転し、表裏いずれかの面を視認側（たとえばコイル４５の側と反対側）に向けて停止するように構成されている。鉄心４４には、比較的残留磁化の大きい材料が用いられ、一旦コイル４５への通電が行われてディスク４１の所望の面が視認側に向けられれば、通電を要することなく磁力によりその状態を維持するように構成されている。

図９に例示される磁気反転素子を用いる表示器４０は、図１０に示されるように、永久磁石４１ｃのＮ極とＳ極とが両端に位置するように形成されたディスク４１が回転軸４２に固定されてなる表示部材４３と、ディスク４１を挟むように鉄心４４の両端部が位置するように設けられると共に、その鉄心４４にコイル４５が巻回された電磁石４６、とにより構成されている。このディスク４１の両面は、たとえば第１面が橙色にされて第１の表示４１ａとされ、第２面が黒色にされて第２の表示４１ｂとされ、たとえば、表示器４０が、電源２１が電池である場合に電池の電圧低下などの表示用に用いられる場合は、黒色の第２の表示４１ｂは電池の容量が規定値以下に低下、または電池が脱離していることを示し、橙色は電池の容量が規定値以上の十分な容量（電圧）を有していることを示すものと設定することができる。なお、第１および第２の表示４１ａ、４１ｂの色は、これらに限定されず、任意の色が用いられてよい。

このような磁気反転素子を用いる表示器４０により本実施形態の警報器１の表示部４を構成する場合、セット端子４５ａ、コモン端子４５ｂおよびリセット端子４５ｃのいずれか２つを第１通電端子Ｓ１または第２通電端子Ｓ２として使用することにより、所望の表示状態に制御することができる。たとえば、コイル４５のセット端子４５ａを第１通電端子Ｓ１として電源部２（図１参照）に、コモン端子４５ｂを第２通電端子Ｓ２としてグランド電位に、スイッチ手段１１を介してそれぞれ接続すると、図１０の矢印Ａで示す向きに電流が流れ、図１０に示されるように鉄心４４の両端部にＮ極とＳ極とが現れる。それに伴いディスク４１のＮ極とＳ極とが鉄心４４の異なる磁極に引き付けられるように回転し、図１０に示される状態で停止し、第１の表示４１ａの色が視認側（図１０に示される例ではコイル４５側と反対側）に露出する。反対に、セット端子４５ａをグランド電位に、コモン端子４５ｂを電源部２に接続すると、図１０に矢印Ａで示される方向と逆方向に電流が流れ、鉄心４４に発生する磁極も図１０に示される極性と逆になり、ディスク４１のＮ極およびＳ極が、図１０に示される状態から鉄心４４の反対側の端部に引き付けられ、ディスク４１の第２の表示４１ｂを表示窓側に露出させることができる。

図９および図１０に示される磁気反転素子を用いる表示器４０を表示部４に用いる場合、前述の説明のようにセット端子４５ａとコモン端子４５ｂとを第１および第２通電端子Ｓ１、Ｓ２として用いるのではなく、リセット端子４５ｃとコモン端子４５ｂとを、または、セット端子４５ａとリセット端子４５ｃとを第１および第２通電端子Ｓ１、Ｓ２として用いてもよい。いずれの端子を用いても、印加する電圧の極性を変えることにより、表示器４０の表示状態を第１の表示４１ａおよび第２の表示４１ｂのいずれにも設定することができる。また、コモン端子４５ｂをグランド電位に接続し、第１の表示４１ａを表示させるときはセット端子４５ａを電源部２に、第２の表示４１ｂを表示させるときはリセット端子４５ｃを電源部２に接続するようにして表示状態を制御することもできる。

また、図１０に示される表示器４０のコイル４５は、図１１に示されるように、２個のコイル４５１、４５２を並べて、図１０に示されるコイル４５の巻数の略半分の巻数で鉄心４４の周りにそれぞれ巻回し、両者を並列接続した構成にしてもよい。このような並列接続の構成にすると、電磁石４６のコイルの両端の端子４５ｄと端子４５ｅとの間の抵抗が、図１０のセット端子４５ａもしくはリセット端子４５ｃとコモン端子４５ｂとの間の抵抗の略半分になり、電磁石４６のコイル全体として同じ大きさの電流を流すのに略半分の電圧で済むこととなる。この場合、各コイル４５１、４５２に流れる電流も半分になるが、鉄心４４に２つのコイル４５１、４５２が並んで形成されているため、鉄心４４全体のコイルの巻数が２倍になり、起磁力は同じになる。このため、図９や図１０に示されるセット端子４５ａまたはリセット端子４５ｃとコモン端子４５ｂとの間に電圧を印加する場合に比べて半分の電圧でディスク４１を駆動することが可能になる。すなわち、同じ大きさの鉄心に、全体として同じ巻数で導線を巻回するにも関わらず、小さな電圧で、表示状態を制御することができる。ディスク４１を回転させるのに要する電圧が電源２１（たとえば電池）の電圧よりも高いと、昇圧回路がなければ使用できないが、図１１に示される構成でコイル４５１、４５２を形成することにより、３Ｖ程度のリチウムイオン電池などを電源２１に用いる場合でも、昇圧回路を設けることなく、比較的大きな起磁力を要する、たとえばディスク４１の大きな、あるいは鉄心の残留磁化が大きい表示器を表示部４に用いることも可能となる。

図１に示される表示部４や外部操作手段１２などを有する本実施形態の警報器１の外観の一例が図３に示されている。警報器１は、図１に示される各手段や構成部分を収容する筐体９１で外装されており、図３上、筐体９１の下端部に外部操作手段１２として押しボタンスイッチ１２ａが設けられている。また、筐体９１の、図３上、左下のコーナー部分には、表示窓９４が設けられており、表示窓９４の奥に配置される表示部、たとえば磁気反転素子を用いた表示器４０（図９参照）の表示部材４３が露出するようになっている。

また、図３上、押しボタンスイッチ１２ａの上方には、前述の故障報知手段として発光ダイオード１６ａ、および、検出部３による周囲環境の異常を検出した場合の警報手段として発光ダイオード１８ａ〜１８ｅが、２列にわたって備えられている。たとえば、発光ダイオード１８ａは規定値を超えるＣＯ₂の検出について、発光ダイオード１８ｂはガス漏れについて、そして発光ダイオード１８ｃ〜１８ｅは火災についての警報手段であってよい。発光ダイオード１８ｃ〜１８ｅは、火災の程度に応じていずれかだけが、または全部が点灯するように、または、注意喚起のために順に点滅するように制御されてもよい。また、筐体９１には、図３上、右上の位置に、開口９２が設けられ、警報手段の１つとして、開口９２の奥に配置される図示しないブザーやスピーカーなどの鳴動音が筐体９１に遮られることなく警報器１から発せられるようになっている。

また、筐体９１の側面には、警報器１の挿抜式の電源スイッチ９３が設けられている。警報器１は、図３上、背面側を部屋の壁や天井に向けて設置されるが、警報用の装置という性格上、常に異常の検出が可能な状態であることが好ましいため、設置後、安易に停止状態にされないように、比較的ユーザーの手の届き難い筐体９１の側面に電源スイッチ９３が設けられている。一方、前述の押しボタンスイッチ１２ａ、表示窓９４や各発光ダイオード１６ａ、１８ａ〜１８ｅ、および開口９２は、ユーザーが操作または認知し易いように、部屋の中心側に向けられる筐体９１の前面（図３上、正面）に設けられている。本実施形態の警報器１の外観や、表示部４などの各構成要素に応じて設けられる表示窓９４や、各発光ダイオードなどの配置は、図３に例示されるものに限定されず、種々の形状の筐体の任意の位置に配置されてよい。

次に、本実施形態の警報器１の電気部材の不具合検出動作（以下、単に「本実施形態の検出動作」ともいう）について、表示部４を不具合検出対象として図２に示されている回路を例に説明する。

本実施形態の検出動作は、表示部４への通電に伴って行われる。また、図２に例示される回路を用いた本実施形態の検出動作では、表示部４が、図９〜１１に示される磁気反転素子を用いた表示器４０のように、２つの端子間に流れる電流の方向に関して、一方向およびその反対方向の両方向で使用される表示器である場合に、いずれの方向に電流が流れる通電であっても、その通電に伴って表示部４の不具合を検出することができる。まず、図２に示される表示部４の第１通電端子Ｓ１から第２通電端子Ｓ２に向かって電流が流れる、すなわち第１通電端子Ｓ１が第２通電端子Ｓ２よりも高電位となる通電（通電Ａ）に伴って表示部４の不具合の検出動作が行われる場合について説明する。

図４は、本実施形態の表示制御手段５１により制御されるトランジスタＱ１〜Ｑ４（以下、トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３およびＱ４は、それぞれ単にＱ１、Ｑ２、Ｑ３およびＱ４ともいう）のゲート電圧のうち、Ｑ１およびＱ４の各ゲート電圧ＶＧ１およびＶＧ４、ならびに、表示部４の第１通電端子Ｓ１の電圧ＶＳ１、ＶＳ１ａ、ＶＳ１ｃの変化を示すタイミングチャートである。図４において、Ｖ１Ｈ（たとえば略Ｖｄｄ）、Ｖ４Ｌ（たとえば略グランド電位）は、Ｑ１およびＱ４がそれぞれオフとなる電圧を示し、Ｖ１ＬおよびＶ４Ｈは、Ｑ１およびＱ４がそれぞれオンする電圧を示している（図６におけるＶ３ＨおよびＶ２Ｌ、ならびに、Ｖ３ＬおよびＶ２Ｈも、それぞれＱ３およびＱ２に関して同様の意味の電圧を示している）。なお、通電Ａに伴う不具合検出では、Ｑ２およびＱ３はオフ状態から変化しないので、図４への記載は省略する。図５Ａ〜５Ｃには、図４に示される期間ｔ１１〜ｔ１３それぞれにおけるＱ１〜Ｑ４のオン／オフの状態が示されており、理解され易いようにＱ１〜Ｑ４はスイッチの電気記号を用いて示されている。

まず、表示部４が通電される前の期間（ｔ１１）では、表示制御手段５１により、Ｑ１のゲート電圧がＶ１Ｈに、Ｑ４のゲート電圧がＶ４Ｌになるようにそれぞれ制御され、その結果、図５Ａに示されるようにＱ１〜Ｑ４は全てオフ状態となるため、表示部４に電流は流れない。この状態では、第１通電端子Ｓ１の電圧は、抵抗Ｒ２およびＲ３（図２参照）を介して接続されているグランド電位と同じレベルとなり、略０ボルトとなる。

つぎに、表示部４が所定の期間（ｔ１２）通電される。具体的には、表示制御手段５１により、Ｑ１のゲート電圧がＶ１Ｌに、Ｑ４のゲート電圧がＶ４Ｈになるようにそれぞれ制御される。それにより、図５Ｂに示されるようにＱ１およびＱ４がオンとなり、表示部４の第１通電端子Ｓ１が、電圧Ｖｄｄで電力を供給する電源部２の電源ラインに電気的に接続され、一方、第２通電端子Ｓ２がグランド電位に接続される。その結果、図５Ｂに二点鎖線で示される経路で電流ｉ１が流れる。

本実施形態では、コンデンサ２２が抵抗Ｒ１を介して電源２１に接続されているため、Ｑ１およびＱ４がオンした直後は、電流ｉ１は電源２１から供給されるのではなく、主にコンデンサ２２が放電することにより流れることとなる。そのため、略電源２１の出力電圧ＶＢＡＴまで充電されていたコンデンサ２２の端子間電圧、すなわち電圧Ｖｄｄが時間と共に低下する。そのため、表示部４が正常な場合の第１通電端子Ｓ１の電圧ＶＳ１は、Ｑ１がオンするとＶＢＡＴ近くまで上昇した後、電圧Ｖｄｄの低下に伴って図４に示されるように低下することとなる。

そして、本実施形態では、図４に示されるように、表示部４への通電開始から所定の期間（ｔ１２）経過後、Ｑ１のゲート電圧がＶ１Ｌのままの状態で、表示制御手段５１によりＱ４のゲート電圧が再びＶ４Ｌになるように制御され、図５Ｃに示されるように、Ｑ１がオン状態のまま、Ｑ４がオフ状態になる。すなわち、表示部４の第１通電端子Ｓ１が電源部２に電気的に接続されたまま、第２通電端子Ｓ２とグランド電位との間の電気的接続が遮断され、表示部４への通電が停止する。一方、電源２１とコンデンサ２２とは、Ｒ１を介して接続されているため、Ｑ４がオンしている間放電していたコンデンサ２２は、Ｑ４がオフ状態になると、一転して電源２１により充電され、それに伴って電圧Ｖｄｄが上昇する。このときＱ１はオン状態にあるため、表示部４が正常なときの第１通電端子Ｓ１の電圧ＶＳ１も、図４に示されるように、Ｑ１がオン状態でＱ４がオフ状態である期間（ｔ１３）の間、上昇する。そして、所定の期間経過後、期間ｔ１４では、Ｑ１のゲート電圧がＶ１Ｈになるように制御され、Ｑ１〜Ｑ４が、再び、図５Ａに示されるように全てオフ状態となり、第１通電端子Ｓ１の電圧も、期間ｔ１１と同様に略０ボルトとなる。

本実施形態の検出動作のうち、通電Ａに伴う検出動作では、図４に示される期間ｔ１２および期間ｔ１３の間の第１通電端子Ｓ１の電圧の変化に基づいて表示部４の不具合を検出することができる。すなわち、期間ｔ１２および期間ｔ１３の間の第１通電端子Ｓ１の電圧は、コンデンサ２２が接続されている回路のインピーダンスに依存し、そのため、表示部４への通電経路に断線またはショートなどの不具合があると正常な場合の電圧に比べて変化するので、この変化により不具合が検出され得る。たとえば、図２に例示される回路で表示部４の通電経路が断線していると、Ｑ１〜Ｑ４のオン／オフに関わらずコンデンサ２２は放電しないので、電圧Ｖｄｄも電源２１の電圧ＶＢＡＴと略同じままとなり、期間ｔ１２およびｔ１３中の第１通電端子Ｓ１の電圧も略ＶＢＡＴと同じ電圧のままとなる。

一方、表示部４の通電経路がショート、すなわち、第１および第２通電端子Ｓ１、Ｓ２間が短絡している場合は、Ｑ１およびＱ４がオンすると、コンデンサ２２の両端がショートする状態となるため、Ｑ１およびＱ４がオンした直後にコンデンサ２２が一気に放電し、電圧Ｖｄｄ、および第１通電端子Ｓ１の電圧も略０ボルトとなる。その後、期間ｔ１３でＱ４がオフ状態になると、第１および第２通電端子Ｓ１、Ｓ２間がショートしていても、グランド電位との接続は遮断されるため、コンデンサ２２が充電され始める。このため、表示部４の通電経路がショートしている場合の第１通電端子Ｓ１の電圧ＶＳ１ａは、図４に示されるように略０ボルトから上昇し始める。要するに、第１通電端子Ｓ１の電圧は、断線およびショートのいずれにおいても、正常時と異なる変化をすることとなる。従って、少なくともＱ１がオン状態にある期間ｔ１２および期間ｔ１３中の所定の時点の第１通電端子Ｓ１の電圧と、予め不具合検出基準として設定した閾値電圧とを比較することにより、表示部４の断線およびショートを検出することができる。また、特定の時点の第１通電端子Ｓ１の電圧ではなく、Ｑ１およびＱ４がオンにされた後の所定の期間中の電圧の変化量を、所定の閾値と比較することにより、表示部４の不具合を検出してもよい。

つぎに、図２に示される表示部４の第２通電端子Ｓ２から第１通電端子Ｓ１に向かって電流が流れる、すなわち第２通電端子Ｓ２が第１通電端子Ｓ１よりも高電位となる通電（通電Ｂ）に伴って表示部４の不具合検出が行われる場合について説明する。通電Ｂでは、前述の通電Ａと異なり、トランジスタＱ２およびＱ３をオンにすることにより表示部４への通電が行われる。

図６は、前述の図４におけるＱ１およびＱ４のゲート電圧と同様に、Ｑ２およびＱ３の各ゲート電圧ＶＧ２およびＶＧ３、ならびに、表示部４の第１通電端子Ｓ１の電圧ＶＳ１、ＶＳ１ｂ、ＶＳ１ｄの変化を示すタイミングチャートである。通電Ｂに伴う不具合検出では、Ｑ１およびＱ４はオフ状態から変化しないので図６への記載は省略する。また、図７Ａおよび図７Ｂには、図６に示される期間ｔ２２およびｔ２３それぞれにおける、Ｑ１〜Ｑ４のオン／オフの状態が、図５Ａ〜５Ｃと同様の方法で示されている。

図６に示されるように、期間ｔ２１では、前述の図４の期間ｔ１１と同様に、Ｑ１〜Ｑ４は全てオフ状態であり、表示部４に電流が流れることも無く、第１通電端子Ｓ１の電圧は略０ボルトである。

つぎに、表示部４が所定の期間（ｔ２２）通電される。具体的には、表示制御手段５１により、Ｑ３のゲート電圧がＶ３Ｌに、Ｑ２のゲート電圧がＶ２Ｈにそれぞれ制御される。それにより、図７Ａに示されるようにＱ３およびＱ２がオンし、表示部４の第２通電端子Ｓ２が、電源部２の電圧Ｖｄｄの電源ラインに電気的に接続され、一方、第１通電端子Ｓ１がグランド電位に接続される。その結果、図７Ａに二点鎖線で示される経路で電流ｉ２が流れる。

通電Ｂでは、前述の通電Ａと異なり、第１通電端子Ｓ１はグランド電位に接続されるため、その電圧は、期間ｔ２２においても、期間ｔ２１と略同じ０ボルトとなる。その後、前述の通電ＡのＱ４と同様に、表示制御手段５１によりＱ２のゲート電圧だけが再びＶ２Ｌになるように制御され、図７Ｂに示されるように、Ｑ３がオン状態のまま、Ｑ２がオフになる。すなわち、表示部４の第２通電端子Ｓ２が電源部２に電気的に接続されたまま、第１通電端子Ｓ１とグランド電位との間の電気的接続が遮断され、表示部４への通電が停止する。それに伴って、第１通電端子Ｓ１の電圧は、抵抗Ｒ２およびＲ３（図２参照）に流れる電流による表示部４での多少の電圧降下はあるものの、第２通電端子Ｓ２と略同じ電圧になる。そして、このときの第２通電端子Ｓ２は、通電Ａに伴う不具合検出における期間ｔ１３での第１通電端子Ｓ１と同じ状況にあるため、表示部４が正常なときの第１通電端子Ｓ１の電圧ＶＳ１は、図６に示されるように、Ｑ２がオフするのに伴って急激に上昇した後、図４に示される期間ｔ１３での第１通電端子Ｓ１の電圧と同様に、Ｑ２オフ後の期間（ｔ２３）中、コンデンサ２２の充電に伴って上昇する。

一方、表示部４の通電経路が断線またはショートしていても、期間ｔ２２では、Ｑ２がオンしているため、正常時と同様に略０ボルトとなる。従って、Ｑ２およびＱ３が共にオンしている状態では、第１通電端子Ｓ１をモニタしても、正常時と、断線時および短絡時のいずれとの識別もできない。しかしながら、本実施形態では、期間ｔ２２の後、Ｑ３がオンのままＱ２だけがオフにされる。そうすると、期間ｔ２２の間もコンデンサ２２がある程度充電された状態を維持している正常時と違って、表示部４が短絡していると期間ｔ２２の間にコンデンサ２２が略完全に放電してしまっているため、表示部４が短絡しているときの第１通電端子Ｓ１の電圧ＶＳ１ｂは、図６に示されるように、略０ボルトからコンデンサ２２の充電に伴って上昇する。また、表示部４が断線している場合は、第１通電端子Ｓ１が第２通電端子Ｓ２側と電気的に接続されることはないため、Ｑ２がオフにされた後も、略０ボルトのままとなる。すなわち、Ｑ２がオフにされた後の期間ｔ２３では、表示部４が正常な場合の第１通電端子Ｓ１の電圧は、断線時および短絡時のいずれの電圧とも異なることとなる。従って、通電Ｂにおいても、Ｑ３がオンのままＱ２がオフにされた後の期間ｔ２３中の所定の時点における第１通電端子Ｓ１の電圧と、予め設定された閾値電圧とを比較することにより、表示部４の断線およびショートを検出することができる。

なお、前述の説明では、図２に示されるように第１通電端子Ｓ１の電圧がモニタされる例で本実施形態の検出動作を説明したが、第２通電端子Ｓ２が抵抗Ｒ２を介して不具合検出手段１４に接続され、第２通電端子Ｓ２の電圧の変化に基づいて不具合検出が行われる場合でも、通電Ａおよび通電Ｂにおける状況が逆になるだけで、通電Ａおよび通電Ｂのいずれにおいても、表示部４の断線およびショートのいずれをも検出することができることに変わりはない。

要するに、本実施形態では、表示部４の２つの通電端子のうちの一方が電源部２に、他方がグランド電位にそれぞれ電気的に接続され、表示部４への通電が行われた後、一方の通電端子を電源部２に接続したまま、他方の通電端子のグランド電位との接続を遮断するように表示制御手段５１が構成される。そして、この状態のときの一方または他方の通電端子の電圧と所定の閾値電圧との比較などを行い、それにより表示部４の断線およびショートの検出を行うように不具合検出手段１４が構成されることにより、通電Ａおよび通電Ｂのいずれに伴う検出動作であっても、１つの通電端子だけの電圧に基づいて、表示部４の断線およびショートの両方を検出することができる。

本実施形態の検出動作における表示部４への通電期間（たとえば図４の期間ｔ１２および図６の期間ｔ２２）の長さ、ならびに、この通電期間終了後、第１および第２通電端子Ｓ１、Ｓ２のいずれかと電源部２との電気的接続が遮断されるまでの期間（たとえば図４の期間ｔ１３および図６の期間ｔ２３）の長さは、通電開始後の第１および第２通電端子Ｓ１、Ｓ２の電圧の具体的な変化傾向に応じて適宜設定されてよい。換言すると、これらの期間中の第１および第２通電端子Ｓ１、Ｓ２の電圧の変化に基づいて表示部４の不具合検出ができるように、不具合検出対象である電気部材（表示部４）の通電経路の抵抗値や、スイッチ手段１１の抵抗値などに応じて、コンデンサ２２の静電容量値や抵抗Ｒ１の抵抗値が選択される。また、第１および第２通電端子Ｓ１、Ｓ２のいずれかの電圧と所定の閾値電圧との比較を行うタイミング、すなわち、表示部４の断線およびショートの検出動作を実際に行うタイミングも、各通電端子の電圧の変化に応じて適宜決められてよい。しかしながら、一方の通電端子が電源部２に接続されたまま、他方の通電端子とグランド電位との電気的接続が遮断された状態で、いずれかの通電端子の電圧と閾値電圧とが比較される場合は、他方の通電端子とグランド電位との接続が遮断された直後に比較されるのが、その後のコンデンサ２２の充電速度のばらつきの影響が少なくなる点で好ましい。

なお、表示部４の２つの通電端子それぞれを、抵抗Ｒ２などを介して不具合検出手段１４に接続し、たとえば、前述の通電Ａでは、第１通電端子Ｓ１の電圧に基づいて、そして、通電Ｂでは、第２通電端子Ｓ２の電圧に基づいて不具合検出を行うように不具合検出手段１４を構成すれば、表示部４への通電中、すなわち、図４の期間ｔ１２または図６の期間ｔ２２においても、表示部４の断線およびショートの両方を検出することができる。しかしながら、抵抗Ｒ２およびＲ３が２組必要となり、また表示部４への通電時にこれらの抵抗に流れる電流が増えて消費電力が増加する他、不具合検出手段１４内の回路構成も複雑になるため、図２に例示されるように、一方の通電端子の電圧だけに基づいて不具合検出が行われる構成の方が好ましい。

また、不具合検出動作を表示部４のいずれかの通電端子と電源部２とが接続された状態で行うのであれば、表示部４のいずれかの通電端子ではなくトランジスタＱ１、Ｑ３のソースを抵抗Ｒ２を介して不具合検出手段１４に接続し、このソース電圧に基づいて不具合検出を行う構成とすることも可能である。しかしながら、このように接続すると、表示部４に通電されていないときも含めて常に抵抗Ｒ２およびＲ３に電流が流れ、消費電流が増えることになるため、図２に示されるように、各トランジスタのドレイン側、すなわち、表示部４側と、不具合検出手段１４とを接続する構成とするのが好ましい。

表示部４の断線およびショートを検出する基準となる閾値電圧は、表示部４への通電電圧の具体的な変化に応じて設定される。たとえば、前述の通電Ａに伴って検出動作が行われる場合は、図４中の期間ｔ１２およびｔ１３では、前述のように、表示部４が正常なときの第１通電端子Ｓ１の電圧ＶＳ１は、図４に示されるように変化する。一方、前述のように、表示部４がショートしているときの第１通電端子Ｓ１の電圧ＶＳ１ａは図４に示されるように変化し、表示部４が断線しているときは、第１通電端子の電圧は、略ＶＢＡＴと同じ電圧となる。従って、たとえば、図４に相対的な大きさが例示される閾値電圧Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２が不具合検出手段１４に設定され、期間ｔ１２およびｔ１３中のどこかの時点で、またはこれらの期間中ずっと、第１通電端子Ｓ１の電圧が閾値電圧Ｖｔｈ２よりも高いときに表示部４の断線を検出し、閾値電圧Ｖｔｈ１よりも低いときに表示部４のショートを検出するように不具合検出手段１４が構成されてもよい。

また、前述の通電Ｂに伴って検出動作が行われる場合は、前述のように、不具合検出が可能な図６中の期間ｔ２３では、表示部４が正常なときの第１通電端子Ｓ１の電圧ＶＳ１は、図６に示されるように変化する。一方、表示部４がショートしているときの第１通電端子Ｓ１の電圧ＶＳ１ｂは図６に示されるように変化し、表示部４が断線しているときは略０ボルトとなる。従って、たとえば、図６に相対的な大きさが例示される閾値電圧Ｖｔｈ４が不具合検出手段１４に設定され、期間ｔ２３中のどこかの時点で、またはこれらの期間中ずっと、第１通電端子Ｓ１の電圧が閾値電圧Ｖｔｈ４よりも低いときに表示部４の断線またはショートを検出するように不具合検出手段１４が構成されてもよい。なお、必要に応じて、図６に示されるように、表示部４が正常なときの第１通電端子Ｓ１の電圧ＶＳ１よりも大きな閾値電圧Ｖｔｈ５が設けられてもよい。なお、断線およびショートのいずれかが殆ど起こり得ない事情がある場合は、通電Ａおよび通電Ｂいずれにおいても、上限または下限いずれかの閾値電圧だけが設定されてもよい。

なお、ここでは、第１通電端子Ｓ１の電圧が比較される閾値電圧の例について説明したが、第２通電端子Ｓ２の電圧が表示部４の不具合検出に用いられる場合の閾値電圧についても同様である。この場合は、前述の第１通電端子Ｓ１の電圧が不具合検出に用いられる場合の通電Ａに伴う検出動作に関する説明が、通電Ｂに伴う検出動作に当てはまり、同様に、第１通電端子Ｓ１の電圧が不具合検出に用いられる場合の通電Ｂに伴う検出動作に関する説明が、通電Ａに伴う検出動作に当てはまる。

前述のように、通電Ａに伴って表示部４の不具合検出動作を行う場合と、通電Ｂに伴って検出動作を行う場合とで、不具合の検出基準となる閾値電圧が変えられてよい。換言すると、通電Ａおよび通電Ｂのいずれかに伴って検出動作を行う際に、第１通電端子Ｓ１の電圧に基づいて不具合検出動作を行う場合と、第２通電端子Ｓ２の電圧に基づいて不具合検出動作を行う場合とで、閾値電圧が変えられてよい。たとえば、前述のように、断線の検知に関しては、通電Ａおよび通電Ｂのいずれに伴う検出動作であるかによって、閾値電圧が異なり得る。また、図４および図６にそれぞれ示される下限側の閾値電圧Ｖｔｈ１および閾値電圧Ｖｔｈ４も、前述のように、表示部４での電圧降下などに応じて、互いに異なる大きさに設定されるのが好ましい。従って、不具合検出手段１４は、複数の閾値電圧を記録できる記憶素子または複数の閾値電圧を生成し得る基準電圧源を有し、これら複数の閾値電圧の中から適切なものを選択できるように構成されているのが好ましい。

また、不具合検出手段１４は、表示部４が通電Ａおよび通電Ｂのいずれの方向に通電されているかに応じて適切に閾値電圧を選択できるように、表示部４への通電方向についての情報を表示制御手段５１から入手し得るように構成されているのが好ましい。なお、表示部４への通電の開始時と終了時に、表示制御手段５１から不具合表示制御手段１４に通電開始および終了の情報が伝えられるように構成されるのはいうまでもない。

また、不具合検出手段１４には、たとえば、図４に示されるＶｔｈ１およびＶｔｈ２のように、所謂下限と上限の閾値電圧だけでなく、さらに、１つまたは複数の閾値電圧が不具合検出基準として設定されてよい。たとえば、図１１に例示される表示器４０が表示部４に用いられる場合、図４および図６に示されるように、閾値電圧Ｖｔｈ３、Ｖｔｈ６が設定されてよい。図１１に例示される表示器４０では、通電されることにより電流が流れる通電経路、すなわち、コイル４５１とコイル４５２とが並列接続されている。このように通電経路が並列接続されていると、いずれか一方だけが先に断線することがある。一方だけが断線しても表示機能を維持することもあり得るが、一方が断線するということは、他方の寿命も尽きかけていることが多く、早めに交換などの対処をし得るように、一方だけが断線した場合でも検出できるのが好ましい。しかしながら、完全な断線の検出を想定して設定された閾値電圧（たとえば、図４の閾値電圧Ｖｔｈ２）だけでは検出できないことがある。

しかしながら、本実施形態の検出方法では、並列接続された通電経路の一方だけが断線すると、通電経路の抵抗が増加するのに伴って、たとえば、前述の通電Ａが行われる場合、表示部４の第１通電端子Ｓ１の電圧は、図４に符号ＶＳ１ｃで示されるように、表示部４への通電中（期間ｔ１２）、表示部４が正常なときの電圧ＶＳ１と比べて緩やかに低下する。この違いを利用することにより、並列接続されている通電経路の一方だけが断線した場合でも、これを検出することができる。

すなわち、表示部４が正常なときに表示部４への通電中に第１通電端子Ｓ１が達し得る電圧より少なくとも大きく、かつ、並列接続された表示部４の通電経路の一方だけが断線しているときに達する最低電圧より小さい閾値電圧Ｖｔｈ３が、閾値電圧Ｖｔｈ１およびＶｔｈ２に加えて、不具合検出手段１４に設定される。そして、不具合検出手段１４が、表示部４が正常なときに第１通電端子Ｓ１の電圧が閾値電圧Ｖｔｈ３以下となるようなタイミングで、第１通電端子Ｓ１の電圧と各閾値電圧との比較を行うように構成されることにより、並列接続されている通電経路の一方だけの断線を検出することができる。本実施形態の不具合検出手段１４は、このように構成されてもよい。

また、前述の通電Ｂが行われる場合は、表示部４の並列接続された通電経路の一方だけが断線したときの第１通電端子Ｓ１の電圧ＶＳ１ｄは、図４に示されるように、期間ｔ２３において、表示部４が正常なときの電圧ＶＳ１に比べて大きい側にシフトする。従って、通電Ｂにおいても、前述の通電Ａのときと同様に、表示部４が正常なときに第１通電端子Ｓ１が達し得る電圧より少なくとも大きく、かつ、表示部４の通電経路の一方だけが断線しているときに達する最低電圧より小さい閾値電圧Ｖｔｈ６が不具合検出手段１４に設定され、表示部４が正常なときに第１通電端子Ｓ１の電圧が閾値電圧Ｖｔｈ６以下となるようなタイミングで、第１通電端子Ｓ１の電圧と各閾値電圧との比較を行うように不具合検出手段１４が構成されてもよい。このように構成されることにより、表示部４の通電経路が並列接続されている場合に、その一方だけの断線でも検出することができる。また、３つ以上の通電経路が並列接続されている場合でも、閾値電圧を適宜設けることにより、完全な断線では無く、全ての通電経路のうちの１つ、または複数個の断線を検出することも可能となることがある。

本実施形態の検出動作は、表示部４への通電に伴って行われる。この表示部４への通電は、表示部４の不具合の検出のために行われるものであってもよいが、他の目的で行われる表示部４への通電に付随して、表示部４の不具合の検出動作を行うように不具合検出手段１４が構成されてもよい。他の目的で行われる通電に伴って検出動作を行うことにより、不具合検出のために必要な表示部４への通電で消費される電力を節約することができる。たとえば、表示部４が、前述のように、非通電式の表示器であり、表示制御手段５１によって表示部４の表示状態の変更が必要と判断され、その判断に基づいて表示部４の表示状態を変えるために行われる通電に伴って不具合の検出動作が行われてもよい。

また、たとえば、表示部４が、図９〜１１に示されるように、磁気反転素子を用いた非通電式の表示器であり、表示制御手段５１の制御に基づく表示部４への通電が、表示部４の表示状態の変更が必要と判断されるときだけ行われる場合に、表示部４の表示状態が意図せずに変更され得ることへの対策として行われる通電に伴って、表示部４の不具合の検出動作が行われてもよい。すなわち、表示部４が、磁気反転素子を用いた非通電式の表示器の場合、一旦、正規の表示状態（たとえば、表示部４が電源部２の電池の残量表示である場合に、電池の残量が規定値以下であるときに、そのことを正しく表示する状態）に設定された後、通電されていない間に、メモなどの固定用マグネットや磁気装飾品などの表示部４への接近により、表示状態が正規の表示状態から変えられてしまうおそれがある。そのような誤った表示状態が長く続かないように、本実施形態の警報器１には、図１に示されるように、正規表示操作手段５２が設けられてよい。

正規表示操作手段５２は、表示制御手段５１による表示部４への通電の制御とは別に、定期的に、表示部４がその時点で本来表示すべき状態、すなわち正規の表示状態になるように表示部４への通電を制御する。たとえば、表示部４が電源部２の電圧が規定値以上であるか否かを表示するものである場合、定期的に電源部２の電圧をチェックし、そのときの表示部４の表示状態がどうであるかに関係なく、表示部４がそのときの電源部２の電圧に応じた正規の表示状態になるように、スイッチ手段１１を制御して表示部４への通電を行うように構成される。正規表示操作手段５２による定期的な正規表示操作は、任意の時間ごとに行われてよく、たとえば、３０分ごと、または１時間ごとに行われても、或いは、それ以上の間隔で行われてもよい。本実施形態の検出動作は、このような正規表示操作手段５２による通電の一部、または全部に伴わせて、所定の時間（第１設定時間）ごとに定期的に行われてもよい。

また、正規表示操作手段５２による定期的な正規表示操作は、１つの設定時間ごとではなく、複数の設定時間が設けられ、この複数の設定時間ごとに定期的に正規表示操作が行われてもよい。たとえば、標準モードの設定時間（第１設定時間）ごとの正規表示操作に代えて、または、これに加えて特別モードといえる設定時間ごとに正規表示操作を行うように正規表示操作手段が構成されてもよい。たとえば、警報器１の設置時や、外部操作手段１２が操作されるときなどは、マグネットや磁気装飾品などが近付けられる可能性が高いため、このような設置後や操作後は、所定時間の間、標準モードの設定時間に代えて、またはこれに加えて、たとえば標準モードの設定時間よりも短い特別モードの設定時間で定期的に正規表示操作が行われるのが好ましい。そして、この所定時間の間、特別モードの設定時間（第２設定時間）ごとに行われる正規表示操作による表示部４への通電に伴って、表示部４の不具合の検出動作を行うように不具合検出手段１４が構成されてもよい。

なお、正規表示操作手段５２は、表示制御手段５１と同様に、制御部５に市販のマイコンなどが用いられる場合は、マイコンなどに内蔵される素子により構成されることが可能で、表示制御手段５１を構成する素子と同じ素子により一部または全部が構成されてよい。

また、本実施形態の検出動作は、外部操作手段１２が操作されたときに行われてもよい。すなわち、外部操作手段１２の操作に応じて新たに表示部４への通電を行うように表示制御手段５１が構成され、この通電に伴って検出動作を行うように不具合検出手段１４が構成されてもよい。

本実施形態の警報器１には、図１に示されるように、故障報知手段１６が設けられており、表示部４に不具合があると判定されるときは、故障報知手段１６により報知されてよい。故障報知手段１６は、前述のように、ユーザーなどの視覚により認知されるように報知する発光ダイオードなどの故障表示手段であってよく、このような表示手段と、ブザーやスピーカーなどの音声発生装置とが組み合わせて用いられてもよい。たとえば、表示部４の不具合が報知されるときは、図１２Ａに示されるように、故障報知手段として備えられている発光ダイオード１６ａが点灯または点滅するように構成されてもよい。また、併せて、開口９２の奥に配置された図示しないブザーまたはスピーカーが鳴動し、これらの音が開口９２から発せられてもよい。

以上の説明では、主に図２に示される回路を参照し、２つの通電端子のどちら向きにも通電され得る表示部４を含む本実施形態の警報器１について説明したが、本発明の警報器は、一方向だけに通電される表示部を含んでいてもよく、その場合、表示部４は、図８に示されるように接続されてよい。図８には、通電電流が第１通電端子Ｓ１から第２通電端子Ｓ２に流れる通電だけが行われる表示部４ａの周辺の回路が示されており、第１通電端子Ｓ１は、図２に示される回路と同様にトランジスタＱ１を介して電源部２に接続されているが、グランド電位には接続されていない。また、第２通電端子Ｓ２はスイッチ手段１１（図１参照）を介することなく直接グランド電位に接続されている。なお、図８に示される回路は、トランジスタＱ２〜Ｑ４が存在しない点を除いて、図２に示される回路と同じなので、同一の構成要素についての説明や図８中の符号は省略する。

図８に示される他の実施形態の警報器では、表示部４は、第１通電端子Ｓ１から第２通電端子Ｓ２に電流が流れる通電、すなわち前述の通電Ａしかされないため、図２に示されるトランジスタＱ２およびＱ３は不要となり、また、前述の図４に示される期間ｔ１２で第１通電端子Ｓ１の電圧と所定の閾値電圧との比較を行うように不具合検出手段１４が構成されることにより表示部４の断線およびショートの両方を検出することができるので、第２通電端子Ｓ２とグランド電位との接続を遮断する必要も無いため、図２に示されるトランジスタＱ４も不要となる。

また、一実施形態の警報器や他の実施形態の警報器では、図３に示されるような前面だけではなく側面などにも表示窓９４を設け、どの方向からでも表示部４が見えるように複数の表示器で表示部４が構成されていてもよく、表示器それぞれに対して不具合検出手段１４が適用されてもよい。この場合、複数の表示器が並列に接続される場合は、いずれか１つの表示器の通電端子の電圧だけに基づいて、いずれかの表示器に不具合があることが検出されるように構成されてよい。或いは、各表示器が独立して駆動される場合は、各表示器に対して不具合検出手段１４が設けられてよく、または、不具合検出手段１４を１つだけ設けて、各表示器との接続を切り替えられる構造にすることにより表示器ごとに不具合を検出できるように不具合検出手段１４が構成されてもよい。

以上説明したように、本発明によれば、電気部材への通電時に蓄電手段が放電するため、電気部材に断線やショートなどの不具合があると、電気部材の通電端子において、放電に伴って正常時と異なる電圧の変化が得られる。そして、この電圧を不具合検出手段で、たとえば所定の閾値電圧などと比較することにより電気部材の不具合を検出することができる。通電時に放電する蓄電手段は、たとえば、コンデンサと抵抗とで簡単に構成でき、また、コンデンサは、他の目的で電源部に設けられているものを利用することもでき、さらに、不具合検出手段も警報器の本質的な警報動作を制御するマイコンなどの機能により実現し得るので、追加部品が少なく、簡単な構造で、かつ、シンプルな方法で電気部材の断線やショートなどの不具合を検出することができる。そのため、警報部材や表示器などの電気部材を、定期的に、また、不具合の疑いがあるときは頻繁にチェックすることも行い易くなる。その結果、電気部材の不具合が気付かれずに放置されることなく、早期に発見でき、動作すべきときに正常動作が得られないというような事態を未然に防ぐことができる。さらに、電気部材への通電後に通電経路の一端を電源部に接続したまま他端を開放した状態での通電端子の電圧を用いる構成とすることにより、通電経路内の電流の向きに関係なく１つの通電端子の電圧だけで、電気部材の断線およびショートの両方を検出することができ、より簡単な回路構造で電気部材の不具合を検出することができる。さらに、電気部材の通電経路が電磁石を構成するコイルである場合に、低い電圧で大きな起磁力が得られるように並列接続された通電経路のいずれかだけが断線しただけでも、閾値電圧を適宜設けることによりこのような断線を検出することができ、このような電磁石を有する電気部材が完全に機能停止する前に、交換などの適切な対処をすることができる。

１ 警報器
２ 電源部
３ 検出部
４、４ａ 表示部
５ 制御部
５１ 表示制御手段
５２ 正規表示操作手段
１１ スイッチ手段
１２ 外部操作手段
１４ 不具合検出手段
１６ 故障報知手段
２１ 電源
２２ 蓄電手段（コンデンサ）
４０ 磁気反転素子を用いた表示器
４１ ディスク
４３ 表示部材
４５ コイル
４５ａ セット端子
４５ｂ コモン端子
４５ｃ リセット端子
４６ 電磁石
Ｓ１ 第１通電端子
Ｓ２ 第２通電端子

Claims (7)

1. 所定の電圧で電力を供給する電源を含む電源部、および、前記電源部からの通電によって駆動され、監視領域の異常を検出する検出部を備える警報器であって、
   少なくとも２つの通電端子を有し、前記電源部からの前記通電端子への通電により所定の動作を行う電気部材と、
   前記電源の電力を蓄え、前記電気部材への通電時に放電するように構成された蓄電手段と、
   前記通電端子と前記電源部またはグランド電位との間の電気的な接続と遮断との切り替えを制御する制御部と、
   前記電気部材の不具合を検出するように構成された不具合検出手段と、を有し、
   前記不具合検出手段が、前記蓄電手段の放電による前記電気部材への通電電圧の変化に基づいて前記電気部材の不具合を検出するように構成されてなる警報器。
2. 前記電気部材が第１および第２通電端子を有し、前記制御部が、前記第１および第２通電端子それぞれと、前記電源部およびグランド電位それぞれとの間の電気的な接続と遮断とを制御するように構成されており、前記不具合検出手段が、前記電気部材への通電開始から所定の時間経過後の前記第１通電端子および／または前記第２通電端子の電圧に基づいて前記電気部材の不具合を検出するように構成された請求項１記載の警報器。
3. 前記制御部が、前記電気部材への通電開始から所定の時間経過後、前記電源部と前記第１および第２通電端子の一方とが電気的に接続されている状態で、前記第１および第２通電端子の他方とグランド電位との間の電気的接続が遮断される切換制御を行うように構成され、前記不具合検出手段が、前記切換制御の直後に、前記第１および第２通電端子の前記一方または他方だけの電圧に基づいて、前記電気部材の断線およびショートの両方が検出され得る検出動作を行うように構成された請求項２記載の警報器。
4. 前記不具合検出手段が、前記第１および第２通電端子の前記一方の電圧に基づいて前記検出動作を行う場合と、前記第１および第２通電端子の前記他方の電圧に基づいて前記検出動作を行う場合とで、検出基準を異ならせるように構成された請求項３記載の警報器。
5. 前記電気部材が、前記電源部からの通電により電流が流れる並列接続された複数の通電経路を有しており、前記不具合検出手段に、前記電気部材の前記複数の通電経路の全てが断線した場合に満たされる検出基準と、前記複数の通電経路の少なくとも１つが断線しただけで満たされる検出基準との少なくとも２つの断線検出基準が設けられてなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の警報器。
6. 外部から操作し得る外部操作手段をさらに有し、
   前記不具合検出手段は、所定の第１設定時間ごとに前記電気部材の不具合の検出動作を行い、前記警報器の設置時および／または前記外部操作手段の操作時から所定時間の間は、前記第１設定時間より短い第２設定時間ごとに前記電気部材の不具合の検出動作を行うように構成された請求項１〜５のいずれか１項に記載の警報器。
7. 前記電気部材が、前記電源部からの通電によって表示状態が設定され、前記通電停止後も前記表示状態が維持され得るように構成された表示器である請求項１〜６のいずれか１項に記載の警報器。

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