JP5343143B2 - 警報器 - Google Patents

Description

本発明は、火災などの異常を検出して警報すると共に他の警報器に信号を無線送信して警報を連動出力させる警報器に関する。

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住宅用警報器（以下「住警器」という）が普及しており、近年にあっては、１つの住戸に複数の住警器を設置して部屋毎に火災などの異常を監視する傾向も増加している。

このように住戸内に複数の住警器を設置した場合、異常が発生した部屋とは別の部屋に人がいた場合、警報音が聞こえず火災などの災害が広がる恐れがある。このため、住警器同士を有線接続し、ある住警器で火災を検出して警報した場合、他の住警器に信号を送って同時に警報させる連動警報ができるようにしている。

しかしながら、住警器同士を有線接続することは、有線工事が必要なためにコストが高くなる問題がある。この問題は無線式の住警器とすることで解消可能である。しかも、最近における無線回路用ＩＣの低消費電力化に伴い、他の住警器からの信号を受信可能とするために常時受信可能な動作状態としても、たとえば５年を超えるような、実用に耐える電池寿命が保証され、無線式住警器を実用化する環境が整いつつある。

ところで無線式の住警器にあっては、他の住警器からいつ異常を示す信号が送信されるかわからないため、いつでも信号を受信できるように受信回路部を待機動作状態にしておく必要があるが、これでは消費電力が大きくなることから、所定の受信周期毎に間欠的に受信動作を行うようにしている。

特開２００７−０９４７１９号公報

ところで、従来の電池電源を使用した住警器にあっては、電池電圧が住警器として７２時間（３日間）に亘り正常に機能可能な限界電圧に低下したときにローバッテリーを検出し、例えば１分に１回、「ピッ」といった短い警報音を出すようにしている。

しかしながら、ローバッテリー警報が出た場合に例えば１週間というような長期不在であったとすると、ローバッテリー警報に気が付くことなく電池切れとなって動作が停止し、無警戒状態になってしまう問題がある。

本発明は、ローバッテリー警報が出されても、電池が切れるまでの残り期間を可能な限り延ばして信頼性を高めるようにした警報器を提供することを目的とする。

本発明は、
電池電源と、
所定の受信周期毎に間欠的に受信動作を行って他の警報器からの異常検出及びローバッテリーを含む障害検出を示すイベント信号を受信する受信回路部と、
異常及び障害を含むイベントを検出したときに、受信周期以上の送信時間に亘り検出したイベントを示すイベント信号を他の警報器に送信する送信回路部と、
異常及び障害を含む警報を出力する報知部と、
を設けた警報器に於いて、
電池電源の電圧低下からローバッテリーを検出したときに、間欠的に連動元を示すローバッテリー警報を出力すると共に、他の警報器にローバッテリーを示すイベント信号を送信し、一方、他の警報器からローバッテリーを示すイベント信号を受信したときに、間欠的に連動先を示すローバッテリー警報を出力するローバッテリー監視部と、
ローバッテリーを検出したときに、受信回路部の受信周期を長い周期に変更し、一方、他の警報器からローバッテリーを示すイベント信号を受信したときに、送信回路部の送信時間を変更後の長い受信周期以上の送信時間に変更する送受信時間制御部と、
を備えたことを特徴とする。

ここで、ローバッテリー監視部は、電池電圧が警報器として所定残り時間に亘り正常に機能可能な限界電圧に低下したときにローバッテリーを検出する。

本発明の警報器によれば、電池電圧が低下してローバッテリーが検出されると、それまでの間欠受信周期をより長い周期に変更し、これによって受信回路部の平均消費電流を低減し、その分、電池が切れるまでの時間を長くし、ローバッテリーを検出して警報しても、不在期間中に電池切れにより無警戒状態となってしまうことを可能な限り防止することができる。

本発明による住警器の外観を示した説明図 住宅に対する住警器の設置状態を示した説明図 本発明による住警器の実施形態を示したブロック図 本実施形態で使用するイベント信号のフォーマットを示した説明図 本実施形態における初期設定した間欠受信周期での送信側と受信側の動作を示したタイムチャート 本実施形態における間欠受信周期を短い周期に設定変更した場合の送信側と受信側の動作を示したタイムチャート 本実施形態における間欠受信周期と平均消費電流の関係を示したタイムチャート 本実施形態による連動警報を伴う火災監視処理を示したタイムチャート

図１は本発明による無線式の住警器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はカバー１２と本体１４で構成されている。カバー１２の中央には、周囲に煙流入口を開口した検煙部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の左下側には音響穴１８が設けられ、この背後にスピーカを内蔵し、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は点検スイッチとしての機能を兼ねている。

警報停止スイッチ２０の内部には、点線で示すようにＬＥＤ２２が配置されており、ＬＥＤ２２が点灯すると、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の点灯状態が外部から分かるようにしている。

また本体１４の裏側上部には取付フック１５が設けられており、設置する部屋の壁にビスなどをねじ込み、このビスに取付フック１５で取り付けることで、壁面に住警器１０を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を備えた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を備えた住警器や、火災以外にガス漏れを検出する住警器についても、本発明の対象に含まれる。

図２は住宅に対する本実施形態の住警器の設置状態を示した説明図である。図２の例にあっては、住宅２４に設けられている台所、居間、主寝室、子供部屋のそれぞれに本実施形態の住警器１０−１〜１０−４が設置され、更に屋外に建てられたガレージ２６にも住警器１０−５を設置している。

住警器１０−１〜１０−５のそれぞれは、イベント信号を相互に無線により送受信する機能を備えており、５台の住警器１０−１〜１０−５で１つのグループを構成して、この住宅全体の火災監視を行っている。

いま住宅２４の子供部屋で万一、火災が発生したとすると、住警器１０−４が火災を検出して警報を開始する。この火災を検出して警報を開始することを、住警器における「発報」という。住警器１０−４が発報すると、住警器１０−４は連動元として機能し、連動先となる他の住警器１０−１〜１０−３，１０−５に対し、火災発報を示すイベント信号を無線により送信する。他の住警器１０−１〜１０−３，１０−５にあっては、連動元の住警器１０−４からの火災発報を示すイベント信号を受信すると、連動先としての警報動作を行う。

ここで連動元となった住警器１０−４の警報音としては、例えば音声メッセージにより「ウーウー 火災警報器が作動しました 確認してください」を連続して出力する。一方、連動先の住警器１０−１〜１０−３，１０−５にあっては、「ウーウー 別の火災警報器が作動しました 確認してください」といった音声メッセージを連続して出力する。住警器１０−１〜１０−５が警報音を出している状態で、図１に示した住警器に設けている警報停止スイッチ２０を操作すると、警報音の停止処理が行われる。

また住警器１０−１〜１０−５は電池切れを監視するローバッテリー監視機能を備えており、ローバッテリーを検知すると、例えば「ピッ」といった警報音を所定時間置きに間欠的に出力し、障害が発生したことを報知する。またローバッテリーを検出した障害元の住警器は、他の住警器にローバッテリーの発生を示すイベント信号を無線送信し、他の住警器においても同じローバッテリー警報が出力される。この結果、任意の住警器でローバッテリーが検出されると、連動警報を行うグループを構成している全ての住警器から障害警報が出力されることなる。

更に、本実施形態の住警器１０−１〜１０−５にあっては、ローバッテリーを検出すると、通常時の受信回路４４の間欠受信周期Ｔ１２を、より長い間欠受信周期Ｔ１４に変更して消費電流を下げ、電池寿命を長くする。また、他の住警器からローバッテリーのイベント信号を受信したときは、通常時の送信回路４２の送信時間Ｔ３を、より長い送信時間Ｔ５に変更する。

なお、住警器１０−１〜１０−５はローバッテリー以外にセンサ障害を監視しており、センサ障害を検出すると、ローバッテリー検出と同様に連動警報を行う。

図３は本発明による住警器の第１実施形態を示したブロック図である。図３は図２に示した５台の住警器１０−１〜１０−５につき、その内の住警器１０−１について回路構成を詳細に示している。

住警器１０−１はＣＰＵ２８を備え、ＣＰＵ２８に対してはアンテナ３１を備えた無線回路部３０、記録回路部３２、センサ部３４、報知部３６、操作部３８及び電池電源４０を設けている。

無線回路部３０には送信回路４２と受信回路４４が設けられ、他の住警器１０−２〜１０−５との間でイベント信号を無線により送受信できるようにしている。無線回路部３０としては、日本国内の場合には例えば４００ＭＨｚ帯の特定小電力無線局の標準規格として知られたＳＴＤ−３０（小電力セキュリティシステムの無線局の無線設備の標準規格）またはＳＴＤ−Ｔ６７（特定小電力無線局テレメータ用、テレコントロール用及びデータ伝送用無線設備の標準規格）に準拠した構成を備える。

もちろん無線回路部３０としては、日本国内以外の場所については、その地域の割当無線局の標準規格に準拠した内容を持つことになる。

受信回路４４は間欠受信動作を行っている。受信回路４４の間欠受信動作は、例えばＴ１＝５ミリ秒の受信動作時間に続いて例えばＴ２＝１０秒の休止時間を置く周期Ｔ１２（＝Ｔ１＋Ｔ２）の間欠受信となる。この間欠受信に対応して送信回路４２は、イベント信号を間欠受信周期Ｔ１２（＝Ｔ１＋Ｔ２）以上となるＴ３時間に亘り連続的に送信する。

受信回路４４の間欠受信周期Ｔ１２は例えば１０年の電池寿命を確保する平均消費電流となるように、住警器の設計段階で決定された周期であり、出荷段階で設定されたデフォルト周期となっている。

また、本実施形態の受信回路４４は、予め設定しているデフォルトの間欠受信周期Ｔ１２を、ローバッテリーを検出したときに、電池寿命を延ばすために長い間欠受信周期Ｔ１４に変更できるようにしている。この間欠受信周期Ｔ１２の長い周期Ｔ１４への変更に伴い、ローバッテリーを検出していない住警器の送信回路４２の送信時間は、通常時の送信時間Ｔ３から、より長い送信時間Ｔ５に変更される。

記録回路部３２にはメモリ４６が設けられている。メモリ４６には住警器を特定するＩＤ（識別子）となる送信元符号５０と、図２のように複数の住警器で連動警報を行うグループを構成するためのグループ符号５２が格納されている。送信元符号５０としては、国内に提供される住警器の数を予測し、例えば同一符号として重複しないように２６ビットの符号コードが使用される。

グループ符号５２はグループを構成する複数の住警器に共通に設定される符号であり、無線回路部３０で受信した他の住警器からのイベント信号に含まれるグループ符号がメモリ４６に登録しているグループ符号５２に一致したときに、このイベント信号を有効な信号として受信して処理することになる。

なお本実施形態にあっては、記録回路部３２にメモリ４６を使用しているが、メモリ４６の代わりにディップスイッチを設け、ディップスイッチにより送信元符号５０やグループ符号５２を設定するようにしてもよい。送信元符号５０やグループ符号５２の符号長（ビット数）が少ない場合には、ディップスイッチを用いた記録回路部３２が望ましい。

センサ部３４には、本実施形態にあっては検煙部１６が設けられ、煙濃度に応じた煙検出信号をＣＰＵ２８に出力している。センサ部３４には検煙部１６以外に、火災による温度を検出するサーミスタを設けてもよい。またガス漏れ監視用の住警器の場合には、センサ部３４にガス漏れセンサが設けられることになる。

報知部３６にはスピーカ５６とＬＥＤ２２が設けられている。スピーカ５６は、図示しない音声合成回路部からの音声メッセージや警報音を出力する。ＬＥＤ２２は点滅や明滅、点灯などにより、火災などの異常及び障害を表示する。

操作部３８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を操作すると、住警器１０−１から流している警報音を停止することができる。警報停止スイッチ２０は、本実施形態にあっては点検スイッチを兼用している。

警報停止スイッチ２０は、報知部３６からスピーカ５６により警報音を出力しているときに有効となる。一方、警報音を出力していない通常監視状態で警報停止スイッチ２０は点検スイッチとして機能し、点検スイッチを押すと、報知部３６から点検用の音声メッセージなどが出力される。

電池電源４０は、例えば所定セル数の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１０−１における無線回路部３０を含む回路部全体の低消費電力化により、約１０年の電池寿命を保証している。

ＣＰＵ２８にはプログラムの実行により実現される機能として、異常監視部５８、ローバッテリー監視部６０及び送受信時間制御部６２が設けられている。

異常監視部５８は、センサ部３４に設けた検煙部１６からの煙検出信号が火災レベルを超えて火災を検出したときに、報知部３６のスピーカ５６から連動元を示す警報音例えば「ウーウー 火災警報器が作動しました 確認してください」を繰り返し出力させると共に、火災発報を示すイベント信号を無線回路部３０の送信回路４２によりアンテナ３１から他の住警器１０−２〜１０−５に向けて送信させる。

また、異常監視部５８は、他の住警器１０−２〜１０−５のいずれかから火災発報を示すイベント信号を無線回路部３０の受信回路４４により受信したときに、報知部３６のスピーカ５６から連動先を示す警報音例えば「ウーウー 別の火災警報器が作動しました 確認してください」となる音声メッセージを連続的に出力させる。

ここで、異常監視部５８で火災発報を検出して連動元警報音を出すときには、報知部３６のＬＥＤ２２を例えば明滅させ、一方、連動先警報音を出す場合には、報知部３６のＬＥＤ２２を点滅させる。これによって、連動元警報と連動先警報におけるＬＥＤ２２の表示を区別できるようにしている。もちろん、連動元警報と連動先警報のいずれについても、同じＬＥＤ２２の明滅または点滅表示であってもよい。

ローバッテリー監視部６０は、電池電源４０の電圧低下によるローバッテリーを検出したときに、例えば１分に１回、「ピッ」といった短いローバッテリー警報音を出すと共に、ローバッテリーを示すイベント信号を他の住警器１０−２〜１０−５に送信する。

ここで、ローバッテリー監視部６０は、電池電源４０の電池電圧が警報器として所定残り時間に亘り正常に機能可能な限界電圧に低下したときにローバッテリーを検出する。

また、ローバッテリー監視部６０は、他の住警器１０−２〜１０−５のいずれかからローバッテリーを示すイベント信号を受信したときに、ローバッテリー警報音を同様に間欠的に出すことにより、障害警報音の連動出力を行う。このローバッテリーの連動先での警報については、警報音に同期してＬＥＤ２２を点滅させても良い。

送受信時間制御部６２は、ローバッテリーを検出した時に、初期設定している受信回路４４の受信周期Ｔ１２を長い周期Ｔ１４に変更して電池寿命を延ばし、一方、他の住警器からローバッテリーを示すイベント信号を受信したときに、初期設定している送信回路４２の送信時間Ｔ３を、変更した間欠受信周期Ｔ１４以上の送信時間Ｔ５に変更する。

図４は本実施形態で使用するイベント信号のフォーマットを示した説明図である。図４において、イベント信号４８は送信元符号５０、グループ符号５２及びイベント符号５４で構成されている。送信元符号５０は例えば２６ビットの符号である。またグループ符号５２は例えば８ビットの符号であり、同一グループを構成する例えば図３の５台の住警器１０−１〜１０−５につき同じグループ符号が設定されている。

なおグループ符号５２としては、同一グループの住警器に同一のグループ符号を設定する以外に、予め定めたグループを構成する住警器に共通な基準符号と、各住警器に固有な送信元符号との演算から求めた住警器ごとに異なるグループ符号であってもよい。

イベント符号５４は、火災、ガス漏れなどの異常や障害といったイベント内容を表す符号であり、本実施形態にあっては３ビット符号を使用しており、例えば「００１」で火災、「０１０」でガス漏れ、「０１１」でローバッテリー、残りをリザーブとしている。

なおイベント符号５４のビット数は、イベントの種類が増加したときには更に４ビット、５ビットと増加させることで、複数種類のイベント内容を表すことができる。

図５は本実施形態における通常時の、火災発報を示すイベント信号の送信側と受信側の動作を示したタイムチャートである。図５（Ａ）は送信側住警器の送信動作であり、図５（Ｂ）は受信側住警器の受信動作である。

図５（Ｂ）の火災発報を示すイベント信号の受信側住警器にあっては、通常の監視状態では初期設定された受信動作時間Ｔ１と休止時間Ｔ２からなる間欠受信周期Ｔ１２（＝Ｔ１＋Ｔ２）により間欠的な受信動作を行っており、受信動作時間Ｔ１は例えばＴ１＝５ミリ秒であり、休止時間Ｔ２は例えばＴ２＝１０秒であり、したがって間欠受信周期Ｔ１２はＴ１２＝約１０秒となっている。

この状態で、図５（Ａ）に示す送信側住警器が任意のタイミングで火災発報すると、火災発報を示すイベント信号を送信する。火災発報のイベント信号の送信時間Ｔ３は、間欠受信周期Ｔ１２以上の時間とする。これによって、送信タイミングがどのようなタイミングであっても、送信時間Ｔ３の間に少なくとも１回の受信時間Ｔ１が入り、間欠受信であっても、イベント信号を確実に受信し、且つ電池寿命を延ばすことができる。

図６は本実施形態におけるローバッテリー検出時の、火災発報を示すイベント信号の送信側と受信側の動作を示したタイムチャートで、図６（Ａ）は送信側住警器（ローバッテリーを示すイベント信号の受信側）の送信動作であり、図６（Ｂ）は受信側住警器（ローバッテリーを示すイベント信号の送信側）の受信動作である。

図６（Ｂ）の火災発報を示すイベント信号の受信側住警器にあっては、ローバッテリーの検出に応じ、受信動作時間Ｔ１はそのままで、休止時間をそれまでのＴ２時間からＴ４時間に延ばして間欠受信周期Ｔ１４（＝Ｔ１＋Ｔ４）により間欠的な受信動作を行っており、受信動作時間Ｔ１は例えばＴ１＝５ミリ秒であり、休止時間Ｔ４は例えばＴ４＝２０秒である。

図７は本実施形態における間欠受信周期と平均消費電流の関係を示したタイムチャートである。図７（Ａ）通常時の間欠受信周期Ｔ１２における間欠受信動作であり、この場合の平均電流Ｉａ１は
Ｉａ１＝（Ｉｒ×Ｔ１）／Ｔ１２
で与えられる。

図７（Ｂ）はローバッテリーの検出に基づき、間欠受信周期Ｔ１２を長い間欠受信周期Ｔ１４に変更した場合であり、この場合の平均消費電流Ｉａ２は
Ｉａ２＝（Ｉｒ×Ｔ１）／Ｔ１４
で与えられる。

このため、間欠受信周期Ｔ１２がローバッテリーの検出時に長い間欠受信周期Ｔ１４に変更されることで、電池電源４０がローバッテリー状態にあっても、受信回路４４の消費電流を減らし、電池寿命を可能な限り引き延ばすことができる。

図８は図３の住警器１０−１に設けたＣＰＵ２８による処理を示したフローチャートである。図８において、住警器の電池電源を有効（オン）とすると、ステップＳ１で初期化処理が行われる。この初期設定では、住警器１０−１〜１０−５により連動グループを設定する処理が含まれる。

続いて住警器は監視状態に入り、ステップＳ２で、センサ部３２に設けた検煙部１６による火災発報の有無を判別しており、火災発報が判別されるとステップＳ３に進み、火災発報のイベント信号を他の住警器１０−２〜１０−５に送信した後、ステップＳ４で連動元の火災警報を報知部３６のスピーカ５６からの音響出力及びＬＥＤ２２の点灯制御で出力する。

一方、ステップＳ２で火災発報が判別されない場合には、ステップＳ５に進み、他の住警器から火災発報のイベント信号を受信したか否か判別しており、火災発報のイベント信号の受信を判別すると、ステップＳ６で連動先の火災警報を出力する。

続いてステップＳ７でローバッテリー検出の有無を判別しており、ローバッテリー検出
が判別されるとステップＳ８に進み、ローバッテリーを示すイベント信号を他の住警器１０−２〜１０−５に送信した後、ステップＳ９で間欠的な連動元のローバッテリー警報を出力する。

続いてステップＳ１０で受信回路４４の間欠受信周期を、初期設定している周期Ｔ１２から、例えば２倍の周期Ｔ１４に変更する。一方、ステップＳ７でローバッテリー検出でなかったときは、ステップＳ１１で他の住警器１０−１〜１０−５からローバッテリーを示すイベント信号の受信の有無を判別し、受信した場合には、ステップＳ１２で間欠的な連動先のローバッテリー警報を出力する。更にステップＳ１３で送信回路４４の送信動作時間を通常時のＴ３時間から、より長いＴ５時間に変更する。

続いて、ステップＳ１４で警報中の警報停止操作を判別するとステップＳ１５で報知音を停止する。

なお、上記の実施形態は火災検出を対象とした住警器を例に取るものであったが、これ以外にガス漏れ警報器や防犯用の警報器など、それ以外の適宜の異常を検出する警報器につき、本実施形態の連動警報を伴う監視処理をそのまま適用することができる。また住宅用に限らす、ビルやオフィス用などの各種の用途の警報器にも適用できる。

また上記の実施形態は、警報器にセンサ部を一体に設けた場合を例に取るものであったが、他の実施形態として住警器からセンサ部を別体として設けた警報器であってもよい。

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。

１０，１０−１〜１０−５：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：住宅
２６：ガレージ
２８：ＣＰＵ
３０：無線回路部
３１：アンテナ
３２：記録回路部
３４：センサ部
３６：報知部
３８：操作部
４０：電池電源
４２：送信回路
４４：受信回路
４６：メモリ
４８：イベント信号
５０：送信元符号
５２：グループ符号
５４：イベント符号
５６：スピーカ
５８：異常監視部
６０：ローバッテリー監視部
６２：送受信時間制御部

Claims (2)

1. 電池電源と、
   所定の受信周期毎に間欠的に受信動作を行って他の警報器からの異常検出及びローバッテリーを含む障害検出を示すイベント信号を受信する受信回路部と、
   異常及び障害を含むイベントを検出したときに、前記受信周期以上の送信時間に亘り前記検出したイベントを示すイベント信号を他の警報器に送信する送信回路部と、
   異常及び障害を含む警報を出力する報知部と、
   を設けた警報器に於いて、
   前記電池電源の電圧低下からローバッテリーを検出したときに、間欠的に連動元を示すローバッテリー警報を出力すると共に、他の警報器にローバッテリーを示すイベント信号を送信し、一方、他の警報器からローバッテリーを示すイベント信号を受信したときに、間欠的に連動先を示すローバッテリー警報を出力するローバッテリー監視部と、
   前記ローバッテリーを検出したときに、前記受信回路部の受信周期を長い周期に変更し、一方、他の警報器からローバッテリーを示すイベント信号を受信したときに、前記送信回路部の送信時間を前記変更後の長い受信周期以上の送信時間に変更する送受信時間制御部と、
   を備え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、前記ローバッテリー監視部は、前記電池電圧が警報器として所定残り時間に亘り正常に機能可能な限界電圧に低下したときに前記ローバッテリーを検出することを特徴とする警報器。

Images