JP6664099B2 - 感知器、アイソレータ、及び警報システム - Google Patents

Description

本発明は、感知器、アイソレータ、及び警報システムに関する。

従来、親機に複数の感知器ラインが接続され、各感知器ラインにアイソレータと複数の感知器とが設けられた警報システムが、知られている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１の警報システムでは、ある感知器ラインで短絡が発生すると、全てのアイソレータがスイッチング回路（リレー）を作動させて、対応する感知器ラインを遮断する。アイソレータは、コンデンサ（容量性素子）などを有する電源回路を備えており、対応する感知器ラインの短絡などにより電源から電力の供給が停止された場合であっても、短時間はスイッチング回路の動作が可能である。

特開平９−６２９７５号公報

ところで、感知器にアイソレータを組み込む場合、感知器は、アイソレータ以外の要素（例えば、火災の検知動作を行う制御部）にも電力を供給する必要がある。このため、アイソレータのリレーの動作電圧を確保するために、電源回路には比較的容量の大きなコンデンサ（容量性素子）が必要であった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされており、アイソレータの動作に用いられる容量性素子の容量を小さくすることが可能な感知器、この感知器に用いられるアイソレータ、及びこの感知器を備えた警報システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る感知器は、第１〜第４端子と、リレーと、接続部と、電圧生成回路と、容量性素子と、短絡検知回路と、制御部と、を備える。前記第１端子及び前記第２端子は、一対の第１電線にそれぞれ電気的に接続され、前記一対の第１電線間に印加される印加電圧を受ける。前記第３端子及び前記第４端子は、一対の第２電線にそれぞれ電気的に接続される。前記リレーは、前記第１端子と前記第３端子との間に電気的に接続される接点部を有し、前記第１端子と前記第３端子との間の電路を開閉する。前記接続部は、前記第２端子と前記第４端子とを電気的に接続する。前記電圧生成回路は、前記印加電圧から動作電圧を生成する。前記容量性素子は、前記電圧生成回路に電気的に接続され、前記動作電圧によって充電される。前記短絡検知回路は、前記一対の第２電線間の短絡の発生を検知する。前記制御部は、前記容量性素子に蓄積された電荷によって動作し、特定事象の発生の有無を検知するための定常動作を繰り返し行い、前記短絡検知回路で前記短絡の発生が検知されたときに前記リレーの前記接点部を開く。前記リレーは、前記短絡が発生している時、前記容量性素子に蓄積された電荷を消費して動作する。前記制御部は、前記短絡検知回路で前記短絡の発生が検知されると、前記短絡の発生を検知した後の最初の前記定常動作よりも前に、前記リレーの前記接点部を開く。

本発明の一態様に係るアイソレータは、上記の感知器に内蔵されるよう構成され、少なくとも前記リレー及び前記短絡検知回路を備える。

本発明の一態様に係る警報システムは、上記の感知器を複数備え、親機をさらに備える。前記複数の感知器は、一の感知器の前記第３端子及び前記第４端子に接続される前記一対の第２電線が、別の感知器の前記第１端子及び前記第２端子に接続される前記一対の第１電線にそれぞれ接続されることで、電気的に直列に接続されている。前記親機は、電気的に直列に接続される前記複数の感知器のうちの第１端の感知器の前記第１端子及び前記第２端子に電気的に接続される前記一対の第１電線に、電気的に接続され、この一対の第１電線間に前記印加電圧を印加する印加部を備える。

本発明は、アイソレータの動作に用いられる容量性素子の容量を小さくすることができるという利点がある。

図１は、本発明の一実施形態に係る警報システムを示すブロック図である。 図２は、同上の警報システムに用いられる感知器を示すブロック図である。 図３は、同上の感知器の短絡検知回路の第１具体例を示す回路図である。 図４は、同上の感知器の短絡検知回路の第２具体例を示す回路図である。 図５は、同上の感知器の動作を示すための波形図である。 図６は、同上の感知器の動作を説明するフローチャートである。

（１）実施形態
本実施形態に係る警報システム１００、感知器２０、及びアイソレータ２２について、図１〜図６を参照して説明する。本実施形態の感知器２０は、特定事象の発生を検知するための感知器であり、具体的には火災の発生を検知するための感知器である。

本実施形態に係る警報システム１００は、図１に示すように、１台の親機１０と、複数台（図示例では３台）の感知器２０（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ）と、を備えている。

本実施形態の警報システム１００の基本構成は、一般的な自動火災報知システムと同じである。警報システム１００では、例えば、何れかの感知器２０により火災の発生が検知されると、この感知器２０から親機１０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。すなわち親機１０は、感知器２０から警報（火災報）を受信する警報受信機である。親機１０は、感知器２０から火災報を受け取ると、例えば親機１０に接続されている警報器を動作（鳴動）させて、火災の発生を報知する。

図１に示すように、複数台の感知器２０の各々は、第１端子２０１〜第４端子２０４と、リレー２２１と、接続部２０５と、を有している。リレー２２１は、第１端子２０１と第３端子２０３との間に電気的に接続され、第１端子２０１と第３端子２０３との間の電路を開閉する。接続部２０５は、第２端子２０２と第４端子２０４とを直接接続する。接続部２０５は、例えば電線である。

複数台の感知器２０は、電線３１，３２（高電位側の電線３１及び低電位側の電線３２）を介して、電気的に直列に接続されている。高電位側の電線３１は、電線３１１，３１２，３１３，３１４を含み、低電位側の電線３２は、３２１，３２２，３２３，３２４を含む。感知器２０Ａの第１及び第２端子２０１，２０２が、電線３１１及び電線３２１によって、親機１０に電気的に接続されている。感知器２０Ｂの第１及び第２端子２０１，２０２が、電線３１２及び電線３２２によって、感知器２０Ａの第３及び第４端子２０３，２０４にそれぞれ電気的に接続されている。感知器２０Ｃの第１及び第２端子２０１，２０２が、電線３１３及び電線３２３によって、感知器２０Ｂの第３及び第４端子２０３，２０４にそれぞれ電気的に接続されている。また、感知器２０Ｃの第３及び第４端子２０３，２０４が、電線３１４及び電線３２４によって、電線３１１及び電線３１４にそれぞれ電気的に接続されている。低電位側の電線３２は、警報システム１００の基準電位となるグランド（回路グランド）に、電気的に接続されている。

親機１０は、電線３１（３１１），３２（３２１）間に電圧Ｖｉを印加する印加部１１を備える。印加部１１が電線３１，３２間に印加する電圧Ｖｉは、特に限定されないが、例えば直流２４Ｖである。

親機１０は、商用電源や自家発電設備等を主電源とする。親機１０は、電線３１，３２間に電圧Ｖｉを印加することにより、電線３１，３２に接続されている感知器２０を含む警報システム１００全体の動作用の電源として機能する。

なお、感知器２０が親機１０に火災報を送信する方法は、特に限定されない。感知器２０は、例えば、電線３１，３２を流れる電流を引き込んで電線３１，３２間の電圧を変化させることで、親機１０に火災報を送信してもよい。あるいは、感知器２０は、火災報を含む無線信号を親機１０に送信してもよい。

図２に示すように、感知器２０は、コンデンサＣ０と、ダイオードＤ０と、電源回路２１と、アイソレータ２２と、検知部２３と、制御部２４と、送受信部２５と、をさらに備えている。

第１端子２０１及び第２端子２０２は、一対の第１電線３１Ａ，３２Ａ（第１の高電位側の電線３１Ａ及び第１の低電位側の電線３２Ａ）に、それぞれ電気的に接続される。第１端子２０１及び第２端子２０２は、一対の第１電線３１Ａ，３２Ａ間に印加される印加電圧（印加部１１からの電圧Ｖｉ）を受ける。また、第３端子２０３及び第４端子２０４は、一対の第２電線３１Ｂ，３２Ｂ（第２の高電位側の電線３１Ｂ及び第２の低電位側の電線３２Ｂ）に、それぞれ電気的に接続される。

コンデンサＣ０は、第１端子２０１とグランド（第２端子２０２）との間に電気的に接続されている。コンデンサＣ０は、第１及び第２端子２０１，２０２間に印加される印加電圧により、充電される。以下、グランド（第２端子２０２）に対する第１端子２０１の電位（コンデンサＣ０の両端電圧）を、“第１電圧Ｖ１”と呼ぶ。

ダイオードＤ０は、第１端子２０１と電源回路２１との間に電気的に接続されている。ダイオードＤ０は逆流防止用であり、ダイオードＤ０のアノードが第１端子２０１に電気的に接続され、カソードが電源回路２１の入力端子に電気的に接続されている。

図２に示すように、電源回路２１は、電圧生成回路２１１と、コンデンサＣ１（第１の容量性素子）と、を備える。

電圧生成回路２１１は、本実施形態では定電圧回路であり、例えば三端子レギュレータを含む。電圧生成回路２１１の入力端子（電源回路２１の入力端子）は、ダイオードＤ０のカソードに電気的に接続されている。電圧生成回路２１１は、第１端子２０１と第２端子２０２（グランド）との間に印加される印加電圧を、直流の動作電圧に変換する。

コンデンサＣ１は、電圧生成回路２１１の出力端子とグランドとの間に電気的に接続されている。コンデンサＣ１は、電圧生成回路２１１から出力される動作電圧によって、充電される。コンデンサＣ１の両端電圧が、電源回路２１の出力電圧となる。以下、グランドに対する電圧生成回路２１１の出力端子の電位（コンデンサＣ１の両端電圧）を、“第２電圧Ｖ２”と呼ぶ。

図２に示すように、アイソレータ２２は、ダイオードＤ１と、コンデンサＣ２（第２の容量性素子）と、リレー２２１と、リレー駆動部ＳＷ１と、短絡検知回路２２２と、を備える。

ダイオードＤ１と、コンデンサＣ２と、の直列回路が、電圧生成回路２１１の出力端子とグランドとの間に接続されている。ダイオードＤ１は逆流防止用であり、ダイオードＤ１のアノードが電圧生成回路２１１の出力端子に電気的に接続され、カソードがリレー２２１の入力端子（後述する励磁部２２１２の入力端子）に電気的に接続されている。また、ダイオードＤ１のカソード及び励磁部２２１２の入力端子の接続点とグランドとの間に、コンデンサＣ２が電気的に接続されている。したがって、コンデンサＣ２は、コンデンサＣ１に蓄積された電荷によって充電される。

リレー２２１は、例えば、セットコイルとリセットコイルとを備えた２巻線型のラッチングリレーである。リレー２２１は、接点部２２１１と、励磁部２２１２と、を有する。接点部２２１１は、第１端子２０１と第３端子２０３との間に電気的に接続され、第１端子２０１と第３端子２０３との間の電路を開閉する。励磁部２２１２は、外部から電流が供給されて、接点部２２１１の開閉を切り換える。励磁部２２１２の入力端子は、ダイオードＤ１のカソードとコンデンサＣ２との接続点に、電気的に接続されている。以下、グランドに対する励磁部２２１２の入力端子の電位（コンデンサＣ２の両端電圧）を、“第３電圧Ｖ３”と呼ぶ。

リレー駆動部ＳＷ１は、励磁部２２１２とグランドとの間に電気的に接続されている。例えば、リレー駆動部ＳＷ１は、セットスイッチと、リセットスイッチと、を備える。セットコイルとセットスイッチとの直列回路が、ダイオードＤ１のカソード及びコンデンサＣ２の接続点とグランドとの間に電気的に接続されている。リセットコイルとリセットスイッチとの直列回路が、ダイオードＤ１のカソード及びコンデンサＣ２の接続点とグランドとの間に電気的に接続されている。セットスイッチ及びリセットスイッチの各々は、制御部２４によってオンとオフとが切り換えられる。

本実施形態では、制御部２４によってリレー駆動部ＳＷ１が動作され、コンデンサＣ１，Ｃ２側からセットコイルへ電流が流れると、セットコイルで電磁場が生じ、接点部２２１１が閉じる。接点部２２１１が閉じた状態でセットコイルに流れる電流が停止しても、接点部２２１１は閉じた状態に維持される。一方、制御部２４によってリレー駆動部ＳＷ１が動作され、コンデンサＣ１，Ｃ２側からリセットコイルへ電流が流れると、リセットコイルで電磁場が生じ、接点部２２１１が開く。接点部２２１１が開いた状態でリセットコイルに流れる電流が停止しても、接点部２２１１は開いた状態に維持される。

アイソレータ２２では、制御部２４によってリレー駆動部ＳＷ１が動作して、コンデンサＣ２に蓄積された電荷がセットコイルに電流として流れると、リレー２２１の接点部２２１１が閉じる。同様に、アイソレータ２２では、制御部２４によってリレー駆動部ＳＷ１が動作して、コンデンサＣ２に蓄積された電荷がリセットコイルに電流として流れると、リレー２２１の接点部２２１１が開く。すなわち、リレー２２１は、コンデンサＣ２に蓄積された電荷を消費して動作する。

なお、上述のように、コンデンサＣ２は、コンデンサＣ１に蓄積された電荷によって充電される。したがって、リレー２２１は、コンデンサＣ１，Ｃ２に蓄積された電荷を消費して動作する。

短絡検知回路２２２は、第１端子２０１とグランド（第２端子２０２）との間に電気的に接続されている。すなわち、短絡検知回路２２２は、コンデンサＣ０の両端間に電気的に接続されている。短絡検知回路２２２は、コンデンサＣ０の両端電圧（第１電圧Ｖ１）を所定の閾値Ｖｔｈと比較することで、電線３１，３２間の短絡の発生を検知する。短絡検知回路２２２は、コンデンサＣ０の両端電圧が閾値よりも小さくなる（短絡の発生を検知する）と、制御部２４に短絡が発生したことを通知する信号を送信する。なお、リレー２２１の接点部２２１１が閉じている（オンの）場合、一対の第１電線３１Ａ，３２Ａ間の電圧と、一対の第２電線３１Ｂ，３２Ｂ間の電圧とは、等しい。したがって、短絡検知回路２２２は、一対の第１電線３１Ａ，３２Ａ間の短絡の発生を検知し、一対の第２電線３１Ｂ，３２Ｂ間の短絡の発生を検知する。

短絡検知回路２２２は、第１端子２０１に電気的に接続される入力端子２２２１と、出力端子２２２２と、第２端子２０２（グランド）に電気的に接続される接地端子２２２３と、を備える。

図３に、短絡検知回路２２２の第１具体例を示す。

第１具体例の短絡検知回路２２２は、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３と、トランジスタＴＲ１と、定電圧源ＶＳ１と、電圧監視回路（リセットＩＣ）ＲＣ１とを備える。短絡検知回路２２２の入力端子２２２１と接地端子２２２３との間に、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の直列回路（分圧回路）が電気的に接続されている。抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の接続点に、トランジスタＴＲ１のベースが電気的に接続されている。トランジスタＴＲ１のコレクタには、定電圧源ＶＳ１が電気的に接続され、トランジスタＴＲ１のエミッタは、抵抗Ｒ１３を介して接地端子２２２３に電気的に接続されている。また、トランジスタＴＲ１のエミッタは、電圧監視回路ＲＣ１の入力端子に電気的に接続されている。電圧監視回路ＲＣ１の出力端子は、短絡検知回路２２２の出力端子２２２２に電気的に接続されている。

コンデンサＣ０の両端電圧が閾値Ｖｔｈ以上の場合、トランジスタＴＲ１がオンされ、電圧監視回路ＲＣ１の入力端子には抵抗Ｒ３の両端電圧が印加される（電圧監視回路ＲＣ１の入力端子の入力電圧が、ハイレベルとなる）。このとき、電圧監視回路ＲＣ１の出力端子の電圧レベルはローレベルに維持され、短絡検知回路２２２は、出力端子２２２２からローレベルの信号を出力する。一方、電線３１，３２間に短絡が発生して、コンデンサＣ０の両端電圧が低下すると、トランジスタＴＲ１がオフされ、電圧監視回路ＲＣ１の入力端子の入力電圧がローレベルとなる。これにより、電圧監視回路ＲＣ１の出力端子の電圧レベルがハイレベルとなり、短絡検知回路２２２は、出力端子２２２２からハイレベルの信号を出力する。制御部２４は、短絡検知回路２２２からハイレベルの信号を受け取ると、電線３１，３２間に短絡が発生していると判断する。

なお、電圧監視回路ＲＣ１は必ずしも必要ではなく、トランジスタＴＲ１のエミッタが短絡検知回路２２２の出力端子２２２２に電気的に直接接続されていてもよい。この場合、抵抗Ｒ１３の両端電圧が、出力端子２２２２に印加されることになる。したがってこの場合、制御部２４は、短絡検知回路２２２からローレベルの信号を受け取ると、電線３１，３２間に短絡が発生していると判断する。

図４に、短絡検知回路２２２の第２具体例を示す。

第２具体例の短絡検知回路２２２は、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４，Ｒ２５と、コンデンサＣ１０と、オペアンプＯＰ１と、定電圧源ＶＳ２と、を備えている。短絡検知回路２２２の入力端子２２２１と接地端子２２２３との間に、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の直列回路（分圧回路）が電気的に接続されている。コンデンサＣ１０が、抵抗Ｒ２２の両端間に電気的に接続されている。また、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の接続点に、オペアンプＯＰ１の反転入力端子が接続されている。オペアンプＯＰ１の非反転入力端子には、抵抗Ｒ２５を介して定電圧源ＶＳ２が電気的に接続されている。また、オペアンプＯＰ１の非反転入力端子は、抵抗Ｒ２３，Ｒ２４の直列回路を介して接地端子２２２３に電気的に接続されている。オペアンプＯＰ１の出力端子は、短絡検知回路２２２の出力端子２２２２に電気的に接続されている。

コンデンサＣ０の両端電圧が閾値Ｖｔｈ以上の場合、オペアンプＯＰ１の反転入力端子の入力電圧のレベルが、非反転入力端子の入力電圧のレベルよりも高くなる。したがって、オペアンプＯＰ１の出力端子の電圧レベルがローレベルとなり、短絡検知回路２２２は、出力端子２２２２からローレベルの信号を出力する。一方、電線３１，３２間に短絡が発生して、コンデンサＣ０の両端電圧が低下すると、オペアンプＯＰ１の反転入力端子の入力電圧のレベルが、非反転入力端子の入力電圧のレベルよりも低くなる。これにより、オペアンプＯＰの出力端子の電圧レベルがハイレベルとなり、短絡検知回路２２２は、出力端子２２２２からハイレベルの信号を出力する。制御部２４は、短絡検知回路２２２からハイレベルの信号を受け取ると、電線３１，３２間に短絡が発生していると判断する。

図４に示すように、短絡検知回路２２２の出力端子２２２２に、ノイズによる誤動作を防止するためのコンデンサＣ２０を接続してもよい。

なお、短絡検知回路２２２の回路構成は、上記の具体例に限られない。短絡検知回路２２２は、入力端子２２２１の入力電圧（コンデンサＣ０の両端電圧）が閾値Ｖｔｈよりも小さくなったときに、短絡が発生したことを通知する信号を出力できるものであればよい。

図２に示すように、検知部２３は、１または複数のセンサを備える。本実施形態では、検知部２３は、第１のセンサ２３１、第２のセンサ２３２、及び第３のセンサ２３３を備える。

第１のセンサ２３１は、温度センサであり、例えばサーミスタを備える。第１のセンサ２３１は、制御部２４から指令を受けると、計測した周囲の温度を制御部２４に出力する。

第２のセンサ２３２は、煙センサである。第２のセンサ２３２は、例えばＬＥＤなどの発光素子と、フォトダイオードなどの受光素子とを備える。発光素子と受光素子とは、受光素子の受光面の位置が、発光素子からの光の光軸上から外れるように、配置されている。第２のセンサ２３２が配置された空間に煙がない場合、発光素子からの光は受光素子の受光面にはほとんど到達しない。一方、第２のセンサ２３２が配置された空間に煙が流入すると、発光素子からの光が煙によって散乱され、散乱された光の一部が受光素子に到達する。第２のセンサ２３２は、制御部２４から指令を受けると、受光素子で受光した光量を制御部２４に出力する。

第３のセンサ２３３は、一酸化炭素センサであり、例えば電気化学センサである。電気化学センサは、触媒を備える検知極と、検知極に向かい合う対極と、検知極と対極とに挟まれるイオン伝導体とを備える。このセンサは、空気中の水蒸気と一酸化炭素とが検知極の触媒で反応することにより、検知極と対極との間で電荷の移動が生じる。第３のセンサ２３３は、制御部２４から指令を受けると、検知極と対極との間の電荷の移動量を、制御部２４に出力する。

制御部２４は、例えばマイクロコンピュータで構成され、マイクロコンピュータが有するメモリに記憶されたプログラムを実行することにより、種々の機能を実現する。なお、プログラムは、マイクロコンピュータのメモリに予め書き込まれていてもよいし、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、インターネットのような電気通信回線を通して提供されてもよい。

制御部２４は、コンデンサＣ１に接続されており、コンデンサＣ１の両端電圧により動作する（コンデンサＣ１に蓄積された電荷によって動作する）。制御部２４は、特定事象の発生の有無を検知するための定常動作を、繰り返し行う。本実施形態では、特定事象は火災である。すなわち、制御部２４は、火災の発生の有無を検知する検知動作を繰り返し行う。制御部２４は、検知部２３に指令を送り、その応答として検知部２３から受け取った情報（温度、光量、移動電荷量）を基に、火災の発生の有無を判断する。

制御部２４は、定常動作において、温度検知動作と、煙検知動作と、一酸化炭素検知動作とのうちの少なくとも一つを行う。例えば、制御部２４は、定常動作において、温度検知動作と煙検知動作とを続けて行う。

温度検知動作において、制御部２４は、第１のセンサ（温度センサ）２３１に指令を送り、第１のセンサ２３１から温度を受け取り、受け取った温度と所定の閾値を比較する。

煙検知動作において、制御部２４は、第２のセンサ（煙センサ）２３２に指令を送り、第２のセンサ２３２から光量を受け取り、受け取った光量と所定の閾値とを比較する。

一酸化炭素検知動作において、制御部２４は、第３のセンサ（一酸化炭素センサ）２３３に指令を送り、第３のセンサ２３３から移動電荷量を受け取り、受け取った移動電荷量と所定の閾値を比較する。

制御部２４は、定常動作において、第１〜第３のセンサ２３１〜２３３の何れかから受け取った量が、対応する閾値よりも大きい場合、火災が発生していると判断する。なお、制御部２４は、複数種類のセンサから受け取った量の組み合わせに基づいて火災の発生を判断してもよい。また、制御部２４は、１つのセンサから連続して得られた複数の値から得られる値（平均値、中央値など）を、対応する閾値と比較してもよい。

制御部２４は、火災が発生していると判断すると、予め設けられた報知部（発光ダイオードなど）を点灯させて、火災の発生を報知する。また、制御部２４は、火災が発生していると判断すると、送受信部２５を介して親機１０に火災報を通知する。なお、上述のように送受信部２５の構成は特に限定されず、例えば電線３１，３２を流れる電流を変化させることで火災報を送信する構成であってもよいし、無線信号を送信する構成であってもよい。

また、制御部２４は、短絡検知回路２２２から短絡が発生したことを通知する信号を受け取ると、リレー駆動部ＳＷ１を動作させてリレー２２１の接点部２２１１を開く。また、制御部２４は、親機１０からリレー２２１の接点部２２１１を閉じる指令を受けると、リレー駆動部ＳＷ１を動作させてリレー２２１の接点部２２１１を閉じる。

次に、図１，図５を参照して、感知器２０Ａ，２０Ｂ間の電線３１２，３２２間に短絡が発生したときの警報システム１００の動作について、説明する。図５は、感知器２０Ａの第１電圧Ｖ１，第２電圧Ｖ２，第３電圧Ｖ３の時間変化を示す。

短絡が発生していない通常時、感知器２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃのリレー２２１の接点部２２１１は何れも閉じられており、電線３１，３２間には印加部１１からの電圧Ｖｉ（直流２４Ｖ）が印加されている。

電線３１２，３２２間に短絡が発生する（ｔ０）と、電線３１，３２間の電圧が低下し、各感知器２０Ａ、２０Ｂ，２０ＣのコンデンサＣ０の両端電圧（第１電圧Ｖ１）が低下する。各感知器２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃでは、コンデンサＣ０の両端電圧が閾値Ｖｔｈまで低下した（ｔ１）ことを検知すると、リレー２２１の接点部２２１１を開く。このとき、各感知器２０では、リレー２２１が動作すると、リレー２２１の動作によってコンデンサＣ１，Ｃ２に蓄積されている電荷が消費され、第２電圧Ｖ２、第３電圧Ｖ３が低下する。また、親機１０は、電線３１，３２間の電圧の低下を検知して、印加部１１からの電圧Ｖｉの印加を停止する。感知器２０では、制御部２４の動作によって、コンデンサＣ１に蓄積されている電荷が徐々に減少し、第２電圧Ｖ２が低下する（ｔ１〜ｔ２）。

続いて、親機１０は、短絡箇所を特定するために、印加部１１からの電圧Ｖｉの印加を再開する。これにより、感知器２０Ａでは、コンデンサＣ０，Ｃ１，Ｃ２が充電されて、第１〜第３電圧Ｖ１〜Ｖ３が増加する（ｔ２）。なお、感知器２０Ａのリレー２２１の接点部２２１１が開かれているため、感知器２０Ｂ，２０ＣのコンデンサＣ０，Ｃ１，Ｃ２は充電されない。

続いて親機１０は、感知器２０Ａに、リレー２２１の接点部２２１１を閉じる指令を送信する。感知器２０Ａは、この指令に応じて、リレー２２１の接点部２２１１を閉じる（ｔ１１）。このとき、リレー２２１の動作によって、コンデンサＣ１，Ｃ２に蓄積されている電荷が消費され、第２電圧Ｖ２、第３電圧Ｖ３が低下する。

今、電線３１２，３２２間に短絡が発生しているため、感知器２０Ａのリレー２２１の接点部２２１１が閉じると、高電位側の電線３１と低電位側の電線３２とが導通し、電線３１，３２間の電圧が低下する。これにより、親機１０は、短絡箇所が感知器２０Ａと感知器２０Ｂとの間の電線３１１，３２１間であることを特定する。

感知器２０Ａのリレー２２１の接点部２２１１が閉じた状態では、高電位側の電線３１と低電位側の電線３２とが導通するため、感知器２０ＡのコンデンサＣ０の両端電圧（第１電圧Ｖ１）が低下する。また、感知器２０Ａでは、制御部２４の動作によって、コンデンサＣ１に蓄積されている電荷が徐々に減少し、第２電圧Ｖ２が低下する（ｔ１１〜ｔ１２）。

感知器２０Ａは、コンデンサＣ０の両端電圧（第１電圧Ｖ１）が閾値Ｖｔｈまで低下すると、電線３１，３２間で短絡が発生していると判断し、リレー２２１の接点部２２１１を開く動作を行う（ｔ１２）。このとき、リレー２２１の動作によって、コンデンサＣ１，Ｃ２に蓄積されている電荷が消費され、第２電圧Ｖ２、第３電圧Ｖ３がさらに低下する。

感知器２０Ａのリレー２２１の接点部２２１１が開く（ｔ１３）と、電線３１２，３２２間の短絡箇所は親機１０から電気的に切り離されることになる。したがって、この後は、短絡箇所（電線３１２，３２２）を親機１０から切り離した状態で、感知器２０Ａを親機１０からの電圧Ｖｉによって動作させることができる。

なお、短絡発生箇所が、感知器２０Ｂ，２０Ｃ間の電線３１３，３２３間である場合、親機１０からの指令に応じて感知器２０Ａがリレー２２１の接点部２２１１を閉じても、高電位側の電線３１と低電位側の電線３２とは導通しない。これにより、親機１０は、短絡箇所が、感知器２０Ａと感知器２０Ｂとの間の電線３１１，３２１間でないことを特定することができる。その後、親機１０は、感知器２０Ａのリレー２２１の接点部２２１１を閉じたまま、感知器２０Ｂに、リレー２２１の接点部２２１１を閉じる指令を送信する。今、電線３１３，３２３間に短絡が発生しているため、感知器２０Ｂのリレー２２１の接点部２２１１が閉じると、高電位側の電線３１と低電位側の電線３２とが導通し、電線３１，３２間の電圧が低下する。これにより、親機１０は、短絡箇所が感知器２０Ｂと感知器２０Ｃとの間の電線３１３，３２３間であることを特定できる。この後、感知器２０Ｂのリレー２２１の接点部２２１１を開いた状態で維持すれば、短絡箇所（電線３１３，３２３）は親機１０から切り離されるので、感知器２０Ａ，２０Ｂを親機１０からの電圧Ｖｉによって動作させることができる。

ここで、上述のように、感知器２０は、コンデンサＣ１，Ｃ２に蓄積された電荷を消費して、リレー２２１を動作させる。特に、本実施形態の警報システム１００のように、複数の感知器２０が直列に接続されていて短絡箇所の特定動作が必要な場合、リレー２２１の接点部２２１１を続けて２回動作させる（閉じた後、開く）必要がある（図５のｔ１１，ｔ１２）。また、電線３１，３２間に短絡が発生している場合、電線３１，３２間の電圧が低下しているので、電線３１，３２間の電圧によってコンデンサＣ１，Ｃ２を充電することができない。このため、コンデンサＣ１，Ｃ２で、リレー２２１の接点部２２１１を２回動作させるのに必要な電荷を確保する必要がある。

さらに、短絡が発生しているときには、制御部２４は、コンデンサＣ１に蓄積された電荷により動作する。このため、短絡が発生しているときに制御部２４の定常動作によってコンデンサＣ１の電荷量が減少すると、コンデンサＣ１，Ｃ２に蓄積された電荷量が少なくなり、リレー２２１の接点部２２１１を開くことができなくなる可能性がある。例えば、図５の破線に示すように、短絡が発生している状態でリレー２２１の接点部２２１１を閉じたまま維持していると、制御部２４の定常動作によってコンデンサＣ１の電荷量が減少して（ｔ２２）、リレー２２１の接点部２２１１を開くことができなくなる可能性がある。また、これを防ぐために、コンデンサＣ１の容量を大きくすると、電源回路２１が大型化してしまうという懸念がある。

これに対し、本実施形態の感知器２０の制御部２４は、短絡検知回路２２２で短絡の発生を検知すると、短絡を検知した後の最初の定常動作よりも前に、リレー２２１の接点部２２１１を開く（オフする）動作を行う。これにより、コンデンサＣ１の容量を増加させることなく、リレー２２１の接点部２２１１を開くことができる。この感知器２０の動作について、図６を参照して説明する。

まず、感知器２０は、短絡検知回路２２２でコンデンサＣ０の両端電圧を閾値Ｖｔｈと比較する事で、電線３１，３２間に短絡が発生しているかどうかを判断する短絡検知動作を行う（Ｓ１）。短絡の発生が検知されない場合（Ｓ２；Ｎｏ）、感知器２０は、火災の発生を検知するための定常動作を行う（Ｓ３）。定常動作において、火災の発生が検知されない場合（Ｓ４；Ｎｏ）、ステップＳ１に戻る。感知器２０は、通常時、このサイクルを繰り返して行う。

一方、火災の発生が検知された場合（Ｓ４；Ｙｅｓ）、感知器２０は、上記の報知部を動作させ（Ｓ５）、親機１０に火災報を通知する（Ｓ６）。

また、短絡検知動作において短絡の発生が検知された場合（Ｓ２；Ｙｅｓ）、感知器２０は、次の定常動作を行うことなく、リレー駆動部ＳＷ１を動作させて、リレー２２１の接点部２２１１を開く（Ｓ７）。

これにより、制御部２４が定常動作でコンデンサＣ１，Ｃ２の電荷を消費する前に、リレー２２１の接点部２２１１が開かれるので、コンデンサＣ１，Ｃ２の電荷量の不足によってリレー２２１の接点部２２１１を開けなくなる可能性を、低減することができる。また、コンデンサＣ１の容量を大きくすることなく、リレー２２１の接点部２２１１を開くための電荷を確保することができる。

また、本実施形態の感知器２０は、コンデンサＣ１に蓄積された電荷によって充電されるコンデンサＣ２を備えており、リレー２２１は、短絡が発生している時、コンデンサＣ１，Ｃ２に蓄積された電荷を消費して動作する。これによって、リレー２２１の動作電圧をコンデンサＣ２によっても確保することが可能となり、コンデンサＣ１，Ｃ２の電荷量の不足によりリレー２２１の接点部２２１１を開けなくなる可能性を、さらに低減することができる。

（２）変形例
上記の実施形態は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記の実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計などに応じて種々の変更が可能である。

リレー２２１は、２巻線型のラッチングリレーに限られず、１巻線型のラッチングリレーや、ノーマリオープン型のリレーであってもよい。リレー２２１がノーマリオープン形のリレーの場合、リレーの動作時（開く動作、閉じる動作）には電荷を消費しないが、リレーを閉じた状態を維持するために電荷を消費する。このため、リレーを閉じた状態が維持されると、コンデンサＣ１に蓄積された電荷が制御部２４の動作に必要な電荷量よりも小さくなるまでの時間が、短くなる。したがって、定常動作よりも先にリレーの接点部を開く動作を行うことで、制御部２４の動作に消費される電荷量を増やすことができる。

リレー２２１の接点部２２１１は、高電位側の電線３１に接続される端子（第１端子２０１、第３端子２０３）間ではなく、低電位側の電線３２に接続される端子（第２端子２０２、第４端子２０４）間に接続されていてもよい。

コンデンサＣ２（第２の容量性素子）は、省略可能である。すなわち、リレー２２１は、コンデンサＣ１に蓄積された電荷を直接消費して動作してもよい。

第３端子２０３が、ダイオードを介して、電源回路２１の入力端子（電源回路２１の入力端子とダイオードＤ０のカソードとの接続点）に電気的に接続されていてもよい。このダイオードは、アノードが第３端子２０３に電気的に接続され、カソードが電源回路２１の入力端子に電気的に接続される。この場合、例えば電線３１Ａ，３２Ａ間で短絡が発生したときに、親機１０が第３及び第４端子２０３，２０４側から感知器２０のコンデンサＣ０に電圧を印加することが可能となる。また短絡検知回路２２２は、電線３１Ｂ，３２Ｂ間で短絡が発生したときには、第１及び第２端子２０１，２０２間の電圧で動作することができ、電線３１Ａ，３２Ａ間で短絡が発生したときでも、第３及び第４端子２０３，２０４間の電圧で動作することができる。すなわち短絡検知回路２２２は、一対の第１電線３１Ａ，３２Ａ間の短絡の発生を検知する第１短絡検知回路と、一対の第２電線３１Ｂ，３２Ｂ間の短絡の発生を検知する第２短絡検知回路と、の機能を兼ねており、電線３１，３２からの電圧で動作することができる。

（３）態様
以上説明したように、第１の態様に係る感知器２０は、第１〜第４端子２０１〜２０４と、リレー２２１と、接続部２０５と、電圧生成回路２１１と、容量性素子（コンデンサＣ１）と、短絡検知回路２２２と、制御部２４と、を備える。第１及び第２端子２０１，２０２は、一対の第１電線３１Ａ，３２Ａにそれぞれ電気的に接続され、一対の第１電線３１Ａ，３２Ａ間に印加される印加電圧を受ける。第３及び第４端子２０１，２０４は、一対の第２電線３１Ｂ，３２Ｂにそれぞれ電気的に接続される。リレー２２１は、第１端子２０１と第３端子２０３との間に電気的に接続される接点部２２１１を有し、第１端子２０１と第３端子２０３との間の電路を開閉する。接続部２０５は、第２端子２０２と第４端子２０４とを電気的に接続する。電圧生成回路２１１は、印加電圧から動作電圧を生成する。容量性素子（コンデンサＣ１）は、電圧生成回路２１１に電気的に接続され、動作電圧によって充電される。短絡検知回路２２２は、一対の第２電線３１Ｂ，３２Ｂ間の短絡の発生を検知する。制御部２４は、容量性素子（コンデンサＣ１）に蓄積された電荷によって動作する。制御部２４は、特定事象の発生の有無を検知するための定常動作を繰り返し行い、短絡検知回路２２２で短絡の発生が検知されたときにリレー２２１の接点部２２１１を開く。リレー２２１は、短絡が発生している時、容量性素子（コンデンサＣ１）に蓄積された電荷を消費して動作する。制御部２４は、短絡検知回路２２２で短絡の発生が検知されると、短絡の発生を検知した後の最初の定常動作よりも前に、リレー２２１の接点部２２１１を開く。

この構成によれば、短絡検知回路２２２で短絡の発生が検知されると、制御部２４の定常動作よりも前に、リレー２２１の接点部２２１１が開かれる。したがって、容量性素子（コンデンサＣ１）の容量を大きくすることなくリレー２２１が動作する際の電荷を確保できるので、電源回路２１の容量性素子（コンデンサＣ１）を小さくすることが可能となる。

第２の態様に係る感知器２０は、第１の態様において、検知対象を検知するよう構成されるセンサ（第１〜第３のセンサ２３１〜２３３）をさらに備える。定常動作は、センサで検知された検知対象に基づき、特定事象が発生しているかを判定するための検知動作を含む。

この構成によれば、感知器２０は、短絡検知回路２２２で短絡の発生が検知されると、センサを用いた定常動作を行うよりも前に、リレー２２１の接点部２２１１を開く。したがって、リレー２２１が動作する際の電荷を確保するために、容量性素子（コンデンサＣ１）の容量を大きくする必要がなくなり、電源回路２１の容量性素子（コンデンサＣ１）を小さくすることが可能となる。

第３の態様に係る感知器２０は、第２の態様において、特定事象は火災である。検知動作は、熱検知動作と、煙検知動作と、一酸化炭素検知動作と、のうちの少なくとも一つを含む。熱検知動作では、感知器２０は、センサとしての温度センサ（第１のセンサ２３１）で検知された温度が、閾値を超えているかを判定する。煙検知動作では、感知器２０は、センサとしての煙センサ（第２のセンサ２３２）で検知された空気中の煙の濃度が、閾値を超えているかを判定する。一酸化炭素検知動作では、感知器２０は、センサとしての一酸化炭素センサ（第３のセンサ２３３）で検知された空気中の一酸化炭素の濃度が、閾値を超えているかを判定する。

この構成によれば、感知器２０は、特定事象としての火災の発生を検知する事ができる。

第４の態様に係る感知器２０は、第１〜第３の何れかの態様において、第２の容量性素子（コンデンサＣ２）をさらに備える。第２の容量性素子（コンデンサＣ２）は、第１の容量性素子（コンデンサＣ１）に蓄積された電荷によって充電される。リレー２２１は、短絡が発生している時、第１の容量性素子（コンデンサＣ１）に蓄積された電荷及び第２の容量性素子（コンデンサＣ２）に蓄積された電荷を消費して動作する。

この構成によれば、リレー２２１の動作電圧を第２の容量性素子で確保することが可能となり、リレー２２１の接点部２２１１を開けなくなる可能性を低減することができる。

第５の態様に係る感知器２０は、第１〜第４の何れかの態様において、短絡検知回路２２２は、第１短絡検知回路と第２短絡検知回路とを備える。第１短絡検知回路は、一対の第１電線３１Ａ，３２Ａ間の短絡の発生を検知する。第２短絡検知回路は、一対の第２電線３１Ｂ，３２Ｂ間の前記短絡の発生を検知する。

この構成によれば、短絡検知回路２２２は、第１及び第２端子２０１，２０２側での短絡の発生と、第３及び第４端子２０３，２０４側の短絡の発生の、両方を検知する事ができる。

第６の態様に係るアイソレータ２２は、第１〜第５の何れかの態様の感知器２０に内蔵され、少なくともリレー２２１及び短絡検知回路２２２を備える。

この構成によれば、感知器２０に内蔵されて容量の小さな容量性素子で動作することが可能なアイソレータを提供することができる。

第７の態様に係る警報システム１００は、第１〜第５の何れかの態様の感知器２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ）を複数備え、親機１０をさらに備える。複数の感知器２０は、一の感知器の第３及び第４端子２０３，２０４に接続される一対の第２電線３１Ｂ，３２Ｂが、別の感知器の第１及び第２端子２０１，２０２に接続される一対の第１電線３１Ａ，３２Ａにそれぞれ接続されて、電気的に直列に接続されている。親機１０は、印加部１１を備える。印加部１１は、電気的に直列に接続される複数の感知器２０のうちの第１端の感知器２０Ａの第１及び第２端子２０１，２０２に電気的に接続される一対の第１電線３１１，３２１に、電気的に接続される。印加部１１は、この一対の第１電線３１１，３２１間に印加電圧を印加する。

この構成によれば、複数の感知器２０を直列に接続した警報システム１００を実現できる。また、複数の感知器２０を接続する電線３１，３２間で短絡が発生したときに、短絡発生箇所よりも親機１０側の感知器２０を、動作させ続けることができる。

第８の態様に係る警報システム１００は、第７の態様において、印加部１１は、さらに、直列に接続された複数の感知器２０のうち第１端と反対の第２端の感知器２０Ｃの第３及び第４端子２０３，２０４に電気的に接続される一対の第２電線３１４，３２４に電気的に接続される。印加部１１は、この一対の第２電線３１４，３２４間に印加電圧を印加する。

この構成によれば、親機１０の印加部１１は、直列に接続された複数の感知器２０の両側から、印加電圧を供給することができる。この構成において、各感知器２０は、第１端子２０１と電圧生成回路２１１の入力端子との間に電気的に接続され、第１端子２０１側から電圧生成回路２１１側へ電流を流すダイオードＤ０を備えてもよい。各感知器２０は、さらに、第３端子２０３と電圧生成回路２１１の入力端子との間に電気的に接続され、第３端子２０３側から電圧生成回路２１１側へ電流を流すダイオードを備えてもよい。

１０ 親機
１００ 警報システム
２０ 感知器
２０１ 第１端子
２０２ 第２端子
２０３ 第３端子
２０４ 第４端子
２０５ 接続部
２１１ 電圧生成回路
２２１ リレー
２２１１ 接点部
２２２ 短絡検知回路
２３１ 第１のセンサ
２３２ 第２のセンサ
２３３ 第３のセンサ
２４ 制御部
３１Ａ，３２Ａ 一対の第１電線
３１Ｂ，３２Ｂ 一対の第２電線
Ｃ１ コンデンサ（第１の容量性素子）
Ｃ２ コンデンサ（第２の容量性素子）

Claims (8)

1. 一対の第１電線にそれぞれ電気的に接続され、前記一対の第１電線間に印加される印加電圧を受ける、第１端子及び第２端子と、
   一対の第２電線にそれぞれ電気的に接続される、第３端子及び第４端子と、
   前記第１端子と前記第３端子との間に電気的に接続される接点部を有し、前記第１端子と前記第３端子との間の電路を開閉するリレーと、
   前記第２端子と前記第４端子とを電気的に接続する接続部と、
   前記印加電圧から動作電圧を生成する電圧生成回路と、
   前記電圧生成回路に電気的に接続され、前記動作電圧によって充電される容量性素子と、
   前記一対の第２電線間の短絡の発生を検知する短絡検知回路と、
   前記容量性素子に蓄積された電荷によって動作し、特定事象の発生の有無を検知するための定常動作を繰り返し行い、前記短絡検知回路で前記短絡の発生が検知されたときに前記リレーの前記接点部を開く制御部と、
   を備え、
   前記リレーは、前記短絡が発生している時、前記容量性素子に蓄積された電荷を消費して動作し、
   前記制御部は、前記短絡検知回路で前記短絡の発生が検知されると、前記短絡の発生を検知した後の最初の前記定常動作よりも前に、前記リレーの前記接点部を開く
   感知器。
2. 検知対象を検知するよう構成されるセンサをさらに備え、
   前記定常動作は、前記センサで検知された前記検知対象に基づき、前記特定事象が発生しているかを判定するための検知動作を含む
   請求項１記載の感知器。
3. 前記特定事象は火災であって、
   前記検知動作は、
   前記センサとしての温度センサで検知された温度が、閾値を超えているかを判定する熱検知動作と、
   前記センサとしての煙センサで検知された空気中の煙の濃度が、閾値を超えているかを判定する煙検知動作と、
   前記センサとしての一酸化炭素センサで検知された空気中の一酸化炭素の濃度が、閾値を超えているかを判定する一酸化炭素検知動作と、
   のうちの少なくとも一つを含む
   請求項２記載の感知器。
4. 前記容量性素子は第１の容量性素子であり、
   前記感知器は第２の容量性素子をさらに備え、
   前記第２の容量性素子は、前記第１の容量性素子に蓄積された電荷によって充電され、
   前記リレーは、前記短絡が発生している時、前記第１の容量性素子に蓄積された電荷及び前記第２の容量性素子に蓄積された電荷を消費して動作する
   請求項１〜３の何れか一項に記載の感知器。
5. 前記短絡検知回路は、前記一対の第１電線間の短絡の発生を検知する第１短絡検知回路と、前記一対の第２電線間の前記短絡の発生を検知する第２短絡検知回路と、を備える
   請求項１〜４の何れか一項に記載の感知器。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載の感知器に内蔵されるよう構成され、少なくとも前記リレー及び前記短絡検知回路を備える
   アイソレータ。
7. 請求項１〜５の何れか一項に記載の感知器を複数備え、
   親機をさらに備え、
   前記複数の感知器は、一の感知器の前記第３端子及び前記第４端子に接続される前記一対の第２電線が、別の感知器の前記第１端子及び前記第２端子に接続される前記一対の第１電線にそれぞれ接続されることで、電気的に直列に接続されており、
   前記親機は、電気的に直列に接続される前記複数の感知器のうちの第１端の感知器の前記第１端子及び前記第２端子に電気的に接続される前記一対の第１電線に、電気的に接続され、この一対の第１電線間に前記印加電圧を印加する印加部を備える
   警報システム。
8. 前記印加部は、さらに、直列に接続された前記複数の感知器のうち前記第１端と反対の第２端の感知器の前記第３端子及び前記第４端子に電気的に接続される前記一対の第２電線に電気的に接続され、この一対の第２電線間に前記印加電圧を印加する
   請求項７記載の警報システム。

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