JP2016218775A

JP2016218775A - 警報器

Info

Publication number: JP2016218775A
Application number: JP2015103504A
Authority: JP
Inventors: 直樹長▲崎▼; Naoki Nagasaki
Original assignee: New Cosmos Electric Co Ltd
Current assignee: New Cosmos Electric Co Ltd
Priority date: 2015-05-21
Filing date: 2015-05-21
Publication date: 2016-12-22
Anticipated expiration: 2035-05-21
Also published as: JP6695660B2

Abstract

【課題】警報器内のコネクタの導通を維持し、万一の異常事態発生時などに確実に動作し得る信頼性の高い警報器を提供する。【解決手段】外部環境の状態を検知する検知部２と、検知部２の検知データを処理する制御部３と、制御部３からの制御信号により動作する報知部４とを有する警報器１であって、警報器１の少なくとも１つの構成部品６がコネクタ５を介して接続され、制御部３は所定の時期にコネクタ５の導通を保つための導通維持通電をコネクタ５に対して行う導通維持手段７を有している。【選択図】図１

Description

本発明は、ガスの漏洩や、火災などの周囲環境の異常状態を検出して報知する警報器に関し、特に、警報器内の構成部品が接続されるコネクタの導通が維持される警報器に関する。

ガスの漏洩や火災の発生などの周囲環境の異常状態を検出して報知する警報器には、関係法令の整備により一般住宅内の各部屋への設置が進むと共に防災意識の高まりを受けて、安定した品質の警報器を安価で供給することが求められている。警報器の組立工程では、警報器の各構成部品が、たとえば配線基板などに電気的に接続される。このような接続は主にはんだ付けにより行われるが、組立の容易化や実装時に飛散しがちなはんだによる不具合の防止などの観点から、一部の構成部品の接続にコネクタが用いられることがある。また、コネクタの使用は、警報器の分解や劣化部品の交換を可能にするため警報器の設置や保守の面でも好ましいことがある。たとえば、特許文献１には、火災を検知して警報を発する警報回路部と、警報回路部に電力を供給する電池とがコネクタにより接続される火災警報器が開示されている。

特開２００９−１１０２２２号公報

コネクタ内では、たとえば、プラグとレセプタクルとが物理的に接触することにより、それぞれに接続された電気部品や配線板上の電気回路が電気的に接続される。プラグやレセプタクル（またはジャック）などの接触体は、主に銅などで形成され、好ましくは表面に錫などの卑金属によるめっき膜が形成される。しかしながら、接触体同士の接触界面には、時間の経過に伴って、接触体の微摺動により生じる金属粉の酸化などにより酸化膜が形成される。金や銀などの貴金属をめっき膜に用いることにより酸化膜の形成は少なくなるが、完全に防がれるとは限らず、むしろコストアップの要因となる。酸化膜が形成されると、コネクタ内の電気抵抗の増大と共に警報器の電気的特性が低下し、正常な警報動作が得られないという事態も起こり得る。

特許文献１のように、コネクタが電池の接続に用いられていると、比較的大きな電流が常時または頻繁に流れるため酸化膜が形成され難く、形成されても次の通電で容易に破壊されるが、長期間通電されない場合は、容易に破壊されない厚い酸化膜が形成される可能性があり、特に問題となる。

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、警報器内のコネクタの導通を維持することができ、時間の経過に伴って電気的特性が低下することなく、万一の異常事態発生時にも確実に警報動作を行うことができる信頼性の高い警報器を提供することを目的とする。

本発明の警報器は、外部環境の状態を検知する検知部と、前記検知部の検知データを処理する制御部と、前記制御部からの制御信号により動作する報知部とを有する警報器であって、前記警報器の構成部品の少なくとも１つがコネクタを介して接続され、前記制御部は所定の時期に前記コネクタの導通を保つための導通維持通電を前記コネクタに対して行う導通維持手段を有している。

また、外部から操作可能な外部操作手段をさらに有し、前記導通維持手段は前記外部操作手段が操作されたときに前記導通維持通電を行うように構成されると、定期点検時や、ユーザーの所望の時期に導通維持動作が行われ得るため好ましい。

さらに、前記導通維持通電を定期的に行わせる定期通電手段、前記警報器の警報機能の検査を行うと共に前記警報機能の検査時に前記導通維持通電を行わせる保守手段、ならびに、前記コネクタを流れる電流の停止時から所定の期間は前記導通維持通電を休止させる通電制御手段が設けられていると、電力を節約しながら継続して導通を維持し得るため好ましい。

前記コネクタの接触抵抗を定期的に検査し、前記接触抵抗の検査が不良判定となる場合に前記導通維持通電を行わせる導通検査手段が設けられていると、接触抵抗の増大を速やかに検知でき、所定の抵抗値以下に維持できるため好ましい。

さらに、前記導通維持通電後に前記コネクタの接触抵抗の事後検査を行い、前記事後検査が不良判定となる場合にユーザーに報知する故障報知手段が設けられていると、ユーザーが故障を早期に認知し得るため好ましい。

前記導通維持手段は前記コネクタを介して接続される構成部品の動作時に流れる電流よりも小さい電流で前記導通維持通電を行うように構成されていると、消費電力が少なくなるため好ましい。

前記コネクタを介して接続される構成部品が音響生成装置であり、前記導通維持手段は可聴帯域外の周波数のパルスで前記導通維持通電を行うように構成されていると、ユーザーに異常時と誤認させることがないため好ましい。

本発明によれば、警報器内のコネクタの導通を所定の時期に確保することができる。必要に応じて、または定期的に導通の確保を行うことによりコネクタの導通性能を継続して維持することができる。そのため、時間の経過と共に警報器の電気的特性が低下することはなく、警報器の性能を維持することができる。また、コネクタにより接続されている構成部品が長期にわたって動作していない状況で異常事態が発生しても、コネクタにより接続された構成部品を確実に動作させることができ、ユーザーの安全を確保できると共に大事故の発生を未然に防ぐことができる。

本発明の一実施形態の警報器の構成を示すブロック図である。本発明の他の実施形態の警報器の構成を示すブロック図である。図２の実施形態の警報器の外観の一例を示す図である。図２の実施形態の通電制御手段の動作の一例を示すフローチャートである。図２の実施形態の導通検査手段の検査回路の一例を示す図である。図２の実施形態の導通検査手段の動作の一例を示すフローチャートである。

次に、本発明の一実施形態の警報器について、図面を参照しながら説明する。図１に示されるように、一実施形態の警報器１は、外部環境の状態を検知する検知部２と、検知部２の検知データを処理する制御部３と、制御部３からの制御信号により動作する報知部４とを有している。警報器１は、図示されていないが複数の構成部品で構成されており、警報器１の構成部品の少なくとも１つがコネクタ５を介して警報器１内の他の構成部品と電気的に接続されている。図１に示される例では、電気部品６がコネクタ５を介して接続されている。そして、制御部３は、コネクタ５に電気的に接続されている導通維持手段７を有している。導通維持手段７は所定の時期にコネクタ５の接触部の導通を保つための導通維持通電をコネクタ５に対して行うように構成されている。

「導通維持通電」は、コネクタ内の接触体間の接触抵抗を低減するためにコネクタに電流を流すことを意味している。低減により達成される接触抵抗の大きさは、絶対値として規定されるものではなく、コネクタにより接続される構成部品の機能のうち警報器内で求められる機能が問題なく発揮される抵抗値である。そのような好ましい抵抗値への低減は、電流を１回または複数回流すことにより達成されてよい。たとえば、導通維持通電により接触体の接触界面の酸化膜が破壊され、それにより導通性能が回復する。しかしながら、導通の維持もしくは回復の具体的な態様は酸化膜の破壊に限定されず、通電による磁界の変化やアーク放電などによる微小な絶縁性異物の放散であってもよい。また、導通維持通電では、コネクタを介して接続される構成部品の通常動作時の電流と、大きさ（振幅）、通電時間、直流／交流の別、および／または、交流の場合の周波数やデューティ比などが異なる電流が流される。そうすることにより、たとえば、通常動作では破壊し得ない酸化膜が破壊され得る。および／または、ユーザーが導通維持通電による構成部品の動作と通常の動作とを混同することが防がれる。

コネクタ５および電気部品６は、図１上では制御部３内に描かれているが、検知部２から報知部４にわたる二点鎖線Ｐで囲まれているように、検知部２、制御部３および報知部４のいずれに属する部品であってもよい。警報器１が検知部２、制御部３および報知部４以外の機能ブロックを１つまたは複数含んでいる場合は、コネクタ５および電気部品６はそのような機能ブロックに属するものでもよい。また、コネクタ５を介して電気部品６と電気的に接続される他の構成部品も、検知部２、制御部３、報知部４、および図示されない他の機能ブロックのいずれに属する部品であってもよい。すなわち、図１では、コネクタ５は導通維持手段７だけに接続されているが、電気部品６は導通維持手段７を構成する部品以外の部品とコネクタ５を介して電気的に接続されていてもよい。

検知部２は、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（図示せず）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い。検知部２を構成するセンサの数は１つでも複数でもよく、また、検知部２は異種のセンサを含んでいてもよい。また、検知部２は、各センサの他に、たとえば各センサの出力のレベル調整などを行う周辺回路を含んでいてもよい。検知部２から出力される検知データは制御部３に送られる。

制御部３は、好ましくは、入力信号の演算機能、基準値との比較機能、時間経過をモニタするタイマ機能またはカウント機能、ならびに、制御プログラムや各入力データ、および演算結果や比較結果などを記録する記憶機能などを有し、検知部２から送られる検知データを処理する。制御部３は、たとえば、市販のマイコンやＡＳＩＣなどの半導体装置などを含み、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る。制御部３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が含まれていてもよい。制御部３により、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、その判断に基づく制御信号が報知部４に送られる。

報知部４は、たとえば、発光ダイオード、ブザー、スピーカ、および／または、ディスプレイ装置などを有しており、制御部３からの制御信号により動作し、光や音声を発することによりユーザーなどに異常事態の発生を報知する。報知部４は、周囲環境の異常の報知の他に、警報器１の状態、たとえば、電力受給の状態や故障個所の有無などをユーザーに知らせる表示器や音声生成装置を有していてもよい。また、報知部４は、このような各種の報知手段の他に、たとえば、制御部３からの制御信号に基づいてブザーやスピーカなどの駆動電流を生成する駆動装置などを含んでいてもよい。

警報器１は、図示されていないが、検知部２、制御部３および報知部４に電力を供給する電源部を備えている。また、前述のように、警報器１は、検知部２、制御部３および報知部４以外に他の機能ブロック、たとえば、検知データを外部の装置などに送ったり、ユーザーの指示を無線で受けたりする通信部などを有していてもよい。検知部２による周囲環境の監視および異常の検出から報知部４による異常事態の報知までの動作は、従来の警報器と同じであるため、その詳細な説明は省略する。

コネクタ５は、接触体５ａおよび接触体５ｂを備えており、接触体５ａと接触体５ｂとが結合することにより、接触体５ａに接続された導体と接触体５ｂに接続された導体とを電気的に接続する。図１には、コネクタ５が２極のコネクタである例が示されているが、コネクタ５の極数は１つでもよく、３つ以上であってもよい。また、図１には、接触体５ａがめす型（ソケット）であり、接触体５ｂがおす型（プラグ）であるように示されているが、それぞれ逆のタイプであってよい。接触体５ａ、５ｂは、導線に接続されるものでも、警報器１の電気回路を形成する配線基板に接続されるものでもよく、或いは、電気部品６の一部として、もしくは、電気部品６に電気的に接続される他の構成部品の一部として形成されているものでもよい。図１の例ではコネクタ５は接触体５ａ、５ｂを収容するハウジング５ｃを有しているが、コネクタ５は、ハウジングの無いものでもよい。要するに、コネクタ５は、接触体同士の接触により１組または複数組の導体を互いに電気的に接続する、あらゆるタイプの接続部材であってよい。

コネクタ５を介して接続される構成部品（図１の例では電気部品６）は、警報器１を構成する部品であって通電により動作するあらゆる電気部品であってよい。図１には、電気部品６が２つの電極を備えている例が示されているが、電気部品６の極数は１つでも、３つ以上でもよい。電気部品６は、たとえば、検知部２内の各種センサであってよく、制御部３内の各種の半導体素子や受動素子であってよく、報知部４内のスピーカやブザーもしくは表示部材であってよい。警報器１の構成部品のいずれかである電気部品６がコネクタ５を介して接続されることにより、警報器１の組み立てや、電気部品６の故障時の交換などが容易になることがある。コネクタ５を介して接続される構成部品は、このように特に限定されないが、警報器１の稼働中に常に通電されるのではなく、異常検知時など特定の条件下でのみ通電される電気部品である場合に、本実施形態による導通維持通電は特に有効である。長い非通電期間中の厚い酸化膜の形成を防ぐことができ、いざ警報動作が必要とされるときに警報器１を正常に動作させることができるからである。

導通維持手段７は、所定の時期にコネクタ５に電流を流す導通維持通電を行うことによりコネクタ５の接触体５ａと接触体５ｂとの間の導通性を維持する。導通維持手段７は、具体的には、たとえば、制御部３内のマイコンやＡＳＩＣなどの演算装置、演算装置の動作を規定する制御プログラム、制御プログラムが記録されたＲＯＭなどの記憶装置もしくは演算装置内の記憶要素、および、演算装置からの信号に基づいてコネクタ５に流す電流を生成する装置などで構成される。電流を生成する装置は、電気部品６の通常の動作時に電気部品６の駆動電流を生成する駆動装置であってよく、図示しない電源部からの給電により動作する増幅器であってよい。導通維持手段７からコネクタ５に電流が流され、それにより、コネクタ５の導通性が維持される。たとえば、コネクタ５内の接触体５ａ、５ｂ間に酸化膜が形成され、両者間の接触抵抗が電気部品６の正常な動作を阻害するほど大きくなっている場合は、導通維持手段７の通電により酸化膜が破壊され、接触体５ａ、５ｂ間の導通性が回復することによりコネクタ５の導通性が維持される（以下、導通性の回復を伴う場合も含めて単に「導通性の維持」もしくは「導通維持」という）。

導通維持通電によりコネクタ５に流される導通維持電流の態様は、電気部品６の種別に応じて導通維持手段７を構成する制御部３内の演算装置で決定される。たとえば、導通維持電流は交流であっても直流であってもよい。導通維持電流は、電気部品６の通常動作時に流れる電流よりも平均値の大きな直流電流、または、振幅もしくは実効値の大きな交流電流であってよい。また、導通維持電流は、ハイレベルの電流値が電気部品６の通常動作時の電流値よりも高いパルス電流であってよい。導通維持電流の大きさが大きいと、電気部品６の通常動作では破壊されない接触体５ａ、５ｂ間の酸化膜を破壊できることがある。

しかしながら、導通維持電流は、コネクタ５の導通を維持できる値であれば、電気部品６の通常動作時の電流値よりも小さい方が好ましいことがある。たとえば、警報器１が商用電源を要しない電池式の警報器である場合、導通維持電流の電流値が小さい方が、消費電力が小さく、電池を長持ちさせることができる。また、電気部品６が、報知部４を構成するブザーやスピーカまたは発光ダイオードなどである場合にも、導通維持電流の電流値が小さい方が好ましいことがある。ユーザーが認知できない程度の音量または光度の音や光しか生じさせない電流値で通電を行うことにより、ユーザーが周囲環境の異常や警報器１の故障が報知されていると誤認することを防ぐことができる。たとえば、電気部品６の通常動作時に２００ｍＡ〜３００ｍＡ程度の電流が流れる場合、導通維持電流は、１桁以上小さい１００μＡ〜１０ｍＡ程度であることが好ましいことがあり、５００μＡ〜５ｍＡ程度であることがより好ましいことがある。

また、電気部品６が報知部４を構成するスピーカやブザーなどの音響生成部品であり、通電される電流の周波数に応じた音が生成される場合は、導通維持電流を可聴帯域外の周波数を有する交流電流やパルス電流とすることで、導通維持通電により生じる得る音をユーザーが認知できない音域の音にすることができる。それにより、音量が小さい場合と同様に、ユーザーが異常状態の警報などと誤認することを防ぐことができる。従って、導通維持電流の周波数は、たとえば、２０Ｈｚ以下、もしくは２０ｋＨｚ以上とすることが好ましいことがある。

導通維持手段７が導通維持通電を行う時期は、警報器１の種別や特性、設置場所など種々の事情に応じて適宜設定されてよい。たとえば、検知部からの検知データが、警報には至らないものの所定の閾値を超えて変化した場合に、近々の警報動作に備えて、報知部４内の電気部品６が接続されているコネクタ５に対して導通維持電流が流されてよい。導通維持通電は、これに限らず、ユーザーの求めに応じて行われてもよく、定期的に行われてもよい。導通維持手段７による導通維持通電が行われる種々の時期について、導通維持手段７に導通維持通電を行わせる幾つかの手段を備えた他の実施形態の警報器１０（図２参照）を例に、以下に説明する。

図２に示されるように、警報器１０は、図１の警報器１と同様に、検知部２、制御部３、報知部４および導通維持手段７を有しており、さらに、外部操作手段８を有している。なお、図２では、コネクタ５および電気部品６と、導通維持手段７や外部操作手段８などの各手段との結線の表示は省略されている。外部操作手段８は、ユーザーなどが警報器１０を外部から操作できるように警報器１０の筐体９１（図３参照）などの一部に設けられ、制御部３に所定の電圧や電気信号を入力したり、制御部３の電気回路の一部を接地したりできるように制御部３に電気的に接続されている。外部操作手段８が設けられることにより、ユーザーが警報器１０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８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く、警報器とは別体のリモコンや携帯端末などに設けられたスイッチ類などでもよい。そして、実施形態の警報器１０では、外部操作手段８の操作状態が直接または間接的に導通維持手段７に伝わるように構成されており、導通維持手段７は外部操作手段８が所定の状態に操作されたときに導通維持通電を行うように構成されている。

たとえば、外部操作手段８は、導通維持手段７を構成する制御部３内の演算装置の入力端子の１つと、警報器１０の図示しない電源部またはグランド電位との間に接続された押しボタンスイッチであってよい。そして、外部操作手段８が押されると、外部操作手段８に接続された制御部３内の演算装置の入力端子に電源またはグランドと略同電位の電圧が入力され、それをトリガとして導通維持手段７による導通維持通電が行われてもよい。

外部操作手段８は、導通維持手段７に導通維持通電を行わせること以外に、警報器１０に他の動作をさせるために操作されてもよい。たとえば、外部操作手段８は、ユーザーが警報器１０に警報機能の検査を含めたセルフチェックを行わせるときに操作するスイッチであってよい。すなわち、導通維持手段７は、法令で定められた警報器の定期点検時、またはユーザーが所望のタイミングで自主的に行う警報器の点検時に、導通維持通電を行うように構成されていてもよい。法令で定められた点検時に導通維持通電を行うように構成されることにより、長期間非通電状態が継続することなく定期的に導通維持通電が行われることとなる。それによりコネクタ５の導通性が継続的に維持される。なお、外部操作手段８の操作に応じて導通維持通電が行われる場合は、電気部品６が報知部４内のスピーカや表示器などであってもユーザーが認知できるような音や光を発するように導通維持通電が行われるのが好ましいことがある。ユーザーが警報などと誤認することが無く、むしろ正常に点検動作が行われたことを認識できる方が好ましいからである。

図２に示されるように、警報器１０は、さらに、定期通電手段９、保守手段１１および通電制御手段１２、導通検査手段１３、および故障報知手段１４を備えている。各手段は、制御部３や報知部４などと別に記載されているが、制御部３や報知部４、および／または検知部２に属する、警報器１０の構成部品、および／または、それらの構成部品が有する特定の機能をもたらす各構成部品内の個々の要素から構成される。各手段は、たとえば、制御部３に属する構成部品および報知部４に属する構成部品の両方を含むこともあるため、各部とは別に記載されている。

各手段は、具体的には、たとえば、制御部３内のマイコンやＡＳＩＣなどの演算装置内の演算要素や判定要素、演算装置の動作を規定する制御プログラム、および、制御プログラムが記録されたＲＯＭなどの記憶装置もしくは演算装置内の記憶要素などから構成される。各手段は、必要に応じて、経過時間のモニタのための発振子もしくは演算装置内のクロック生成要素、およびカウンタもしくはタイマ要素を含んでいてもよく、また、コネクタ５の接触抵抗測定用の測定回路、測定電流生成要素および電圧検出要素を含んでいてもよい。各手段の動作は、たとえば、制御部３内の記憶装置、もしくは、演算装置内の記憶要素に記録された制御プログラムにより規定されている。マイコンなどの演算装置がこの制御プログラムを実行することにより各手段の所定の動作が遂行される。以下、各手段の動作について順に説明する。

定期通電手段９は、導通維持手段７に定期的に導通維持通電を行わせるように構成されている。たとえば、定期通電手段９は、制御部３内の発振子の出力またはマイコンなどの演算装置内のクロック要素のクロックをカウンタでカウントするか、タイマ要素によりモニタする。定期通電手段９は、カウンタのカウント数が所定の数に達するか、タイマ要素により所定の時間の経過が検出されると、導通維持手段７に導通維持通電を行うように、たとえばトリガ信号を送信することにより指示を送る。そして、定期通電手段９は、導通維持手段７に指示を送ると、カウンタもしくはタイマ要素をリセットしたうえで、クロックのカウント動作や時間経過のモニタ動作を継続する。導通維持手段７は、定期通電手段９からの指示を受ける毎に導通維持通電を行う。それにより定期的に導通維持通電が行われ、コネクタ５の導通性が継続的に維持される。

定期通電手段９による、定期的な導通維持通電の所定の間隔は、定期通電手段９の動作を規定する制御プログラム内で規定されていてもよいし、別途、ＲＯＭなどの記憶要素内に記録されていてもよい。また、所定の間隔は、外部操作手段８の操作によりユーザーなどが適宜変更できるように構成されていてもよい。定期的な導通維持通電の所定の間隔としては２箇月が例示される。厚い酸化膜が形成されることなく、消費電力が節約される。

保守手段１１は、警報器１０の警報機能の検査を行うと共に、その警報機能の検査時に導通維持手段７に導通維持通電を行わせるように構成されている。保守手段１１による警報機能の検査は、たとえば、制御部３内のＲＯＭなどの記憶装置やマイコンなどの演算装置内の記憶要素内に記録された検査プログラムに沿って実施される。検査プログラムが実行されることにより、検知部２や報知部４が正常に動作し得るか否かが検査される。検査プログラムの実行により遂行される一連の検査プロセスは、従来の警報器で行われるものと同様であってよく、詳細な説明を省略する。

保守手段１１による警報機能の検査は定期的に行われてもよく、たとえば、ユーザーの要求に応じて行われてもよい。たとえば、外部操作手段８の操作に応じて、保守手段１１による警報器の検査が行われてもよい。換言すると、外部操作手段８の操作に応じて行われる前述のセルフチェックや定期点検は、保守手段１１による警報器１０の警報機能の検査であってよい。たとえば、保守手段１１は、保守手段１１に入力される信号などの、外部操作手段８の操作に応じた変化を検知し、警報機能の検査プログラムを実行する。そして、保守手段１１は、警報機能の検査プログラムの実行の前後もしくは実行中に、トリガ信号などにより導通維持手段７に導通維持通電を行うように指示を送る。

通電制御手段１２は、導通維持手段７による導通維持通電を制御するように構成されている。たとえば、通電制御手段１２は、コネクタ５を流れる電流の停止時、すなわち、コネクタ５に最後に流れた電流が流れ終わった時から所定の期間は、導通維持手段７に導通維持通電を休止させるように構成される。コネクタ５に電流が流れている間はコネクタ５の接触体間に酸化膜などが形成され難いので、コネクタ５に何らかの電流が流された後、所定の期間は導通維持通電を休止することにより、コネクタ５の導通維持を図りながらも消費電力を少なくすることができる。その場合、通電制御手段１２は、たとえば、コネクタ５に流れる電流を直接モニタするか、導通維持手段７の動作、または、コネクタ５に接続されていて電気部品６の通常動作時の駆動電流を生成する図示しない駆動装置の動作をモニタするように構成される。すなわち、通電制御手段１２は、導通維持手段７の導通維持通電により流れる電流、および電気部品６の通常動作において流れる電流のいずれについても、その電流が流れ終わった時から所定の間、導通維持手段７に導通維持通電を休止させるように構成されてよい。しかしながら、電気部品６の通常動作時の電流値が、たとえば、コネクタ５の接触体間に形成された酸化膜を破壊できるほど大きくない場合は、導通維持手段７による通電後の所定の期間だけ、導通維持通電を休止させるように構成されてよい。

図４には、通電制御手段１２の動作の一例がフローチャートで示されている。図４中、ステップＳ１１ａおよびＳ１６ａは、通電制御手段１２の指示を受けて導通維持手段７で行われる動作である。通電制御手段１２は、コネクタ５に流れる電流を直接モニタするか、導通維持手段７の動作、もしくは電気部品６の通常動作時の駆動電流を生成する駆動装置の動作をモニタすることによりコネクタ５への通電開始を検知する（ステップＳ１０）。コネクタ５への通電を検知すると、導通維持手段７への信号の送信などにより導通維持通電休止を指示する（ステップＳ１１）。導通維持手段７では、通電制御手段１２からの指示を受けて、所定の時期に導通維持通電を行う通常モードから、所定の時期が到来しても導通維持通電を行わない導通維持通電休止モードに状態を遷移させる（ステップＳ１１ａ）。通電制御手段１２は、たとえば、制御部３内のカウンタなどをリセットしたうえで（ステップＳ１２）、コネクタ５の通電状態のモニタを継続する（ステップＳ１３でＮの場合のループ）。

通電制御手段１２は、コネクタ５への電流の停止を検知すると（ステップＳ１３でＹ）、カウンタをカウントアップして（ステップＳ１４）、カウンタのカウント数が所定の時間に相当する数に達したかどうか判定する（ステップＳ１５）。カウンタのカウント数が所定の値に達していなければ（ステップＳ１５でＮ）、ステップＳ１４に戻って、ステップＳ１４とＳ１５とのループを繰り返す。カウント数が所定の値に達した場合は（ステップＳ１５でＹ）、導通維持手段７に導通維持通電休止の解除を通知する（ステップＳ１６）。導通維持手段７では、通電制御手段１２からの通知を受けると、所定の時期に導通維持通電を行う通常モードに復帰する（ステップＳ１６ａ）。なお、ステップＳ１４およびステップＳ１５間のループ中に、再度コネクタ５への通電が行われた場合は、ステップＳ１２に戻ってカウンタをリセットする。

なお、通電制御手段１２による導通維持通電の休止は、たとえば、定期通電手段９からのトリガによる導通維持通電だけを対象にしてもよく、外部操作手段８や保守手段１１からのトリガによる導通維持通電だけを対象にしてもよく、両方を対象にしてもよい。この選択は、導通維持手段７の制御プログラムにより設定されてよい。

また、導通維持通電を休止させる所定の期間は特に限定されず、警報器１０の設置環境や電気部品６の通常動作時の駆動電流の大きさなどにより選択されてよい。たとえば、１箇月程度の期間に設定される。この程度の期間であれば、電気部品６の機能を阻害するほどの酸化膜は形成され難いと考えられるからである。

導通検査手段１３は、コネクタ５の接触体５ａ、５ｂ（図１参照）間の接触抵抗を検査するように構成されている。また、導通検査手段１３は、定期的に、コネクタ５の接触抵抗を検査するように構成されてもよい。さらに、導通検査手段１３は、コネクタ５の接触抵抗の検査結果が不良判定となる場合に、導通維持手段７に導通維持通電を行わせるように構成されてもよい。

図５には、導通検査手段１３によるコネクタ５の接触体５ａ、５ｂ間の接触抵抗の検査回路の一例である回路１３ａが示されている。コネクタ５は、第１極５１と第２極５２とを有している。回路１３ａは、端子１３１とグランド電位との間に直列に接続された抵抗体Ｒ１、Ｒ２およびＲ３と、コネクタ５の第２極５２の接触体５ａとグランド電位との間に接続された抵抗体Ｒ４とを有している。コネクタ５の第１極５１の接触体５ａは、抵抗体Ｒ１と抵抗体Ｒ２との接続点に接続されている。抵抗体Ｒ２と抵抗体Ｒ３との接続点が端子１３２として引き出されている。コネクタ５の第１極５１の接触体５ａ、５ｂ間の接触抵抗がＲｃ１として、また、第２極５２の接触体５ａ、５ｂ間の接触抵抗がＲｃ２として、擬似的に破線で示されている。たとえば、端子１３１、１３２は、制御部３（図２参照）内のマイコンなどの演算装置内の電流生成要素および電圧検出要素にそれぞれ接続される。このように、導通検査手段１３は、コネクタ５の周囲に接続される抵抗体などからなる検査回路や、制御部３内の演算装置内の電流もしくは電圧生成要素、および、電圧もしくは電流検出要素を含んでいてよい。

コネクタ５の第１および第２極５１、５２の接触体５ｂは、電気部品６に接続されている。図５には、電気部品６がスピーカ６ａである例が示されている。一方、コネクタ５の第１および第２極５１、５２の接触体５ａは、抵抗体Ｒ２、Ｒ４の他に駆動回路１７にも接続されている。駆動回路１７は、電気部品６の通常動作時の駆動電流を生成する駆動装置内の回路である。駆動回路１７は、導通維持手段７内の導通維持電流を生成する装置内の回路であってもよい。

回路１３ａを用いた導通検査手段１３によるコネクタ５の接触抵抗の検査は、たとえば、次のように行われる。端子１３１に、制御部３内の演算装置から所定の検査用電流Ｉｍが流される。検査用電流Ｉｍは抵抗体Ｒ１を経て、抵抗体Ｒ２およびＲ３側とコネクタ５側とに分流して、グランド電位に流れ込む。抵抗体Ｒ１とＲ２との接続点Ｎ１２の電圧Ｖ１２は、抵抗体Ｒ２〜Ｒ４、電気部品６の内部抵抗Ｒｐ、ならびに、コネクタ５の接触抵抗Ｒｃ１およびＲｃ２の合成抵抗Ｒｍと、抵抗体Ｒ１との比に応じた電圧となる。そして、電圧Ｖ１２が抵抗体Ｒ２とＲ３とで分圧されてなる抵抗体Ｒ２とＲ３との接続点Ｎ２３の電圧Ｖ２３が、端子１３２から、制御部３内の演算装置の電圧検出要素に入力される。なお、検査用電流Ｉｍの大きさとしては、１μＡ〜１０μＡ程度が例示される。定期的にコネクタ５の接触抵抗の検査が行われても、消費電力があまり大きくならないため好ましい。

制御部３内の演算装置の電圧検出要素により検知された電圧Ｖ２３が、演算装置内の比較要素などで、記憶要素などに記録された所定の閾値などと比較され、コネクタ５の接触抵抗Ｒｃ１、Ｒｃ２の良否が判定される。接触抵抗Ｒｃ１、Ｒｃ２が大きくなると、合成抵抗Ｒｍが大きくなり、それにより電圧Ｖ１２およびＶ２３がそれぞれ増大するため、電圧Ｖ２３と、適切な閾値とを比較することにより接触抵抗Ｒｃ１、Ｒｃ２の良否が判定され得る。

抵抗体Ｒ１〜Ｒ４の値は、コネクタ５の正常時の接触抵抗Ｒｃ１、Ｒｃ２の大きさや電気部品６の内部抵抗Ｒｐの大きさ、および、制御部３内の演算装置の電源電圧などに応じて適宜選択される。導通検査手段１３によるコネクタ５の接触抵抗の検査は、このように、電気部品６の通常動作時の駆動電流を生成する駆動回路１７、および導通維持手段７内の導通維持電流の生成回路を用いずに行われてよい。しかしながら、導通検査手段１３によるコネクタ５の接触抵抗の検査は、図５に示される回路を用いる方法に限定されず、他の方法で行われてもよい。

導通検査手段１３は、コネクタ５の接触抵抗を定期的に検査し、所定の回数または所定の時間連続して検査結果が不良判定となる場合に、導通維持手段７に導通維持通電を行わせるように構成されていてもよい。図６には、そのように構成された導通検査手段１３の動作の一例がフローチャートで示されている。

導通検査手段１３は、たとえば、制御部３内の２つのカウンタもしくはタイマ要素をリセットし（ステップＳ２０およびＳ２１）、コネクタ５の接触抵抗を検出し（ステップＳ２２）、接触抵抗の良否判定を行う（ステップＳ２３）。図６の例では、第１カウンタは導通維持手段７に導通維持通電を指示するタイミングを計るために用いられ、第２カウンタはコネクタ５の接触抵抗の検査を行うタイミングを計るために用いられる。また、ステップＳ２２およびＳ２３は、前述の図５を参照して説明した動作により行われてよい。

接触抵抗が良品判定（ステップＳ２３で“ＯＫ”）となった場合は、第２カウンタをカウントアップしたうえで（ステップＳ２８）、第２カウンタのカウント数が、定期的な接触抵抗検査の所定の間隔に相当する数に達したか否かを判断する（ステップＳ２９）。第２カウンタのカウント数が所定の数に達していない場合は（ステップＳ２９でＮ）、ステップＳ２８およびステップＳ２９のループを繰り返し、第２カウンタのカウント数が所定の数に達すると（ステップＳ２９でＹ）、第２カウンタをリセットし（ステップＳ３０）、ステップＳ２２に戻ってコネクタ５の接触抵抗の検査を行う。

また、接触抵抗が不良判定となる場合（ステップＳ２３で“ＮＧ”）は、第１カウンタをカウントアップしたうえで（ステップＳ２４）、第１カウンタのカウント数が所定の数に達したかを判定する（ステップＳ２５）。第１カウンタのカウント数が、導通維持手段７により導通維持通電を行う所定の不良判定継続回数、または所定の不良判定継続時間に相当する数に達していない場合（ステップＳ２５でＮ）は、ステップＳ２８に進む。第１カウンタのカウント数が所定の数に達している場合（ステップＳ２５でＹ）は、導通維持手段７に導通維持通電を行うように、たとえばトリガ信号を送信することにより指示を送り（ステップＳ２６）、第１カウンタをリセット（ステップＳ２７）したうえで、ステップＳ２８に進む。

なお、一度の不良判定で直ぐに導通維持手段７に導通維持通電を行わせる場合は、ステップＳ２０、Ｓ２４、Ｓ２５およびＳ２７が省略される。

導通維持手段７に導通維持通電を行わせる不良判定継続時間や不良判定継続回数は、ガス漏れ、火災などの警報器の検出対象の種類や設置場所などに応じて設定される。たとえば、導通維持通電を行う不良判定継続時間としては、１０時間が例示され、不良判定継続回数としては３６００回が例示される。この場合、検査のばらつきなどにより必要以上に頻繁に導通維持通電が行われることが防止され、消費電力が少なくされる。

また、コネクタ７の接触抵抗の判定基準も、正常状態での接触抵抗の大きさや接触抵抗増大に対する電気部品６の頑健性、および／または、電気部品６の内部抵抗などに応じて適宜設定される。たとえば、電気部品６の内部抵抗が８Ω程度の場合、電気部品６の内部抵抗を含めたコネクタ７の２極間の抵抗値が１００ｋΩ以上の場合に不良と判定される。この場合も、検査のばらつきなどにより必要以上に頻繁に導通維持通電が行われることが防止され、消費電力が節約され得る。なお、電気部品６の内部抵抗を含めたコネクタ７の２極間の抵抗値とは、たとえば、図５に示される第１極５１の接触体５ａから、第１極５１の接触体５ｂ、電気部品６および第２極５２の接触体５ｂを介して第２極５２の接触体５ａに至る経路の抵抗値を意味している。

導通検査手段１３の動作により、コネクタ５の接触抵抗が不良と判定されたときだけ導通維持通電を行わせることができる。それにより、必要以上に通電が行われることによる電力消費の増大が抑制される。その結果、効率的にコネクタ５の導通性を維持させることができる。しかしながら、導通検査手段１３は、定期通電手段９や保守手段１１と共に動作してもよい。

図２に示される故障報知手段１４は、前述の警報器の警報機能の検査や定期点検の結果、警報器の故障が検出された場合にユーザーに報知するように構成されている。従って、故障報知手段１４は、好ましくは、報知部４に属するブザーやスピーカなどの音響生成部品および発光ダイオードやディスプレイなどの表示部材の少なくとも１つを含んでいる。故障報知手段１４は、警報器１０の故障検出に応じて、たとえば、ブザーなどで音響を発生し、および／または、発光ダイオードなどの点灯もしくは点滅により警報器１０が故障を抱えていることをユーザーに報知する。

故障報知手段１４は、導通維持手段７による導通維持通電後に、コネクタ５の接触抵抗の検査（事後検査）を行い、事後検査が不良判定となる場合にユーザーに報知するように構成されていてよい。故障報知手段１４による事後検査は、導通検査手段１３による接触抵抗の検査と同様の方法で行われてよい。また、導通検査手段１３により定期的に接触抵抗の検査が行われている場合は、故障報知手段１４による事後検査は、導通検査手段１３の動作中の導通維持通電（図６のステップＳ２６）後に行われてよい。すなわち、コネクタ５の接触抵抗の不良判定が所定の回数もしくは所定の時間継続したために導通維持通電が行われ、その後の接触抵抗の検査でなお不良判定となる場合に故障報知を行うように構成されてよい。なお、その場合、図６のステップＳ２６後に故障報知手段１４により接触抵抗の検査が行われるため、導通検査手段１３は、図６のステップＳ２８に移る前に第２カウンタをリセットするように構成されてもよい。

なお、このように導通維持手段７による導通維持通電後でもなお接触抵抗が高く、故障と判定される場合を除いて、導通維持通電後は、酸化膜などによる導通性能の劣化要因は除去されていると考えられる。従って、導通維持通電後に事後検査を行うことにより、酸化膜などと異なる要因による導通性能の低下状態を正確に把握することが可能となることがある。たとえば、コネクタ５の接触体には、経年劣化により微小な変形が生じることがあり、それによる接圧の低下に伴う接触抵抗の増加を検出できることがある。コネクタ５５の劣化による警報器１０の不具合を防止できることがある。

外部操作手段８などを有する実施形態の警報器１０の外観の一例が図３に示されている。警報器１０は、図２に示される検知部２、制御部３および報知部４や、図示されない電源部などを収容する筐体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として押しボタンスイッチ８ａ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を通して表示状態が視認されるように、電源部からの給電状態を示す表示器４０が配置されている。表示器４０は、コネクタ５で接続される電気部品６であってよく、また、報知部４に属する部品であってよい。

図３上、押しボタンスイッチ８ａの上方には、警報器１０が故障状態にあることを表示する発光ダイオード１６、および、検知部２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。発光ダイオード１６は、故障報知手段１４を構成する表示部材であってよい。また、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。発光ダイオード１８ａ〜１８ｅは、報知部４に属する部品であってよい。また、筐体９１には、図３上、右上の位置に開口９２が設けられ、たとえば、報知部４を構成する図示しないブザーやスピーカなどが開口９２の近傍に配置されることにより、それらの鳴動音が筐体９１に遮られることなく発せられるようになっている。

筐体９１の側面には、警報器１０の挿抜式の電源スイッチ９３が設けられている。警報器１０は、図３上、背面側を部屋の壁や天井に向けて設置される。設置後、安易に停止状態にされることなく常に異常の検出が可能な状態にあるように、比較的ユーザーの手の届き難い位置に電源スイッチ９３が設けられている。一方、前述の押しボタンスイッチ８ａ、表示窓９４や各発光ダイオード１６、１８ａ〜１８ｅ、および開口９２は、ユーザーが操作し易く、また光や音を認知し易いように、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１０の外観や、開口９２および表示窓９４の位置、ならびに各発光ダイオードなどの配列は、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。

１、１０警報器
２検知部
３制御部
４報知部
５コネクタ
５ａ、５ｂ接触体
６電気部品
７導通維持手段
８外部操作手段
９定期通電手段
１１保守手段
１２通電制御手段
１３導通検査手段
１３ａ導通検査手段の接触抵抗検査回路
１４故障報知手段
１６ａ、１８ａ〜１８ｅ発光ダイオード
４０表示器
９１筐体
９２開口

Claims

外部環境の状態を検知する検知部と、前記検知部の検知データを処理する制御部と、前記制御部からの制御信号により動作する報知部とを有する警報器であって、
前記警報器の構成部品の少なくとも１つがコネクタを介して接続され、
前記制御部は所定の時期に前記コネクタの導通を保つための導通維持通電を前記コネクタに対して行う導通維持手段を有している、警報器。
外部から操作可能な外部操作手段をさらに有し、前記導通維持手段は前記外部操作手段が操作されたときに前記導通維持通電を行うように構成されている、請求項１記載の警報器。
さらに、前記導通維持通電を定期的に行わせる定期通電手段、前記警報器の警報機能の検査を行うと共に前記警報機能の検査時に前記導通維持通電を行わせる保守手段、ならびに、前記コネクタを流れる電流の停止時から所定の期間は前記導通維持通電を休止させる通電制御手段が設けられている請求項１または２記載の警報器。
前記コネクタの接触抵抗を定期的に検査し、前記接触抵抗の検査が不良判定となる場合に前記導通維持通電を行わせる導通検査手段が設けられている請求項１〜３のいずれか１項に記載の警報器。
さらに、前記導通維持通電後に前記コネクタの接触抵抗の事後検査を行い、前記事後検査が不良判定となる場合にユーザーに報知する故障報知手段が設けられている請求項１〜４のいずれか１項に記載の警報器。
前記導通維持手段は前記コネクタを介して接続される構成部品の動作時に流れる電流よりも小さい電流で前記導通維持通電を行うように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の警報器。
前記コネクタを介して接続される構成部品が音響生成装置であり、前記導通維持手段は可聴帯域外の周波数のパルスで前記導通維持通電を行うように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の警報器。