JP4865263B2 - 火災警報器 - Google Patents

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Description

本発明は、一般住宅等に設置され電池駆動により火災を監視して警報する火災警報器に関する。

従来、一般住宅等で設置されて火災を監視する電池駆動型の警報器にあっては、警報器内にセンサ部と警報部を一体に備え、火災を検出すると音声メッセージなどにより警報器自身から火災警報を出すようにしており、ビルや集合住宅に設置されている感知器回線に接続された火災感知器で火災を検出して受信機に火災信号を送って警報させる火災報知設備に比べ、警報器単体で火災監視と警報ができることから、設置が簡単でコスト的にも安価であり、一般住宅用の火災監視機器として広く普及することが期待されている。
また、近年、警報器の低消費電力化が推し進められた結果、電池寿命が例えば5年以上といった長寿命が保証されており、その間、電池交換は不要である。長期間使用して電池寿命に近づき、電池電圧の低下が検出されると、電池切れを報知する警報を出すようにしている。
このような電池電圧の低下警報としては、従来、夜間から早朝にかけての電池切れ警報を低減するために電池電圧の低下を検出してから所定時間経過後に電池切れ警報をスピーカから出力させる火災警報器(特許文献1)や、電池電圧が所定の電圧以下に低下している場合、電池の低下を報知するために電源ランプを点灯又は点滅させ、この状態でスイッチ操作を行うと、電池交換を促す内容を含んだ音声メッセージをスピーカから出力させる電池式警報器(特許文献2)が知られている。
特開2005−44317号公報 特開2004−54356号公報
しかしながら、このような従来の警報器における電池切れの警報にあっては、電池切れが発生した際には、出来る限り速やかに、少なくとも電池切れが発生したその日の内にユーザに報知して電池交換などの対応をとることを予定しており、このため電池交換が行われないと、電池切れの警報を出力を継続してそのまま電池がなくなり、ユーザが電池切れに気付かないまま使用される恐れがある。
特に、旅行や出張などで1週間から半月というように長期間不在にし際に電池電圧の低下が検出されて電池切れの警報が出されたような場合には、不在中に電池がなくなってしまい、ユーザは電池切れに全く気付くことはなく、電池切れにも関わらず、正常に動作しているもとの思って使いつづけてしまう問題がある。

本発明は、電池電圧の低下を検出した際に、ユーザが在宅している場合と、長期間の不在となっている場合の両方を考慮して電池切れを確実にユーザに報知可能な火災警報器を提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明は次のように構成する。本発明の火災警報器は、動作電源を供給する電池と、点検操作部によって操作され、所定の動作を確認する点検スイッチと、電池の電圧低下を検出した際に点検スイッチの操作を検出した場合、所定の音声メッセージを出力する電圧低下警報部とを備える

ここで、電圧低下警報部は、電圧低下の検出から所定時間経過するまでに点検スイッチの操作が検出されない場合は、アラーム音を所定周期で間欠的に出力し、アラーム音の間欠出力中に点検スイッチの操作を検出した場合、所定の音声メッセージを出力すると共に、アラーム音の間欠出力を所定時間停止することを特徴とする

また、電圧低下警報部は、電池の電圧低下を検出した際に、所定の障害表示を行い、障害表示中に点検スイッチの操作を検出した場合、所定の音声メッセージを出力する

ここで、電圧低下警報部は、所定の周期で表示灯を点滅させて障害表示する
電圧低下警報部は、電圧低下の検出から所定期間を経過するまでに点検スイッチの操作が検出されない場合、アラーム音間欠的出力を開始し、その後、所定周期を段階的に短くしてアラーム音の間欠出力を行う

ここで、電圧低下警報部は、アラーム音の出力開始後、アラーム音を所定回数出力する毎に、アラーム音を間欠的に出力する所定周期を段階的に短くする

また、本発明の警報器は、センサ部の検出信号から火災を判断して警報メッセージを出力する監視制御部を備え、電圧低下警報部は、監視制御部による警報動作中に電池の電圧低下を検出した場合、警報動作を所定時間継続後に停止さると共に、電圧低下の警報動作を行う

本発明によれば、ユーザが在宅している際に電池電圧の低下が検出された場合には、表示灯の点滅で障害の発生をユーザに知らせ、この状態で点検スイッチを操作すると電池切れと販売店への連絡を促す音声メッセージを出力することで、電池切れに適切に対応できる。
また点検スイッチを操作して音声メッセージを聞いた後に、そのまま放置していると、例えば約12時間を経過する毎に再度音声メッセージが出力され、ユーザの対応忘れを防ぐことができる。
一方、ユーザが長期間不在中に電池電圧の低下が検出された場合には、約10秒周期で表示灯を点滅を例えば1週間のあいだ継続し、1週間が経過したら「ピッ」という間欠的なアラーム音を例えば50秒間隔で出力し、電池切れの警報を必要最小限の電力消費で可能な限り長期間継続して出力し続け、ユーザが帰宅した際に、確実に気付いてスイッチ操作で電池切れが分かるようにしている。
また一時的な電圧降下や温度変動による電池容量の低下に伴う電池電圧の低下検出を回避するため、例えば16時間以上電池低下が継続して初めて警報を出すようにしており、電池が寿命に近づいたことを正確に検出して警報できる。
また表示灯の点滅から例えば1週間後に間欠的なアラーム音を例えば50秒間隔で出力するように切替えた後、このアラーム音の出力間隔を徐々に短くしていくことで、ユーザが電池切れに気付き易くしている。
また誤動作などによる警報動作中に電池電圧の低下が検出された場合、このまま警報動作を継続すると電池がなくなって電池切れの警報が出せなくなることから、警報動作を所定時間で停止し、電池切れの警報出力を行うようにしている。
更に、警報器に無線タグを設け、電池電圧低下の検出情報を無線タグに記憶しておくことで、電池がなくなった後に、タグリーダを使用して外部から無線タグの内容を読取り、電池がなくなっていることを認識して警報器を取り替えるといった適切な対応ができる。
図1は本発明による火災警報器の実施形態の説明図である。なお、以下の説明にあっては単に警報器という。図1において、本発明の警報器10は本体11aとカバー11bで構成され、カバー11bの正面上部に突出して煙流入口14を形成し、その内部に散乱光式煙検出機構を備えた検煙部を内蔵している。

煙流入口14の下側には2色LED表示灯15とスピーカ音響口16が設けられている。2色LED表示灯15は赤色LEDと緑色LEDを備えており、火災、点検、電池電圧の低下を含む障害などの際に必要な点灯表示を行う。スピーカ音響口16の内部には、警報メッセージを出力するスピーカが内蔵されている。
更にカバー11bの下部には、紐に吊り下げられたリングによる点検操作部18が設けられ、監視中に点検操作部18を一定時間引くと、動作確認のための警報メッセージが出力され、また火災検出時に警報が出力された際には、点検操作部18を継続して引くことで警報出力を停止することができる。更に2色LED表示灯15の点滅による障害表示の際に点検操作部18を引くと、電池切れなどの障害発生を示す音声メッセージが出力される。
警報器10は取付金具12により一般住宅内の部屋の壁面に取り付けることができる。取付金具12は前方にフック26を一体に形成しており、壁面に2本のピンをもって固定し、この状態で本体11aの上部に一体に設けた取付部20のフック穴22をフック26に掛けることで取り付けることができる。
図2は図1の警報器10の組立分解図である。図2において、本発明の警報器10は、本体11aとカバー11bに分解できる。カバー11b側には検煙部84を備えたプリント基板82が組み付けられ、更にスピーカ50が組み付けられる。
プリント基板82の背後には電池28が組込み固定される。電池28は組込み固定する際に、そのリード端子をプリント基板82には半田付けで接続している。電池28に相対した本体11aの内側にはスポンジ86が例えば3枚配置され、カバー11bと本体11aを固定した際に、緩衝材として電池28が動かないように押さえている。
プリント基板82には点検スイッチを構成するスイッチ固定接点52bが実装され、これに隣接してスイッチ可動接片52aが、ビス88のプリント基板82のカバー11bに対するねじ込み固定で取り付けられる。スイッチ可動接片52aには点検操作部18を取り付けた紐18aが結び付けられており、点検操作部18により紐18aを引くことでスイッチ可動接片52aをスイッチ固定接点52b側に接触させて点検スイッチのオン操作ができるようにしている。
本体11aは、その間に、プリント基板82、スピーカ50、電池28、更にスポンジ86を組み込んだ状態で、カバー11bに対し組み付けられ、本体11a側からのビス88の2本により固定される。
このような組立分解構造を持つ本発明の警報器10にあっては、図1の組立状態で電池は内部に組付け固定されており、警報器10を分解しない限り、内蔵している電池28の交換ができないようにしており、ユーザ側での電池28の交換は予定していない。またプリント基板82に対する電池28の電源線の接続は半田等により行われているため、警報器10を分解したとしても電池28の交換は非常に特殊な作業となる。
図3は図2のプリント基板82に設けた検煙部84の組立分解図である。図3において、プリント基板82に対し検煙部本体90が組み付けられる。検煙部本体90には所定の散乱角を持って発光素子42と受光素子44が組み込まれ、受光素子44側にはノイズ防止用のシールドキャップ45が装着される。
検煙部本体90の下側の空間が検煙空間となり、この検煙空間に対し防虫網92を装着した検煙部カバー94を配置し、防虫網92を介して周囲に開口した煙流入路を形成するラビリンス構造を実現している。
図4は本発明による警報器の回路構成の実施形態を示したブロック図である。図4において、警報器にはリチウム電池などを用いた電池28が内蔵されており、電池28としては例えば、4.2ボルト〜7.0ボルトの電圧範囲が保証されている。電池28からの電源ラインは、CPU用の電源回路30、音声用の電源回路32、更にセンサ用の電源回路34に供給され、各負荷に適合した既定の電源電圧を出力するようにしている。
警報器には制御回路として機能するCPU36が設けられている。CPU36に対してはセンサ部35が設けられる。センサ部35には発光回路38と受光回路40が設けられる。発光回路38はCPU36からの制御パルスに同期してLEDを用いた発光素子42を間欠的に発光駆動し、散乱光式煙検出機構、即ち図3に示した検煙部に流入した煙による散乱光を、フォトダイオードを用いた受光素子44で受光し、受光回路40で増幅した後にCPU36に出力している。
CPU36に対しては表示回路46が設けられ、この表示回路46は図1に示した2色LED表示灯15の表示駆動を行う。またCPU36に対しては音声回路48が設けられ、火災、点検、電池切れを含む障害に伴う予め定めた音声メッセージをスピーカ50から出力するようにしている。
またCPU36に対しては電圧検出回路54が設けられ、電池28からの電池電圧が所定電圧以下に低下したときに電池電圧低下検出信号をCPU36に出力し、電池電圧低下警報を行わせるようにしている。
更にCPU36に対しては、移報回路55と移報受信回路58が設けられる。移報回路55は、CPU36でセンサ部35からの検出信号により火災を検出した際に、移報信号を移報コネクタ56に出力する。移報コネクタ56には、別の部屋に設置された本発明の警報器が移報信号線により相互接続されている。
このため、移報回路55からの移報信号は移報コネクタ56を介して他の警報器に送られ、その移報受信回路58で受信され、CPU36に連動警報を行わせることになる。更にCPU36には、EEPROMなどを用いた不揮発メモリ60が接続されている。
CPU36は、プログラムの実行により実現される監視制御部62の機能と電圧低下警報部64の機能を備える。監視制御部62は、センサ部35に設けた受光回路40からの受光検出信号から火災を判断して、表示回路46の表示駆動及び音声回路48による警報メッセージの出力により火災警報を行わせる。また、通常の監視状態で点検スイッチ52からの操作信号を受けた際に、表示回路46及び音声回路48による警報動作を確認するための制御機能を果たす。

ここで本発明の警報器における表示回路46及び音声回路48の動作は次のようになる。
まず火災検出時には、表示回路46は赤色LEDを連続点灯した後にフラッシングする処理を繰り返し、音声回路48は「ウーウー、火事です、火事です」を繰り返す。一方、点検スイッチ52を操作した際の点検時には、表示回路46は赤色LEDを点灯し、音声回路48は「ピ」音の後、「ウーウー、火事です、火事です」を1回、鳴動し、「ピー」音で終了する。
CPU36に設けた電圧低下警報部64は、電圧検出回路54による電池の電圧検出信号に基づいて電池切れを検出した際に、所定周期例えばT1=10秒の周期で、表示回路46に設けた2色LED表示灯15の緑色LEDを点滅し、この状態で点検スイッチ52の操作を検出すると音声回路48が動作し、スピーカ50から電池切れを示す音声メッセージを出力して報知する。この音声メッセージは例えば「電池切れなどが発生しています。販売店に連絡して下さい」のメッセージを出力する。
また電圧低下警報部64は、点検スイッチ52の操作を検出して、一度、音声メッセージを出力して電池切れを報知した後、所定時間T2例えばT2=12時間を経過するごとに、再度、音声メッセージを出力して報知する。
更に電圧低下警報部64は、電池電圧低下を検出してT=10秒周期で2色LED表示灯15の緑色LEDを点滅している状態で、一定期間例えば一週間を経過しても点検スイッチ52の動作を検出しない場合は、緑色LEDの点滅に加え音声回路48によりスピーカ50から所定周期T3例えばT3=50秒周期で「ピッ」といった間欠的なアラーム音を出力させる。

このアラーム音「ピッ」を50秒周期で出力している間に点検スイッチ52の操作が検出されれば、音声回路48によりスピーカ50から電池切れを示す音声メッセージの出力が行われることになる。このT3=50秒周期の「ピッ」といったアラーム音の間欠出力は、その後、電池がなくなるまで継続されることになる。

ここで電圧低下警報部64による電圧低下の検出は、電圧検出回路54からの電圧検出信号が閾値電圧以下となる状態が所定時間継続した際に、電池電圧の低下と判定し、電池電圧低下の検出状態を以後、保持することになる。
本発明にあっては、電圧検出回路54の電圧検出信号が閾値電圧以下となる状態が16時間以上継続したときに電池電圧低下を判定して、これを保持する。この電池電圧の低下を判定するための継続時間としては、16時間から最大32時間の範囲で適宜に設定することができる。
このように十分に長い電圧低下を判定するための十分長い遅延時間を設定することで、電池28の容量が一時的な電圧降下や温度変動などにより低下したとしても、このような一時的な変動に対し電池電圧の低下検出は行われず、不必要に電池電圧低下警報が出されることを防止している。
更にCPU36に対し、この実施形態にあっては無線タグ70を設けている。無線タグ70は通常、無線ICタグとして知られており、内部に無線送受信回路、プロセッサ及びメモリを備えており、メモリに必要な情報を書き込むと、電源供給を断っても、専用のリーダを使用することで、リーダからの電磁界による電源供給を受けて動作し、メモリの内容を読み出すことができる。
このような無線タグ70に対し本発明にあっては、CPU36の電圧低下警報部64で電池電圧の低下を検出した際に、電池電圧低下を示す情報を不揮発メモリ60のログ66にイベントログとして記憶すると同時に、無線タグ70のメモリにも電池28の電圧低下検出の履歴情報を記憶し、電池28がなくなった後も、外部から専用のリーダを使用して、無線タグ70のメモリに記憶した電池電圧低下検出の履歴情報を読み出すことができるようにしている。
図5は図4のCPU36に設けた電圧低下警報部64による警報処理のフローチャートである。図5において、電圧低下警報処理は、ステップS1で電圧検出回路54で検出された電池28の電圧検出信号を読み込み、ステップS2で所定の閾値電圧Vth以下か否かチェックしている。
閾値電圧Vth以下であった場合には、ステップS3に進み、所定時間例えば16時間以上継続しているか否かチェックしている。閾値電圧Vth以下となる電池電圧Vの状態が16時間以上継続している場合には、ステップS4に進み、電池電圧低下を検出して、これを保持する。
次にステップS5で、T1=10秒周期で表示回路46に設けた図1の2色LED表示灯15の緑色LEDを点滅する。この状態で、ステップS6で点検スイッチ52の操作の有無を判別しており、点検スイッチ52の操作を判別すると、ステップS7に進み、音声回路48を動作し、スピーカ50から電池切れの音声メッセージとして例えば「電池切れなどが発生しています。販売店に連絡して下さい」を出力する。
その後、ステップS8で音声メッセージ出力からの経過時間を設定時間T2=12時間経過したか否かチェックしており、12時間を経過すると、ステップS7に戻り、音声メッセージを再度、出力する。
一方、ステップS6で点検スイッチ52の操作が検出されなかった場合には、ステップS9に進み、電池電圧低下検出から一週間経過するか否か監視している。ステップS9で一週間の経過が判別されると、ステップS10に進み、音声回路48の動作でスピーカ50からアラーム音として「ピッ」を出力し、これをステップS11でT3=50秒経過するごとに繰り返す。
続いてステップS12で点検スイッチの操作の有無をチェックしており、アラーム音「ピッ」のT3=50秒間隔での出力中に点検スイッチ52の操作が判別されると、ステップS7で音声メッセージを出力し、ステップS8でT2=12時間経過ごとの音声メッセージの再出力を繰り返すことになる。
なおステップS4で電池電圧低下検出を保持した際には、図4の不揮発メモリ60のログ66に電圧低下検出の履歴情報を記憶すると同時に、無線タグ70のメモリにも電圧低下検出の履歴情報を記憶する。
また図5の処理にあっては、ステップS9〜S12の処理によりアラーム音の間欠出力中にステップS12で点検スイッチの操作を判別した場合には、ステップS7で音声メッセージを出力させ、ステップS8でT2時間経過後に再度音声メッセージを出力するようにしているが、ステップS8で音声メッセージを出力した後、所定時間、アラーム音の間欠出力を停止し、その後に、アラーム音の間欠出力を行うようにしても良い。
図6は本発明による電圧低下警報処理の他の実施形態を示したフローチャートであり、この実施形態にあっては、点検スイッチ52の操作が検出されずに一週間後にアラーム音である「ピッ」の間欠出力に切り替えられた後、このアラーム音の間欠出力の間隔を徐々に短くしたことを特徴とする。
図6において、ステップS1〜S8の処理は図5のフローチャートと同じである。またステップS6で点検スイッチの操作が判別されなかった場合、ステップS9で一週間経過を判別し、ステップS10でT3=50秒経過ごとに、ステップS11でアラーム音である「ピッ」を間欠的に出力している。
これに加えて、この実施形態にあっては、T3=50秒周期のアラーム音「ピッ」の出力につき、ステップS12でアラーム回数が所定のm回に達したか否かチェックしており、m回に達するとステップS13に進み、周期をそれまでのT3=50秒からT4=25秒に短くし、T4=25秒を経過するごとに、ステップS14でアラーム音として「ピッ」を出力している。
そして、このT4=25秒間隔のアラーム音の間欠出力につき、ステップS15でアラーム回数がn回に達すると、ステップS16に進み、T5=10秒の経過ごとに、ステップS17でアラーム音「ピッ」の間欠出力を繰り返すようになる。
このように電池電圧低下検出によるT1=10秒周期によるLED点滅による報知で、点検スイッチ52の操作がなく、一週間経過した後のアラーム音の間欠出力の周期につき、その間隔を徐々に短くすることで、例えば長期間不在としていたユーザが帰宅したような場合、電池電圧低下にを確実にしることができる。
なおステップS9〜ステップS17の処理中における間欠的なアラーム音の出力に対し点検スイッチ52の操作が行われた場合には、ステップS7での音声メッセージの出力を行うことになるが、この点は省略している。
図7は本発明による電圧低下警報処理の他の実施形態を示したフローチャートであり、この実施形態は火災検出による警報動作中に電池電圧の低下が発生した場合の対応処理を設けたことを特徴とする。
図7において、ステップS1〜S4の電池電圧の低下検出保持は図5の実施形態と同じであるが、ステップS4で電池電圧低下検出を保持した後、ステップS5でCPU36の監視制御部62による警報動作中か否かチェックする。もし警報動作中であった場合には、ステップS6で所定のT0時間経過を監視する。
このT0時間は警報をユーザに知らせるに十分な時間であり、且つ電池電圧低下検出の状態で警報動作を行っても十分に電池低下の警報が出せる程度に電池の消耗を抑える時間として設定される。ステップS6で所定のT0時間が経過すると、ステップS7で警報動作を強制的に停止する。そしてステップS8で、図5のステップS5〜S12と同様、ステップS8〜S15による電圧低下警報の処理を行うことになる。
このような警報動作中の電池電圧の低下検出は、例えば警報器が誤動作により警報動作を行ったような場合に、誤動作による警報動作を継続してしまうと、そのまま電池がなくなって電池切れを示す電池電圧の低下警報ができなくなるが、このようなことを未然に防止することができる。
なお上記の実施形態にあっては、電池電圧の低下を検出した際のLEDの点滅周期T1、音声メッセージを出力した後の再出力の経過時間T2、LEDの点滅からアラーム音の間欠出力に切り替える例えば一週間の経過時間、更に一週間経過した後にアラーム音の間欠出力を行う周期T3については、上記の実施形態の数値に限定されず、必要に応じて適宜の時間設定を行うことができる。また本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含む。
本発明による警報器の実施形態の説明図 図1の組立分解図 図2の検煙部の組立分解図 本発明による警報器の回路構成の実施形態を示したブロック図 本発明による電池電圧低下警報処理のフローチャート アラーム音の間欠出力間隔を徐々に短くする本発明による他の電池電圧低下警報処理のフローチャート 警報動作中に電池電圧の低下を検出して処理する本発明による他の電池電圧低下警報処理のフローチャート
符号の説明
10,10a〜10c:警報器
11a:本体
11b:カバー
12:取付金具
14:煙流入口
15:2色LED表示灯
16:スピーカ音響口
18:点検操作部
18a:紐
20:取付部
22:フック穴
26:フック
28:電池
30,32,34:電源回路
35:センサ部
36:CPU
38:発光回路
40:受光回路
42:発光素子
44:受光素子
45:シールドキャップ
46:表示回路
48:音声回路
50:スピーカ
52:点検スイッチ
52a:スイッチ可動接片
52b:スイッチ固定接点
54:電圧検出回路
55:移報回路
56:移報コネクタ
58:移報受信回路
60:不揮発メモリ
62:監視制御部
64:電圧低下警報部
66:ログ
70:無線タグ
82:プリント基板
84:検煙部
86:スポンジ
88:ビス
90:検煙部本体
92:防虫網
94:検煙部カバー

Claims (6)

  1. 動作電源を供給する電池と、
    点検操作部によって操作され、所定の動作を確認する点検スイッチと
    記電池の電圧低下を検出した際に前記点検スイッチの操作を検出した場合、所定の音声メッセージを出力る電圧低下警報部と、
    を備え
    前記電圧低下警報部は、
    前記電圧低下の検出から所定時間経過するまでに前記点検スイッチの操作が検出されない場合は、アラーム音を所定周期で間欠的に出力し、
    前記アラーム音の間欠出力中に前記点検スイッチの操作を検出した場合、前記所定の音声メッセージを出力すると共に、前記アラーム音の間欠出力を所定時間停止することを特徴とする火災警報器。
  2. 請求項1記載の火災警報器に於いて、前記電圧低下警報部は、
    前記電池の電圧低下を検出した際に、所定の障害表示を行い、
    前記障害表示中に前記点検スイッチの操作を検出した場合、前記所定の音声メッセージを出力することを特徴とする火災警報器。
  3. 請求項2記載の火災警報器に於いて、前記電圧低下警報部は、所定の周期で表示灯を点滅させて障害表示することを特徴とする火災警報器。
  4. 請求項1記載の火災警報器に於いて、前記電圧低下警報部は、前記電圧低下の検出から所定期間を経過するまでに前記点検スイッチの操作が検出されない場合、前記アラーム音間欠的出力を開始し、その後、前記所定周期を段階的に短くして前記アラーム音の間欠出力を行うことを特徴とする火災警報器。
  5. 請求項4記載の火災警報器に於いて、前記電圧低下警報部は、前記アラーム音の出力開始後、前記アラーム音を所定回数出力する毎に、前記アラーム音を間欠的に出力する前記所定周期を段階的に短くすることを特徴とする火災警報器。
  6. 請求項1記載の火災警報器に於いて、
    センサ部の検出信号から火災を判断して警報を出力する監視制御部を備え、
    前記電圧低下警報部は、前記監視制御部による警報動作中に前記圧低下を検出した場合、前記警報動作を所定時間継続に停止させると共に、電池電圧低下の警報動作を行うことを特徴とする火災警報器。
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