JP2016192042A - 自動火災報知システムの子機、自動火災報知システムの親機、およびそれらを用いた自動火災報知システム - Google Patents

Abstract

【課題】コンデンサから電力を受けて動作する回路の起動を早める。【解決手段】自動火災報知システムの子機１は、コンデンサ１２１〜１２３と、電流調整部１２４とを備えている。コンデンサ１２１〜１２３は、一対の電線５１，５２から流れ込む電流により充電される。電流調整部１２４は、一対の電線５１，５２とコンデンサ１２１〜１２３との間に電気的に接続され、電流の上限値を調整する。また、子機１は、コンデンサ１２１〜１２３から供給される電力を受けて動作する回路Ａ１を備えている。電流調整部１２４は、回路Ａ１が起動するまでの少なくとも一部の起動期間において、上限値を通常時よりも大きくする。【選択図】図１

Description

本発明は、一般に自動火災報知システムの子機、自動火災報知システムの親機、およびそれらを用いた自動火災報知システムに関する。より詳細には、本発明は、一対の電線を介して親機に電気的に接続される自動火災報知システムの子機、一対の電線を介して子機に電気的に接続される自動火災報知システムの親機、およびそれらを用いた自動火災報知システムに関する。

従来、自動火災報知システム（自火報システム）として、Ｐ型（Proprietary-type）とＲ型（Record-type）との２種類のシステムが存在する。Ｐ型の自動火災報知システムは、子機が一対の電線間を電気的に短絡することで、受信機からなる親機に火災発生を通知する。このようなＰ型の自動火災報知システムは、たとえば特許文献１に開示されている。

特許文献１に記載の火災報知設備（自動火災報知システム）は、火災受信機（親機）からの感知器回線（一対の電線）に接続され、感知器回線から電源供給されるとともに、感知器回線の電流を増加させて火災を通知する火災感知器（子機）を備える。火災感知器は、感知器回線の電圧が低下して内部電源の電圧が低下、あるいは内部電源が供給されなくなったときに電荷を放出して火災感知器の各部に供給するコンデンサを備える。

また、火災感知器は、コンデンサへの最大充電電流を制限する電流制限部を備える。したがって、この火災報知設備では、複数の火災感知器のコンデンサの充電による突入電流により、火災受信器が誤作動しないようにしている。

特開２０１４−１８６５４４号公報

ところで、上記従来例の火災感知器では、コンデンサに電気的に接続される回路が正常に動作できる電圧を確保するまで、コンデンサを充電する必要がある。しかしながら、上記従来例の火災感知器では、電流制限部によりコンデンサの最大充電電流を制限しているため、コンデンサの充電が遅くなる。このため、従来例の火災感知器では、回路の起動が遅くなるという問題があった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされており、自動火災報知システムの子機がコンデンサから電力を受けて動作する回路の起動を早めることを目的とする。

本発明の自動火災報知システムの子機は、一対の電線から流れ込む電流により充電されるコンデンサと、前記一対の電線と前記コンデンサとの間に電気的に接続され、前記電流の上限値を調整する電流調整部と、前記コンデンサから供給される電力を受けて動作する回路とを備え、前記電流調整部は、前記回路が起動するまでの少なくとも一部の起動期間において、前記上限値を通常時よりも大きくすることを特徴とする。

本発明の自動火災報知システムの親機は、上記の子機と共に前記一対の電線に電気的に接続され、前記一対の電線間の電圧の電圧値を検出する検出部を備え、前記検出部は、電源が投入されてから一定の期間が経過するまでは動作しないことを特徴とする。

本発明の自動火災報知システムは、上記の子機と、前記子機と共に前記一対の電線に電気的に接続される親機とを備えることを特徴とする。

本発明の自動火災報知システムの子機は、コンデンサから電力を受けて動作する回路の起動を早めることができる。

本発明の自動火災報知システムの親機では、自動火災報知システムの子機がコンデンサから電力を受けて動作する回路の起動を早めることができる。

本発明の自動火災報知システムでは、自動火災報知システムの子機がコンデンサから電力を受けて動作する回路の起動を早めることができる。

実施形態に係る自動火災報知システムの子機の概略構成を示すブロック図である。 実施形態に係る自動火災報知システムの概略構成を示すブロック図である。 実施形態に係る自動火災報知システムの全体構成を示すブロック図である。 実施形態に係る自動火災報知システムの子機の電流調整部を示す概略回路図である。 実施形態に係る自動火災報知システムの子機における、電流調整部の動作の一例を示す電流波形図である。 実施形態に係る自動火災報知システムの子機における、電流調整部の動作の一例を示す電圧波形図である。 図７Ａ〜図７Ｃは、それぞれ実施形態に係る自動火災報知システムの子機の切替回路を示す概略回路図である。

本実施形態の自動火災報知システム１００の子機１は、図１，図２に示すように、コンデンサ１２１，１２２，１２３と、電流調整部１２４とを備えている。コンデンサ１２１，１２２，１２３は、一対の電線５１，５２から流れ込む電流により充電される。電流調整部１２４は、一対の電線５１，５２とコンデンサ１２１，１２２，１２３との間に電気的に接続され、電流の上限値を調整する。また、子機１は、コンデンサ１２１，１２２，１２３から供給される電力を受けて動作する回路Ａ１を備えている。本実施形態の子機１では、回路Ａ１は、たとえばセンサ１３、発光素子１３１、処理部１６、記憶部１７である。

そして、電流調整部１２４は、回路Ａ１が起動するまでの少なくとも一部の起動期間Ｔ１において、上限値（第２上限値ＵＬ２）を通常時よりも大きくする（図５参照）。ここで、「通常時」とは、回路Ａ１の起動が完了した後の時間を意味する。

また、本実施形態の自動火災報知システム１００の子機１は、一対の電線５１，５２に電気的に接続される複数の子機１のうちの１つであるのが好ましい。この場合、複数の子機１は、それぞれ電流を引き込むことで親機２に信号を送信するように構成されている。そして、起動期間Ｔ１における上限値は、複数の子機１の起動期間Ｔ１における上限値の和が、信号を送信するときの電流値を超えないような値であるのが好ましい。

また、本実施形態の自動火災報知システム１００の子機１は、図１に示すように、一対の電線５１，５２間の電圧の電圧値を検出する電圧検出部１８をさらに備えるのが好ましい。そして、電流調整部１２４は、電圧検出部１８の検出結果に応じて、起動期間Ｔ１を定めるのが好ましい。

また、起動期間Ｔ１は、電圧検出部１８で検出された電圧の電圧値が所定の閾値Ｖ１を超えている間であるのが好ましい（図６参照）。

また、電流調整部１２４は、第１経路Ｐ１と、第２経路Ｐ２とを択一的に選択するように構成されているのが好ましい（図７Ｂ，図７Ｃ参照）。第１経路Ｐ１は、電流を制限する制限素子（抵抗Ｒ２、可変抵抗ＶＲ１）を介して一対の電線５１，５２とコンデンサ１２１，１２２，１２３とを電気的に接続する。第２経路Ｐ２は、制限素子（抵抗Ｒ２、可変抵抗ＶＲ１）の両端間をバイパスして一対の電線５１，５２とコンデンサ１２１，１２２，１２３とを電気的に接続する。そして、電流調整部１２４は、起動期間Ｔ１において第２経路Ｐ２を選択するのが好ましい。

また、本実施形態の自動火災報知システム１００の親機２は、図２に示すように、上記の子機１と共に一対の電線５１，５２に電気的に接続されている。親機２は、一対の電線５１，５２間の電圧の電圧値を検出する検出部（受信部２３）を備えているのが好ましい。そして、検出部（受信部２３）は、電源が投入されてから一定の期間が経過するまでは動作しないのが好ましい。

つまり、本実施形態の自動火災報知システム１００は、上記の子機１と、子機１と共に一対の電線５１，５２に電気的に接続される親機２とを備えているのが好ましい。

以下、本実施形態に係る自動火災報知システム１００、子機１、および親機２について詳しく説明する。ただし、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は、下記の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

＜全体構成＞
以下では、本実施形態の自動火災報知システム１００が集合住宅（マンション）に用いられる場合を例示する。もちろん、本実施形態の自動火災報知システム１００は、集合住宅に限らず、たとえば商業施設、病院、ホテル、雑居ビル等、様々な建物に用いられてもよい。

本実施形態の自動火災報知システム１００においては、図３に示すように１棟の集合住宅６に対して、１台の親機２と、複数台の子機１０１，１０２，１０３…とが設けられている。なお、複数台の子機１０１，１０２，１０３…の各々を特に区別しないときには単に「子機１」という。

さらに、この自動火災報知システム１００では、一対の電線５１，５２が１〜４階の階（フロア）ごとに配線されている。要するに、２本１組（２線式）の電線５１，５２は、集合住宅６全体で４組設けられている。

ここでは、各組の電線５１，５２に対して最大４０〜８０台の子機１が接続可能である。さらに、１台の親機２には、一対の電線５１，５２は最大で５０〜２００回線（５０〜２００組）接続可能である。したがって、たとえば各組の電線５１，５２に最大４０台の子機１が接続可能で、１台の親機２に最大で５０回線の一対の電線５１，５２が接続可能である場合、子機１は、１台の親機２に対して最大で２０００（＝４０×５０）台まで接続可能である。ただし、これらの数値は一例であって、これらの数値に限定する趣旨ではない。

なお、一対の電線５１，５２の終端（親機２と反対側の端部）においては、一対の電線５１，５２間が終端抵抗４を介して電気的に接続されている。そのため、親機２は、一対の電線５１，５２間に流れる電流を監視することで、一対の電線５１，５２の断線を検知
することが可能である。ただし、終端抵抗４は必須の構成ではなく、省略されていてもよい。

自動火災報知システム１００は、基本的には、熱感知器や煙感知器や炎感知器等からなる子機１にて火災の発生を検知し、子機１から受信機である親機２へ火災発生の通知（火災報）がなされるように構成されている。ただし、子機１は、火災の発生を検知する感知器に限らず、発信機などを含んでいてもよい。発信機は、押しボタンスイッチを有し、人が火災を発見した場合に押しボタンスイッチを手動で操作することにより、親機２へ火災発生の通知（火災報）を行う装置である。

また、自動火災報知システム１００は、他装置３を連動させるための通知（連動報）を子機１から親機２が受けた際、防排煙設備や非常用放送設備等の他装置３を連動させる連動機能を有している。そのため、自動火災報知システム１００は、火災の発生時に、防排煙設備の防火扉を制御したり、非常用放送設備にて音響または音声により火災の発生を報知したりすることが可能である。

他装置３は、たとえば有線接続により親機２との間で通信可能に構成されており、親機２からの指示を受けて自動火災報知システム１００と連動するように構成されている。ここでいう他装置３は、防火扉や排煙設備などの防排煙設備、非常用放送設備、外部移報装置、およびスプリンクラーなどの消火設備等、様々な装置を含んでおり、特定の装置（設備）には限定されない。なお、外部移報装置は、自動火災報知システム１００が設置されている施設の外部の関係者、消防機関、警備会社等へ通報する装置である。

ここで、本実施形態の自動火災報知システム１００では、子機１は、一対の電線５１，５２を流れる電流（ひいては、一対の電線５１，５２間の電圧）を火災報レベルまたは連動報レベルに調節することができる。したがって、本実施形態の自動火災報知システム１００では、親機２は、火災報と連動報とを区別することができる。また、子機１は、一対の電線５１，５２を流れる電流（ひいては、一対の電線５１，５２間の電圧）を第１レベルと第２レベルとで交互に切り替えることにより、信号を送信することができる。また、親機２は、子機１と同様に、信号を送信することができる。

次に、親機２および子機１の構成について図１，２を用いて説明する。なお、図２は、１台の子機１が一対の電線５１，５２を介して１台の親機２に電気的に接続されている状態を示している。したがって、図２では、他の複数の子機１および他の一対の電線５１，５２の図示は省略されている。

＜親機の構成例＞
親機２は、子機１から火災発生の通知（火災報）、並びに他装置３を連動させるための通知（連動報）を受けるＰ型受信機である。親機２は、建物（集合住宅６）の管理室に設置される。

親機２は、図２に示すように、印加部２１の他、抵抗２２と、受信部２３と、送信部２４と、各種の表示を行う表示部２５と、ユーザからの操作入力を受け付ける操作部２６と、各部を制御する処理部２７とを有している。

印加部２１は、所定の電圧を一対の電線５１，５２に対して印加する。ここでは一例として、印加部２１が一対の電線５１，５２間に印加する電圧は直流２４Ｖとするが、この値に限定する趣旨ではない。

抵抗２２は、印加部２１と一対の電線５１，５２の少なくとも一方との間に接続されている。図１の例では、抵抗２２は、一対の電線５１，５２のうち一方（高電位側）の電線５１と印加部２１との間に挿入されている。ただし、この例に限らず、抵抗２２は、他方（低電位側）の電線５２と印加部２１との間に挿入されていてもよいし、一対の電線５１，５２の両方と印加部２１との間にそれぞれ挿入されていてもよい。

また、抵抗２２は、抵抗２２を流れる電流を電圧降下により抵抗２２の両端間の電位差（電圧）に変換する第１の機能と、一対の電線５１，５２間が短絡したときに一対の電線５１，５２に流れる電流を制限する第２の機能との２つの機能を有している。要するに、抵抗２２は、電流−電圧変換素子としての第１の機能と、電流制限素子としての第２の機能とを兼ね備えている。ここでは一例として、抵抗２２の抵抗値は４７０Ωとするが、この値に限定する趣旨ではない。

受信部２３は、抵抗２２と一対の電線５１，５２との間に電気的に接続されている。受信部２３は、一対の電線５１，５２間の電圧に基づいて、子機１から送信される信号を受信する。具体的には、子機１が後述するように一対の電線５１，５２を流れる電流を引き込むと、抵抗２２を流れる電流の電流値が変化し、一対の電線５１，５２間の電圧が変化する。受信部２３は、この一対の電線５１，５２間の電圧の電圧値を検出することにより、子機１から送信される信号を受信する。言い換えれば、受信部２３は、一対の電線５１，５２間の電圧の電圧値を検出する検出部である。

送信部２４は、抵抗２２と一対の電線５１，５２との間に電気的に接続されている。送信部２４は、一対の電線５１，５２を流れる電流を変化させることで、信号を子機１に送信する。具体的には、送信部２４が印加部２１から抵抗２２に流れる電流を引き込むと、一対の電線５１，５２間の電圧が変化する。つまり、送信部２４は、印加部２１から抵抗２２に流れる電流の引き込みにより、一対の電線５１，５２間の電圧を変化させることで、信号を子機１に送信する。

表示部２５は、たとえばＬＥＤ（Light Emitting Diode）や液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネセンスディスプレイ等を備えている。表示部２５は、処理部２７に制御されることで、子機１から受信した信号に含まれるデータに応じた内容を表示する。表示部２５は、たとえば火災の発生や、火災の発生した階（フロア）を表示する。また、表示部２５は、火災を検知した子機１の固有の識別情報（たとえば、アドレス）を取得できる場合は、当該子機１の設置場所を表示することも可能である。

処理部２７は、マイコン（マイクロコンピュータ）を主構成とし、メモリに記憶されたプログラムを実行することにより所望の機能を実現する。なお、プログラムは、予めメモリに書き込まれていてもよいが、メモリカードのような記録媒体に記憶されて提供されてもよいし、電気通信回線を通じて提供されてもよい。

また、親機２は、他装置３を連動させるための連動部２８をさらに有している。これにより、親機２は、子機１から連動報を受けると、連動部２８から他装置３へ指示を出し、他装置３を連動させることができる。

親機２は、上述したように印加部２１から一対の電線５１，５２間に電圧を印加することにより、一対の電線５１，５２に接続されている子機１を含め、自動火災報知システム１００全体の動作用の電源として機能する。

さらに、親機２は、停電に際しても自動火災報知システム１００の動作用の電源を確保できるように、蓄電池を用いた予備電源２９をさらに有している。親機２は、商用電源、自家発電設備等を主電源とする。印加部２１は、電力の供給元を、主電源の停電時に主電源から予備電源２９に自動的に切り替え、主電源の復旧時には予備電源２９から主電源に自動的に切り替える。予備電源２９は、省令で定められる基準を満たすように容量等の仕様が決められている。

＜子機の構成例＞
子機１は、図１，２に示すように、ダイオードブリッジ（Diode Bridge：ＤＢ）１１と、電源回路１２と、センサ１３と、発光素子１３１と、送信回路１４と、受信回路１５と、処理部１６と、記憶部１７と、電圧検出部１８とを有している。

ダイオードブリッジ１１は、入力端に一対の電線５１，５２が電気的に接続され、出力端に電源回路１２、送信回路１４、受信回路１５が電気的に接続されている。

電源回路１２は、図１に示すように、コンデンサ１２１，１２２，１２３と、電流調整部１２４と、低損失レギュレータ（Low Drop-Out regulator：ＬＤＯ）１２５とを備えている。

コンデンサ１２１，１２２，１２３は、たとえばセラミックコンデンサや電解コンデンサからなり、一対の電線５１，５２から流れ込む電流により充電される。電流調整部１２４は、一対の電線５１，５２とコンデンサ１２１，１２２，１２３との間に電気的に接続され、一対の電線５１，５２を流れる電流の上限値を調整する。低損失レギュレータ１２５は、入力端に電流調整部１２４の出力端およびコンデンサ１２１が電気的に接続され、出力端にコンデンサ１２２，１２３が電気的に接続されている。低損失レギュレータ１２５は、入力端に入力される電圧と、出力端から出力される電圧との差が小さくなるように動作する。

ここで、電流調整部１２４の具体的な回路の一例について説明する。電流調整部１２４は、図４に示すように、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と、半導体素子Ｑ１，Ｑ２と、スイッチ素子Ｓ１とを備えている。半導体素子Ｑ１，Ｑ２は、いずれもｎｐｎ型のバイポーラトランジスタである。もちろん、半導体素子Ｑ１，Ｑ２は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等の他の半導体素子で構成されていてもよい。スイッチ素子Ｓ１は、たとえばバイポーラトランジスタやＭＯＳＦＥＴなどの半導体素子で構成されており、処理部１６の制御によりオン／オフが切り替えられる。もちろん、スイッチ素子Ｓ１は、他の構成であってもよく、たとえば電磁リレーであってもよい。

半導体素子Ｑ１のコレクタは、高電位側の電線５１に電気的に接続されている。半導体素子Ｑ１のベースは、半導体素子Ｑ２のコレクタに電気的に接続されている。半導体素子Ｑ１のエミッタは、半導体素子Ｑ２のベースおよび抵抗Ｒ２の第１端に電気的に接続されている。抵抗Ｒ１は、半導体素子Ｑ１のコレクタとベースとの間に電気的に接続されている。半導体素子Ｑ２のエミッタは、抵抗Ｒ２の第２端に電気的に接続されている。抵抗Ｒ３およびスイッチ素子Ｓ１は、直列に電気的に接続されている。そして、抵抗Ｒ３およびスイッチ素子Ｓ１の直列回路は、抵抗Ｒ２に並列に電気的に接続されている。

また、電流調整部１２４のうち、抵抗Ｒ２，Ｒ３およびスイッチ素子Ｓ１は、切替部１２６を構成している。切替部１２６は、処理部１６の制御によりスイッチ素子Ｓ１のオン／オフが切り替えられるように構成されている。

以下、電流調整部１２４の動作の一例について説明する。ここでは、スイッチ素子Ｓ１がオフであると仮定する。電流調整部１２４の入力端に一対の電線５１，５２間の電圧が印加されると、半導体素子Ｑ１のベース−エミッタ間に電圧が印加される。すると、半導体素子Ｑ１がオンに切り替わり、切替部１２６（ここでは、抵抗Ｒ２）を介して電流が流れる。抵抗Ｒ２に流れる電流の電流値が、所定の電流値よりも大きくなると、半導体素子Ｑ２のベース−エミッタ間電圧が閾値（飽和電圧）よりも大きくなることで、半導体素子Ｑ２がオンに切り替わる。すると、半導体素子Ｑ１のベース−エミッタ間電圧が低下して閾値（飽和電圧）を下回ることにより、半導体素子Ｑ１がオフに切り替わる。

つまり、半導体素子Ｑ１，Ｑ２が交互にオン／オフを繰り返すことにより、電流調整部１２４の出力電流は、ほぼ一定になる。そして、電流調整部１２４の出力電流の上限値は、半導体素子Ｑ２のベース−エミッタ間電圧を、切替部１２６のインピーダンス（ここでは、抵抗Ｒ２の抵抗値）で除した値にほぼ一致する電流値となるように制限される。言い換えれば、電流調整部１２４は、一対の電線５１，５２から流れ込む電流を調整する。

電源回路１２のコンデンサ１２１，１２２，１２３は、図１に示すように、回路Ａ１に電力を供給する。回路Ａ１は、たとえばセンサ１３、発光素子１３１、処理部１６、記憶部１７である。たとえば、コンデンサ１２２は、処理部１６に電力を供給する。また、コンデンサ１２３は、たとえばセンサ１３および発光素子１３１に電力を供給する。電源回路１２は、一対の電線５１，５２を流れる電流が増加して一対の電線５１，５２間の電圧が低下した際に、コンデンサ１２１，１２２，１２３に蓄えた電力を供給する。なお、電源回路１２は、一対の電線５１，５２間の電圧が変動しても子機１が電力不足にならないように構成されていればよい。

センサ１３は、たとえば煙の濃度の変化、温度の変化、一酸化炭素等のガス濃度の変化を検出することで、火災や煙の発生を検知する。センサ１３には、たとえばＬＥＤなどの発光素子１３１が電気的に接続されている。発光素子１３１は、一対の電線５１，５２から電流を引き込むことでセンサ１３が動作する際に、発光する。したがって、利用者は、センサ１３が動作しているか否かを目視で判断することができる。

送信回路１４は、一対の電線５１，５２に電気的に接続されている。送信回路１４は、一対の電線５１，５２を流れる電流を変化させることで、信号を親機２に送信する。具体的には、送信回路１４が一対の電線５１，５２に流れる電流を引き込むと、一対の電線５１，５２間の電圧が変化する。つまり、送信回路１４は、一対の電線５１，５２に流れる電流の引き込みにより、一対の電線５１，５２間の電圧を変化させることで、信号を親機２に送信する。

受信回路１５は、一対の電線５１，５２間の電圧の変化に基づいて、親機２から送信される信号を受信する。具体的には、親機２が一対の電線５１，５２を流れる電流を引き込むと、抵抗２２を流れる電流の電流値が変化し、一対の電線５１，５２間の電圧が変化する。受信回路１５は、この一対の電線５１，５２間の電圧の電圧値を検出することにより、親機２から送信される信号を受信する。

なお、送信回路１４および受信回路１５は、図２に示すように、ダイオードブリッジ１１と電源回路１２との間において、一対の電線５１，５２に電気的に接続されている。言い換えれば、送信回路１４および受信回路１５は、一対の電線５１，５２における電流調整部１２４の入力側に電気的に接続されている。したがって、送信回路１４および受信回路１５は、電流調整部１２４による電流の調整の影響を受けない。

処理部１６は、送信回路１４および受信回路１５を制御する。処理部１６は、センサ１３の出力に応じて電流の引き込み量を調節することで送信回路１４から親機２に信号を送信させたり、親機２からの信号を受信回路１５で受信させたりする。ここでは、処理部１６はマイコン（マイクロコンピュータ）を主構成とし、メモリに記憶されたプログラムを実行することにより所望の機能を実現する。なお、プログラムは、予めメモリに書き込まれていてもよいが、メモリカードのような記録媒体に記憶されて提供されてもよいし、電気通信回線を通じて提供されてもよい。

処理部１６は、センサ１３の出力（センサ値）を定期的に読み込み、センサ１３の出力が第１閾値を超えると、火災と判断する。そして、処理部１６は、送信回路１４を制御して一対の電線５１，５２を流れる電流の引き込み量を調節することにより、一対の電線５１，５２間の電圧を火災報レベルに変化させる。これにより、処理部１６は、火災報を親機２に通知する。

また、処理部１６は、センサ１３の出力が第２閾値（＞第１閾値）を超えると、他装置３を連動させると判断する。そして、処理部１６は、送信回路１４を制御して一対の電線５１，５２を流れる電流の引き込み量を調節することにより、一対の電線５１，５２間の電圧を連動報レベル（＜火災報レベル）に変化させる。これにより、処理部１６は、連動報を親機２に通知する。

また、処理部１６は、送信回路１４を制御して、一対の電線５１，５２間の電圧の電圧値を第１レベルと第２レベルとで交互に切り替えることにより、親機２に信号を送信する。信号には、たとえば子機１単位で発報元を特定するための情報（識別情報）や、自動試験のための情報などが含まれる。なお、自動試験の項目としては、たとえば生存確認（キープアライブ）、子機１の自己診断等が含まれている。

記憶部１７は、子機１に予め割り当てられている識別情報（たとえば、アドレス）を少なくとも記憶する。つまり、複数台の子機１０１，１０２，１０３…には、それぞれ固有の識別情報が割り当てられている。各識別情報は、複数台の子機１０１，１０２，１０３…の各々の設置場所（たとえば部屋番号）と対応付けられて親機２に登録される。

電圧検出部１８は、一対の電線５１，５２に電気的に接続されている。電圧検出部１８は、たとえば複数の抵抗からなる分圧回路で構成されている。電圧検出部１８は、一対の電線５１，５２間の電圧を分圧することにより、一対の電線５１，５２間の電圧の電圧値を検出する。電圧検出部１８の検出結果は、処理部１６に入力される。

＜一対の電線に表れる特性のずれ＞
ここで、たとえば本実施形態の自動火災報知システム１００において、複数台の子機１が、それぞれランダムにセンサ１３を動作させていると仮定する。この場合、偶然に複数台の子機１が同時にセンサ１３を動作させると、１台の子機１が一対の電線５１，５２を流れる電流を引き込む場合と比較して、より大きい電流を引き込むことになる。すると、一対の電線５１，５２間の電圧の電圧値は、１台の子機１が一対の電線５１，５２を流れる電流を引き込む場合と比較して、大きく低下する可能性があった。そして、この場合、子機１が火災報を誤って通知する、すなわち誤報などの予期せぬ動作を行う可能性があった。

そこで、本実施形態の自動火災報知システム１００の子機１は、電流調整部１２４を備えることで、一対の電線５１，５２から流れ込む電流を制限している。したがって、仮に複数台の子機１のセンサ１３が同時に動作した場合でも、電流調整部１２４により一対の電線５１，５２から引き込む電流が制限され、一対の電線５１，５２間の電圧が大きく低下し難い。その結果、子機１は、誤報などの予期せぬ動作を行う可能性が低くなっている。

＜回路の起動について＞
ところで、本実施形態の子機１では、コンデンサ１２１，１２２，１２３の充電が完了することで回路Ａ１が起動するが、一対の電線５１，５２から流れ込む電流を電流調整部１２４によって調整する場合、以下の問題が生じ得る。すなわち、電流調整部１２４により、単に一対の電線５１，５２から流れ込む電流を制限した場合、コンデンサ１２１，１２２，１２３に流れる電流も制限されてしまう。このため、コンデンサ１２１，１２２，１２３の充電が遅くなり、結果として回路Ａ１の起動が遅くなるという問題が生じ得る。

そこで、本実施形態の子機１では、回路Ａ１が起動するまでの少なくとも一部の起動期間Ｔ１において、一対の電線５１，５２から流れ込む電流の上限値を通常時よりも大きくするように電流調整部１２４を構成することで、上記の問題を解決している。

電流調整部１２４は、既に述べたように、切替部１２６を有している（図４参照）。そして、電流調整部１２４は、切替部１２６が制御されることにより、一対の電線５１，５２から流れ込む電流の上限値を調整するように構成されている。具体的には、電流調整部１２４は、スイッチ素子Ｓ１がオフのとき、上限値が第１上限値ＵＬ１となる。また、電流調整部１２４は、スイッチ素子Ｓ１がオンのとき、上限値が第２上限値ＵＬ２となる。

ここで、第１上限値ＵＬ１は、半導体素子Ｑ２のベース−エミッタ間電圧を抵抗Ｒ２の抵抗値で除した値である。また、第２上限値ＵＬ２は、半導体素子Ｑ２のベース−エミッタ間電圧を抵抗Ｒ２，Ｒ３の合成抵抗の抵抗値で除した値である。そして、抵抗Ｒ２，Ｒ３の合成抵抗の抵抗値は、抵抗Ｒ２の抵抗値よりも小さくなる。したがって、第２上限値ＵＬ２は、第１上限値ＵＬ１よりも大きい（図５参照）。

＜動作例＞
以下、電流調整部１２４の動作例について図５を用いて説明する。図５は、横軸を時間軸、縦軸を電流として、一対の電線５１，５２から電流調整部１２４に流れ込む電流を表している。また、図５の時刻ｔ０は、親機２を一対の電線５１，５２に接続した状態で、親機２の電源を投入した時刻を表している。

図５に示すように、電流調整部１２４の上限値は、親機２の電源を投入する時点では第２上限値ＵＬ２である。この構成は、スイッチ素子Ｓ１をノーマリーオン型のスイッチとすることで実現できる。そして、電流調整部１２４は、時刻ｔ１になるまで、すなわち起動期間Ｔ１が経過するまでは、上限値を第２上限値ＵＬ２に維持する。これにより、上限値が第１上限値ＵＬ１である場合と比較して、コンデンサ１２１，１２２，１２３に流れる電流が大きくなる。したがって、上限値が第１上限値ＵＬ１である場合と比較して、コンデンサ１２１，１２２，１２３の充電が完了するまでの時間が短くなる。

そして、電流調整部１２４のスイッチ素子Ｓ１は、起動期間Ｔ１が経過すると、処理部１６の制御によりオフに切り替えられる。これにより、電流調整部１２４の上限値は、通常時の第１上限値ＵＬ１となる。したがって、起動期間Ｔ１の経過後においては、電流調整部１２４は、一対の電線５１，５２から流れ込む電流を制限する。

なお、起動期間Ｔ１の途中で処理部１６が起動する場合、起動期間Ｔ１の終了時点を以下のように決定してもよい。すなわち、処理部１６は、起動すると内蔵のタイマにより計時を開始する。そして、処理部１６がタイマにより所定の時間を計時した時点を、起動期間Ｔ１の終了時点とする。この場合、所定の時間は、コンデンサ１２１，１２２，１２３の静電容量など、設計に応じて適宜設定されてもよい。

＜効果＞
上述のように、電流調整部１２４は、起動期間Ｔ１において、一対の電線５１，５２から流れ込む電流の上限値を通常時よりも大きくするように構成されている。このため、単に一対の電線５１，５２から流れ込む電流を制限した場合と比較して、コンデンサ１２１，１２２，１２３の充電が完了するまでの時間を短くすることができ、結果として回路Ａ１の起動を早めることができる。本実施形態の自動火災報知システム１００の子機１と共に用いられる親機２、および自動火災報知システム１００も、上記と同様の効果を奏することができる。

とくに、本実施形態の親機２は、以下の構成を有している。すなわち、親機２は、一対の電線５１，５２間の電圧の電圧値を検出する検出部（ここでは、受信部２３）を備えている。そして、検出部（受信部２３）は、電源が投入されてから一定の期間（たとえば、起動期間Ｔ１）が経過するまでは動作しないように構成されている。つまり、電流調整部１２４の上限値を通常時よりも大きくしている期間において、複数台の子機１が同時に一対の電線５１，５２から電流を引き込む可能性がある。この場合、本実施形態の親機２は、一対の電線５１，５２に表れる特性のずれとして検出しないので、好ましい。なお、当該構成を採用するか否かは任意である。

ところで、第１上限値ＵＬ１は、同じ回線（一対の電線５１，５２）に接続されている全ての子機１の第１上限値ＵＬ１の和が、信号を送信する（ここでは、火災報を通知する）ときの電流値を超えないような値であるのが好ましい。つまり、通常時における上限値は、複数の子機１の通常時における上限値の和が、信号を送信するときの電流値を超えないような値であるのが好ましい。このように第１上限値ＵＬ１を設定すれば、仮に同じ回線（一対の電線５１，５２）に接続されている全ての子機１のセンサ１３が同時に動作した場合でも、一対の電線５１，５２間の電圧の電圧値が火災報レベルよりも低下することがない。

ここで、一対の電線５１，５２間の電圧は、親機２の電源を投入してから時間の経過に伴って、親機２の印加部２１が印加する電圧まで上昇する。そして、親機２の印加部２１は、電源の投入時から一定期間が経過するまでは、通常時よりも高い電圧を一対の電線５１，５２に対して印加する。したがって、一対の電線５１，５２間の電圧は、たとえば図６に示すように推移する。そこで、本実施形態の子機１において、電流調整部１２４は、電圧検出部１８の検出結果に応じて、起動期間Ｔ１を定めるように構成されていてもよい。

たとえば図６に示すように、起動期間Ｔ１は、電圧検出部１８で検出した一対の電線５１，５２間の電圧の電圧値が所定の閾値Ｖ１を超えている期間であってもよい。具体的には、電流調整部１２４の上限値は、一対の電線５１，５２間の電圧の電圧値が所定の閾値Ｖ１を上回るまでは第１上限値ＵＬ１である。この構成は、スイッチ素子Ｓ１をノーマリーオフ型のスイッチとすることで実現できる。そして、時刻ｔ２において一対の電線５１，５２間の電圧の電圧値が所定の閾値Ｖ１を上回ると、電流調整部１２４の上限値は、スイッチ素子Ｓ１がオンに切り替えられることにより、第２上限値ＵＬ２となる。その後、時刻ｔ３において一対の電線５１，５２間の電圧の電圧値が所定の閾値Ｖ１を下回ると、電流調整部１２４の上限値は、スイッチ素子Ｓ１がオフに切り替えられることにより、第１上限値ＵＬ１となる。この場合、起動期間Ｔ１は、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間となる。

その他、起動期間Ｔ１は、電圧検出部１８で検出した一対の電線５１，５２間の電圧の電圧値が所定の閾値Ｖ１を下回るまでの期間であってもよい。具体的には、電流調整部１２４の上限値は、親機２の電源を投入する時点では第２上限値ＵＬ２である。この構成は、スイッチ素子Ｓ１をノーマリーオン型のスイッチとすることで実現できる。その後、時刻ｔ３において一対の電線５１，５２間の電圧の電圧値が所定の閾値Ｖ１を下回ると、電流調整部１２４の上限値は、スイッチ素子Ｓ１がオフに切り替えられることにより、第１上限値ＵＬ１となる。この場合、起動期間Ｔ１は、時刻ｔ０から時刻ｔ３までの期間となる。

また、切替部１２６の構成は、図４に示す構成に限定されず、他の構成であってもよい。たとえば図７Ａに示すように、切替部１２６は、抵抗Ｒ２，Ｒ３およびスイッチ素子Ｓ１の代わりに、可変抵抗ＶＲ１で構成されていてもよい。可変抵抗ＶＲ１は、処理部１６の制御により、抵抗値を切り替えることのできる素子であればよい。たとえば可変抵抗ＶＲ１の抵抗値が２値に切り替え可能であれば、電流調整部１２４は、可変抵抗ＶＲ１の抵抗値を２値のうち大きい方の値とすることで、上限値を第１上限値ＵＬ１とする。また、電流調整部１２４は、可変抵抗ＶＲ１の抵抗値を２値のうち小さい方の値とすることで、上限値を第２上限値ＵＬ２とする。

また、切替部１２６は、図７Ｂに示すように、抵抗Ｒ２およびスイッチ素子Ｓ１の並列回路で構成されていてもよい。つまり、電流調整部１２４は、第１経路Ｐ１と第２経路Ｐ２とを択一的に選択するように構成されていてもよい。第１経路Ｐ１は、抵抗Ｒ２を含む経路であり、電流を制限する制限素子（抵抗Ｒ２）を介して一対の電線５１，５２とコンデンサ１２１，１２２，１２３とを電気的に接続する。第２経路Ｐ２は、スイッチ素子Ｓ１を含む経路であり、制限素子（抵抗Ｒ２）の両端間をバイパスして一対の電線５１，５２とコンデンサ１２１，１２２，１２３とを電気的に接続する。

そして、電流調整部１２４は、起動期間Ｔ１において第２経路Ｐ２を選択するように構成されていてもよい。具体的には、電流調整部１２４は、起動期間Ｔ１において、処理部１６の制御によりスイッチ素子Ｓ１をオンに切り替えられることで、第２経路Ｐ２を選択する。

この構成では、第１上限値ＵＬ１が抵抗Ｒ２などの制限素子により制限されないことから、一対の電線５１，５２から流れ込む電流の制限をさらに緩めることができる。したがって、この構成では、第１上限値ＵＬ１が制限素子により制限される場合と比較して、コンデンサ１２１，１２２，１２３の充電が完了するまでの時間をより短くすることができ、結果として回路Ａ１の起動をより早めることができる。

その他、切替部１２６は、図７Ｃに示すように、可変抵抗ＶＲ１およびスイッチ素子Ｓ１の並列回路で構成されていてもよい。この構成では、制限素子（可変抵抗ＶＲ１）を含む経路が第１経路Ｐ１、スイッチ素子Ｓ１を含む経路が第２経路となる。

ところで、本実施形態の子機１では、親機２から一対の電線５１，５２に対して電圧が印加される場合を想定しているが、アドレス設定器から一対の電線５１，５２に対して電圧が印加される場合もある。ここで、アドレス設定器は、一対の電線５１，５２に接続されている複数台の子機１の各々にアドレスを設定する際に用いられる。そして、アドレス設定器を一対の電線５１，５２に接続した状態で、アドレス設定器の電源を投入する場合にも、アドレス設定器から一対の電線５１，５２に対して電圧が印加される。この場合にも、本実施形態の子機１は、親機２から電圧が印加される場合と同様に、コンデンサ１２１，１２２，１２３の充電が完了するまでの時間を短くすることができ、結果として回路Ａ１の起動を早めることができる。

１ 子機
１２１，１２２，１２３ コンデンサ
１２４ 電流調整部
１８ 電圧検出部
２ 親機
２３ 受信部（検出部）
５１，５２ 電線
１００ 自動火災報知システム
Ａ１ 回路
Ｐ１ 第１経路
Ｐ２ 第２経路
Ｔ１ 起動期間
Ｖ１ 所定の閾値

Claims (7)

1. 一対の電線から流れ込む電流により充電されるコンデンサと、
   前記一対の電線と前記コンデンサとの間に電気的に接続され、前記電流の上限値を調整する電流調整部と、
   前記コンデンサから供給される電力を受けて動作する回路とを備え、
   前記電流調整部は、前記回路が起動するまでの少なくとも一部の起動期間において、前記上限値を通常時よりも大きくすることを特徴とする自動火災報知システムの子機。
2. 前記一対の電線に電気的に接続される複数の子機のうちの１つであり、
   前記複数の子機は、それぞれ前記電流を引き込むことで親機に信号を送信するように構成され、
   前記通常時における前記上限値は、前記複数の子機の前記通常時における前記上限値の和が、前記信号を送信するときの電流値を超えないような値であることを特徴とする請求項１記載の自動火災報知システムの子機。
3. 前記一対の電線間の電圧の電圧値を検出する電圧検出部をさらに備え、
   前記電流調整部は、前記電圧検出部の検出結果に応じて、前記起動期間を定めることを特徴とする請求項１または２記載の自動火災報知システムの子機。
4. 前記起動期間は、前記電圧検出部で検出された電圧の電圧値が所定の閾値を超えている間であることを特徴とする請求項３記載の自動火災報知システムの子機。
5. 前記電流調整部は、電流を制限する制限素子を介して前記一対の電線と前記コンデンサとを電気的に接続する第１経路と、前記制限素子の両端間をバイパスして前記一対の電線と前記コンデンサとを電気的に接続する第２経路とを択一的に選択するように構成され、
   前記電流調整部は、前記起動期間において前記第２経路を選択することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の自動火災報知システムの子機。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の子機と共に前記一対の電線に電気的に接続され、
   前記一対の電線間の電圧の電圧値を検出する検出部を備え、
   前記検出部は、電源が投入されてから一定の期間が経過するまでは動作しないことを特徴とする自動火災報知システムの親機。
7. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の子機と、前記子機と共に前記一対の電線に電気的に接続される親機とを備えることを特徴とする自動火災報知システム。

Images