JP5114810B2

JP5114810B2 - 警報器

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Publication number: JP5114810B2
Application number: JP2006111647A
Authority: JP
Inventors: 和宏犬塚
Original assignee: Yazaki Energy System Corp
Current assignee: Yazaki Energy System Corp
Priority date: 2006-04-14
Filing date: 2006-04-14
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2026-04-14
Also published as: JP2007286789A

Description

本発明は、警報器に係り、特に、検出対象の物理量を検出するセンサと、音声を出力する音声出力手段と、前記センサが検出した物理量に基づいて異常を検出したときに前記音声出力手段を制御して前記異常の旨を伝える音声を出力させる制御手段と、電源電圧を供給する電池とを備えた警報器に関するものである。

上述した警報器の一例として火災警報器が一般的に知られている。図１０はこの火災警報器を示すブロック図である。同図に示すように、火災警報器１０は、火災に応じて発生する煙量（物理量）を検出する火災センサ（センサ）１１と、音声を出力する音声出力回路１２（音声出力手段）と、火災センサ１１が検出した煙量に基づいて火災（異常）を検出したときに音声出力回路１２を制御して火災の旨を伝える音声を出力させるμＣＯＭ１３（制御手段）と、電源電圧を供給する電池１４を備えている。

上記μＣＯＭ１３は、処理プログラムに従って各種の処理を行う演算処理装置（以下、ＣＰＵ）１３ａと、ＣＰＵ１３ａが行う処理のプログラムなどを格納した読出専用のメモリであるＲＯＭ１３ｂと、ＣＰＵ１３ａでの各種の処理過程で利用するワークエリア、各種データを格納するデータ記憶エリアなどを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ１３ｃと、ＣＰＵ１３ａが出力したデジタルの音声信号をアナログの音声信号に変換して音声出力回路１２に出力するデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器１３ｄと、ＣＰＵ１３ａに動作クロックを供給するクロック回路１３ｅとを有している。

上記ＣＰＵ１３ａは、通常、間欠的に火災センサ１１が検出した煙量を取り込んで、該煙量に基づいて火災の発生を検出する。ＣＰＵ１３ａは、クロック回路１３ｅからの低速クロックで動作して、上記煙量に基づいた火災発生の検出処理を行う。ＣＰＵ１３ａは、火災を検出するとＤ／Ａ変換器１３ｄにデジタルの音声信号を出力する。このとき、ＣＰＵ１３ａは、クロック回路１３ｅからのクロックを低速クロックから高速クロックに切り換える。ＣＰＵ１３ａは、高速クロックで動作して、上記音声での警報処理を行う。

上記ＣＰＵ１３ａは、例えば「火災が発生しています。避難して下さい。」といった内容のデジタルの音声信号を繰り返し出力する。また、上記電池１４は例えば互いに直列接続された２本の３Ｖ電池を用いている。この場合、電源電圧は６Ｖとなる。

火災警報器１０は、さらに火災が発生した旨が表示される表示器１５と、外部警報器に接続される連動回路１６とを備えている。上記ＣＰＵ１３ａは、火災を検出したとき上記表示器１５（表示手段）を制御して火災が発生した旨の表示を行わせる。また、ＣＰＵ１３ａは、連動回路１６に接続された外部警報器が異常を検出したときに音声出力回路１２を制御してその異常を伝える音声を出力させると共に表示器１５を制御してその異常を伝える表示を行わせる。また、μＣＯＭ１３は、火災を検出したとき連動回路１６を使ってその旨を上記外部警報器に伝える。

また、火災警報器１０は、上記電池１４の電源電圧の低下を検出する電圧低下検出回路１７を備えている。電圧低下検出回路１７は、上記電池１４の電源電圧と所定電圧Ｖｔｈとを比較する比較器（図示せず）を有している。μＣＯＭ１３は、電圧低下検出回路１７内の比較器から電池１４の電源電圧が所定電圧Ｖｔｈよりも低いとの比較結果を得たとき表示器１５を制御して電池切れ警報の表示を行わせる。なお、上述した所定電圧Ｖｔｈは、図１１に示すように、火災警報器１０を構成する回路の動作可能電圧のうち最も高い動作電圧である回路最低動作電圧よりも高い値に設定されている。

上述した音声出力回路１２、μＣＯＭ１３、表示器１５、連動回路１６及び電圧低下検出回路１７は電池１４からの電源電圧の供給を受けて動作する。なお、火災センサ１１、表示器１５は、例えば６Ｖの電源電圧を４．３Ｖの定電圧にする定電圧回路１８を介して電源供給を受けている。

ところで、従来から電源としては、３Ｖの電池１本で構成したいという要望があった。しかしながら、上記構成の火災警報器１０では３Ｖの電池１本での動作は難しい。理由としては、Ｄ／Ａ変換器１３ｄ内でデジタルの音声信号をアナログの音声信号に変換する際に高速なクロックが必要となり、高速なクロックを供給するためにμＣＯＭ１３として高い電源電圧が必要となる。

例えば、２．７Ｖ位の高い電源電圧をμＣＯＭ１３に出力しないと、クロック回路１３ｅは高速クロックをＣＰＵ１３ａに供給することができず、音声を出力することができない。このため、電圧低下検出回路１７は、電池１４の電源電圧が２．７Ｖよりも低下したときに電源電圧低下を検出する必要がある。しかしながら、２．７Ｖまでの動作では電池１４の容量を使い切らないで電池切れ警報を発生する必要があった。

さらに、音声を出力するためには、音声出力回路１２内のスピーカ（図示せず）としてダイナミックスピーカを用いる必要がある。このダイナミックスピーカのインピーダンスは低い（１０Ω程度）。従って、音声出力中の電池１４の消費電流が多くなる。このため、電池１４の内部抵抗に大きな消費電流が流れて、電池１４に大きな電圧降下が発生して、電池１４の電源電圧が大きく低下する。この音声出力中の電源電圧の低下を考慮するとさらに電池の寿命が短くなってしまう。

このような問題を解決するために、例えば電源電圧を昇圧する昇圧回路を設けることが考えられている（例えば特許文献１）。しかしながら、昇圧回路の動作電力が新たに必要となり、昇圧回路のロス電力も発生してしまう。しかも電源電圧が高くなることにより各部の消費電流が増加してしまう。このため、電池１４の消費電力が上昇し、電池１４の寿命が短くなってしまうという問題があった。
特開平５−３０３６９５号公報

そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、電池の容量を使い切ることができ、かつ長寿命で音声警報をすることができる警報器を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、検出対象の物理量を検出するセンサと、音声を出力する音声出力手段と、前記センサが検出した物理量に基づいて異常を検出したときに前記音声出力手段を制御して前記異常の旨を伝える音声を出力させる制御手段と、電源電圧を供給する電池と、を備え、前記制御手段が、前記音声が出力されていないときは低速クロックで動作し、前記音声が出力されているときは高速クロックで動作する演算処理装置と、前記演算処理装置に前記低速クロック及び前記高速クロックを供給するクロック回路と、を備えた警報器であって、前記警報器が、前記電池及び前記制御手段間の電源ライン上に設けられて前記電池が供給する電源電圧を昇圧する昇圧動作を行い、当該昇圧した電源電圧を前記制御手段に供給する昇圧回路を備え、前記制御手段が、前記音声が出力されていないときは前記昇圧回路の昇圧動作を停止し、そして、前記音声が出力されているときは前記昇圧回路に前記昇圧動作を行わせる第１昇圧回路制御手段を備えていることを特徴とする警報器に存する。

請求項１記載の発明によれば、第１昇圧回路制御手段が、音声が出力されていないときは昇圧回路の昇圧動作を停止して制御手段に対して昇圧されない電源電圧を供給して、音声が出力されているときは昇圧回路に昇圧動作を行わせて制御手段に対して昇圧された電源電圧を供給する。従って、制御手段が高い電源電圧を必要とする音声出力時には、制御手段に対して昇圧回路により昇圧された高い電源電圧を供給することができる。一方、制御手段が高い電源電圧を必要としない音声を出力していない間には、昇圧回路による昇圧動作を停止して、省電力を図ることができる。

請求項１記載の発明によれば、制御手段において演算処理装置が、音声が出力されていないときは低速クロックで動作し、音声が出力されているときは高速クロックで動作する。従って、演算処理装置が高速クロックで動作する必要があり、制御手段が高い電源電圧を必要とする音声出力時には、制御手段に対して昇圧回路により昇圧された高い電源電圧を供給することができる。一方、演算処理装置が低速クロックで動作して、制御手段が高い電源電圧を必要としない音声を出力していない間には、昇圧回路による昇圧動作を停止して、省電力を図ることができる。

請求項２記載の発明は、前記昇圧回路の昇圧動作が停止している間の電源電圧に基づいて前記電源電圧の低下を検出する第１電圧低下検出手段と、前記音声が出力されていない間に定期的に前記昇圧回路に前記昇圧動作を行わせる第２昇圧回路制御手段と、該第２昇圧回路制御手段による昇圧動作中に前記電池にダミー抵抗を接続するダミー抵抗接続手段と、前記ダミー抵抗接続時の前記電源電圧に基づいて電源電圧の低下を検出する第２電圧低下検出手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の警報器に存する。

請求項２記載の発明によれば、第１電圧低下検出手段が、昇圧回路の昇圧動作が停止している間の電源電圧に基づいて電源電圧の低下を検出する。第２電圧低下検出手段が、昇圧時、かつダミー抵抗接続時の電源電圧に基づいて電源電圧の低下を検出する。従って、昇圧動作が停止している監視時と音声警報時に電池に流れる電流と等しい電流を流した時との両状態における電源電圧の低下を検出することができる。

請求項３記載の発明は、前記制御手段が前記異常を検出してから前記音声を出力するまでの間に前記昇圧回路に前記昇圧動作を行わせる第３昇圧回路制御手段と、該第３昇圧回路制御手段による昇圧動作中に前記昇圧回路の故障検出を行う第２故障検出手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の警報器に存する。

請求項３記載の発明によれば、第３昇圧回路制御手段が、制御手段が異常を検出してから音声を出力するまでの間に昇圧回路に昇圧動作を行わせる。第１故障検出手段が、該第３昇圧回路制御手段による昇圧動作中に昇圧回路の故障検出を行う。従って、音声を出力する前に昇圧回路の故障を検出することができる。

請求項４記載の発明は、前記音声が出力されていない間に定期的に前記昇圧回路に前記昇圧動作を行わせる第４昇圧回路制御手段と、該第４昇圧回路制御手段による昇圧動作中に前記昇圧回路の故障検出を行う第２故障検出手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３何れか１項に記載の警報器に存する。

請求項４記載の発明によれば、第４昇圧回路制御手段が、音声が出力されていない間に定期的に昇圧回路に前記昇圧動作を行わせる。第２故障検出手段が、第４昇圧回路制御手段による昇圧動作中に昇圧回路の故障検出を行う。従って、音声が出力されていない間に定期的に昇圧回路の故障検出を行うことにより、異常が発生する前に昇圧回路の故障を検出することができる。

請求項５記載の発明は、前記異常が発生した旨を表示する表示手段をさらに備え、そして、前記昇圧回路が、前記電池及び前記表示手段間の電源ライン上に設けられていることを特徴とする請求項１〜４何れか１項に記載の警報器に存する。

請求項５記載の発明によれば、昇圧回路が、電池及び表示手段間の電源ライン上に設けられている。従って、音声出力時に電源電圧が下がっても昇圧回路によって昇圧した電源電圧を表示手段に対して供給することができる。

以上説明したように請求項１記載の発明によれば、制御手段が高い電源電圧を必要とする音声出力時には、制御手段に対して昇圧回路により昇圧された高い電源電圧を供給することができる。一方、制御手段が高い電源電圧を必要としない音声を出力していない間には、昇圧回路による昇圧動作を停止して、省電力を図ることができるので、電池の容量を使い切ることができ、かつ長寿命で音声警報をすることができる。

請求項２記載の発明によれば、演算処理装置が高速クロックで動作する必要があり、制御手段が高い電源電圧を必要とする音声出力時には、制御手段に対して昇圧回路により昇圧された高い電源電圧を供給することができる。一方、演算処理装置が低速クロックで動作して、制御手段が高い電源電圧を必要としない音声を出力していない間には、昇圧回路による昇圧動作を停止して、省電力を図ることができるので、電池の容量を使い切ることができ、かつ長寿命で音声警報をすることができる。

請求項２記載の発明によれば、昇圧動作が停止している監視時と音声警報時に電池に流れる電流と等しい電流を流した時との両状態における電源電圧の低下を検出することができるので、より一層確実に電池の容量を使い切ることができる。

請求項３記載の発明によれば、音声を出力する前に昇圧回路の故障を検出することができる。

請求項４記載の発明によれば、音声が出力されていない間に定期的に昇圧回路の故障検出を行うことにより、異常が発生する前に昇圧回路の故障を検出することができるので、確実に異常の旨を伝える音声警報を発生することができる。

請求項５記載の発明によれば、音声出力時に電源電圧が下がっても昇圧回路によって昇圧した電源電圧を表示手段に対して供給することができるので、音声出力時に表示手段による表示が暗くなったりしない。

以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の警報器としての火災警報器の一実施の形態を示すブロック図である。同図に示すように、火災警報器１０は、火災に応じて発生する煙量（物理量）を検出する火災センサ（センサ）１１と、音声を出力する音声出力回路１２（音声出力手段）と、火災センサ１１が検出した煙量に基づいて火災（異常）を検出したときに音声出力回路１２を制御して火災の旨を伝える音声を出力させるμＣＯＭ１３（制御手段）と、電源電圧を供給する電池１４を備えている。この電池１４としては、例えば３Ｖ電池１本から構成されている。

音声出力回路１２は、ダイナミックスピーカ１２ａと、このダイナミックスピーカ１２ａを駆動する駆動回路１２ｂとを備えている。駆動回路１２ｂとしては、図２（ａ）に示すように、ブリッジ構成のものが用いられている。同図に示すように、駆動回路１２ｂは、第１演算増幅器ＯＰ１及び第２演算増幅器ＯＰ２を備えている。

第１演算増幅器ＯＰ１の−入力端にはコンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１を介してアナログの音声信号が供給される。このアナログの音声信号はμＣＯＭ１３から出力されるものである。増幅器ＯＰ１の＋入力端には基準電圧Ｖｒｅｆが供給されている。この増幅器ＯＰ１の出力と−入力端は抵抗Ｒ２を介して接続されている。以上の構成により、図２（ｂ）中の実線に示すように、増幅器ＯＰ１は基準電圧Ｖｒｅｆを基準としてアナログの音声信号を反転増幅した信号を出力する。そして、上記増幅器ＯＰ１の出力はダイナミックスピーカ１２ａの一端に供給される。

一方、増幅器ＯＰ２の−入力端には抵抗Ｒ３を介して増幅器ＯＰ１の出力が供給される。増幅器ＯＰ１の−入力端には基準電圧Ｖｒｅｆが供給されている。この増幅器ＯＰ２の出力と＋入力端は、抵抗Ｒ４を介して接続されている。以上の構成により、図２（ｂ）中の一点鎖線で示すように、増幅器ＯＰ２は、基準電圧Ｖｒｅｆを基準として増幅器ＯＰ１の出力を非反転増幅した信号を出力する。そして、上記増幅器ＯＰ２の出力はダイナミックスピーカ１２ａの他端に供給される。上述したブリッジ構成の駆動回路１２ｂは、図９に示す増幅器を１つ備えたシングルエンド構成に比べて２倍の電圧をダイナミックスピーカ１２ａに供給することができる。これにより、ブリッジ構成は、シングルエンド構成に比べて音圧レベルを約６ｄＢ／ｍ、上昇することができる（例えば１ｍ離れたところでは約６ｄＢ上昇する）。

火災警報器１０は、電池１４の電源電圧を昇圧する昇圧動作を行う昇圧回路１９を備えている。この昇圧回路１９の構成について、図３の回路図を参照して以下説明する。昇圧回路１９は、電池１４からの電源電圧を入力する入力端子Ｔ_INと、昇圧した電源電圧を出力する出力端子Ｔ_OUTとを有している。昇圧回路１９はまた、上記入力端子Ｔ_INと出力端子Ｔ_OUTとの間に設けられて、互いに直列接続されたコイルＬ及びダイオードＤ１と、電池１４からコイルＬに供給する電源電圧をオンオフするスイッチング（ＳＷ）トランジスタＴｒ１と、コンデンサＣ２とを有している。ＳＷトランジスタＴｒ１のベースはμＣＯＭ１３内のＣＰＵ１３ａに接続され、ＳＷトランジスタＴｒ１はＣＰＵ１３ａによってオンオフが制御される。

上述した昇圧回路１９の昇圧動作について以下説明する。ＳＷトランジスタＴｒ１がオンしている間、コイルＬに電流が流れる。ＳＷトランジスタＴｒ１がオン状態からオフに転じると、コイルＬに生じる逆起電力により、図中点Ｐ１に電池１４の電源電圧よりも高いコイルＬの逆起電力が現れる。その繰り返しによってコンデンサＣ２を徐々に充電する。その結果、コンデンサＣ２のグランド側とは反対側の端子である出力端子Ｔ_OUTに、電池１４が供給する電源電圧よりも高い電圧が当該昇圧回路１９の出力電圧として発生する。

即ち、ＣＰＵ１３ａがＳＷトランジスタＴｒ１をオンオフ制御すると、昇圧回路１９が昇圧動作を行い、その出力端子Ｔ_OUTからは電池１４の電源電圧を昇圧した電圧が出力される。一方、ＣＰＵ１３ａがＳＷトランジスタＴｒ１をオフのままにすると、昇圧回路１９の昇圧動作が停止されて、その出力端子Ｔ_OUTからは電池１４の電源電圧からダイオードＤ１の順方向電圧を差し引いた電圧が出力される。図１に示すように、昇圧回路１９は、電池１４−火災センサ１１間の電源ライン上に設けられている。昇圧回路１９は、電池１４−μＣＯＭ１３間の電源ライン上に設けられている。

上記ＣＰＵ１３ａは、火災を検出していない間、即ち監視時はＳＷトランジスタＴｒ１をオフのままにして、μＣＯＭ１３に対して昇圧されていない電源電圧を供給して、火災を検出したとき、即ち音声警報時はＳＷトランジスタＴｒ１のオンオフ制御をして、μＣＯＭ１３に対して昇圧された電源電圧を供給する。

上述した火災警報器１０は、昇圧回路１９の昇圧動作が停止しているとき、即ち監視時にμＣＯＭ１３に供給される電源電圧の低下を検出するための第１電圧低下検出回路１７ａをさらに備えている。第１電圧低下検出回路１７ａは、昇圧回路１９の出力端子Ｔ_OUTに現れる電圧と所定電圧Ｖｔｈ１とを比較する比較器を有していて、その比較結果をＣＰＵ１３ａに対して出力している。ＣＰＵ１３ａは、昇圧回路１９の昇圧動作が停止されている監視時に第１電圧低下検出回路１７ａ内の比較器から出力される比較結果に基づいて監視時にμＣＯＭ１３に供給される電源電圧の低下を検出する第１電圧低下検出処理を行う。なお、上述した所定電圧Ｖｔｈ１は図５に示すように、火災警報器１０を構成する回路の動作可能電圧のうち最も高い動作電圧である回路最低動作電圧よりも高い値に設定されている。

上述した火災警報器１０は、上記音声警報時における電池１４の電源電圧の低下を検出するための第２電圧低下検出回路１７ｂをさらに備えている。第２電圧低下検出回路１７ｂは、音声警報時に電池１４に接続される負荷と同じ抵抗値に設定されているダミー抵抗と、このダミー抵抗を電池１４に接続するスイッチと、電池１４の電源電圧と所定電圧Ｖｔｈ２とを比較する比較器とを有していて、その比較結果をＣＰＵ１３ａに対して出力している。

ＣＰＵ１３ａは、例えば２５時間毎に昇圧回路１９に昇圧動作を行わせると共に第２電圧低下検出回路１７ｂのスイッチをオンしてダミー抵抗を電池１４に接続させる。このときの電池１４の電源電圧は、音声警報時における電池１４の電源電圧と等しくなる。そして、ＣＰＵ１３ａは、このとき第２電圧低下検出回路１７ｂ内の比較器から出力される比較結果に基づいて音声警報時における電池１４の電源電圧の低下を検出する第２電圧低下検出処理を行う。なお、上述した所定電圧Ｖｔｈ２は図５に示すように、上記回路最低動作電圧よりも低い値であり、かつ昇圧回路１９の動作可能電圧よりも高い値に設定されている。

今、第２電圧低下検出回路１７ｂのみから電源電圧低下を検出する場合について考える。夏場のような高温時、第２電圧低下検出回路１７ｂが電圧低下検出できるのは電池深度ＤＯＤがかなり進んでからになる。このとき、監視時の電源電圧Ｖ′が上記回路最低動作電圧よりも低くなり、監視時に動作できない回路が発生してしまう。第１電圧低下検出回路１７ａを用いて監視時の電源電圧を常時監視することで、監視時の電源電圧が回路最低動作電圧に到達する前に電圧低下を検出することができる。

一方、第１電圧低下検出回路１７ａのみから電源電圧低下を検出する場合について考える。低温時には、電池１４の内部抵抗が大きくなり負荷が大きい時の電源電圧のドロップが大きい。また、電池１４による電圧ドロップのばらつきも大きい。低温で監視時の電源電圧が本当に必要な音圧を出して鳴動できる電圧か、また昇圧できる電圧か判らない。判らないので設計的に余裕を持たせて、所定電圧Ｖｔｈ１を回路最低動作電圧よりもかなり大きな値に設定せざる得ない。このため電池１４の容量を十分に使うことができない。従って、第１及び第２電圧低下検出回路１７ａ及び１７ｂの両回路で監視することにより、電池１４の容量を十分に使うことができる。

上述した火災警報器１０は、上述した昇圧回路１９の昇圧動作が正常に行われているか否かを確認するための昇圧確認回路２０をさらに備えている。昇圧確認回路２０は、例えば昇圧回路１９が昇圧動作を行っているときに出力端子Ｔ_OUTに現れる電圧と所定電圧Ｖｔｈ３とを比較する比較器から構成されている。ＣＰＵ１３ａは、上記比較器による比較結果に基づいて昇圧回路１９の故障検出を行う故障検出処理を行う。

上述した火災警報器１０は、火災が発生した旨や、昇圧回路１９が故障した旨を表示する表示器１５（表示手段）を備えている。この表示器１５には、電池１４からの電源電圧が昇圧回路１９及び定電圧回路１８を介して供給される。即ち、昇圧回路１９が、電池１４−表示器１５間の電源ライン上に設けられている。従って、音声出力時に電源電圧が下がっても昇圧回路１９によって昇圧した電源電圧を表示器１５に対して供給することができ、音声出力時に表示器１５による表示が暗くなったりしない。

上述した火災警報器１０には、連動回路１６を介して外部警報器が接続されている。連動回路１６は、外部警報器が異常を検出したか否かを判断したり、外部警報器に対して異常が発生した旨を伝えるための回路である。この連動回路１６について、図４を参照して以下説明する。同図に示すように、連動回路１６は、一端が昇圧回路１９の出力端子Ｔ_OUTに接続され、他端がダイオードＤ２１及びＳＷトランジスタＴｒ２１を介して接地される抵抗Ｒ５１を有している。即ち、上記昇圧回路１９は、電池１４−抵抗Ｒ５１の一端間に設けられている。上記ＳＷトランジスタＴｒ２１は、ＣＰＵ１３ａによってオンオフが制御されている。ＣＰＵ１３ａは、火災を検出したときＳＷトランジスタＴｒ２１をオンし、正常を検出している間はＳＷトランジスタＴｒ２１をオフする。

また、抵抗Ｒ５１の他端は上記ダイオードＤ２１、外部警報器内に設けられたＳＷトランジスタＴｒ２２（スイッチ手段）を介して接地されている。なお、外部警報器内にも、一端が電源電圧に接続され、他端がダイオードＤ２２及び上記ＳＷトランジスタＴｒ２２を介して接地された抵抗Ｒ５２が設けられている。上記ＳＷトランジスタＴｒ２２は外部警報器内のＣＰＵ２００によってオンオフが制御されている。外部警報器内のＣＰＵ２００は異常を検出したときＳＷトランジスタＴｒ２２をオンし、正常を検出している間はＳＷトランジスタＴｒ２２をオフする。

以上の構成によれば、外部警報器が正常を検出していて、ＳＷトランジスタＴｒ２２がオフである間は、抵抗Ｒ５１の他端とＳＷトランジスタＴｒ２１との間の電圧Ｖ１は出力端子Ｔ_OUTに現れる電圧と等しい。一方、外部警報器が異常を検出して、ＳＷトランジスタＴｒ２２をオンすると、抵抗Ｒ５１の他端はダイオードＤ２１、ＳＷトランジスタＴｒ２２を介して接地される。このため、電圧Ｖ１は、ダイオードＤ２１の順方向電圧と等しい電圧に落ちる。警報検出回路１６ａは、電圧Ｖ１と所定電圧Ｖｃとを比較する比較器を有していて、電圧Ｖ１がダイオードＤ２１の順方向電圧まで低下して所定電圧Ｖｃ以下となったときに、外部警報器が異常を発生している旨をＣＰＵ１３ａに伝える。ＣＰＵ１３ａは、外部警報器が異常を発生している旨を受け取ると、音声出力回路１２を用いて音声警報を発生する他発警報処理を行う。

同様に、火災警報器１０が正常を検出していて、ＳＷトランジスタＴｒ２１がオフである間は、抵抗Ｒ５２の他端とＳＷトランジスタＴｒ２２との間の電圧Ｖ２は電源電圧と等しい。一方、火災警報器１０内のＣＰＵ１３ａが火災を検出して、ＳＷトランジスタＴｒ２１をオンすると、抵抗Ｒ５２の他端はダイオードＤ２２、ＳＷトランジスタＴｒ２１を介して接地される。このため、電圧Ｖ２は、ダイオードＤ２２の順方向電圧と等しい電圧に落ちる。警報検出回路１００は、電圧Ｖ２と所定電圧Ｖｃとを比較する比較器を有していて、電圧Ｖ２がダイオードＤ２２の順方向電圧まで低下して所定電圧Ｖｃ以下となったときに、火災が発生している旨をＣＰＵ２００に伝える。ＣＰＵ２００は、火災が発生している旨を受け取ると、音声出力回路１２を用いて音声警報を発生する他発警報処理を行う。

なお、上述した音声出力回路１２内の駆動回路１２ｂには、電池１４の電源電圧が直接供給されている。つまり、駆動回路１２ｂには、昇圧回路１９を介さないで電池１４の電源電圧が供給されている。音声出力回路１２内のダイナミックスピーカ１２ａを鳴動させるためには、駆動回路１２ｂによって大きな電流を流す必要がある。電池１４の電源電圧を直接、駆動回路１２ｂに供給してダイナミックスピーカ１２ａを駆動させることにより、昇圧回路１９にこの大きな消費電流が流れることがない。このため、昇圧回路１９内のコイルＬやＳＷトランジスタＴｒ１といった各部の定格電流を小さくすることができ、コストダウンを図ることができる。

上述した構成の火災警報器１０の動作について図６〜図８を参照して以下説明する。図６は、火災警報処理におけるＣＰＵ１３ａの処理手順を示すフローチャートである。図７は監視処理におけるＣＰＵ１３ａの処理手順を示すフローチャートである。図８は他発処理におけるＣＰＵ１３ａの処理手順を示すフローチャートである。

火災警報器１０に電源が投入されるとＣＰＵ１３ａは火災警報処理を開始する。なお、このときクロック回路１３ｅからは低速クロックが出力され、ＣＰＵ１３ａはこの低速クロックによって動作を行う。まず、ＣＰＵ１３ａは、図６に示すように、火災センサ１１が検出した煙量に基づいて火災の検出を行う火災検出処理を行う（ステップＳ１）。

上記火災検出処理により火災を検出しなかったとき（ステップＳ２でＮ）、ＣＰＵ１３ａは再びステップＳ１に戻る。ステップＳ１及びＳ２が繰り返されている間、ＣＰＵ１３ａはＳＷトランジスタＴｒ１のオンオフ制御を行わずに、ＳＷトランジスタＴｒ１をオフの状態に保っている。これにより、昇圧回路１９の昇圧動作は停止され、火災センサ１１、表示器１５、μＣＯＭ１３には昇圧されていない電池１４の電源電圧が供給される。

これに対して、火災を検出すると（ステップＳ２でＹ）、ＣＰＵ１３ａは連動回路１６のＳＷトランジスタＴｒ２１をオンする（ステップＳ３）。このＳＷトランジスタＴｒ２１のオンにより、外部警報器内の抵抗Ｒ５２の他端がダイオードＤ２２及びＳＷトランジスタＴｒ２１を通じてグランドに接地される。これにより、電圧Ｖ２が外部警報器の電源電圧からダイオードＤ２２の順方向電圧に低下する。この電圧Ｖ２の低下を外部警報器内の警報検出回路１００が検出して、ＣＰＵ２００に伝えると、ＣＰＵ２００は火災の旨を伝える他発警報を発生する。

その後、ＣＰＵ１３ａは、昇圧回路１９のＳＷトランジスタＴｒ１をオンオフ制御して、昇圧回路１９の昇圧動作を開始させる（ステップＳ４）。これにより、火災センサ１１、表示器１５、μＣＯＭ１３には昇圧された電池１４の電源電圧が供給される。また、連動回路１６内の抵抗Ｒ５１の一端に昇圧された電池１４の電源電圧が供給される。次に、ＣＰＵ１３ａは、昇圧確認回路２０内の比較器からの比較結果に基づいて昇圧回路１９の故障検出を行う第１故障検出処理を行う（ステップＳ５）。

ＣＰＵ１３ａは、昇圧回路１９が昇圧動作を行っているときに出力端子Ｔ_OUTに現れる電圧が所定電圧Ｖｔｈ３より低いとの比較結果を得たとき昇圧回路１９の故障を検出して（ステップＳ６でＹ）、ＳＷトランジスタＴｒ１のオンオフ制御を停止して、昇圧回路１９の昇圧動作を停止させる（ステップＳ７）。その後、ＣＰＵ１３ａは、表示器１５に、昇圧回路１９が故障した旨と、火災が発生した旨とを表示して処理を終了する。

上述した動作によれば、音声警報を行う前に、昇圧回路１９の故障を検出している。昇圧回路１９が故障した状態、即ち昇圧が行われていない状態で音声警報を行うとμＣＯＭ１３に供給される電源電圧がμＣＯＭ１３の動作可能電圧を下回る可能性が高い。そうすると、μＣＯＭ１３にリセットがかかって、最悪の場合、暴走して、表示器１５による表示も行えなくなる。上述した火災警報器１０によれば、μＣＯＭ１３の暴走を防止して、昇圧回路１９が故障しても表示器１５による表示を行うことができる。

これに対して、ＣＰＵ１３ａは、昇圧回路１９が昇圧動作を行っているときに出力端子Ｔ_OUTに現れる電圧が所定電圧Ｖｔｈ３以上との比較結果を得たとき昇圧回路１９が正常であると判断して（ステップＳ６でＮ）、クロック回路１３ｅを制御して動作クロックを低速クロックから高速クロックに切り替える（ステップＳ９）。その後、ＣＰＵ１３ａは、デジタルの音声信号をＤ／Ａ変換器１３ｄに対して出力すると共に表示器１５に火災の旨の表示を行わせた後（ステップＳ１０）、処理を終了する。

Ｄ／Ａ変換器１３ｄは、デジタルの音声信号をアナログの音声信号に出力した後、音声出力回路１２に出力する。これにより音声出力回路１２は、例えば「火災が発生しています。避難して下さい」との内容の音声警報を出力する。

以上の火災警報器１０によれば、ＣＰＵ１３ａが、第１昇圧回路制御手段として働き、音声が出力されていないときは昇圧回路１９の昇圧動作を停止してμＣＯＭ１３に対して昇圧されない電源電圧を供給して、音声が出力されているときは昇圧回路１９に昇圧動作を行わせてμＣＯＭ１３に対して昇圧された電源電圧を供給する。従って、ＣＰＵ１３ａが高速クロックで動作する必要があり、μＣＯＭ１３が高い電源電圧を必要とする音声出力時には、μＣＯＭ１３に対して昇圧回路１９により昇圧された高い電源電圧を供給することができる。一方、ＣＰＵ１３ａが低速クロックで動作して、μＣＯＭ１３が高い電源電圧を必要としない音声を出力していない間には、昇圧回路１９による昇圧動作を停止して、省電力を図ることができるので、電池の容量を使い切ることができ、かつ長寿命で音声警報をすることができる。

また、以上の動作によれば、ＣＰＵ１３ａが、第３昇圧回路制御手段として働き、火災を検出してから音声を出力するまでの間に昇圧回路１９に昇圧動作を行わせて、この昇圧動作中に昇圧確認回路２０からの比較結果に基づいて昇圧回路１９の故障検出を行う。従って、音声を出力する前に昇圧回路１９の故障を検出することができる。また、ＣＰＵ１３ａ及び昇圧確認回路２０が第１故障検出手段として働くことがわかる。

ＣＰＵ１３ａは、上述した火災警報処理に並行して監視処理を行う。火災警報器１０に電源が投入されるとＣＰＵ１３ａは火災警報処理に並行して監視処理を行う。まず、ＣＰＵ１３ａは、図７に示すように、２５時間を計時する２５時間タイマをスタートさせる（ステップＳ１１）。次に、ＣＰＵ１３ａは、第１電圧低下検出回路１７ａからの比較結果に基づいて電源電圧が低下を検出する第１電圧低下検出処理を行う（ステップＳ１２）。ＣＰＵ１３ａは、監視時の昇圧されていない電源電圧が所定電圧Ｖｔｈ１より低いとの比較結果を得ると、電源電圧が低下していると判断して（ステップＳ１３でＹ）、表示器１５にその旨の表示を行わせる（ステップＳ１４）。

その後、ＣＰＵ１３ａは、７２時間を計時する７２時間タイマをスタートさせる（ステップＳ１５）。次に、ＣＰＵ１３ａは、後述する他発警報を禁止する他発警報フラグをオンする（ステップＳ１６）。そして、ＣＰＵ１３ａは、７２時間タイマによる７２時間の計時が終了したとき（ステップＳ１７でＹ）、他発警報フラグをオフして（ステップＳ１８）、処理を終了する。以上の動作により、電源電圧低下を検出してから７２時間経過するまで他発禁止フラグがオンされる。

一方、ＣＰＵ１３ａは、監視時の昇圧されていない電源電圧が所定電圧Ｖｔｈ１以上であるとの比較結果を得ると、電源電圧が低下していないと判断して（ステップＳ１３でＮ）、２５時間タイマによる２５時間の計時が終了したか否かを判断する（ステップＳ１９）。２５時間の計時が終了していなければ（ステップＳ１９でＮ）、ＣＰＵ１３ａは再びステップＳ１２に戻る。一方、２５時間の計時が終了していれば（ステップＳ１９でＹ）、ＣＰＵ１３ａは、昇圧回路１９内のＳＷトランジスタＴｒ１のオンオフ制御を行い昇圧回路１９の昇圧動作を開始させる（ステップＳ２０）。

その後、ＣＰＵ１３ａは、第２電圧低下検出回路１７ｂ内のダミー抵抗を電池１４に接続する（ステップＳ２１）。次に、ＣＰＵ１３ａは、第２電圧低下検出手段として働き、第２電圧低下検出回路１７ｂからの比較結果に基づいて電源電圧の低下を検出する第２電圧低下検出処理を行う（ステップＳ２２）。ＣＰＵ１３ａは、音声警報時の昇圧された電源電圧が所定電圧Ｖｔｈ２より低くく電源電圧が低下しているとの比較結果を得たとき（ステップＳ２３でＹ）、ステップＳ１４に進む。

一方、ＣＰＵ１３ａは、音声警報時の昇圧された電源電圧が所定電圧Ｖｔｈ２以上であり電源電圧が低下していないとの比較結果を得たとき（ステップＳ２３でＮ）、ダミー抵抗を電池１４から切り離す（ステップＳ２４）。次に、ＣＰＵ１３ａは、昇圧確認回路２０内の比較器からの比較結果に基づいて昇圧回路１９の故障検出を行う第２故障検出処理を行う（ステップＳ２５）。

ＣＰＵ１３ａは、昇圧回路１９が昇圧動作を行っているときに出力端子Ｔ_OUTに現れる電圧が所定電圧Ｖｔｈ３より低いとの比較結果を得たとき昇圧回路１９の故障を検出して（ステップＳ２６でＹ）、ＳＷトランジスタＴｒ１のオンオフ制御を停止して、昇圧回路１９の昇圧動作を停止させる（ステップＳ２７）。その後、ＣＰＵ１３ａは、表示器１５に、昇圧回路１９が故障した旨を表示して（ステップＳ２８）、監視処理を終了する。

一方、ＣＰＵ１３ａは、昇圧回路１９が昇圧動作を行っているときに出力端子Ｔ_OUTに現れる電圧が所定電圧Ｖｔｈ３以上との比較結果を得たとき昇圧回路１９が正常であると判断して（ステップＳ２６でＮ）、ＳＷトランジスタＴｒ１のオンオフ制御を停止して、昇圧回路１９の昇圧動作を停止させた後（ステップＳ２９）、ステップＳ１１に戻る。

上述した動作によれば、第１電圧低下検出処理においてＣＰＵ１３ａが、昇圧回路１９の昇圧動作が停止している間に第１電圧低下検出回路１７ａから出力される比較結果に基づいて電源電圧の低下を検出する。ＣＰＵ１３ａが、第２電圧低下検出処理において昇圧時、かつダミー抵抗接続時に第２電圧低下検出回路１７ｂから出力される比較結果に基づいて電源電圧の低下を検出する。従って、昇圧動作が停止している監視時と音声警報時に電池に流れる電流と等しい電流を流した時と両状態における電源電圧の低下を検出することができ、より一層確実に電池の容量を使い切ることができる。また、以上のことから明らかなように、ＣＰＵ１３ａ及び第１電圧低下検出回路１７ａが第１電圧低下検出手段を構成している。ＣＰＵ１３ａが第２昇圧回路制御手段及びダミー抵抗接続手段を構成している。ＣＰＵ１３ａ及び第２電圧低下検出回路１７ｂが第２電圧低下検出手段を構成している。

また、上述した動作によれば、ＣＰＵ１３ａが、音声が出力されていない間に定期的（２５時間毎）に昇圧回路１９に昇圧動作を行わせる。ＣＰＵ１３ａが、この昇圧動作中に昇圧確認回路２０からの比較結果に基づいて昇圧回路１９の故障検出を行う。従って、音声が出力されていない間に定期的に昇圧回路１９の故障検出を行うことにより、異常が発生する前に昇圧回路１９の故障を検出することができるので、確実に火災の旨を伝える音声警報を発生することができる。また、以上のことから明らかなように、ＣＰＵ１３ａが、第４昇圧回路制御手段を構成している。ＣＰＵ１３ａ及び昇圧確認回路２０が第２故障検出手段を構成している。

ＣＰＵ１３ａは、上述した火災警報処理及び監視処理に並列して他発警報処理を行う。火災警報器１０に電源が投入されるとＣＰＵ１３ａは火災警報処理及び監視処理に並行して他発処理を行う。まず、ＣＰＵ１３ａは、図８に示すように、他発禁止フラグがオンしているか否かを判断する（ステップＳ３０）。他発禁止フラグがオフであれば（ステップＳ３０でＹ）、ＣＰＵ１３ａは判断手段として働き、警報検出回路１６ａから比較結果に基づいて外部警報器が異常を検出しているか否かを判断する（ステップＳ３１）。ＣＰＵ１３ａは、比較結果がＶ１＞Ｖｃであり、外部警報器のＳＷトランジスタＴｒ２２がオフの状態であり、外部警報器からは異常が検出していないと判断すると（ステップＳ３１でＮ）、直ちにステップＳ３０に戻る。

一方、ＣＰＵ１３ａは、Ｖ１≦Ｖｃであり、外部警報器のＳＷトランジスタＴｒ２２がオン状態であり、外部警報器が異常を検出していると判断すると（ステップＳ３１でＹ）、警報を発生する他発警報処理を行った後（ステップＳ３２）、他発警報処理を終了する。

上述した火災警報器１０によれば、連動回路１６が、一端に昇圧回路１９の出力端子Ｔ_OUTが供給され、他端に外部警報器が警報を発生したときにオンするＳＷトランジスタＴｒ２２を介しグランド電圧が供給される抵抗Ｒ５１を有している。そして、ＣＰＵ１３ａが、抵抗Ｒ５１とＳＷトランジスタＴｒ２２との間の電圧Ｖ１に基づいて外部警報器が警報を発生したか否かを判断する。即ち、昇圧回路１９が、抵抗Ｒ５１の一端に供給される電源電圧も昇圧する。

ところで、抵抗Ｒ５１の一端に直接、電池１４の電源電圧を供給すると、音声警報時に電源電圧に電圧ドロップが発生して電圧Ｖ１が低下する。そして、この電圧Ｖ１の低下を外部警報器が警報を発生したと誤判断する可能性がある。しかしながら、本実施形態では、抵抗Ｒ５１の一端に昇圧回路１９の出力端子Ｔ_OUTが供給されているため、音声発生時に電圧ドロップが発生して電源電圧が下がっても、抵抗Ｒ５１の一端には昇圧された高い電源電圧が供給され、ＣＰＵ１３ａにより外部警報器が警報を発生したと誤判断されることがなくなる。

また、上述した火災警報器１０によれば、他発フラグがオンしているときは外部警報器が警報を発生したか否かの判断を行わない。他発フラグは、上述したように電池１４の電源電圧の低下を検出してから７２時間経過するまでの間、オンされるフラグである。これにより、電源電圧の低下に伴う電圧Ｖ１の低下を外部警報器が警報を発生したと誤判断することがなくなる。

なお、上述した実施形態によれば、μＣＯＭ１３内のＤ／Ａ変換器１３ｄを用いてアナログの音声信号を音声出力回路１２に対して出力していたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、μＣＯＭ１３とは別に内部にデジタルの音声信号を格納するメモリとデジタルの音声信号をアナログの音声信号に変換するＤ／Ａ変換器１３ｄとを有する音声ＩＣを設けてもよい。そして、ＣＰＵ１３ａによって音声ＩＣを制御して、音声ＩＣから音声出力回路１２にアナログの音声信号を出力するようにしてもよい。この場合も、音声ＩＣを制御するには、ＣＰＵ１３ａは高速クロックで動作する必要がある。

また、上述した実施形態によれば、昇圧回路１９としては、スイッチングタイプの昇圧回路を用いていたが本発明はこれに限ったものではない。即ち、昇圧回路としては、電池１４の電源電圧を昇圧できるものであればよい。

また、上述した実施形態では、駆動回路１２ｂとして、ブリッジ構成のものを用いていたが、本発明はこれに限ったものではない。例えば、図９に示すように、１つの演算増幅器から構成されるシングルエンド構成のものを用いてもよい。

また、上述した実施形態では、火災を警報する警報器について説明していたが本発明はこれに限ったものではない。即ち、警報器としてはセンサが検出した物理量に基づいて何らかの異常を検出するものであればよく、例えばＣＯ警報器であってもよい。

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の警報器としての火災警報器の一実施の形態を示すブロック図である。（ａ）図１の火災警報器を構成する音声出力回路の詳細な構成を示す回路図である。（ｂ）は第１及び第２演算増幅器の出力を示すタイムチャートである。図１の火災警報器を構成する昇圧回路を示す回路図である。図１の火災警報器を構成する連動回路を示す回路図である。図１を構成する電池の電源電圧（Ｖ）と電池深度ＤＯＤ（ｍＡｈｒ）との関係を示すグラフである。火災警報処理におけるＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。監視処理におけるＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。他発警報処理におけるＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。他の実施形態における図１の火災警報器を構成する音声出力回路の詳細な構成を示す回路図である。従来の火災警報器の一例を示すブロック図である。図１０を構成する電池の電源電圧（Ｖ）と電池深度ＤＯＤ（ｍＡｈｒ）との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０火災警報器（警報器）
１１火災センサ（センサ）
１２音声出力回路（音声出力手段）
１２ａダイナミックスピーカ（スピーカ）
１２ｂ駆動回路
１３ μＣＯＭ（制御手段）
１３ａＣＰＵ（演算処理装置、第１昇圧回路制御手段、第２昇圧回路制御手段、第３昇圧回路制御手段、第４昇圧回路制御手段、ダミー抵抗接続手段、第１電圧低下検出手段、第２電圧低下検出手段、第１故障検出手段、第２故障検出手段、判断手段）
１３ｅクロック回路
１４電池
１５表示器（表示手段）
１７ａ第１電圧低下検出回路（第１電圧低下検出手段）
１７ｂ第２電圧低下検出回路（第２電圧低下検出手段）
１９昇圧回路
２０昇圧確認回路（第１故障検出手段、第２故障検出手段）
Ｔｒ２２ＳＷトランジスタ（スイッチ手段）
Ｒ５１抵抗

Claims

検出対象の物理量を検出するセンサと、音声を出力する音声出力手段と、前記センサが検出した物理量に基づいて異常を検出したときに前記音声出力手段を制御して前記異常の旨を伝える音声を出力させる制御手段と、電源電圧を供給する電池と、を備え、前記制御手段が、前記音声が出力されていないときは低速クロックで動作し、前記音声が出力されているときは高速クロックで動作する演算処理装置と、前記演算処理装置に前記低速クロック及び前記高速クロックを供給するクロック回路と、を備えた警報器であって、
前記警報器が、前記電池及び前記制御手段間の電源ライン上に設けられて前記電池が供給する電源電圧を昇圧する昇圧動作を行い、当該昇圧した電源電圧を前記制御手段に供給する昇圧回路を備え、
前記制御手段が、前記音声が出力されていないときは前記昇圧回路の昇圧動作を停止し、そして、前記音声が出力されているときは前記昇圧回路に前記昇圧動作を行わせる第１昇圧回路制御手段を備えている
ことを特徴とする警報器。
前記昇圧回路の昇圧動作が停止している間の電源電圧に基づいて前記電源電圧の低下を検出する第１電圧低下検出手段と、
前記音声が出力されていない間に定期的に前記昇圧回路に前記昇圧動作を行わせる第２昇圧回路制御手段と、
該第２昇圧回路制御手段による昇圧動作中に前記電池にダミー抵抗を接続するダミー抵抗接続手段と、
前記ダミー抵抗接続時の前記電源電圧に基づいて電源電圧の低下を検出する第２電圧低下検出手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の警報器。
前記制御手段が前記異常を検出してから前記音声を出力するまでの間に前記昇圧回路に前記昇圧動作を行わせる第３昇圧回路制御手段と、
該第３昇圧回路制御手段による昇圧動作中に前記昇圧回路の故障検出を行う第２故障検出手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の警報器。
前記音声が出力されていない間に定期的に前記昇圧回路に前記昇圧動作を行わせる第４昇圧回路制御手段と、
該第４昇圧回路制御手段による昇圧動作中に前記昇圧回路の故障検出を行う第２故障検出手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３何れか１項に記載の警報器。
前記異常が発生した旨を表示する表示手段をさらに備え、そして、
前記昇圧回路が、前記電池及び前記表示手段間の電源ライン上に設けられていることを特徴とする請求項１〜４何れか１項に記載の警報器。