JP6471968B2 - 自動火災報知システムの子機およびそれを用いた自動火災報知システム - Google Patents

Description

本発明は、一般に自動火災報知システムの子機およびそれ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およびそれ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に記載の自動火災報知システムは、火災受信機（親機）より導出した感知器回線（一対の電線）に、火災感知器（子機）を複数台接続して構成されている。火災感知器は、火災感知器自身の異常検出時に、火災検出時に火災受信機に出力すべき火災信号と同一の信号フォーマットをなす異常検出信号を、火災信号の出力時間とは異なる所定時間の間出力する。火災受信機は、異常検出信号が入力されたときに、この信号の入力時間の違いによって、火災信号の入力と区別して所定の警報動作をする。

特開２００２−８１５４号公報

ところで、上記従来例のようなＰ型の自動火災報知システムの中には、一対の電線を流れる電流を変化させる、言い換えれば一対の電線間の電圧を変化させることで、親機から子機、子機から親機に信号を送信する機能を有するシステムがある。

しかしながら、このような自動火災報知システムでは、一対の電線に接続されている複数台の子機が信号を受信する際に、その受信に伴って流れる電流により、１台の子機が信号を受信する場合と比較して、一対の電線間の電圧が低下する可能性があった。そして、一対の電線間の電圧が低下した場合、信号のＳ／Ｎ比が低下する可能性があった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされており、信号を受信する際に、一対の電線間の電圧が低下し難い自動火災報知システムの子機およびそれを用いた自動火災報知システムを提供す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、一対の電線に電気的に接続され、前記一対の電線間に印加される電圧の電圧値を検出することで親機からの信号を受信する受信回路と、前記一対の電線に電気的に接続される入力端と、前記受信回路に電気的に接続される出力端とを有し、前記一対の電線間に印加される電圧を受けて前記受信回路に供給する動作用の電力を生成する電源回路と、前記電源回路の前記入力端に電気的に接続され、前記電源回路を動作状態と停止状態とで択一的に切り替えるスイッチと、前記電源回路の前記出力端に電気的に接続され、前記電源回路から供給される電力により充電されるコンデンサとを備え、前記電源回路の前記入力端は、前記一対の電線と前記受信回路との接続点に対し、前記スイッチを介して電気的に接続され、前記コンデンサは、前記受信回路に前記動作用の電力を供給するように構成されていることを特徴とする。

本発明の自動火災報知システムは、上記の子機と、前記一対の電線間に電圧を印加する親機とを備え、前記親機は、前記一対の電線間の電圧を変化させることで前記子機に信号を送信する送信部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、信号を受信する際に、一対の電線間の電圧が低下し難い。

本発明の自動火災報知システムは、その子機が信号を受信する際に、一対の電線間の電圧が低下し難い。

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における、電源回路およびスイッチを示す概略回路図である。 図４Ａ，図４Ｂ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における受信回路を示す概略回路図である。 比較例に係る自動火災報知システムの等価回路を示す図である。 図６Ａは、比較例に係る自動火災報知システムにおいて、１台の子機が信号を受信する場合の一対の電線間の電圧波形図である。図６Ｂは、比較例に係る自動火災報知システムにおいて、複数台の子機が信号を受信する場合の一対の電線間の電圧波形図である。 実施形態に係る自動火災報知システムの子機における、スイッチのオン／オフのタイミングの説明図である。

本実施形態の自動火災報知システム１００の子機１は、図１に示すように、受信回路１５と、電源回路１２と、スイッチ１８と、コンデンサ１９とを備えている。受信回路１５は、一対の電線５１，５２に電気的に接続され、一対の電線５１，５２間に印加される電圧Ｖ１の電圧値を検出することで親機２からの信号を受信する。電源回路１２は、一対の電線５１，５２に電気的に接続される入力端１２１と、受信回路１５に電気的に接続される出力端１２２とを有する。また、電源回路１２は、一対の電線５１，５２間に印加される電圧Ｖ１を受けて受信回路１５に供給する動作用の電力を生成する。スイッチ１８は、電源回路１２の入力端１２１に電気的に接続され、電源回路１２を動作状態と停止状態とで択一的に切り替える。コンデンサ１９は、電源回路１２の出力端１２２に電気的に接続され、電源回路１２から供給される電力により充電される。

電源回路１２の入力端１２１は、一対の電線５１，５２と受信回路１５との接続点に対し、スイッチ１８を介して電気的に接続されている。そして、コンデンサ１９は、受信回路１５に動作用の電力を供給するように構成されている。

また、本実施形態の自動火災報知システム１００の子機１において、電源回路１２は、一対の電線５１，５２からの電力でコンデンサ１９を充電するように構成されているのが好ましい。そして、受信回路１５は、スイッチ１８により電源回路１２が停止状態に切り替わると、コンデンサ１９から動作用の電力を供給されるように構成されているのが好ましい。

また、本実施形態の自動火災報知システム１００の子機１において、スイッチ１８は、少なくとも受信回路１５が親機２からの信号を待ち受ける期間において電源回路１２を停止状態に切り替えるのが好ましい。

また、本実施形態の自動火災報知システム１００の子機１において、スイッチ１８は、親機２からの同期信号により規定される特定期間において電源回路１２を動作状態に切り替えるのが好ましい。

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、一対の電線５１，５２間に電圧Ｖ１を印加する親機２とを備えているのが好ましい。親機２は、一対の電線５１，５２間の電圧Ｖ１を変化させることで子機１に信号を送信する送信部２４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２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Ｖ１）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Ｖ１）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を用いて説明する。なお、図１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１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１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Ｖ１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Ｖ１が変化する。受信部２３は、この一対の電線５１，５２間の電圧Ｖ１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。

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Ｖ１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Ｖ１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、送信回路１４と、受信回路１５と、処理部１６と、記憶部１７と、スイッチ１８と、コンデンサ１９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、出力端に送信回路１４、受信回路１５が電気的に接続されている。また、ダイオードブリッジ１１の出力端には、スイッチ１８を介して電源回路１２、コンデンサ１９が電気的に接続されている。

電源回路１２の入力端１２１には、スイッチ１８を介してダイオードブリッジ１１の出力端が電気的に接続されている。言い換えれば、電源回路１２の入力端１２１は、一対の電線５１，５２と受信回路１５との接続点に対し、スイッチ１８を介して電気的に接続されている。また、電源回路１２の出力端１２２には、電源端子ＰＴ１が電気的に接続されている。電源端子ＰＴ１は、たとえばセンサ１３、受信回路１５、処理部１６、記憶部１７に電気的に接続されている。電源回路１２は、一対の電線５１，５２から電力を供給されることで子機１の動作用の電力を生成する。そして、電源回路１２は、電源端子ＰＴ１を介してセンサ１３、受信回路１５、処理部１６、記憶部１７などに動作用の電力を供給する。言い換えれば、電源回路１２は、一対の電線５１，５２間に印加される電圧を受けて受信回路１５に供給する動作用の電力を生成する。

ここで、電源回路１２の具体的な回路の一例について説明する。電源回路１２は、図３に示すように、半導体素子１２３，１２４と、抵抗１２５，１２６とを備えている。半導体素子１２３，１２４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１２３，１２４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。

半導体素子１２３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１２３のベースは、半導体素子１２４のコレクタに電気的に接続されている。半導体素子１２３のエミッタは、半導体素子１２４のベースおよび抵抗１２６の第１端に電気的に接続されている。抵抗１２５は、半導体素子１２３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１２４のエミッタは、抵抗１２６の第２端に電気的に接続されている。

以下、電源回路１２の動作について説明する。なお、以下の説明では、スイッチ１８がオンであると仮定する。電源回路１２に一対の電線５１，５２間の電圧Ｖ１が印加されると、半導体素子１２３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１２３がオンに切り替わり、抵抗１２６を介して電流が流れる。抵抗１２６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１２４のベース−エミッタ間電圧が閾値（Ｖ_ＢＥ）よりも大きくなることで、半導体素子１２４がオンに切り替わる。すると、半導体素子１２３のベース−エミッタ間電圧が低下して閾値（Ｖ_ＢＥ）を下回ることにより、半導体素子１２３がオフに切り替わる。したがって、電源回路１２の出力電流は、半導体素子１２３，１２４が交互にオン／オフを繰り返すことにより、ほぼ一定になる。

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。

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Ｖ１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Ｖ１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Ｖ１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Ｖ１が変化する。受信回路１５は、この一対の電線５１，５２間の電圧Ｖ１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。

ここで、受信回路１５の具体的な回路の一例について説明する。受信回路１５は、図４Ａ，図４Ｂに示すように、フィルタ用のコンデンサ１５１と、抵抗１５２，１５３と、半導体素子１５４と、プルアップ抵抗１５５とを備えている。また、受信回路１５は、受信用スイッチＳ１を介して電源端子ＰＴ１に電気的に接続されている。

半導体素子１５４は、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１５４は、ＭＯＳＦＥＴ等の他の半導体素子で構成されていてもよい。半導体素子１５４のエミッタは、回路グランド（ダイオードブリッジ１１の低電位側の出力端）に電気的に接続されている。半導体素子１５４のベースは、コンデンサ１５１および抵抗１５３を介して一対の電線５１，５２の一方（ここでは、電線５１）に電気的に接続されている。半導体素子１５４のコレクタは、プルアップ抵抗１５５および受信用スイッチＳ１を介して電源端子ＰＴ１に電気的に接続されている。また、コンデンサ１５１および抵抗１５３の接続点１５Ａと、プルアップ抵抗１５５および受信用スイッチＳ１の接続点との間には、抵抗１５２が電気的に接続されている。

接続点１５Ａは、コンデンサ１５１を介して一対の電線５１，５２の一方（ここでは、電線５１）に電気的に接続されている。接続点１５Ａの電位は、電源端子ＰＴ１に印加されている電圧と、半導体素子１５４のベース−エミッタ間電圧との差分を、抵抗１５２，１５３で分圧した電圧である。一対の電線５１，５２間の電圧Ｖ１が変化すると、接続点１５Ａの電位が変化する。半導体素子１５４は、いわゆるオープンコレクタ方式で用いられている。この半導体素子１５４のコレクタ−エミッタ間電圧が、受信信号の電圧Ｖ２となる。

受信用スイッチ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。受信回路１５は、受信用スイッチＳ１がオンのときに、電源端子ＰＴ１と電気的に接続されることにより起動する。また、受信回路１５は、受信用スイッチＳ１がオフのとき、電源端子ＰＴ１と電気的に切り離されるため、起動しない。

以下、受信回路１５の動作について説明する。なお、以下の説明では、受信用スイッチＳ１がオンであると仮定する。一対の電線５１，５２間の電圧Ｖ１の電圧値が第１レベルのとき、接続点１５Ａの電位は、半導体素子１５４の閾値（Ｖ_ＢＥ）を上回っている。このとき、半導体素子１５４はオンとなるので、受信信号の電圧Ｖ２はローレベルとなる。一方、一対の電線５１，５２間の電圧Ｖ１の電圧値が第２レベルのとき、接続点１５Ａの電位は、半導体素子１５４の閾値（Ｖ_ＢＥ）を下回る。このとき、半導体素子１５４はオフとなるので、受信信号の電圧Ｖ２はハイレベルとなる。

このように、受信回路１５は、一対の電線５１，５２間の電圧Ｖ１の変化に応じて、半導体素子１５４のオン／オフが切り替わることにより、親機２から送信される信号を受信する。

なお、図４Ａに示すように、受信回路１５において半導体素子１５４がオンのときに流れる消費電流Ｉ１は、主に抵抗１５３を流れる電流Ｉ１１と、プルアップ抵抗１５５を流れる電流Ｉ１２との和である。また、図４Ｂに示すように、受信回路１５において半導体素子１５４がオフのときに流れる消費電流Ｉ２は、主に抵抗１５２を介してコンデンサ１５１に流れ込む電流である。そして、半導体素子１５４がオンのときの消費電流Ｉ１は、半導体素子１５４がオフのときの消費電流Ｉ２よりも大きい。

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Ｖ１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Ｖ１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Ｖ１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。

スイッチ１８は、電源回路１２の入力端１２１に電気的に接続されている。スイッチ１８は、処理部１６に制御されることにより、電源回路１２が動作する状態と、電源回路１２の動作が停止する状態とを択一的に切り替える。言い換えれば、スイッチ１８は、電源回路１２の入力端１２１に電気的に接続され、電源回路１２を動作状態と停止状態とで択一的に切り替える。

ここで、スイッチ１８の具体的な回路の一例について説明する。スイッチ１８は、図３に示すように、半導体素子１８１と、抵抗１８２，１８３，１８４とで構成されている。半導体素子１８１は、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１８１は、ＭＯＳＦＥＴ等の他の半導体素子で構成されていてもよい。

半導体素子１８１のコレクタは、電源回路１２の抵抗１２５および半導体素子１２３のベースに電気的に接続されている。半導体素子１８１のエミッタは、抵抗１８２を介して回路グランドに電気的に接続されている。半導体素子１８１のベースと回路グランドとの間には、抵抗１８３，１８４の直列回路が電気的に接続されている。また、抵抗１８３と抵抗１８４との接続点は、制御端子１８５に電気的に接続されている。制御端子１８５は、処理部１６の入出力ポート（Ｉ／Ｏポート）に電気的に接続されており、処理部１６から制御信号が入力される。

以下、スイッチ１８の動作について説明する。制御端子１８５に処理部１６から制御信号が入力されていないとき、半導体素子１８１のベース−エミッタ間電圧が閾値（Ｖ_ＢＥ）を下回っているので、半導体素子１８１はオフとなる。このとき、電源回路１２の半導体素子１２３，１２４の両方がオンに切り替わることで、電源回路１２が動作する。一方、制御端子１８５に処理部１６から制御信号が入力されているとき、半導体素子１８１のベース−エミッタ間電圧が閾値（Ｖ_ＢＥ）を上回るので、半導体素子１８１はオンとなる。このとき、電源回路１２の半導体素子がいずれもオフに切り替わることで、電源回路１２の動作が停止する。

つまり、スイッチ１８は、処理部１６からの制御信号により、オン／オフが切り替えられる。そして、スイッチ１８がオン（半導体素子１８１がオフ）の場合、電源回路１２が動作する。言い換えれば、スイッチ１８がオンの場合、電源回路１２が動作状態に切り替わる。また、スイッチ１８がオフ（半導体素子１８１がオン）の場合、電源回路１２の動作が停止する。言い換えれば、スイッチ１８がオフの場合、電源回路１２が停止状態に切り替わる。

なお、抵抗１８２の抵抗値は、抵抗１８２を流れる電流が、受信回路１５が信号を受信している間に受信回路１５などに流れる電流よりも十分に小さくなるように調整されているのが好ましい。

また、スイッチ１８は、処理部１６からの制御信号が入力されていないときにオンとなり、入力されているときにオフとなる構成であるが、他の構成であってもよい。たとえば、スイッチ１８は、半導体素子１８１としてｐｎｐ型のバイポーラトランジスタを採用することにより、処理部１６からの制御信号が入力されていないときにオフとなり、入力されているときにオンとなる構成であってもよい。

また、本実施形態の子機１では、スイッチ１８がオンの場合に電源回路１２が動作状態に切り替わり、スイッチ１８がオフの場合に電源回路１２が停止状態に切り替わる構成であるが、他の構成であってもよい。すなわち、本実施形態１の子機１は、スイッチ１８がオンの場合に電源回路１２が停止状態に切り替わり、スイッチ１８がオフの場合に電源回路１２が動作状態に切り替わる構成であってもよい。この構成は、たとえば電源回路１２において、半導体素子１２３としてｐｎｐ型のバイポーラトランジスタを採用することにより実現可能である。

もちろん、スイッチ１８は、上記の回路に限定されず、他の構成であってもよい。たとえば、スイッチ１８は、電磁リレーで構成されていてもよい。その他、スイッチ１８は、たとえばダイオードブリッジ１１と電源回路１２とを繋ぐ電路を開閉する構成であってもよい。つまり、スイッチ１８は、一対の電線５１，５２と電源回路１２との間の電路を閉じることにより、電源回路１２を動作状態に切り替える。また、スイッチ１８は、一対の電線５１，５２と電源回路１２との間の電路を開くことにより、電源回路１２を停止状態に切り替える。

コンデンサ１９は、電源回路１２の出力端１２２に電気的に接続されている。コンデンサ１９は、電源回路１２から出力電流を供給されることにより、充電される。言い換えれば、コンデンサ１９は、電源回路１２から供給される電力により充電される。また、コンデンサ１９は、電源端子ＰＴ１に電気的に接続されている。したがって、コンデンサ１９は、たとえば一対の電線５１，５２を流れる電流が増加して一対の電線５１，５２間の電圧Ｖ１が低下した際に、蓄えた電力を電源端子ＰＴ１を介して子機１の動作用の電力として供給する。また、コンデンサ１９は、電源回路１２の動作が停止している間、蓄えた電力を子機１の動作用の電力として供給する。

＜一対の電線間の電圧の低下＞
ここで、同じ回線（一対の電線５１，５２）に接続されている複数台の子機１が親機２からの信号を受信する際に、１台の子機１が信号を受信する場合と比較して、一対の電線５１，５２間の電圧Ｖ１が低下する可能性があった。以下、親機２から同じ回線（一対の電線５１，５２）に接続されている複数台の子機１に対して同期信号を送信する場合を一例として説明する。なお、同期信号は、たとえば子機１が自動試験を行うタイミングを規定するために用いられる信号である。また、以下では、スイッチ１８およびコンデンサ１９を備えない自動火災報知システムを、本実施形態の自動火災報知システム１００の比較例とし、この比較例について説明する。

比較例の自動火災報知システムの等価回路を図５に示す。この等価回路は、印加部２１と、抵抗２２と、親機２の送信部２４と、複数台の子機１の受信回路１５とを有している。送信部２４は、インピーダンスＺ２および送信用スイッチＳ２の直列回路で表される。受信回路１５は、インピーダンスＺ１および受信用スイッチＳ１の直列回路で表される。

送信部２４は、送信用スイッチＳ２のオン／オフを切り替えることにより、一対の電線５１，５２から引き込む電流を変化させる。つまり、送信部２４は、送信用スイッチＳ２のオン／オフを切り替えることにより、一対の電線５１，５２間の電圧Ｖ１を変化させることで、同期信号を子機１に送信する。

受信回路１５は、受信用スイッチＳ１がオンになると起動する。そして、受信回路１５の起動時には、インピーダンスＺ２に電流が流れる。つまり、受信回路１５の起動時には、一対の電線５１，５２から電流が引き込まれるため、一対の電線５１，５２を流れる電流が大きくなる。すると、抵抗２２における電圧降下も大きくなるため、一対の電線５１，５２間の電圧Ｖ１も低下する。そして、一対の電線５１，５２間の電圧Ｖ１は、起動する受信回路１５の数が増えると、より大きく低下する。

たとえば、１台の子機１の受信回路１５のみが起動しているときに、親機２が子機１に対して同期信号を送信すると仮定する。この場合、図６Ａに示すように、一対の電線５１，５２間の電圧Ｖ１の電圧値は、送信部２４が電流を引き込まないときに電圧値ｖ１、送信部２４が電流を引き込むときに電圧値ｖ２（＜ｖ１）となる。一方、複数台の子機１の受信回路１５が起動しているときに、親機２が複数台の子機１に対して同期信号を送信すると仮定する。この場合、図６Ｂに示すように、一対の電線５１，５２間の電圧Ｖ１の電圧値は、送信部２４が電流を引き込まないときに電圧値ｖ３（＜ｖ１）、送信部２４が電流を引き込むときに電圧値ｖ４（＜ｖ２）となる。

ここで、既に述べたように、受信回路１５では、半導体素子１５４のオン時とオフ時とで消費電流が異なるため、電圧Ｖ１の電圧降下も異なる。つまり、半導体素子１５４のオン時における電圧Ｖ１の電圧降下（電圧値ｖ１と電圧値ｖ３との差分）は、半導体素子１５４のオフ時における電圧Ｖ１の電圧降下（電圧値ｖ２と電圧値ｖ４との差分）よりも大きい。したがって、複数台の子機１の受信回路１５が起動している場合、図６Ｂに示すように、一対の電線５１，５２間の電圧Ｖ１の振幅が小さくなり、信号のＳ／Ｎ比が低下する可能性があった。

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、スイッチ１８およびコンデンサ１９を備えることにより、上記の問題を解決している。

＜動作例＞
以下、同期信号を受信する場合における本実施形態の子機１の動作例について説明する。まず、受信回路１５を起動していないとき、すなわち受信用スイッチＳ１がオフのとき、処理部１６は、スイッチ１８をオン状態で維持するように制御する（図７参照）。この状態では、電源回路１２が動作しているので、電源端子ＰＴ１には、電源回路１２から電力が供給される。また、この状態では、電源回路１２の出力電流により、コンデンサ１９が充電される。

次に、処理部１６は、親機２から送信される同期信号を受信するために、受信回路１５を起動する、すなわち受信用スイッチＳ１をオンに切り替える。ここで、受信回路１５を起動する（すなわち、受信用スイッチＳ１をオンにする）タイミングは、前回受信した同期信号に基づいて決定される。つまり、処理部１６は、前回の同期信号を受信した時点を起点として、同期信号の送信間隔に応じた所定時間をタイマで計時することにより、今回の同期信号が到来するタイミングを想定して受信回路１５を起動する。

そして、処理部１６は、図７に示すように、受信用スイッチＳ１をオンに切り替える前に、スイッチ１８をオフに切り替える。なお、受信用スイッチＳ１をオンに切り替えるタイミングと、スイッチ１８をオフに切り替えるタイミングとは、殆ど同時であってもよい。スイッチ１８がオフの状態では、電源回路１２の動作が停止する。そして、受信回路１５には、電源端子ＰＴ１を介してコンデンサ１９から電力が供給される。つまり、スイッチ１８がオフの状態では、受信回路１５の消費電流は、一対の電線５１，５２から流れる電流ではなく、コンデンサ１９から流れる電流となる。

その後、所定時間が経過すると、処理部１６は、図７に示すように、受信用スイッチＳ１をオフに切り替えるとともに、スイッチ１８をオンに切り替える。なお、受信用スイッチＳ１をオフに切り替えるタイミングと、スイッチ１８をオンに切り替えるタイミングとは、殆ど同時であってもよい。スイッチ１８がオンになると、電源回路１２が再び動作する。そして、電源端子ＰＴ１には、電源回路１２から電力が供給される。

つまり、本実施形態の子機１では、スイッチ１８がオンのとき（電源回路１２が動作状態にあるとき）、電源回路１２が子機１（とくに、受信回路１５）に動作用の電力を供給する。また、本実施形態の子機１では、スイッチ１８がオフのとき（電源回路１２が停止状態にあるとき）、コンデンサ１９が子機１（とくに、受信回路１５）に動作用の電力を供給する。

＜効果＞
上述のように、本実施形態の自動火災報知システム１００の子機１は、スイッチ１８およびコンデンサ１９を備えている。このため、本実施形態の子機１では、受信用スイッチＳ１をオンに切り替えて受信回路１５を起動している間、電源回路１２を停止状態に切り替えることができる。そして、本実施形態の子機１では、電源回路１２が動作を停止している間でも、コンデンサ１９から受信回路１５に動作用の電力を供給することができる。

つまり、本実施形態の子機１では、受信回路１５が起動している間に受信回路１５に電流が流れても、一対の電線５１，５２から電流が引き込まれることがない。したがって、複数台の子機１の受信回路１５が同時に起動した場合でも、一対の電線５１，５２間の電圧Ｖ１が低下し難く、結果として信号のＳ／Ｎ比が低下し難い。本実施形態の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、本実施形態の子機１では、電源回路１２は、一対の電線５１，５２からの電力でコンデンサ１９を充電するように構成されている。そして、受信回路１５は、スイッチ１８により電源回路１２が停止状態に切り替わると、コンデンサ１９から動作用の電力を供給されるように構成されている。この構成では、電源回路１２によりコンデンサ１９を充電することができるので、受信回路１５の起動時に必要な電力をコンデンサ１９に蓄えることが可能である。なお、当該構成を採用するか否かは任意である。

また、本実施形態の子機１では、処理部１６は、受信用スイッチＳ１をオンに切り替えている間、スイッチ１８をオフに切り替えている（図７参照）。つまり、スイッチ１８は、少なくとも受信回路１５が親機２からの信号を待ち受ける期間において電源回路１２を停止状態に切り替えるように構成されている。この構成では、電源回路１２が停止する期間、すなわちコンデンサ１９から電力を供給する期間を、受信回路１５が信号を待ち受ける期間に限定することができるので、コンデンサ１９の必要となる静電容量を抑えることができる。したがって、この構成では、比較的に静電容量の小さいコンデンサ１９を採用することが可能であるため、コストの低減化を図ることができ、かつ、コンデンサ１９が実装される基板の小型化を図ることができる。なお、当該構成を採用するか否かは任意である。

また、本実施形態の子機１において、スイッチ１８は、親機２からの同期信号により規定される特定期間において電源回路１２を動作状態に切り替えるように構成されているのが好ましい。特定期間は、たとえば親機２と子機１とのいずれもが信号を送信しないガードインターバル期間である。この構成では、たとえばガードインターバル期間などの親機２と子機１との間での通信に支障が生じない期間において、コンデンサ１９を充電することができる。

１ 子機
１２ 電源回路
１２１ 入力端
１２２ 出力端
１５ 受信回路
１８ スイッチ
１９ コンデンサ
２ 親機
５１，５２ 電線

Claims (5)

1. 一対の電線に電気的に接続され、前記一対の電線間に印加される電圧の電圧値を検出することで親機からの信号を受信する受信回路と、
   前記一対の電線に電気的に接続される入力端と、前記受信回路に電気的に接続される出力端とを有し、前記一対の電線間に印加される電圧を受けて前記受信回路に供給する動作用の電力を生成する電源回路と、
   前記電源回路の前記入力端に電気的に接続され、前記電源回路を動作状態と停止状態とで択一的に切り替えるスイッチと、
   前記電源回路の前記出力端に電気的に接続され、前記電源回路から供給される電力により充電されるコンデンサとを備え、
   前記電源回路の前記入力端は、前記一対の電線と前記受信回路との接続点に対し、前記スイッチを介して電気的に接続され、
   前記コンデンサは、前記受信回路に前記動作用の電力を供給するように構成されていることを特徴とする自動火災報知システムの子機。
2. 前記電源回路は、前記一対の電線からの電力で前記コンデンサを充電するように構成され、
   前記受信回路は、前記スイッチにより前記電源回路が前記停止状態に切り替わると、前記コンデンサから前記動作用の電力を供給されるように構成されてい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. 前記スイッチは、少なくとも前記受信回路が前記親機からの信号を待ち受ける期間において前記電源回路を前記停止状態に切り替え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. 前記スイッチは、前記親機からの同期信号により規定される特定期間において前記電源回路を前記動作状態に切り替えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動火災報知システムの子機。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の子機と、
   前記一対の電線間に電圧を印加する親機とを備え、
   前記親機は、前記一対の電線間の電圧を変化させることで前記子機に信号を送信する送信部を備えることを特徴とする自動火災報知システム。

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