(57)【要約】【課題】磁気反転素子が用いられた警報器で、予期せぬ外部磁石が接近しても、常に磁気反転素子による表示を正確な状態で表示し得る構造の警報器を提供する。【解決手段】駆動用の電力を供給する電源部１からの通電によって駆動され、監視領域の物性値を検出するセンサ６ａ、６ｂと、通電による電磁石４６の極性の制御により、表示の切り替えが可能な表示部４と、磁界を検出する磁気センサ９とが接続され、この磁気センサ９により磁界の変化を検出した後、表示部４の表示が正しい表示になるように電磁石４６の極性を制御する制御部３を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動用の電力を供給する電源部と、
前記電源部からの通電によって駆動され、監視領域の物性値を検出するセンサと、
通電による電磁石の極性の制御により、表示の切り替えが可能な表示部と、
磁界を検出する磁気センサと、
前記磁気センサにより磁界の変化を検出した後、前記表示部の表示が正しい表示になるように前記電磁石の極性を制御する制御部と、
を備える警報器。
【請求項２】
前記表示部の表示の制御は、前記検出される磁界による表示部の切り替えの有無にかかわらず行う請求項１記載の警報器。
【請求項３】
前記電源部と前記制御部との間にスイッチを有する電圧レギュレータをさらに有し、前記磁気センサは前記電源部に直接接続されることにより、前記スイッチがオフの場合でも前記磁気センサから直接前記電圧レギュレータを介して前記制御部を駆動する請求項１または２記載の警報器。
【請求項４】
前記電源部が電池であり、前記表示部が前記電池の寿命の有無または前記電池の出力の前記制御部への遮断の有無を表示するものである請求項１〜３のいずれか１項に記載の警報器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視領域におけるガスの漏洩や、火災などを検出して報知すると共に、磁石を利用した表示部を有する警報器に関する。さらに詳しくは、予期せぬ永久磁石の接近により表示部の表示が誤表示になる場合でも、未然に正確な表示になるように、回復機能を有する表示部を具備した警報器に関する。
【背景技術】
【０００２】
警報器の表示は、たとえばガス警報器であれば、ガスセンサにより所定値以上のガスを検出した場合に、ブザーやＬＥＤなどにより警報して周知させるようになっている。しかし、そのような異常を知らせるのみならず、たとえば前述のガス警報器であれば、異常を知らせるような状態になくても、検出しているセンサの状態を表示したり、電池式の警報器で電池の容量の変化を知らせたりして、利用者に安心させる構成になりつつある。このような場合、常時表示する必要があるため、電池式の場合はもちろん、商用電源を使用する場合でも、省電力の観点から、電気の使用量を極力抑えられる表示器を用いることが検討されている。
【０００３】
たとえば、電池式警報器で、電池容量の低下をより確実に知らせるために、ＬＥＤランプを用いないで、磁気反転素子を用いて電池容量の低下を知らせる構造を備える電池式警報器が知られている（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
この磁気反転素子を用いる装置は、たとえば図７に示されるように、ディスク４１の半分をＮ極、残り半分をＳ極とし、その境界部で中心部に回転軸４２が設けられ、ディスク４１の一面と他面とを異なる色にした表示部材４３と、鉄心４４にコイル４５が巻回された電磁石４６とで形成されている。そして、コイル４５の両端にセット端子４５ａ、リセット端子４５ｃが、また中心部にコモン端子４５ｂが形成され、たとえばコモン端子４５ｂとセット端子４５ａとの間に電流を流せば、Ｎ極とＳ極とが図に示されるように、鉄心４４の両端に現れ、それに伴って表示部材４３が図に示されるようにＮ極とＳ極とが引き付け合うような位置で静止する。そのため、ディスク４１の両面で色を変えておき、コイル４５に流す電流の向きを制御することにより、表示部材４３の表示窓に現れる色で電池の容量が十分か否かを知ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３１５２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１に示される発明では、表示部材４３のディスク４１に永久磁石が用いられているため、別の永久磁石が近傍に来ると、その影響でディスク４１が回転してしまうことが起こりやすい。たとえば、運送時や使用時において、マグネットを所持した人や、磁界を生じさせる機器などが警報器のそばによると、そのマグネットの影響で前述の警報器の表示部材が反転してしまうことが起こる可能性がある。このような場合、マグネットが離れれば、そのマグネットによる異常は直ちに解除されるが、一端マグネットが近付いて、表示部材４３のディスク４１が反転すると、そのまま表示部材４３による表示は誤表示を続けることになる。このような問題は、電池式の警報器で電池の消耗を知らせる場合のみならず、他の表示の場合でも、磁石を利用した表示部材が用いられている場合にも、同様である。このように警報器の事情によらないで表示部材の表示が反転すると、ユーザに対して思わぬ誤報を伝えることになり、非常に信頼性が損なわれるという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、このような磁気反転素子が用いられた警報器で、予期せぬ外部磁石が接近しても、常に磁気反転素子による表示を正確な状態で表示し得る構造の警報器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の警報器は、駆動用の電力を供給する電源部と、前記電源部からの通電によって駆動され、監視領域の物性値を検出するセンサと、通電による電磁石の極性の制御により、表示の切り替えが可能な表示部と、磁界を検出する磁気センサと、前記磁気センサにより磁界の変化を検出した後、前記表示部の表示が正しい表示になるように前記電磁石の極性を制御する制御部と、を備えている。
【０００９】
前記表示部の表示の制御は、前記検出される磁界による表示部の切り替えの有無にかかわらず行うことが、その磁界により表示部が反転したか否かを検出することなく、簡単に正常な表示をすることができるため、むしろ電源の消費を抑えることができる。
【００１０】
前記電源部と前記制御部との間にスイッチを有する電圧レギュレータをさらに有し、前記磁気センサは前記電源部に直接接続されることにより、前記スイッチがオフの場合でも前記磁気センサから直接前記電圧レギュレータを介して前記制御部を駆動することができる。
【００１１】
前記電源部が電池であり、前記表示部が前記電池の寿命の有無または前記電池の出力の前記制御部への遮断の有無を表示するものであれば、電池の消耗を減らしながら、常に電池の状態を表示することができるので好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、通電による電磁石の極性の制御により、表示の切り替えが可能な表示部を有する警報器において、磁気センサを有し、予期せぬ磁界の影響を受けたときに、表示部の表示を常に正しい表示にする制御部を有しているので、知らぬ間に表示部の表示が誤表示になっているというような問題を防止することができる。たとえば警報器にマグネットが近付くと、表示部の磁界がその磁石による影響で変って表示部のディスクが反転して表示を変える恐れがある。本発明では、その磁界により表示部の表示が反転したか否かにかかわらず、そのような磁界の影響があった場合には、磁気センサでその事実を把握し、直ちに正しい表示になるように表示部が制御されている。従って、誰かがマグネットを近付けた場合のように、警報器近傍の磁界に変動があった場合には、常に正しい表示になり、また、磁界に変動がなければ、警報器内部での状況変化がない限りその表示の変動はないので、常に正しい表示がなされる。その結果、電磁石の極性の制御により表示の切り替えが可能な表示部を有する警報器であっても、その表示の信頼性が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の電池式警報器の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の具体的な回路例を示す回路図である。
【図３】図１に示される表示部の説明図である。
【図４】磁気センサとしてホールＩＣを用いたときのホールＩＣの配置例を示す説明図である。
【図５】ホールＩＣの検出する磁束密度と出力との関係を示す説明図である。
【図６】本発明による磁気センサにより磁界の変化を検出したときの制御部の動作を示すフローチャート図である。
【図７】電磁石を用いたラッチ式の表示部の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の警報器について、具体的な構成例を示す図１〜３を参照しながら説明する。本発明の警報器は、図１にその一実施形態の概略ブロック図が示されるように、駆動用の電力を供給する電源部１からの通電によって駆動され、監視領域の物性値を検出するセンサ６ａ、６ｂと、通電による電磁石４６の極性の制御により、表示の切り替えが可能な表示部４と、磁界を検出する磁気センサ９とが接続され、この磁気センサ９により磁界の変化を検出した後、表示部４の表示が正しい表示になるように電磁石４６の極性を制御する制御部３を備えている。すなわち、磁気センサ９が設けられ、その磁気センサ９により外部磁界の変化が検出されたときは、電磁石４６を有する表示部４の表示を改めて設定し直すことに特徴がある。
【００１５】
電源部１は、商用電源でも、電池でも良く、電池の場合、通常の乾電池でもリチウムイオン電池でも、充電式の二次電池でも良い。後述する具体例では、この電源部１に電池を用い、その電池１が所定の容量を有しているか、寿命がきて電池容量の残存が少なくなっているかの表示を前述の電磁石４６の極性の制御により表示する表示部４として用いる例で説明される。
【００１６】
また、図１に示される例では、電源部１に電圧レギュレータ（ＲＥＧ）２が接続されている。この電圧レギュレータ２は、制御部（マイクロプロセッサ）３の動作を正確に行えるように、定電圧Ｖddを発生させるもので、通常の電圧安定化ＩＣなどを使用することができ、基板のグランド（以下、単にＧＮＤという）との間に第１スイッチ８を介して接続されて電源部１からの入力電圧を一定の電圧にする。この第１スイッチ８が切断（オフ）されると、電圧レギュレータ（ＲＥＧ）２の出力がされず、電源部１の出力が遮断される。
【００１７】
制御部（マイクロプロセッサ）３は、メモリや比較回路などを含んでおり、演算処理を行い、所定の信号を出力するように形成されている。これもＩＣとして市販されているものを使用することができ、ガスや煙、ＣＯなどの検出用のセンサ６ａ、６ｂなどを管理して、そのセンサ６ａ、６ｂからの検出信号に基づいて、ＬＥＤ５ａやブザー５ｂなどの報知手段により異常時の警報を発すると共に、表示部４の制御も行う。この制御方法については後述する。また、本発明では、磁気センサ９が設けられており、磁気センサ９からの出力信号によっても、この制御部３が駆動され、表示部４の表示が制御される構成になっている。
【００１８】
センサとしては、図示されているガスセンサ６ａおよび煙センサ６ｂの他に、温度センサや湿度センサなどの種々のセンサを並べて設けることもできるし、いずれかのセンサ１個だけで警報器とされる場合もある。これらのガスセンサ６ａや煙センサ６ｂの管理および警報手段に関しては、従来のこの種の警報器と同じであるため、その詳細の説明は省略するが、センサ６ａ、６ｂによる検出値が、所定の値を超える場合には、ＬＥＤ５ａやブザー５ｂなどにより報知することにより、異常状態になったことを知らせる。このような報知手段も従来の警報器に設けられているものと同じ構成であり、詳細な説明は省略する。
【００１９】
表示部４は、通電によって表示を切り替えるものであって、次の通電がされるまで、電力を消費することなく表示を維持するものを用いることができる。そのような表示部であれば、たとえば電源部１に電池を用いて、その電池の消耗をこの表示部で表示する場合に、殆ど変化することがないため、電力を使用することなくその表示を長期間に亘って表示し続けることができるため特に好ましい。図１に示される実施形態では、ラッチ式の表示部４が用いられている。また、以下に示される具体例では、電源部１の電圧が低下（電源部１に電池が用いられる場合の電池寿命による電圧（容量）低下など）していること、電源部１が通電されていないこと（電源部１に電池が用いられる場合の電池の取り外しなど、または商用電源が用いられる場合の停電もしくは電源プラグの脱着など）、ならびに、第１スイッチ８がオフにされていること（以下、電源部１が通電されていないこと、および第１スイッチ８がオフにされていることを合せて「電源部１の出力が遮断されている」ともいう）を表示するために表示部４が用いられる例で説明がされる。しかしながら、表示部４を用いて表示される事象は、これらに限定されない。
【００２０】
表示部４は、原理的には図７に示されるのと同様の構造のものを用いることができる。すなわち、たとえば図３（ａ）に側面図で示されるように、永久磁石４１ｃのＮ極とＳ極とを両端側にそれぞれ有するディスク４１を回転軸４２により回転するように形成された表示部材４３と、そのディスク４１を挟むように鉄心４４の両端部が位置するように設けられると共に、その鉄心４４にコイル４５が巻かれ、コイル４５の両端部と中心部にそれぞれ第１端子４５ａ、第２端子４５ｂ、第３端子４５ｃが形成されている。このディスク４１の両面には、たとえば第１面が橙色にされて第１の表示４１ａとされ、第２面がたとえば黒色にされて第２の表示４１ｂとされ、たとえば黒色の第２の表示４１ｂは電源部（電池）１の電圧が低下していること、または、第１スイッチ８がオフにされることなどにより電源部１の出力が遮断（電池１が取り外された場合も含む）されたことを示す色とし、橙色は電池１の容量が規定値以上の十分な容量（電圧）を有している場合と設定することができる。
【００２１】
このディスク４１は、永久磁石板などにより形成し、その両面に着色して目立つようにしても良いし、２枚の平板部材の間に永久磁石を挟み込む構造にすることもできる。いずれの場合でも、その両面に蛍光塗料、または畜光塗料を塗布しておくことにより、夜でも目立ちやすく、また、畜光塗料であれば夜になってからでも相当時間光らせることができるため好ましい。なお、表示色の例は一例であって、これらの色には限定されず、自由に設定することができる。
【００２２】
コイル４５に関しても、図３（ａ）に示されるような、１本のコイルの両端と中間点に端子４５ａ〜４５ｃを設ける構造に限らず、たとえば図３（ｂ）に示されるように、２個のコイル４５１、４５２を並べて鉄心４４の周りに巻回し、それぞれの両端４５ａ、４５ｂと、４５ｄ、４５ｃの端子に電流を流すようにすることもできる。また、図３（ｃ）に示されるように、２個のコイル４５１、４５２を並列に接続し、その両端部４５ａと４５ｂに電圧を印加し、電流の向きを変えるときは、その正負を逆に印加するか、または正パルスか、負パルスを印加するようにすることにより、電流の向きを変えることができる。図３（ｃ）に示されるような並列接続にすると、合成抵抗が半分になり、全体として同じ大きさの電流を得るのに半分の電圧で済むこととなる。この場合、各コイル４５１、４５２に流れる電流も半分になるが、２つのコイル４５１、４５２が用いられることにより、コイルの巻数が２倍になるため、起磁力は同じになる。このため、図３（ａ）や図３（ｂ）に示されるように接続する場合に比べて半分の電圧で表示部を駆動することが可能になる。これらのコイル４５の駆動電圧が電源電圧（電池電圧）よりも高いと、昇圧回路がなければ使用できない。たとえばコイル４５として、一般に市販されているものを使用すると、駆動電圧が４.３Ｖ程度と高いが、警報器に電池を用いる場合には、３Ｖ程度のリチウムイオン電池などが用いられるため、昇圧回路を入れないと使用できなくなる。しかし、このような並列接続にすることにより、前述のように、合成抵抗の抵抗値は１／２になり、同じ電流を得るには１／２の電圧で良い。一方コイルの巻き数が２倍となることによって、起磁力（電流×巻き数）は同じにすることができるので、昇圧回路なしで駆動することができる。
【００２３】
また、この例では、表示部材４３がディスク４１の表裏を変える回転構造の例で示されているが、表裏を変える回転でなくても、円板の一面の半分ずつで色を変えて、同一平面内で回転させる構造にしても良く、また、回転ではなく平行移動させて少なくとも２色の色を変える構造にしても良い。
【００２４】
また上記例では、表示を２つとしているが、それに限らず、たとえば各異常状態を示すための表示を加えて、３つ以上の表示を可能としてもよい。
【００２５】
鉄心４４は、鉄などの強磁性で、保持力の大きい材料で、コイル４５の電流を０にしても磁力を維持することができる材料であることが好ましい。そうすることにより、磁極の向きを変える必要がないとき（たとえば電池１の出力電圧が閾値電圧との関係で変化しないとき）コイルに電流を流すことなく鉄心４４と表示部材４３とを吸引させておくことができる。しかし、あまり保持力が大きいと、表示部材４３の向きを変えるのに大きい磁力が必要となり、電池の消耗を招きやすいので、表示状態をラッチできる最低限の保持力を有する材料であることが好ましい。
【００２６】
このようなラッチ式の表示部４で、たとえばコイル４５の中間部の第２端子４５ｂを共通端子としてＧＮＤに接続し、一端部側の第１端子４５ａに正のパルス電圧を印加すると、図３（ａ）の矢印Ａで示すように電流が流れ、図３（ａ）に示されるように鉄心４４の両端部にＮ極とＳ極とが現れる。それに伴いディスク４１のＮ極とＳ極とが鉄心４４の異なる磁極に引き付けられるように回転し、図３（ａ）に示されるような極性の関係となる。この状態で上面である第１面に第１の表示４１ａの色が表示窓から見えるようになっている。従って、たとえば動作を開始するため第１スイッチ８をオンにしたときに、マイクロプロセッサ３で電池１の出力する電圧Ｖbatを、予めメモリなどに記憶させている電圧低下の限界値である所定の電圧Ｖrefと比較して、電池の出力電圧Ｖbatが所定の電圧Ｖref以上であれば、第１端子４５ａにパルスを印加して図３（ａ）に示される状態とし、表面に現れる色を第１の表示（橙色）４１ａとし、電池１の出力の電圧Ｖbatは所定の電圧Ｖref以上であり正常であることを表示する。このコイル４５に印加するパルスは、たとえば４.３Ｖ程度で、時間（パルス幅）は、数ｍｓ程度でよく、消費電力としては、１μＷｈ程度と殆ど消費せず、しかもマイクロプロセッサ３により、電源部１の出力電圧の確認は定期的に行われるが、電源部１の出力電圧Ｖbatが閾値電圧Ｖref以上であれば、この表示部４への指示は何も出されず、そのままの状態を維持することができるため、電源部１として電池を用いても、このラッチ式の表示部４での電力消費も殆ど生じない。
【００２７】
一方、電源部１の出力電圧Ｖbatが所定の閾値電圧Ｖrefよりも低くなったら、マイクロプロセッサ３からラッチ式の表示部４のコイル４５の第３端子４５ｃに正のパルスを印加する。そうすると、コイル４５を流れる電流は、前述の図３（ａ）に示される方向と逆方向に流れ、鉄心４４に発生する磁極も図３（ａ）に示される極性と逆の極性、すなわち図３（ａ）の左側の端部がＮ極、右側の端部がＳ極となる。それに伴い表示部材４３が半回転し、ディスク４１の第２面の第２の表示４１ｂが表示窓側に露出する。ディスク４１の第２の表示４１ｂを、たとえば黒色にしておけば、表示部材４３が黒色になっていれば、電源部１としての電池の出力電圧が低下していること、第１スイッチ８がオフにされていること、または電源部１が通電されていない（電池が外されているなど）ことなどを示していることになる。
【００２８】
前述の表示部材４３の回転は、図示されていないが、半回転したらストッパでそれ以上回転しないようにされている。また、電磁石４６は電流を停止しても磁性が残留する磁性体が鉄心４４として用いられているため、表示を変える必要のない場合は、その都度パルス電圧を印加する必要がない。そのため、電池の容量が十分であるときは、短時間のパルス電圧を１回印加して表示部４を所望の表示状態にすれば、後は電圧を印加することなくその状態を継続することができ、電池１の出力電圧が閾値電圧を下回ったり、電池１が通電されなくなったり、または、第１スイッチがオフにされたりしない限り、電流を流さないで、そのままの状態を維持する。
【００２９】
本発明では、前述のように、磁気センサ９を有しており、この磁気センサ９により、警報器周囲の磁界の変化を検出したときに、制御部３を介して、表示部４の表示を正常な表示、すなわち磁界が変化する前の状態に再設定する構造になっていることに特徴がある。この表示の再設定は、外部磁界の変動により表示部材４３が反転したか否かにかかわらず行われる。その結果、表示部材４３が回転したか否かを調べる必要がなく、僅かな電力で確実に正しい表示を維持することができる。
【００３０】
すなわち、前述のように、表示部４はラッチ式に形成されており、警報器に少々の振動が加わっても表示が変動しないように形成されているが、警報器の近くをマグネットなどが通ることも起こり得る。このように、予期せずしてマグネットが警報器の近傍を通ると、その磁界により警報器の表示部４の磁石４１ｃが反応して表示部材４１が反転することがある。このような場合、表示部材４１を回転させる原因となったマグネットなどが警報器から離れても、一度反転してしまった前述のラッチ式の表示部４は、表示が正確でないままになる可能性がある。
【００３１】
このように、ユーザが予期しない間に表示が変わっていると、ユーザはその表示が変ったことを知らないで、現在の表示が正しいものと信じることになる。前述の例で、電池の寿命がなくなっているか、電池が通電状態になっていない場合に、電池が正常の状態の表示に変化していると、実際には動作しなくなった警報器が正常に動作しているものと信じさせることになるので、非常に危険な状態になる。
【００３２】
そこで、本発明では、磁気センサを表示部４の近傍に設置しておき、外部の磁界の変化があった場合には、直ちに正しい表示になるような電流を流して常に正しい表示をするように構成されている。
【００３３】
具体的に詳述すると、磁気センサ９としては、たとえば市販されている一般的なホールＩＣを用いることができる。ホールＩＣ５０は、たとえば図４に示されるように、磁石５１の磁束５２の方向とパッケージの表面５０ａが直角方向になるように配置されることにより、磁界を検出することができる。ホールＩＣ５０の動作の一例が図５に示されている。図５に示される例では、磁石とホールＩＣの距離が離れていて磁束密度が動作磁束密度Ｂopよりも小さい場合（図５の横軸は磁束密度Ｂの大きさを表しており、近づく磁石との距離が遠いほど０になる）、ホールＩＣ５０の出力はハイレベルになり、磁石を近づけていくと磁束密度が動作磁束密度Ｂopに達したポイントでローレベルに切り替わる。なお、出力がローレベルに切り替わったポイントから磁石を遠ざけていくと、磁束密度がＢopよりも少し小さいポイントでハイレベルに復帰する。このポイントがＢrpである。磁束密度Ｂが動作磁束密度Ｂop以上（未満）で出力がハイレベルとなるかローレベルとなるかは、図５に示される例と逆であってもよい。たとえば、図５に示される例のように動作するホールＩＣ５０を用いる場合で、後述されるように、永久磁石などが近付くことによる磁界の変化を検出したときに電圧レギュレータ２のイネーブル端子ＣＥ（図２参照）にハイレベル信号を送りたい場合は、たとえばトランジスタなどをホールＩＣ５０の出力に接続し、ハイ／ローを反転させた信号を電圧レギュレータ２に送るように構成すればよい。
【００３４】
なお、磁気センサ９は、前述のように、磁力線と直交するように配置させることが好ましく、検出する磁界の変化は、表示部材４３の磁石４１ｃが受ける磁界を検出する必要があるため、表示部材４１のＮＳ方向と平行な方向の磁界を感知し、かつ、表示部材４１の磁力線の影響を受けないような位置に配置することが好ましい。すなわち、図３（ａ）に示される表示部材４１の例では、図面上、上側には表示窓が設けられるので、図の紙面の手前側または紙面の奥（すなわち回転軸４２の両端部側）で、ホールＩＣのパッケージが左右を向くように配置することが好ましい。このように回転軸４２の長さだけ離れることにより、表示部材４１の磁極線の影響を受けることなく、外部からの影響しやすい磁界を検出することができる。
【００３５】
このホールＩＣ５０などの磁気センサ９により、磁石が近付いた、または遠ざかったことを知らせる信号、すなわち、ハイレベルからローレベルまたはローレベルからハイレベルへの切り替わりを含む信号（以下、このような信号を検出信号という）が、制御部３と電圧レギュレータ２に送られる。
【００３６】
電圧レギュレータ２に磁気センサ９の検出信号を送るのは、電圧レギュレータ２の第１スイッチ８がオフにされている場合でも、制御部３を起動させるためである。すなわち、磁気センサ９は電圧レギュレータ２を介して動作状態にされているのではなく、電源部１に直接接続されている。従って、第１スイッチ８がオフになっていても、磁気センサ９は動作状態にある（電源部１に商用電源が通電されていなかったり、電池が取り外されたりしているときは磁気センサ９も動作しない）。この状態で磁気センサ９が磁界の変化を検出したときは、電圧レギュレータ２のイネーブル端子ＣＥ（図２参照）に直接検出信号が送られることにより、電圧レギュレータ２が起動する。この起動の具体的な動作については後述する。
【００３７】
制御部３では、たとえば図６に示されるようなフローが行われ、表示部４の表示を正規の表示にする。すなわち、制御部３では、磁気センサ９が磁界の変化を検出したか否かが常にチェックされる（Ｓ１）。磁界の変化が検出されれば、前述のように検出信号が制御部３に送られる。
【００３８】
制御部３に検出信号が送られると、前述のように表示部４が、第１スイッチ８などによる電源部１の出力の遮断状況、および、電源部１の電池の電圧（消耗）の程度を表示する場合には、まず、電源スイッチ（第１スイッチ）８がオン（ＯＮ）であるか否かを調べる（Ｓ２、後述のように、併せて電源部（電池）１が取り外されているか否かも調べ得るように構成することもできる）。電源スイッチがオンであれば（Ｓ２でＹ）、ステップＳ３に進んで電池の電圧を調べる。電源スイッチ８がオフになっているとき（Ｓ２でＮ）は、ステップＳ５に進んで、第３端子に正のパルス電圧印加の指示を出し、電源スイッチがオフであることを示す第２の表示をする。
【００３９】
ステップＳ３では、電池１の出力電圧Ｖbatと、予め決められた電圧低下の限界である所定の電圧（閾値電圧）Ｖrefとが比較される。電池１の出力電圧Ｖbatが所定の電圧Ｖref以上であれば（Ｓ３でＹ）、ステップＳ４に進み、コイル４５の第１端子４５ａに正のパルス信号を送って、表示部材４３の橙色表示（第１の表示４１ａ）が表示窓に露出するように制御する（Ｓ４）。ステップＳ３で、Ｖbat＜Ｖrefであれば（Ｓ３でＮ）、コイル４５の第３端子４５ｃに正のパルス電圧印加の指示を出し、表示部材４３を反転させて黒色表示（第２の表示）とする（Ｓ５）。ステップＳ４およびＳ５では、その時点での表示が第１の表示４１ａであるか、第２の表示４１ｂであるか否かにかかわらず、この動作をする。その結果、外部磁界の変動で、第１の表示４１ａになっていても、第２の表示４１ｂになっていても、Ｓ２およびＳ３の判定により定められた表示になる。すなわち、現在表示されている表示と同じであっても、パルス電流が流されることによる表示への影響はなく、現在の表示と異なる場合には、表示部材４３が反転して異なる表示に変えられる。なお、永久磁石などが近付いたことによる磁界の変化を検出して、このように表示部４の制御を行ってもよいが、一旦、永久磁石が近付いた後に遠ざかったこと、すなわち警報器の周囲の磁束密度が、前述のＢop（図５参照）以下になったことを検出したタイミングで表示部４の制御を行うようにしてもよい。永久磁石が近付いた状態では、通常、コイル４５に送っているパルス信号では表示部材４３が反転しないことがあり得るし、仮に反転させることができても、外部磁界により再反転されることが考えられるので、永久磁石が遠ざかったタイミングで表示部４の制御を行うのが好ましい。
【００４０】
図１に示される例では、電源部１と並列にコンデンサ７が挿入されている。これは、第１スイッチ８がオフにされるなど電源部１の出力が遮断（商用電源の停電もしくは電源プラグの脱着、または電池の取り外しなど）されたり、電池電圧が低下したりしたときに、必ずラッチ式の表示部４の表示が、前述の例による第２の表示４１ｂになるようにするためである。そのため、回路構成や回路の部品配置などにより、前述の表示部４の表示を第２の表示にする電力を確保する浮遊容量が形成されていれば、このコンデンサ７は不要である。しかし、たとえば数百μＦ程度の容量のコンデンサ７を設けることが好ましい。この電源部１の出力が遮断されたときに、表示部４の表示を、前述の第２の表示にする理由は、いずれかのセンサ６ａ、６ｂの作動などの何らかの異常により警報音が鳴り響くと騒々しいため、第１スイッチ８をオフにして警報音を止めることがある。このような場合に、表示部４の表示部材４３が正常な状態（橙色）のまま第１スイッチ８がオフにされていると、電池式警報器の電源が入っていて正常であると誤認し、そのまま警報器を設置する可能性がある。そのような場合には、電源部１の出力は遮断されていて、センサ６ａ、６ｂも動作していないにもかかわらず、動作していると誤認しやすいため、非常に危険な状態になる。そのような危険な状態を阻止するために、第１スイッチ８がオフにされたり、電池（電源部）１が取り外されたりして、電源部１の出力が遮断されるとき、および、電池電圧が低下したときには、必ず優先的にラッチ式の表示部４の表示を電源部１の出力が正常ではない第２の表示（たとえば黒色）にするように形成されている。
【００４１】
この場合、第１スイッチ８がオフにされるか、電池１が取り外されたことの検知は、たとえば回路のどこかの電圧で検出しようとすると、回路内の浮遊容量により、検出するのに時間遅れが生じる。時間遅れが生じると、コンデンサ７に蓄えている電圧も放電されてしまうので、機械的に切断を検知する必要がある。そのような具体的な回路例が、前述の磁気センサ９から電圧レギュレータ２を直接駆動させる回路例と合せて図２に示されている。
【００４２】
図２は、図１の電源部１を電池にすると共に、図１のセンサ６ａ、６ｂと、ＬＥＤ５ａおよびブザー５ｂを省略した具体的な回路例が示されている。すなわち、電池１は、少なくとも３つの端子を有するコネクタ１１の第１端子（正側端子）１１ａと第２端子（負側端子）１１ｂとの間にその正負の両電極が接続され、コネクタ１１の第３の端子１１ｃも、電池１の負側電極と接続される構成になっている。その結果、電池１が挿入されているときは第３の端子１１ｃは、電池１の負極を通じて接続されるが、電池１が取り外されると、第３の端子１１ｃは開放端になる。この第３の端子１１ｃは、第２スイッチ１２の一端部である第１端子１２ａにも電気的に接続されている。第２スイッチ１２の他端部は、第２スイッチ１２がオフ時の開放端子１２ｃと、低抵抗である第１抵抗Ｒ１を介して制御部３に接続されるオン時の第２端子１２ｂとに分かれている。また、コネクタ１１の第２端子１１ｂは、ＧＮＤに接続されている。また、この第２スイッチ１２は、前述の電圧レギュレータ２をオン・オフする第１スイッチ８と連動してオン・オフが切り替えられるようになっている。さらに、この第２スイッチ１２の第２端子１２ｂに第１抵抗Ｒ１を介して接続される制御部３は、高抵抗である第２抵抗Ｒ２を介して定電圧Ｖddに接続されている。
【００４３】
さらに、コネクタ１１の第１端子１１ａは、電圧レギュレータ２の入力端子ＶINに電気的に接続され、前述のコンデンサ７が第１端子１１ａとＧＮＤとの間に接続されている。また、第１スイッチ８の一端部である第１端子８ａが、低抵抗である第４抵抗Ｒ４と高抵抗である第３抵抗Ｒ３との直列接続を介して、コネクタ１１の第１端子１１ａと電圧レギュレータ２の入力端子ＶINとの接続ライン（Ｖbatライン）に接続されている。第１スイッチ８の他端部はオン時の開放端子とオフ時のＧＮＤに接続される第２端子８ｂとに分かれている。そして、第３抵抗Ｒ３と第４抵抗Ｒ４との接続点が電圧レギュレータ２のイネーブル端子ＣＥに接続されて、電圧レギュレータ２の動作のオン・オフが制御されている。図２に示される例では、電圧レギュレータ２は、このイネーブル端子ＣＥにハイレベル信号が入力されるとオンになり、ローレベル信号が入力されるとオフになるように構成されている。さらに、前述の磁気センサ９の出力が電圧レギュレータ２のイネーブル端子ＣＥに接続されると共に、制御部３に接続されている。その結果、たとえ第１スイッチ８が切断されていても、磁気センサ９から電圧レギュレータ２のイネーブル端子ＣＥにハイレベル信号が入力されることにより、電圧レギュレータ２が起動する。電圧レギュレータ２が起動すれば、制御部３も動作し、前述の図６に示されるフローに沿って動作する。
【００４４】
この回路の動作について説明をする。まず、第１スイッチ８がオンのとき、第１スイッチ８の他端部は開放端子であるため、電池１の電圧Ｖbatすなわちハイレベル信号が第３抵抗Ｒ３を介して電圧レギュレータ２のイネーブル端子ＣＥに印加される。その結果、電圧レギュレータ２が動作状態になり、電池１の電圧Ｖbatが定電圧Ｖddとして出力端子ＶOUTから出力され、制御部３を動作させる。また、この第１スイッチ８と連動して第２スイッチ１２もオンになるため、コネクタ１１の第３の端子１１ｃは第２スイッチ１２の第２端子１２ｂを介して低抵抗である第１抵抗Ｒ１に接続される。この第３の端子１１ｃは、電池１の負側電極を介して第２端子１１ｂと接続されているため、第２スイッチ１２の第２端子１２ｂはＧＮＤに接続される。その結果、低抵抗である第１抵抗Ｒ１を介して、制御部３にはローレベル信号が送られる。従って、制御部３への働きかけは何もなされない。
【００４５】
一方、第１スイッチ８がオフにされたとき、第１スイッチ８の他端部はＧＮＤに接続されている第２端子８ｂとなる。その結果、第３抵抗Ｒ３と第４抵抗Ｒ４の接続点の電位は低くなり、電圧レギュレータ２のイネーブル端子ＣＥにはローレベル信号が送られるため、電圧レギュレータ２は動作することができず、定電圧Ｖddの出力は停止される。また、第１スイッチ８と連動する第２スイッチ１２もオフになるため、第２スイッチ１２の他端部は開放となる。その結果、定電圧Ｖddすなわちハイレベル信号が第２抵抗Ｒ２を介して制御部３に印加される。すなわち、制御部３にスイッチが切断された旨の信号が送られてくるため、前述のように制御部３は、表示部４を第２の表示に切り替える信号を表示部４に送る。
【００４６】
次に、電池１が取り外された場合を説明する。この場合、コネクタ１１の第１端子１１ａにＶbatが供給されなくなるから、第１スイッチ８がオンになっていても、電圧レギュレータ２のイネーブル端子ＣＥにハイレベル信号も送られず、電圧レギュレータ２が動作せず、定電圧Ｖddの供給も行われないことは言うまでもない。一方、第２スイッチ１２がオンになっていても、電池１が外されると、コネクタ１１の第３端子が開放になるため、低抵抗である第１抵抗Ｒ１の第２スイッチ１２側の端部も開放となり、定電圧Ｖddの残留電圧により第２抵抗Ｒ２を介して、ハイレベル信号が制御部３に送られ、前述の第１スイッチ８がオフにされたときと同様に、残留電圧により、表示部４を第２の表示に変更することができる。
【００４７】
要するに、制御部３の前段に第１スイッチ８を有する電圧レギュレータ２が接続されると共に、電池１が接続される正側端子（第１端子１１ａ）と負側端子（第２端子１１ｂ）の他に第３の端子１１ｃを有するコネクタ１１が設けられ、正側端子（第１端子）１１ａは電圧レギュレータ２の入力端子ＶINに接続され、負側端子（第２端子）１１ｂはＧＮＤに接続され、第３の端子１１ｃは電池１の負側電極と接続されると共に、第２スイッチ１２の一端側（第１端子１２ａ）に接続されている。この第２スイッチ１２は第１スイッチ８と連動してスイッチングし、第２スイッチ１２の他端部側は、第２スイッチがオフのときは開放端子に、オンのときは低抵抗の第１抵抗Ｒ１を介して制御部３と接続されるように構成されている。その結果、この第２スイッチ１２（第１スイッチ８）がオフにされると、または電池１が外されると、前述のようにハイレベル信号が制御部３に送られ、表示部４を第２表示にする信号を制御部３から表示部に送るように作用し、第１スイッチ８がオフにされたとき、または電池が取り外されたとき、直ちに表示部４を第２表示にすることができる。
【００４８】
前述の第１〜第４の抵抗は、たとえば第１抵抗Ｒ１を１ｋΩ、第２抵抗Ｒ２を１ＭΩ、第３抵抗Ｒ３を１ＭΩ、第４抵抗Ｒ４を１０ｋΩ程度にそれぞれ設定することができる。
【００４９】
制御部（マイクロプロセッサ）３では、前述の図６のＳ２に示されるように、常に第１スイッチ８がオンされているか（および電源部１が通電されているか）がチェックされ、オンされている場合は、図６のＳ３〜Ｓ５の動作が行われることにより電池の容量に応じた表示部４の表示が行われ、オフされている場合は直ぐにＳ５の動作が行われる。なお、この例に示されるように、コンデンサ７を電源部１と並列に接続しておくなどの蓄電部材を有することにより、コンデンサ７に表示部４を第２の表示４１ｂにする駆動のための電荷を蓄えることができる点で好ましいが、コンデンサ７が無くても電子回路内の部品または配線間の浮遊容量に蓄えられた電荷が残存する。このコンデンサ、および／または浮遊容量を利用して優先的に表示部材４３の向きを変えるもので、優先して行うことにより、表示部材４３の向きを切り替えることができる。
【００５０】
以上の説明では、表示部４を電源部１の電圧低下（電池１の消耗）状態や電源部１の出力の遮断状態の表示に用いる例が示されたが、前述のように、制御部３は、通常のセンサ６ａ、６ｂの制御の他に、電池の消耗の状況など、ラッチ式の表示部４の表示も制御しているため、表示部４を電池の消耗などだけでなく、たとえばガスの検出が異常なく検出されていること、またはガス濃度の段階分けの表示などを視認できる表示部として表示することもでき、電力を殆ど使用することなく、ユーザにフレンドリーな表示を併用することができる。このような場合、表示部を複数設けて、それぞれ異なる内容を表示するようにしてもよい。
【００５１】
図１に示される本発明の電池式警報器では、表示部材４３による表示部４だけではなく、ＬＥＤランプ５ａによる警告手段と、ブザー５ｂによる警告手段とを有している。すなわち、前述の電池の消耗を検出している場合に、電池の出力電圧が０までは低下していないが、所定の電圧よりは低下している場合に、その電圧が低下していることをユーザに周知させるための報知手段とすることができる。このＬＥＤランプ５ａによる警告は、従来と同様の方法、すなわち、電池の出力電圧Ｖbatが所定の電圧Ｖrefよりも低下した場合に、たとえばＬＥＤランプ５ａの点滅により行うことができるが、上述の例のように、既に表示部材４３を第２の表示４１ｂ、たとえば黒色表示にして電池１の出力電圧の低下を知らせているので、従来のように短い周期で知らせる必要はなく、行うとしても点滅の周期を、従来の数倍以上の周期にして点滅を行えばよい。また、ブザー５ｂによる電池１の出力電圧の低下を知らせる警報も、従来と同様の方法で行うことができるが、ＬＥＤランプ５ａの警報と同様に、既に表示部４による警報を常時行っているので、その間隔を従来よりも大幅に広げて行うことができる。
【００５２】
すなわち、このＬＥＤランプ５ａまたはブザー５ｂによる電池容量の低下の警報は、表示部材４３だけによる表示では近くに人がいても気が付かない場合が多いため、ユーザに積極的に知らせる補助的な報知手段である。特に電池式警報器が天井とか壁の隅に取り付けられているような場合、意識的に覗き込まないと中々表示の変更に気が付かない場合が多い。そこで、光や音により能動的に電池１の電池容量の低下または異常を知らせるもので、近くにユーザが居れば、ユーザが高齢者であっても比較的確実に認識することができる。一方、このような補助的な警報手段を設けても、近くに人がいないと、たとえＬＥＤランプ５ａまたはブザー５ｂなどにより警告しても、気付かれない。この不在の期間が長期に亘ると、その間に電池１が完全に消耗してしまい、ＬＥＤランプ５ａまたはブザー５ｂによる報知もできなくなってしまう。しかし、上述の例では、表示部４により電池容量が低下していることを表示しているので、このＬＥＤランプ５ａまたはブザー５ｂによる報知の周期を従来よりも数倍以上の間隔で大幅に長くして電池の消耗を防ぎ、できるだけ長期間に亘って報知することができるように形成されている。そうすることにより、長期間に亘って不在にしても、ユーザが戻ったときにＬＥＤランプ５ａまたはブザー５ｂによる報知で確実に電池の消耗を知らせることができる。なお、ＬＥＤランプ５ａおよびブザー５ｂの両方を設ける必要はなく、一方だけでも良い。
【００５３】
なお、このＬＥＤランプ５ａの点滅の信号は、前述の表示部４への電圧が低下した場合の表示部材４３の黒色表示にする指示（第１の信号）と同時に第２の信号をＬＥＤランプ５ａおよび／またはブザー５ｂの駆動部に指示することにより行われる。この場合、一度この指示が出たら、予め設定した間隔で、予め設定した時間だけ点滅を繰り返すか、所定の時間だけブザー５ｂを鳴らすように設定しておくことができる。その結果、前述のように、無くなりかかった電池の寿命をできるだけ長く維持して警告をする期間を長くすることができる。なお、これらのダブル表示の方法は、電池の消耗に限らず、種々のセンサにより検出するデータの状況を表示部４３により表示する場合でも同様である。
【００５４】
さらに、前述の例では、電池１の出力電圧Ｖbatを測定して所定の電圧Ｖrefと比較し、最初に第１の表示とした後は、Ｖbat＜Ｖrefにならない限り電磁石４６への通電は行わない構成になっているが、数日とか、数か月などの頻度で、同じ表示になる場合でも、電磁石４６に通電して、その電池１の出力電圧を示す表示にする操作をすることができる。そうすることにより、もしラッチ式の表示部４の表示が実際に表示すべき表示と異なっている事故があっても、正すことができる。このような定期的に正しい表示をすることにより、何らかの問題で表示が正しくなくなった場合でも、その表示を正すことができる。なお、電圧のチェックの度にその電圧に応じた表示になるように電磁石４６に電流を流すこともできる。この場合、電池の消耗が激しくなるので、電圧チェックのインターバルを長くして電池の消耗を抑制することができる。このような場合も、電池の状態の表示に限らず、他の表示の状態を正すことができる。
【００５５】
さらに、前述のように、電圧のチェックの度、または定期的にラッチ式の表示部４の電磁石４６に電流を流して、適切な表示色にする動作をしないで、表示部材４３の色が適切な色になっているかをチェックし、必要な場合のみ電流を流す構成にすることもできる。たとえば第１の表示と第２の表示とで鉄心４４の磁化の強さを変えておき（第１端子４５ａに印加するパルスの電圧の大きさと、第３端子４５ｃに印加するパルスの電圧の大きさとを変える）、その磁化の強さを測定することにより、表示窓に向いている表示の色を調べて確認するか、表示部材４３の第１の表示と第２の表示とで光または赤外線に対する反射率を異ならせておき、表示窓と反対側で反射率の相違を調べるとか、カラーセンサを設けておいて、表示部材４３の色を調べるなどの方法を採用することができる。
【００５６】
また、前述のような方法で、表示部材４３の向き（色）を調べることにより、その表示部材４３の回転回数を計測して記録しておけば、たとえば初期の段階で第１の表示（たとえば橙色）としておけば、回転数が奇数回のときは第２の表示、偶数回のときは第１の表示として判定することができる。また、コイル４５の端子を２端子だけにし、一方の端子のみにパルス電圧を印加しながら、パルスの急激な立下りを利用して逆起電力を発生させることにより、パルス電流で一度反転させた表示部材４３を再度反転させる場合と、逆起電力による反転をさせない程度のパルスを印加して表示部材４３を回転させる場合を使い分けることもできる。
【００５７】
また、前述のような方法で、表示部材４３の表示状態が適正かどうかを定期的にチェックする構成にする場合には、磁気センサ９により磁界の変化を検出しても、定期的な表示状態確認動作の次の確認時期が所定の時間以内である場合には表示部４に信号を送らないようにすることもできる。また反対に、磁界の変化を検出した場合には必ず表示部４に信号を送るようにし、この時点から、新たに定期的な表示状態確認動作を開始するようにしてもよい。また、表示状態の確認機能を設ける場合は、磁界の変化を検知したときに、表示状態が適正でない場合だけ、表示部に信号を送るようにすることもできる。磁気センサ９により磁界の変化を検出したときの動作をこのような制御にすることで、表示部４への信号の送信を少なくし、電力消費を抑えることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１    電源部（電池）
２    電圧レギュレータ
３    制御部（マイクロプロセッサ）
４    表示部
５ａ  ＬＥＤランプ
５ｂ  ブザー
６ａ  煙センサ
６ｂ  ガスセンサ
７    コンデンサ
８    第１スイッチ（電源スイッチ）
９    磁気センサ（ホールＩＣ）
１１  コネクタ
１１ａ  第１端子
１１ｂ  第２端子
１１ｃ  第３の端子
１２    第２スイッチ
４１    ディスク
４１ａ  第１の表示
４１ｂ  第２の表示
４２    回転軸
４３    表示部材
４４    鉄心
４５    コイル
４６    電磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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