(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池を駆動電源とし、不完全燃焼を検知して警報する電池式ＣＯ警報器であって、空気中のＣＯ濃度を検出して、ＣＯ濃度検出信号を出力するＣＯセンサと、上記ＣＯセンサからのＣＯ濃度検出信号が基準ＣＯ濃度値を超えた場合にＣＯ濃度異常を検出するＣＯ濃度異常検出手段と、上記電池の電圧が基準電圧値以下に低下した場合に電圧低下異常を検出する電圧低下検出手段と、上記ＣＯ濃度異常検出手段により検出された上記ＣＯ濃度異常及び上記電圧低下検出手段により検出された電圧低下異常を警報する警報手段とを有する電池式ＣＯ警報器において、
周囲温度を感知する感温手段と、
上記感温手段からの感温出力に基づき上記周囲温度が上記電池式ＣＯ警報器の使用温度範囲以下であることが検出された場合に、上記電圧低下異常の警報を禁止する禁止手段
を備えたことを特徴とする電池式ＣＯ警報器。
【請求項２】
電池を駆動電源とし、不完全燃焼を検知して警報する電池式ＣＯ警報器であって、空気中のＣＯ濃度を検出して、ＣＯ濃度検出信号を出力するＣＯセンサと、周囲温度を感知する感温手段と、上記感温手段によって検知した温度に基づいて上記ＣＯ濃度検出信号を補正するＣＯ濃度補正手段と、補正後の上記ＣＯ濃度検出信号が基準ＣＯ濃度値を超えた場合にＣＯ濃度異常を検出するＣＯ濃度異常検出手段と、上記電池の電圧が基準電圧値以下に低下した場合に電圧低下異常を検出する電圧低下検出手段と、上記ＣＯ濃度異常検出手段により検出された上記ＣＯ濃度異常及び上記電圧低下検出手段により検出された電圧低下異常を警報する警報手段とを有する電池式ＣＯ警報器において、
上記感温手段からの感温出力に基づき上記周囲温度が上記電池式ＣＯ警報器の使用温度範囲以下であることが検出された場合に、上記電圧低下異常の警報を禁止する禁止手段
を備えたことを特徴とする電池式ＣＯ警報器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池式ＣＯ警報器に関し、特に、電池電圧低下異常を警報する電池式ＣＯ警報器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
不完全燃焼時に生じるＣＯを検出して警報する電池式ＣＯ警報器用のＣＯセンサとしては、一般的に半導体式ガスセンサが用いられている。ＣＯガスを選択的に検知するためには、センサ素子温度を１００°Ｃ以下に保つことが必要であるが、ＣＯセンサ素子は、長時間使用すると大気中の湿度等の影響で、ベース出力が変化する等の問題があり、定期的に４００°Ｃ程度の加熱によるクリーニングが必要である（例えば、実開平６−８６０６５号公報参照）。
【０００３】
また、電池を電源としたＣＯ警報器として、定期的に加熱電力を小さくＣＯセンサにパルス的に印加し、センサ出力が通常の雰囲気レベルに加熱された場合、正確にガスを検出するための電力をＣＯセンサに印加し検知するものもある（例えば、特開平１０−３８８３２号公報参照）。
【０００４】
このような電池式ＣＯ警報器において、電池寿命を判定する方式としては、電池電圧をある判定レベルで判定し、電池寿命がＣＯセンサを駆動させるのに十分な容量を持っているか否かを確認している。
【０００５】
ただし、通常使用するリチウム電池は、例えば０°Ｃ以下等の低温側で極端な電圧低下を示す特性を有する。電池式ＣＯ警報器の使用温度範囲は、日本ガス機器検査規定では０°Ｃ〜５０°Ｃと規格化されている。電池式ＣＯ警報器は、燃焼機器の不完全燃焼排ガスを検知することが目的であり、極低温下では、発生することは考えにくい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ただし、寒冷地域では、使用温度範囲外に曝されるケースも考えられる。このようなケースでは、使用温度範囲内では十分な電池容量を持っていても、ＣＯが発生しておらずかつ周囲温度が使用温度範囲以下の極低温になっている状態においては、温度により電池電圧が低下して電池寿命警報を行ってしまう等の不具合が予想される。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、使用温度範囲以下において電池電圧低下の誤判定を防止することができる電池式ＣＯ警報器を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、図１（ａ）の基本構成図に示すように、電池２を駆動電源とし、不完全燃焼を検知して警報する電池式ＣＯ警報器であって、空気中のＣＯ濃度を検出して、ＣＯ濃度検出信号を出力するＣＯセンサ１と、上記ＣＯセンサ１からのＣＯ濃度検出信号が基準ＣＯ濃度値を超えた場合にＣＯ濃度異常を検出するＣＯ濃度異常検出手段３ａと、上記電池２の電圧が基準電圧値以下に低下した場合に電圧低下異常を検出する電圧低下検出手段３ｃと、上記ＣＯ濃度異常検出手段３ａにより検出された上記ＣＯ濃度異常及び上記電圧低下検出手段３ｃにより検出された電圧低下異常を警報する警報手段４とを有する電池式ＣＯ警報器において、周囲温度を感知する感温手段１３と、上記感温手段１３からの感温出力に基づき上記周囲温度が上記電池式ＣＯ警報器の使用温度範囲以下であることが検出された場合に、上記電圧低下異常の警報を禁止する禁止手段３ｅを備えたことを特徴とする電池式ＣＯ警報器に存する。
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、空気中のＣＯ濃度を検出して、ＣＯ濃度検出信号を出力するＣＯセンサ１と、ＣＯセン１サからのＣＯ濃度検出信号が基準ＣＯ濃度値を超えた場合にＣＯ濃度異常を検出するＣＯ濃度異常検出手段３ａと、電池２の電圧が基準電圧値以下に低下した場合に電圧低下異常を検出する電圧低下検出手段３ｃと、ＣＯ濃度異常検出手段３ａにより検出されたＣＯ濃度異常及び電圧低下検出手段３ｃにより検出された電圧低下異常を警報する警報手段４とを有する電池式ＣＯ警報器において、周囲温度を感知する感温手段１３と、感温手段１３からの感温出力に基づき周囲温度が電池式ＣＯ警報器の使用温度範囲以下であることが検出された場合に、電圧低下異常の警報を禁止する禁止手段３ｅとを備えている。
【００１０】
それにより、使用温度範囲以下の低温下において、周囲温度の低下による電池電圧低下の誤判定が回避され、確実な電池寿命判定が可能となる。
【００１１】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明は、図１（ｂ）の基本構成図に示すように、電池２を駆動電源とし、不完全燃焼を検知して警報する電池式ＣＯ警報器であって、空気中のＣＯ濃度を検出して、ＣＯ濃度検出信号を出力するＣＯセンサ１と、周囲温度を感知する感温手段１３と、上記感温手段１３によって検知した温度に基づいて上記ＣＯ濃度検出信号を補正するＣＯ濃度補正手段３ｂと、補正後の上記ＣＯ濃度検出信号が基準ＣＯ濃度値を超えた場合にＣＯ濃度異常を検出するＣＯ濃度異常検出手段３ａと、上記電池２の電圧が基準電圧値以下に低下した場合に電圧低下異常を検出する電圧低下検出手段３ｃと、上記ＣＯ濃度異常検出手段３ａにより検出された上記ＣＯ濃度異常及び上記電圧低下検出手段３ｃにより検出された電圧低下異常を警報する警報手段４とを有する電池式ＣＯ警報器において、上記感温手段１３からの感温出力に基づき上記周囲温度が上記電池式ＣＯ警報器の使用温度範囲以下であることが検出された場合に、上記電圧低下異常の警報を禁止する禁止手段３ｅを備えたことを特徴とする電池式ＣＯ警報器に存する。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、空気中のＣＯ濃度を検出して、ＣＯ濃度検出信号を出力するＣＯセンサ１と、周囲温度を感知する感温手段１３と、感温手段１３によって検知した温度に基づいてＣＯ濃度検出信号を補正するＣＯ濃度補正手段３ｂと、補正後のＣＯ濃度検出信号が基準ＣＯ濃度値を超えた場合にＣＯ濃度異常を検出するＣＯ濃度異常検出手段３ａと、電池２の電圧が基準電圧値以下に低下した場合に電圧低下異常を検出する電圧低下検出手段３ｃと、ＣＯ濃度異常検出手段３ａにより検出されたＣＯ濃度異常及び電圧低下検出手段３ｃにより検出された電圧低下異常を警報する警報手段４とを有する電池式ＣＯ警報器において、感温手段１３からの感温出力に基づき周囲温度が電池式ＣＯ警報器の使用温度範囲以下であることが検出された場合に、電圧低下異常の警報を禁止する禁止手段３ｅを備えている。
【００１９】
それにより、使用温度範囲以下の低温下において、周囲温度の低下による電池電圧低下の誤判定が回避され、確実な電池寿命判定が可能となる。また、ＣＯ濃度検出信号を温度補正するための感温手段を電池電圧異常検出用の基準電圧値の温度補正に兼用でき、安価に構成できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図２は、本発明の電池式ＣＯ警報器の一実施形態を示すブロック図である。
【００２１】
図２において、電池式ＣＯ警報器は、ＣＯセンサ１、電池２、ＣＰＵ３、ブザー４ａとＬＥＤ（発光ダイオード）４ｂ，４ｃとを含む警報手段４、トランジスタ５〜８、抵抗９〜１２及びサーミスタ１３から構成される。
【００２２】
ＣＯセンサ１は、一端がｐｎｐ型のトランジスタ５のコレクタに接続されると共に、他端が電池２のマイナス端子に接続されている。そして、ＣＰＵ３から指令されてトランジスタ５がオンすると、ＣＯセンサ１は、その出力端子からＣＯ濃度に応じたＣＯ濃度検出信号を抵抗１１を介してＣＰＵ３に供給する。
【００２３】
電池２は、本電池式ＣＯ警報器の駆動源となるもので、ＣＯセンサ１、ＣＰＵ３、ブザー４ａ、ＬＥＤ４ｂおよび４ｃに所定の電源を供給し、それらを駆動させる。
【００２４】
ＣＰＵ３は、本電池式ＣＯ警報器の動作を統括制御するもので、電池２から電源供給を受け、ＣＯ濃度異常検出手段３ａ、ＣＯ濃度補正手段３ｂ、電圧低下検出手段３ｃおよび禁止手段３ｅとして働く。また、ＣＰＵ３は、ＣＯセンサ１、ブザー４ａ及びＬＥＤ４ｂ，４ｃをそれぞれ駆動制御するトランジスタ５〜８と、ＣＯセンサ１の出力端子に接続される。更に、ＣＰＵ３は、制御プログラムを格納するＲＯＭ、及び処理過程で発生するデータ等を格納するＲＡＭ等の記憶部、並びに警報を一時停止させる時間をカウントするタイマを有しており、上記制御プログラムにしたがって後述の電圧低下検出、ＣＯ濃度異常検出、それに伴う警報制御等を行う。
【００２５】
ブザー４ａは、電池２のプラス端子とｎｐｎ型のトランジスタ６のコレクタとの間に接続されている。そして、ＣＰＵ３からのパルス信号に応じてトランジスタ６がオンすると、それに伴って、ブザー４ａは所定の周波数で鳴動する。
【００２６】
ＬＥＤ４ａ及び４ｃは、それぞれ、電池２のプラス端子とｎｐｎ型のトランジスタ７及び８の各コレクタとの間に接続されている。そして、ＣＰＵ３からのパルス信号に応じてトランジスタ７及び８がオンすると、それらに伴って、ＬＥＤ４ｂ及び４ｃは所定の周波数で点滅する。ＬＥＤ４ｂ及び４ｃは、本電池式ＣＯ警報器では、それぞれ、ＣＯ濃度異常警報及び電池電圧低下警報のために利用されるもので、それぞれ異なる色の発光素子であり、色により両者が識別できるように設定されている。たとえば、ＣＯ濃度異常警報用のＬＥＤ４ｂは赤色の発光素子、電池電圧警報用のＬＥＤ４ｃは黄色の発光素子が使用されている。
【００２７】
上述のように、電圧低下及びＣＯ濃度異常をそれぞれ異なる表示により区別して視覚的に警報することにより、使用者は、直感的に異常の原因を認識することができるようになる。したがって、警報発生の原因を取り除くのが容易になり、早急に警報音を停止させて騒音発生を防ぐ一助となる。
【００２８】
なお、抵抗９及び１０によって分圧された電池電圧は、上記ＣＯ濃度異常を検出する際の基準ＣＯ濃度値に対応する電圧として利用すべくＣＰＵ３に供給される。
【００２９】
また、感温手段としてのサーミスタ１３と抵抗１２によって分圧された電池２の電圧は、周囲温度の変化に応じてサーミスタ１３の抵抗値が変化することにより、感温電圧としてＣＰＵ３に供給される。この感温電圧は、後述するＣＯセンサ１からのＣＯ濃度検出信号の温度依存性を補正するために使用されるものであり、さらに、電池電圧低下検出用基準電圧値を補正するために兼用される。
【００３０】
次に、上述の構成を有する電池式ＣＯ警報器の基本動作について説明すると、電源オンに基づくＣＰＵ３からの作動開始信号がベースに供給されたことによるトランジスタ５のオン動作に伴い、ＣＯ濃度検出を開始したＣＯセンサ１からのＣＯ濃度検出信号は、抵抗１０を介してＣＰＵ３に供給される。
【００３１】
このＣＯ濃度検出信号を受けたＣＰＵ３は、周囲温度の変化をサーミスタ１３と抵抗１２の分圧による感温電圧の変化により検出し、この感温電圧を使用してＣＯ濃度検出信号の周囲温度依存性を補正する。そして、ＣＰＵ３は、温度補正後のＣＯ濃度検出信号を抵抗９及び１０の分圧による基準ＣＯ濃度値と比較することにより、検出したＣＯ濃度値が正常範囲であるか、異常範囲であるかを判定する。そして、この判定結果に基づいて異常範囲である場合には、ＣＰＵ３は、トランジスタ６を制御してブザー４ａを鳴動させたり、トランジスタ７を制御してＬＥＤ４ｂを点滅させたりする。
【００３２】
また、ＣＰＵ３は、電池２の電池電圧低下チェックも行っており、電池電圧を所定の基準電圧値Ｖｏと比較することにより、これが正常範囲であるか、異常範囲であるかを判定する。
【００３３】
この基準電圧値Ｖｏは、周囲温度の変化、すなわちサーミスタ１３と抵抗１２の分圧による感温電圧の変化に応じて補正される。この補正は、図３に示すように、周囲温度が使用温度範囲以内では、基準電圧値Ｖｏが一定の電圧に保持され、周囲温度が使用温度範囲以下（たとえば、０°Ｃ以下）になると、基準電圧値Ｖｏが温度の低下に比例して直線的に低下するように行われる。
【００３４】
本ＣＯ警報装置の使用温度をパラメータとしたときの電池２の使用時間に対する電池電圧の検知値及び基準電圧値Ｖｏの関係を示すと、図４に示すようになり、基準電圧値Ｖｏは、０°Ｃ以上の使用温度範囲（たとえば、＋４５°Ｃ、＋２０°Ｃおよび０°Ｃにおける特性を含む）ではたとえば２Ｖに固定し、使用温度範囲以下、すなわち０°Ｃ以下（たとえば、−２０°Ｃにおける特性を含む）では、たとえば摂氏温度（Ｔ）に対してＶｏ＝０．０２Ｔ＋２関係で直線的に変化させる。
【００３５】
同図において、基準電圧値Ｖｏは、太い実線で示したように、０°Ｃ以上では２Ｖに固定され、０°Ｃ以下では所定の傾きで温度の低下に比例して下がる特性として与えられる。同図中、横軸は電池使用開始後の時間であり、電池の使用パーセンテージ（％）は図中矢印（７０，８０％）で示したように対応している。また、縦軸は、例えば負荷抵抗２０Ω、負荷電流１２０ｍＡとしたときの電池２の電池電圧である。
【００３６】
そこで、電池電圧の判定結果が電圧低下異常である場合には、ＣＰＵ３はトランジスタ６を制御してブザー４ａを鳴動させたり、トランジスタ８を制御してＬＥＤ４ｃを点滅させたりする。この電池２の電圧低下時のブザー４ａの鳴動音と、ＣＯ濃度異常時のブザー４ａの鳴動音とは区別可能となるように、ＣＰＵ３は、トランジスタ６に印加する駆動パルスの周波数等を変える。
【００３７】
この電池電圧低下の判定時、上述のように、基準電圧値Ｖｏが、周囲温度が使用温度範囲内では一定とされるが、使用温度範囲以下、たとえば０°Ｃ以下では所定の傾きで下げられるので、使用温度範囲内の環境では電池電圧が低下していなかった電池式ＣＯ警報器を、何かの理由で使用温度範囲以下の環境にさらし、電池２の電圧が温度の低下により下がっても、電圧低下異常の警報は発生せず、誤警報を防ぐことができる。
【００３８】
次に図５を用いて、図２に示した実施形態に関わる処理手順について説明する。図５は、図２の実施形態に関わる処理手順を示すフローチャートである。
【００３９】
まず、ＣＰＵ３は、ＣＯセンサ１でＣＯ濃度値を検出し（ステップＳ１）、次いで、サーミスタ１３と抵抗１２の分圧電圧に基づいて感温電圧を確認し（ステップＳ２）、次いで、感温電圧に応じてＣＯセンサ１で検出したＣＯ濃度値を温度補正する（ステップＳ３）。
【００４０】
次いで、不完全燃焼があるか否か、すなわち、温度補正後のＣＯ濃度検出値が基準Ｃ０濃度値以上か否かを判定する（ステップＳ４）。その答がイエスならば、ステップＳ５に進み、ＣＰＵ３は、トランジスタ６及び７を制御して、ブザー４ａを鳴動させると共にＬＥＤ４ｂを点滅させて、ＣＯ濃度異常の警報動作を行わせ、次いで、ステップＳ６に進む。一方、その答がノーならば、次いで直接ステップＳ６に進む。
【００４１】
ステップＳ６で、ＣＰＵ３は、供給されている電池２の電圧値を確認し、次いで、ステップＳ２で確認した感温電圧値に基づいて周囲温度が使用温度範囲以下（たとえば、０°Ｃ以下）か否かを判定する（ステップＳ７）。その答がイエスならば、ステップＳ８に進み、電池電圧低下検出用の基準電圧値を感温電圧値に応じて所定の傾きで下げる方向に補正し、次いでステップＳ９に進む。一方、その答がノーならば、直接ステップＳ９に進む。
【００４２】
ステップＳ９で、ＣＰＵ３は、電池電圧が基準電圧値Ｖｏ以下になっているか否かを判定する（ステップＳ８）。その答がノーならば、ステップＳ１に戻る。
【００４３】
一方、その答がイエスならば、ステップＳ１０に進み、ＣＰＵ３はトランジスタ６を制御してブザー４ａを鳴動させると共に、トランジスタ８を制御してＬＥＤ４ｃを点滅させることにより、電池電圧低下異常の警報を行う。
【００４４】
この電池電圧低下の判定時、基準電圧値Ｖｏが、使用温度範囲以下、たとえば０°Ｃ以下では所定の傾きで下げられるので、使用温度範囲内の環境では電池電圧が低下していなかった電池式ＣＯ警報器を、何かの理由で使用温度範囲以下の環境にさらし、電池２の電圧が温度の低下により下がっても、電圧低下異常の警報は発生しない。しかし、使用温度範囲内では、上述のように電池電圧が基準電圧値以下になると、電池電圧低下警報が発生する。
【００４５】
次いで、ＣＰＵ３は、ＣＯ警報器の機能を停止させ（ステップＳ１１）、次いで処理を終了する。
【００４６】
以上の通り、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。
【００４７】
たとえば、上述の実施の形態では、感温電圧により、周囲温度が使用温度範囲以下であることが検出された場合、基準電圧値を下げるように補正しているが、これに代えて、ＣＰＵ３が、周囲温度が使用温度範囲内の場合は、電池電圧が基準電圧値Ｖｏ以下になったとき、トランジスタ６及び８をオンさせて電池電圧低下異常の警報を発生させるが、使用温度範囲以下であることが検出された場合には、トランジスタ６および８をオフに維持して、電池電圧低下異常の警報を発生させないように構成しても良い。すなわち、この場合は、ＣＰＵ３は、電池電圧低下異常の警報を禁止する禁止手段として働く。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、使用温度範囲以下の低温下において、周囲温度の低下による電池電圧低下の誤判定が回避され、確実な電池寿命判定が可能となる。
【００５１】
請求項２記載の発明によれば、使用温度範囲以下の低温下において、周囲温度の低下による電池電圧低下の誤判定が回避され、確実な電池寿命判定が可能となる。また、ＣＯ濃度検出信号を温度補正するための感温手段を電池電圧異常検出用の基準電圧値の温度補正に兼用でき、安価に構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による電池式ＣＯ警報器の基本構成を示すブロック図である。
【図２】  本発明による電池式ＣＯ警報器の実施の形態を示す回路図である。
【図３】  周囲温度に応じて補正される基準電圧値の特性を示すグラフである。
【図４】  電池使用時間に対する電池電圧値及び基準電圧値の関係を示すグラフである。
【図５】  図２の回路図における処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１    ＣＯセンサ
２    電池
３    ＣＰＵ（ＣＯ濃度異常検出手段３ａ、ＣＯ濃度補正手段３ｂ、電圧低下検出手段３ｃ、禁止手段３ｅ）
４    警報手段
４ａ  ブザー
４ｂ  ＬＥＤ
４ｃ  ＬＥＤ
１３  サーミスタ（感温手段）
【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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