JP5676144B2 - 警報器 - Google Patents

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警報器に関する。

従来、住宅における火災やガス漏れなどの異常を検出して警報する警報器が普及している。このうち、住宅用災警報器を住警器と言う。

このような住警器にあっては、住警器内にセンサ部と警報部を一体に備え、火災を検出すると火災警報を出すようにしており、住警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、一般住宅での設置義務化に伴い広く普及している。

従来の住警器で火災を検出した時の警報としては、例えば「ウーウー 火事です 火事です」といった警報音を出力するようにしている。ここで前半の「ウーウー」はスイープ音と呼ばれる。このスイープ音は、２〜３ＫＨｚといった聞き取りやすい範囲で周波数を時間に対し直線的に変化させながら出力している。

このようなスイープ音と音声メッセージから構成された警報音の出力は、１チップＣＰＵとして知られたプロセッサのＲＯＭに音声データを記憶して準備し、ＲＯＭから読み出した音声データをＰＷＭパルスに変換し、ＰＷＭパルス（パルス幅変調パルス）を外部回路として設けたローパスフィルタを通すことで音声信号波形に変換し、同じく外部回路として設けた音声アンプで増幅した後にスピーカから出力させている。

このように音声データをＰＷＭパルスに変換して警報音を出力するＰＷＭ変換方法は、音声データをアナログ変換する高価なＡＤ変換器を必要とせず、低コストで音声出力を行うことができる。

また、近年、住警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１０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（残り電池容量の低下）が検出されると、電池切れを予告報知する警報を出すようにしている。

ここで、一般的には電池切れ予告警報の出力が開始された後も、例えば７２時間は引き続き火災監視、火災警報機能を有効としており、電池交換のための猶予期間を設けている。火災監視、火災警報機能を無効とする場合であっても、少なくとも７２時間は間欠的な電池切れ予告警報出力を継続できるようにしている。そして、７２時間経過しても電池交換が行われない場合には、更に電池電圧が低下し所定の動作可能電圧を下回った時点で動作停止に至ることになる。

このような電池切れ予告警報は、火災警報に比べて緊急を要さない警報であるため、従来、例えば就寝中の安眠妨害となることを避けるため夜間から早朝にかけての電池切れ予告警報出力を低減するべく、電池電圧の低下を検出してから所定時間経過後にスピーカから電池切れ予告警報を出力させる火災警報器（特許文献３）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４）が知られている。

また、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、電池切れ予告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電圧低下が分かるようにした警報器も提案されている（特許文献５）。

更に、電池切れを予告報知するための電池電圧の検出は、定期的に火災警報時の電流に相当する試験電流をトランジスタの駆動によりダミーの負荷抵抗に流す電池負荷試験を行い、電池負荷試験でドロップした電池電圧を測定して電池電圧低下を判断するようしている。

特開２００５−４４３１７号公報 特開２００４−５４３５６号公報 特開２００５−４４３１７号公報 特開２００４−５４３５６号公報 特開２００７−１１８２８号公報

しかしながら、このような従来の住警器にあっては、トランジスタ駆動によりダミー抵抗に試験電流を流す電池負荷試験を行って電池電圧を検出していたため、トランジスタやダミー抵抗の特性ばらつきにより火災警報出力時の電流と試験電流の相違が大きくなるという問題がある。

例えば火災警報出力時の電流に対し試験電流がプラス側にずれていた場合、電池負荷試験での電圧ドロップが大きくなり、火災警報を行うための電池電圧は正常であるにも関らず、電池容量低下が判断されて、電池切れ予告警報が出力される問題がある。

また火災警報出力時の電流に対し試験電流がマイナス側にずれていた場合、電池負荷試験での電圧ドロップが小さくなり、既に電池電圧低下状態であるにも関わらず電池切れ予告報知が行われないという問題がある。

また住警器の電池としてはリチウム電池やアルカリ乾電池を使用しており、このような電池は一般に温度によって内部抵抗の値が変動し、このため温度変化によっても残り電池容量が大きく変動し、例えば低温時には内部抵抗が増加するので、電池容量が低下する。このため氷点下となるような低温状態で電池負荷試験を行った場合、電池電圧が常温時に比べ例えば一時的に低下している状態で更に負荷試験の電流消費で電圧が大きくドロップし、必要以上に早い段階で電池切れ予告警報が出力されてしまう問題がある。

更に、住警器の長期使用に伴い残り電池容量の低下が進んでいると、低温状態での電池負荷試験による電圧ドロップで住警器の制御部として使用しているプロセッサのリセット電圧以下に低下すると、本来引き続き動作可能であるにも関わらず試験時にリセットがかかって監視機能が損なわれてしまう問題もある。

本発明は、火災をはじめとする異常警報出力時と同じかそれに相当する試験条件を生成して電池負荷試験を行い、更に低温時であっても残り電池容量の低下をより正確に検出判断して報知可能とする警報器を提供することを目的とする。

本発明は、
電源を供給する電池と、
監視エリアの物理的現象を検出して検出信号を出力するセンサ部と、
報知音を出力する音響出力器と、
センサ部の検出信号に基づいて異常を検出した場合に、音響出力器から異常を示す警報音を出力させる警報処理部と、
を備えた警報器に於いて、
温度を検出する温度検出部と、
電池負荷試験を行う際に試験負荷として、警報音の出力時に相当する駆動電力で音響出力器を駆動し、温度検出部で検出した温度又は温度変化に応じて音響出力器の駆動電力を変化させることにより、試験負荷を異ならせて電池電圧を検出する電池試験部と、
電池負荷試験により検出した電池電圧が所定値以下に低下した場合に、電池切れ予告警報を出力させる電池容量監視部と、
を設けたことを特徴とする。

本発明の警報器は、
音声信号を増幅して音響出力器に出力する音響増幅部と、
音響増幅部の利得を制御する利得制御部と、
を備え、
電池試験部は、可聴音を出力しない試験信号を音響増幅部により増幅して音響出力器を無音駆動し、温度検出部で検出した温度又は温度変化に応じて、利得制御部により音響増幅部の利得を制御して、音響出力器の駆動電力を変化させることにより、試験負荷を異ならせる。

電池試験部は、温度検出部で検出した温度が所定の基準に対して高い場合は試験負荷を増加させる制御を行い、温度検出部で検出した温度が所定の基準に対して低い場合は試験負荷を減少させる制御を行う。

電池試験部は、電池負荷試験により降下した電池電圧の検出値が、温度検出部で検出した温度に関わらず一定になるように、試験負荷の増減を制御することを特徴とする警報器。

センサ部は、監視エリアの温度を検出する温度検出素子を備え、
温度検出部は、センサ部の温度検出素子により温度又は温度変化を検出する。

音響増幅部及び利得制御部は、プロセッサに内蔵されたアナログ回路で構成する。

本発明によれば、定期的または不定期的に電池負荷試験を行う場合、例えば音声信号を増幅する音響増幅部の利得を、火災をはじめとする異常警報音出力時に相当する利得に制御した状態でスピーカ等の音響出力器に駆動電流を流すことにより、音響出力器からの異常警報音出力時に相当する負荷状態を作り出して試験させることができ、このようにして電池負荷試験で検出した電池電圧（電池から供給される電源電圧）から電池容量低下を正確に判断して適切に報知することができる。

このような電池負荷試験の際に、氷点下といったような低温状態で電池の内部抵抗が増加し、使用可能な電池容量（以下では場合によって残り容量という）が低下している場合には、電池負荷試験の際の出力音量を所定以下に小さくするように音響増幅の利得を制御し、不適切に電池容量低下と判定されたり、試験実施の際プロセッサにリセットがかかってしまうことを確実に防止することきができる。

また、音響増幅部によるスピーカからの警報音出力は、ＲＯＭないしＲＡＭから読み出した音響データをＰＷＭ信号に変換し、ローパスフィルタを通して音声等の音響信号に変換しており、電池負荷試験を行う場合には、ＰＷＭ信号に代えて直流パルス信号を使用することで、無音試験信号（可聴音を出力させない試験信号）としてスピーカ等の音響出力器から可聴音を出すことなく正確な電池負荷試験ができる。即ち、利用者の耳障りとなることなく電池負荷試験ができる。

更に、本発明は、音響増幅部及び利得制御部はプロセッサに内蔵されたアナログ回路で構成することにより次の効果が得られる。

従来の住警器で音量の異なる警報等報知音を出力しようとする場合、例えば音量の異なる複数の音声データをＲＯＭないしＲＡＭに記憶して、必要に応じて対応するデータを読み出して出力するか、また単一の音声データを同様に記憶し、この単一の音声データに基づきＰＷＭパルスのオンデューティ幅異ならせることで都度所望のデータをマイクロプロセッサ内で生成する必要がある。しかし前者では音声データのデータ量が多いため記憶容量の大きなＲＯＭやＲＡＭを使用しなければならずコストアップになり、また後者では音量調整のためのＰＷＭパルス生成についてのプロセッサの処理負担が増加するという問題がある。

これらの問題を解決するためには、外部回路として設けている音響増幅部の例えば音声アンプを利得制御回路付きとしてプロセッサで利得制御するＡＧＣ（自動利得制御）を行えば良いが、この方法には、利得制御付きの音声アンプは回路構成が複雑でコストアップとなり、また回路部品の配置スペースも増加するので回路基板の小型化が困難になり、更に、プロセッサには利得制御信号を外部に出力するポートレジスタ及びＤＡ変換ポートなどの外部インタフェースが必要となる等別の問題があり、充分な解決とはならない。

これに対し本発明にあっては、音響増幅部及び利得制御部を構成するアナログ回路をプロセッサに内蔵したため、利得制御機能付きの音響増幅回路をプロセッサの外部回路として設ける必要がなく、コスト及び配置スペースの低減を図ることができる。また音響増幅部及び利得制御部がプロセッサに内蔵されているため、外部インタフェースを使用した伝送コマンド実行によらず、ＣＰＵによる内部命令実行で直接的な利得制御が簡単且つ容易にでき、その結果、ＣＰＵの処理負担を増加させることなく、前述したような様々な決め細かな音量制御が実現でき、警報器のトータル的な性能向上に大きく寄与できる。

本発明による住警器の外観を示した説明図 本発明による住警器の実施形態を示したブロック図 図２の住警器における電池負荷試験の温度により異なる電池電圧の低下を示したタイムチャート 図２の住警器における電池負荷試験の温度に対する音量との関係を示した特性グラフ図 図２の住警器における電池負荷試験の温度に対する利得との関係を示した特性グラフ図 図２の実施形態における監視処理を示したフローチャート

図１は本発明による、所定の監視エリアの火災を監視して警報する住警器を例にとってその外観を示した説明図であり、図１（Ａ）に正面図を、図１（Ｂ）に側面図を示している。

図１において、本実施形態の住警器１０の筐体はカバー１２と本体１４で構成されている。カバー１２は中央に突出部を設け、その周囲に複数の煙流入口を開口し、更にその内部には検煙部１６が配置され、火災による煙が所定濃度に達したときに火災を検出するようにしている。

カバー１２に設けた検煙部１６の左下側には音響孔１８が設けられ、この背後にブザーやスピーカ等の音響出力器を内蔵し、警報音や音声メッセージを出力できるようにしている。検煙部１６の下側には警報停止スイッチ２０が設けられている。

警報停止スイッチ２０は、半透明部材で形成されたスイッチカバーと、スイッチカバーの内部に配置されたタクトスイッチ（図示せず）とで構成されている。スイッチカバー内部のタクトスイッチ近傍には、点線で示すように警報表示を行うＬＥＤ２２が配置されており、ＬＥＤ２２が点灯、点滅、明滅作動すると、警報停止スイッチ２０のスイッチカバーの部分を透過してＬＥＤ２２の作動状態が外部から分かるようにしている。

警報停止スイッチ２０は、スイッチ操作時の住警器１０の動作状態に応じて警報停止スイッチ及び点検スイッチとして機能する。例えば住警器１０が火災を検出している状態又は火災警報中に警報停止スイッチ２０を操作すると当該警報を停止する警報停止スイッチとして機能する。また、住警器１０の通常状態で警報停止スイッチ２０を操作すると、所定の点検動作を実行して点検結果を音声メッセージにより出力する点検スイッチとして機能する。

また本体１４の裏側上部には略中央部に挿通孔を有する取付フック１５が設けられており、設置する部屋の壁面等にビスなどをねじ込み、この取付フック１５の挿通孔をビスに通すことで、壁面等に住警器１０を所謂壁掛け状に固定設置することができる。

なお図１の住警器１０にあっては、検煙部１６を備え、火災による煙を検出する住警器を例に取っているが、これ以外に火災による熱を検出するサーミスタ等の温度検出素子を備えた住警器や火災に伴うその他の物理現象を検出する住警器、火災以外にガス漏れを検出する警報器、侵入者や地震その他の異常を検出する各種の警報器、これらを組み合わせて成る警報器についても、本発明の対象に含まれる。

図２は図１に示した住警器の実施形態を示したブロック図である。図２において、住警器１０はワンチップＣＰＵとして知られたプロセッサ２４を備え、プロセッサ２４に対してはセンサ部２６、操作部２８、電池電圧検出部３０、報知部３２、温度検出部３３及び電池３４を設けている。電池３４は、各部に電源を供給する。

センサ部２６には、煙を検出して信号を出力する検煙部１６を設けている。上述の通り、センサ部２６には検煙部１６に代えて、火災による温度を検出するサーミスタ等の温度検出素子や、火災に伴うその他の現象を検出する各種素子を設けてもよい。

操作部２８には警報停止スイッチ２０が設けられている。警報停止スイッチ２０は、その時の住警器１０の動作状態に応じて、警報停止スイッチ又は点検スイッチとして機能する。

電池電圧検出部３０は後の説明で明らかにする電池負荷試験を行った場合に電池３４から供給される電源電圧を検出する。

報知部３２には警報音等を出力する音響出力器としてスピーカ３６と、警報等表示を行う表示出力器としてＬＥＤ２２が設けられている。スピーカ３６は、プロセッサ２４のスピーカ出力端子６０ａ，６０ｂに接続されており、音声増幅は後の説明で明らかにするプロセッサ内蔵回路により行われる。ＬＥＤ２２は点滅や明滅、点灯などにより、火災などの異常発生、その他を表示する。なお、スピーカ３６に代えて、ブザー等を用いても良い。またＬＥＤ２２に代え、２色ＬＥＤや液晶表示器等を設けても良い。もちろん、ＬＥＤと液晶表示器等を併設しても良い。

温度検出部３３はサーミスタなどの温度検出素子やトランジスタのベースエミッタ間電圧などにより温度や温度変化に対応した温度検出信号を出力する。ここで例えば、住警器１０の周辺、住警器の内部、電池３４の周辺、電池３４の構造部の何れかが温度検出部３３の検出対象となる。即ち温度検出部３３は、電池３４から供給される電源電圧に影響を与える部分の温度又は温度変化を直接または間接的に検出する。

なお、センサ部２６にサーミスタなどの温度検出素子を設けている場合は、センサ部２６からの温度検出信号を使用できることから、温度検出部３３の機能をセンサ部１６に兼用させることもでき、この場合は、別途温度検出部３３の温度検出素子を設ける必要はない。

電池電源３４は、例えば所定セル数のリチウム電池やアルカリ乾電池を使用しており、電池容量としては住警器１０における回路部全体の低消費電力化により、例えば１０年の電池寿命を保証している。

なお、プロセッサ２４に対しては図示しない移報回路部も設けられており、移報回路部は火災検出時に、信号線接続により他の機器に火災検出時へ移報信号を出力して連動動作を行わせるもので、移報信号は例えば無電圧接点開閉信号等である。

プロセッサ２４には住警器１０の各種処理をプログラム制御により実行するためのデジタル回路部と音声増幅を行うためのアナログ回路部が設けられている。

デジタル回路部としてはＣＰＵ３８が設けられ、ＣＰＵ３８からのバス４０に、制御ロジック４２、ＲＯＭ４４、ＲＡＭ４６、ＡＤ変換ポート４８，５２，５５、入力ポート５０、ＰＷＭ出力ポート５４、出力ポート５６を接続している。なお、制御ロジック４２はＣＰＵ３８の制御処理に伴うバス制御などの各種のハードウェア機能を実現する。

ＡＤ変換ポート４８にはセンサ部２６が接続され、ＡＤ変換ポート５２には電池電圧検出部３０が接続され、ＡＤ変換ポート５５には温度検出部３３が接続され、入力ポート５０には操作部２８が接続され、ＰＷＭ出力ポート５４には外部回路としてローパスフィルタ６６が接続され、出力ポート５６には報知部３２のＬＥＤ２２が接続されている。電池電圧検出部３０は、電池３４から供給される電源電圧を直接的または間接的に検出する。

アナログ回路部としては、音響信号として音声信号を増幅する音響増幅部である音声増幅部６２とその利得を制御する利得制御部６４が設けられる。音声増幅部６２および利得制御部６４はＣＰＵ３８の制御によるＡＧＣ（自動利得制御）機能を備えた適宜の回路を使用することができる。

音声増幅部６２の入力は音声入力端子５８に接続されている。スピーカ３６から出力される報知音の音声データはＲＯＭ４４に記憶されている。ＲＯＭ４４に記憶した音声データは所定の音声メッセージに対応する音声信号の振幅を所定周期でサンプリングしてＡＤ変換した振幅データであり、ＣＰＵ３８は音声データをＲＯＭ４４から読み出した後に振幅値に応じてオンデューティが変化するＰＷＭパルスに変換し、ＰＷＭ出力ポート５４から外部回路として設けたローパスフィルタ６６に出力し、連続的なアナログ音声信号に変換し、音声入力端子５８を経由して音声増幅部６２で増幅した後、スピーカ３６の駆動により出力する。

ＣＰＵ３８にはプログラムの実行により実現される機能として、警報処理部７０、電池試験部７２及び電池容量監視部７４の機能が設けられている。

警報処理部７０は、センサ部２６からの煙検出信号から火災を検出した場合に、スピーカ３６から火災を示す警報音を出力させると共に、ＬＥＤ２２を駆動させて警報表示を行う。

具体的に説明すると、警報処理部７０は、センサ部２６に設けた検煙部１６の煙検出信号を所定の閾値と比較し、閾値を超えた場合に火災を検出し、報知部３２のスピーカ３６から例えば「ウーウー 火事です 火事です」を繰り返し出力させると共に、ＬＥＤ２２を点灯させて警報表示を行う。

また、警報処理部７０は、火災警報の出力中に、警報停止スイッチ２０の操作を検出した場合、スピーカ３６からの音声メッセージ出力とＬＥＤ２２からの警報表示出力とによる火災警報の出力を停止（消灯）する。この場合、ＬＥＤ２２による警報表示出力については、音声警報出力の停止から所定時間継続した後に停止しても良い。

また、警報処理部７０は、通常監視状態で操作部２８に設けた警報停止スイッチ２０の操作を検出した場合には所定の内部点検を実行して報知部３２から点検結果を出力させる。点検結果の出力は、正常であれば、例えば「正常です」といった警報メッセージを含む点検メッセージを出力し、もし故障を検出していれば「ピッ 故障です」といった点検メッセージを出力する。点検処理で点検する内容としては、検煙部１６（センサ）故障の有無、回路故障の有無、感度異常の有無、その他障害の有無等がある。

なお、電池（電源）電圧（残り電池容量）が所定以下に低下するローバッテリー障害については、次に説明するように通常監視状態でも内部で定期的に点検しているが、点検操作による点検時にも行うようにすることができる。

電池試験部７２は、例えば４時間毎に定期的な電池負荷試験を行い、試験結果に応じて利得制御部６４に火災警報音出力時に相当する、ピーク７０Ｂ／ｍを超える所定の音量を得るための利得制御を指示し（ローバッテリー障害時はこの限りでない）、音声増幅部６２で試験用の音声データに基づく試験信号を増幅してスピーカ３６に異常（火災）警報時に相当する、例えば異常警報音出力時と略等しい駆動電流を流した状態で、電池電圧検出部３０で検出している電源電圧をＡＤ変換ポート５２から読み込んで検出する。

また、電池試験部７２は、定期的に電池負荷試験を行う際、温度環境の変化に起因する電池電圧低下分も含めて処理するため、温度検出部３３の検出温度に基づいて利得制御部６４に利得制御（利得の温度補正制御）を指示して音声増幅部６２で試験信号を増幅したうえで、スピーカ３６に異常警報音出力時に相当する、例えば異常警報音出力時と略等しい駆動電流を流した状態で電池電圧を検出する。

温度変化に基づいて制御する場合は例えば、温度検出部３３による検出温度が高い場合、即ち例えば所定の基準よりも上昇している場合、電池試験部７２は温度上昇分に応じてスピーカからの出力音量を大きくするように利得制御部６４に利得を増加させる利得制御を指示し、一方、検出温度が低い場合、即ち例えば所定の基準よりも下降している場合は、温度下降分に応じてスピーカからの出力音量を小さくするように利得制御部６４に利得を減少させる利得制御を指示する。これによって温度環境が電池負荷試験結果に及ぼす影響（誤差要因）を排除し、試験時の温度によらず適切に電池負荷試験が行われるようにしている。

このようにして電池試験部７２は、温度検出部３３の検出温度に応じて音声増幅部６２の増幅利得を制御することでスピーカ３６の駆動電力を調整して試験負荷を異ならせて試験を行うようにしている。

ここで、警報処理部７０は、センサ部２６からの煙検出信号に基づいて火災を検出した場合に、報知部３２から火災（発生）を示す警報音（報知音）を出力するよう制御する。この制御によって火災警報音に対応する音声データをＲＯＭ４４から読み出してＰＷＭ信号に変換し、このＰＷＭ信号をローパスフィルタ６６により音声信号に変換した後に音声増幅部６２で増幅してスピーカ３６を駆動するという一連の動作が行われて警報音が出力される。

電池試験部７２で電池負荷試験を行う場合には、可聴音を出力しない試験信号として試験用の直流パルス信号を出力し、ＰＷＭ信号は使用しない。この直流パルス信号を、ローパスフィルタ６６を介して音声増幅部６２に入力し、そのとき利得制御部６４で設定されている利得で増幅してスピーカ３６に駆動電流を流し、スピーカ３６から可聴音を出力することなく電池負荷試験を行う。

なお、可聴音の出力を完全に排除しきれない場合でも、利用する上で実質的な差し障りの無い範囲であれば良いものとする。即ち若干の可聴音が出力されたとしても、実質的な問題とならない程度に排除されていれば良い。

また直流パルス信号をそのままのパルス波形でスピーカ３６に入力すると、パルスの立ち上がり及び立ち下がり部分で可聴ノイズ音が瞬時的に出力されるが、ローパスフィルタ６６を通すことで立ち上がり及び立ち下がりが滑らかに変化し、スピーカ３６から可聴ノイズ音が出力されることを抑制している。

電池容量監視部７４は、電池試験部７２による電池負荷試験で検出した電池電圧が所定の閾値Ｖｔｈ１以下に低下したときに電池容量低下（ローバッテリー障害）と判断し、報知部３２からローバッテリー障害警報である電池切れ予告警報を間欠的に出力させると共に、その後の定期的な電池試験部７２による電池負荷試験実施を禁止する。

本実施形態にあっては、電池３４の定格電圧である例えば５．０ボルトに対し、電池試験部７２により、現在の利得設定におけるスピーカ３６の駆動で電池負荷試験を行った時の電池電圧が、例えば２回連続して閾値電圧Ｖｔｈ１＝２．３５ボルト以下に低下した時に、電池（残り）容量低下、即ちローバッテリー障害状態と判断して電池切れ予告警報を出力するようにしている。これは例えば温度環境の一時的な変化により電池容量が低下した場合の誤検出を防止するためである。

更に、電池容量監視部７４は、報知部３２から出力させる電池切れ予告警報の出力音量を、火災警報の出力音量より小さくなるように利得制御部６４に利得制御を指示して警報させる。

電池容量監視部７４による電池切れ予告警報は、ローバッテリー障害を断定した時場合に、例えば「ピッ 電池切れです」を３回繰り返して出力し、同時に、警報音に同期してＬＥＤ２２を点滅させる。その後は、定期鳴動として例えば１分毎に「ピッ 電池切れです」といった警報音を１回出力する。また警報停止スイッチ２０による点検操作を検出したとき「ピッ 電池切れです」を１回出力すると共にＬＥＤ２２を点滅させる。

なお、一度ローバッテリー障害が判断されて電池切れ予告警報の出力が開始された後は、電池負荷試験の実施は禁止され、時間の経過に伴って残り電池容量が更に低下し、プロセッサ２４が動作を停止する所定のリセット電圧Ｖｔｈ２、例えばＶｔｈ２＝２．０ボルトに低下するまで、報知部３２から上述のように電池切れ予告警報を定期出力させることになる。

また、電池試験部７２で電池負荷試験を行った場合に、電池電圧に変動（試験負荷による電圧変動）がなかった場合、これはスピーカ３６への出力線断線が原因である可能性が高いことから、スピーカ３６の断線障害を検出して報知部３２に障害警報を出力させるようにしても良い。この場合の障害警報はスピーカ３６が使えないことから、ＬＥＤ２２の点滅などによる表示により報知出力する。

図３は図２の住警器における電池電圧低下特性を、異なる温度について示したタイムチャートであり、図３（Ａ）には本発明の住警器１０において、温度検出部３３による検出温度結果に基づいてスピーカ音量音声増幅部６２の利得を補正して電池負荷試験を行った場合の試験時検出電圧ドロップを示し、図３（Ｂ）には利得の温度補正制御を行わない場合の試験時電圧ドロップを示している。

ここで、閾値Ｖｔｈ１は電池（残り）容量低下、即ちローバッテリー障害を判定する閾値であり、本例では電池電圧の定格５．０ボルトに対して例えばＶｔｈ１＝２．３５ボルトとしている。また閾値Ｖｔｈ２はプロセッサ２４のリセット電圧であり、例えばＶｔｈ２＝２．０ボルトとしている。また、使用開始から電池切れによる動作停止までの時間は通常例えば１０年といった長い時間になる。

図３（Ａ）において、特性曲線８０は例えば常温２０℃の場合であり、特性曲線９０は例えば−１０℃の場合であり、常温２０℃に比べ低温−１０℃では電池電圧が低くなっている。なお、以下の説明では特性曲線８０で示す特性を常温特性８０、特性曲線９０で示す特性を低温特性９０という。もちろん、実際の使用状態において、使用温度が常に２０℃や−１０℃に固定されているわけではなく、変化を伴って推移しているが、説明を簡単にするため、ここでは図３の例を示している。

図３（Ａ）において、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３は例えば４時間毎に行われる電池負荷試験のタイミングを示している。時刻ｔ１の電池負荷試験の場合、常温特性８０において試験前の電池電圧はａ１点にあり、スピーカ３６の試験駆動により電池電圧はａ１点からｃ１点にドロップする。

これに対し低温特性９０において試験前の電池電圧はｂ１点にあり、スピーカ３６の無音駆動による電池負荷試験により電池電圧はｂ１点からｃ１点にドロップする。これは、このときのスピーカ駆動は温度検出部３３の検出温度に基づいて利得の温度補正を行って設定した小さい利得による音声増幅で行われており、これにより電圧ドロップ量を少なくし、常温特性８０の場合と同じｃ１点の電圧が得られるようにしている。電池負荷試験でこのｃ１点の電圧が検出されて、検出値とローバッテリー障害の閾値電圧Ｖｔｈ１が比較される。

この場合、電池負荷試験でｃ１点にドロップした電池電圧は閾値Ｖｔｈ１を上回っているため、ローバッテリー障害とならない。

時刻ｔ２、ｔ３の電池負荷試験にあっても、常温特性８０のａ２，ａ３点の電圧及び低温特性９０のｂ２，ｂ３点の電圧は、それぞれｃ２、ｃ３点の同じ電圧にドロップし、閾値Ｖｔｈ１を上回っているため、ローバッテリー障害とならない。

図３（Ｂ）は、温度検出部３３の検出温度に基づく利得の温度補正制御を行わずにスピーカを駆動して電池負荷試験を行った場合を示している。図３（Ｂ）で時刻ｔ１における電池負荷試験の場合、常温特性８０ではａ１点からｄ１点にドロップし、低温特性９０ではｂ１点からｅ１点にドロップし、低温特性９０の方がより低い電圧にドロップしているが、いずれも閾値Ｖｔｈ１を上回っているため、ローバッテリー障害とならない。

また図３（Ｂ）の時刻ｔ２における電池負荷試験の場合、常温特性８０ではａ２点からｄ２点にドロップし、低温特性９０ではｂ２点から閾値Ｖｔｈ１を下回るｅ２点にドロップしており、図３（Ａ）の同じ時刻ｔ２では問題なかったものが、図３（Ｂ）の場合、低温特性９０について電池負荷試験によりローバッテリー障害となる。なお、試験時の検出電圧が２回連続でＶｔｈ１以下となった場合に、ローバッテリー障害と判断するようにしている。

更に、図３（Ｂ）の時刻ｔ３の場合、常温特性８０ではａ３点からｄ３点にドロップし、低温特性９０ではｂ３点から閾値Ｖｔｈ２を下回るｅ３点にドロップしており、図３（Ａ）の同じ時刻ｔ３では問題なかったものが、図３（Ｂ）の場合、低温特性９０についてプロセッサ２４にリセットがかかってしまう。

このように図２の温度検出部３３の検出温度に応じた利得の温度補正制御が行われたうえでの電池負荷試験実施により、図３（Ａ）に示すように、そのときの温度に影響されることなくローバッテリー障害を適切に判定して報知することができる。

図４は図２の電池試験部７２による電池負荷試験における、温度検出部３３の検出温度Ｔとスピーカ音量（試験では可聴音を出力しないようにスピーカ駆動されるが、先述の通り仮想的に火災警報時の出力音量と読み替えることができる）との関係を示した模式図である。図４において、本実施形態の電池負荷試験では、例えば−１０℃で音量ＶＬ１、１０℃で音量ＶＬ２、４０℃で音量ＶＬ３となる、温度Ｔの低下に応じて音量ＶＬも低下する特性１００としている。

このような温度Ｔに対する音量ＶＬの関係は、図５に示す、温度に対応する音声増幅利得制御で実現することができる。図５においては、例えば−１０℃で利得Ｇ１、１０℃で利得Ｇ２、４０℃で利得Ｇ３となる特性１１０を得ている。

この利得Ｇの特性１１０に従った温度Ｔと利得Ｇの対応テーブルをＲＯＭ４４に例えばテーブル形式で予め記憶し、電池試験部７２はこのテーブルから温度検出部３３の検出温度Ｔに対応する利得Ｇを取得して利得制御部６４に当該取得利得への利得切替制御を指示することになる。

なお、図４及び図５の温度に対する音量及び利得の関係は説明を簡単にするためとして直線的に示しているが、この特性は実験等の実測結果から求めるようにすれば良い。

図６は図２の住警器１０における処理動作を例示したフローチャートである。図６において、住警器１０の電池３４による電源供給が開始されると、ステップＳ１で初期化および自己診断を実行し、異常がなければステップＳ２に進み、火災検出の有無を判別し、火災検出ありを判別するとステップＳ３に進み、スピーカ３６からの音声メッセージ出力とＬＥＤ２２の点灯による警報表示出力とによる火災警報を出力する。

続いてステップＳ４でセンサ部２６からの煙検出信号が低下して火災状態が解消する火災復旧の有無を判別しており、火災復旧ありを判別するとステップＳ６に進んでスピーカ３６からの警報音出力を停止し、ＬＥＤ２２の点灯による警報表示を消灯することにより、火災警報出力を停止する。なお、ＬＥＤ２２は警報音出力の停止から所定時間経過後に消灯しても良い。

ステップＳ４で火災復旧ありが判別されない場合はステップＳ５で警報停止スイッチ２０の操作有無を判別し、スイッチ操作ありが判別されるとステップＳ６で上記同様に火災警報出力を停止する。つまり、このとき警報停止スイッチ２０は火災警報を停止する警報停止スイッチとして機能する。

続いてステップＳ７で定期的に電池負荷試験を行って検出された電池電圧に基づくローバッテリー障害の有無を判別している。なおここでは、連続した２度の電池負荷試験でローバッテリー障害となったか否かも含めて判別を行っているが、図６のフローチャートでは処理を図示省略している。

この電池負荷試験では、温度検出部３３の検出温度に基づき例えばＲＯＭ４４の対応テーブルを参照して利得を取得し、図３（Ａ）に示したように、その時の温度が相違しても、試験負荷によってドロップした結果の電池電圧に影響しないように利得制御部６４に利得制御（利得の温度補正制御）を指示し、指示した利得により音声増幅部６２でパルス信号を増幅してスピーカ３６を駆動している。電池負荷試験では直流パルスを使用して先述の通りスピーカ３６を駆動するので、スピーカ３６から可聴音は出力されない。

ステップＳ７でローバッテリー障害が判別されるとステップＳ８に進み、スピーカ３６からの音声メッセージ出力とＬＥＤ２２の点滅表示出力とによりローバッテリー障害警報としての電池切れ予告警報を出力した後、ステップＳ９に進んでＲＡＭ４６の所定領域にローバッテリーフラグをセットする。なお、ローバッテリーフラグがセットされている状態では、例えば１分毎に定期鳴動として例えば１時間毎に「ピッ 電池切れです」といった警報音を１回出力する。

続いてステップＳ１０に進み、通常状態における警報停止スイッチ２０の操作有無を判別しており、スイッチ操作ありを判別するとステップＳ１１に進み、検煙部１６の故障の有無、回路故障有無、感度異常の有無、その他障害の有無等について点検処理を実行して結果を報知する。

なお、通常状態で警報停止スイッチ２０を操作すると、「ピッ」といった操作受付音が出力される。

なお、上記の「通常状態」はどのように定義しても良いが、少なくとも火災が検出されていない状態、即ち火災警報が出力されていない状態とする。

続いてステップＳ１２でＲＡＭ４６のローバッテリーフラグのセット有無を判別し、セットなし（リセット）を判別した場合はステップＳ１３に進んで点検結果、即ち正常か障害、故障か、また障害や故障の内容等をスピーカ３６の音声メッセージにより出力する。

即ち、点検結果に異常がなければ例えば「正常です」の音声メッセージによって結果を報知し、異常がある場合には「異常です」や「故障です」等の音声メッセージ又は異常や故障の内容を示す音声メッセージ等によって結果を報知する。もちろん、これに加えてＬＥＤ２２を適宜に作動させて報知しても良い。また、点検処理にはスピーカ断線検出も含まれ、スピーカ断線検出の場合はＬＥＤ２２による障害表示のみとなる。

ステップＳ１２でローバッテリーフラグのセットありを判別した場合はステップＳ１４に進み、ステップＳ８と同様に、電池切れ予告警報を出力する。

ここで、ステップＳ９でローバッテリーフラグがセットされた後に警報停止スイッチ２０が操作された場合には、点検処理を行わず直ちにステップＳ１４に移行しても良い。また、ステップＳ９でセットされたローバッテリーフラグは、電池交換が行われた後、ステップＳ１でリセットされるが、次回以降ステップＳ７でローバッテリーが判断されなかった場合にリセットしても良い。

なお、上記の実施形態は、プロセッサにアナログ回路として音声増幅部と利得制御部を内蔵した場合を例にとっているが、音声増幅部と利得制御部の両方またはいずれか一方をプロセッサの外部回路として設けた場合にも適用できる。また、ブザー音等、音声以外の音響出力であっても、同様に適用できる。また、必ずしもＰＷＭパルスを利用して出力するものでなくても良い。

また、上記の実施形態は、ＲＯＭに記憶した音声データをＰＭＷパルスに変換した後にローパスフィルタで音声信号に変換する場合を例にとっているが、音声データはＲＡＭに記憶しても良い。

また、上記の実施形態では温度検出部３３で検出された温度に基づいて利得の温度補正を行う例を示したが、温度変化を検出して、検出された温度変化に基づいて利得の温度補正を行っても良い。

また、上記の実施形態は火災を検出して警報する住警器を例にとるものであったが、ガス漏れ警報器、ＣＯ警報器、防犯用警報器等、各種の警報器についても適用できる。また、複数の住警器や警報器を配置して警報等を連動させる警報システムの住警器や警報器についても同様に適用できる。

複数の住警器や警報器で警報等を連動させる場合は、各住警器、警報器に無線通信部を備え、他の住警器、警報器との間で連動信号を送受信するようにする。

また、上記の実施形態で警報停止スイッチ２０として示した操作手段は、必ずしもスイッチである必要は無く、リモコン装置等を使用して外部からの通信によってを指示入力するもの等、どのような手段や方法を適用しても良い。

また上記の実施形態におけるフローチャートは処理の概略例を説明したもので、処理の順番等はこれに限定されない。また各処理や処理と処理の間に必要に応じて遅延時間を設けたり、他の判定を挿入する等ができる。

また、警報器の規格等によっては、上記実施形態のＬＥＤによる表示が「警報」と認められない場合があるが、本発明では規格上「警報」に含まれるか否かに関わらず、警報表示、警報に伴う表示、または単に表示として記載している。ここで、本発明の目的を達成できるものであれば、どのような表示手段を用いても構わない。そして、表示部をはじめとする報知部は警報器と別体に設けられていても良い。

また、上記の実施形態は住宅用に限らずビルやオフィス用など各種用途の警報器にも適用できる。

また、上記の実施形態は警報器にセンサ部と他の処理部、制御部を一体に設けた場合を例にとるが、他の実施形態として、センサ部と他の処理部および制御部を別体とした警報器であっても良い。

また本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。

１０：住警器
１２：カバー
１４：本体
１５：取付フック
１６：検煙部
１８：音響孔
２０：警報停止スイッチ
２２：ＬＥＤ
２４：プロセッサ
２６：センサ部
２８：操作部
３０：電池電圧検出部
３２：報知部
３３：温度検出部
３４：電池
３５：温度検出部
３６：スピーカ
３８：ＣＰＵ
４４：ＲＯＭ
４６：ＲＡＭ
４８，５２，５５：ＡＤ変換ポート
５０：入力ポート
５４，５６：出力ポート
５８：音声入力端子
６０ａ，６０ｂ：スピーカ出力端子
６２：音声増幅部
６４：利得制御部
６６：ローパスフィルタ
７０：警報処理部
７２：電池試験部
７４：電池容量監視部

Claims (6)

1. 電源を供給する電池と、
   監視エリアの物理的現象を検出して検出信号を出力するセンサ部と、
   報知音を出力する音響出力器と、
   前記センサ部の検出信号に基づいて異常を検出した場合に、前記音響出力器から異常を示す警報音を出力させる警報処理部と、
   を備えた警報器に於いて、
   温度を検出する温度検出部と、
   電池負荷試験を行う際に試験負荷として、前記警報音の出力時に相当する駆動電力で前記音響出力器を駆動し、前記温度検出部で検出した温度又は温度変化に応じて前記音響出力器の駆動電力を変化させることにより、前記試験負荷を異ならせて電池電圧を検出する電池試験部と、
   前記電池負荷試験により検出した電池電圧が所定値以下に低下した場合に、電池切れ予告警報を出力させる電池容量監視部と、
   を設けたことを特徴とする警報器。
   
   
2. 請求項１記載の警報器に於いて、
   音声信号を増幅して前記音響出力器に出力する音響増幅部と、
   前記音響増幅部の利得を制御する利得制御部と、
   を備え、
   前記電池試験部は、可聴音を出力しない試験信号を前記音響増幅部により増幅して前記音響出力器を無音駆動し、前記温度検出部で検出した温度又は温度変化に応じて、前記利得制御部により前記音響増幅部の利得を制御して、前記音響出力器の駆動電力を変化させることにより、前記試験負荷を異ならせることを特徴とする警報器。
   
   
3. 請求項１又は２記載の警報器に於いて、前記電池試験部は、前記温度検出部で検出した温度が所定の基準に対して高い場合は前記試験負荷を増加させる制御を行い、前記温度検出部で検出した温度が所定の基準に対して低い場合は前記試験負荷を減少させる制御を行うことを特徴とする警報器。
   
4. 請求項３記載の警報器に於いて、前記電池試験部は、電池負荷試験により降下した電池電圧の検出値が、前記温度検出部で検出した温度に関わらず一定になるように、前記試験負荷の増減を制御することを特徴とする警報器。
   
5. 請求項１乃至４の何れかに記載の警報器に於いて、
   前記センサ部は、監視エリアの温度を検出する温度検出素子を備え、
   前記温度検出部は、前記センサ部の温度検出素子により温度又は温度変化を検出することを特徴とする警報器。
   
6. 請求項１乃至５の何れかに記載の警報器に於いて、前記音響増幅部及び利得制御部は、前記プロセッサに内蔵されたアナログ回路で構成したことを特徴とする警報器。

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