(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源を全波整流する全波整流回路と、上記全波整流回路のプラス出力端子とマイナス出力端子との間に接続された定電圧素子と、上記全波整流回路の出力に基づき動作し、熱、炎、煙等より火災を感知し、電気信号を出力し、その電気信号が所定の基準値をこえたときに警報信号を出力する火災検出回路と、上記全波整流回路のプラス出力端子とマイナス出力端子との間に、上記火災検出回路に所定の電圧を出力する電圧安定化回路と、を有し、上記全波整流回路の出力側に、リレーと火災警報を発する警報器とからなる負荷を備えた火災警報器であって、
上記火災検出回路の警報信号に基づきオンする第１と第２のスイッチング素子と、
上記全波整流回路の出力に基づき常時はオンし、上記第１のスイッチング素子からのオン信号を受けた時にオフする第３のスイッチング素子と、
上記全波整流回路のプラス出力端子とマイナス出力端子との間に接続され、上記第３のスイッチング素子とリレー疑似抵抗を介して直列接続の電源表示灯と、
上記電源表示灯と上記リレー疑似抵抗との接続点と上記全波整流回路のマイナス出力端子との間に接続され、上記第２のスイッチング素子と直列接続のリレーと、
上記全波整流回路のプラス出力端子とマイナス出力端子との間に接続され、上記リレーの常開接点と直列接続の警報器と、上記全波整流回路のプラス出力端子とマイナス出力端子との間に接続され、上記リレーの常閉接点と直列接続の警報器疑似抵抗とを備え、
上記リレーと上記リレー疑似抵抗の抵抗値を同じにし、かつ上記警報器と上記警報器疑似抵抗の抵抗値も同じにし、火災監視時と火災時の電流経路を切り換えて、前記負荷が一定になるようにしたことをを特徴とする火災警報器。
【請求項２】
上記交流電源と上記全波整流回路との間に、交流電源の電圧を降圧して上記全波整流回路に入力する降圧用コンデンサを設け、該コンデンサにフライホイール用抵抗を並列に接続したことを特徴とする請求項１記載の火災警報器。
【請求項３】
上記電源表示灯は、火災監視時、火災時の何れの場合も点灯しており、上記電圧安定化回路が前記所定の電圧を出力しなくなった場合に消灯することを特徴とする請求項１記載の火災警報器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は火災警報器、特に家庭用、住宅用の熱式火災警報器の電源回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の家庭用火災警報器においては、電源回路に交流電源の交流電圧を電源トランスを用いて降圧し、整流回路と平滑コンデンサで交流から変換された直流を電源として用いていた。
また、その火災警報器は電源回路の整流回路の出力側には火災検出回路の火災検出信号に基づいてリレーが動作し、そのリレーによってブザーなどの警報器が鳴動するように構成されており、火災監視時にはリレーやブザーなどの負荷がなく、火災時にはリレーやブザーなどの負荷が生じるという負荷の変動があるものであった。また、入力電圧の変動により生じる整流回路の出力電圧の変動を防止し、一定の電圧を出力させるために出力電圧をクリップするツェナーダイオードが整流回路の出力側に設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の火災警報器では、電源回路に電源トランスを用いているため、電源回路を内蔵した火災警報器は形状が大きくなると共に重量も重くなるという問題点があった。
また、従来の熱火災警報器では、火災監視時の負荷がない状態では整流回路の出力側に流れる電流が減少し、結果的に負荷回路のインピーダンスが増大して回路電圧が高くなり、火災時の負荷が生じる状態では逆にインピーダンスが減少して回路電圧は低くなるため、火災監視時の負荷がない状態を基準に回路電圧を設定すると、火災時に回路電圧が下がり、火災検出回路やリレーやブザーなどの負荷の動作が不安定になるおそれがあり、また逆に火災時の負荷が生じる状態を基準に回路電圧を設定すると、火災監視時に回路電圧が上がり、整流回路の出力電圧をクリップするために設けられているツェナーダイオードに電流が流れて発熱を起こし、ツェナーダイオードが破損するおそれが高くなり、火災警報器自体の故障率が高くなるという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、薄形、軽量で、火災検出回路が安定して動作し、故障率の低い火災警報器を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る火災警報器は、交流電源を全波整流する全波整流回路と、上記全波整流回路のプラス出力端子とマイナス出力端子との間に接続された定電圧素子と、上記全波整流回路の出力に基づき動作し、熱、炎、煙等より火災を感知し、電気信号を出力し、その電気信号が所定の基準値をこえたときに警報信号を出力する火災検出回路と、上記全波整流回路のプラス出力端子とマイナス出力端子との間に、上記火災検出回路に所定の電圧を出力する電圧安定化回路と、を有し、上記全波整流回路の出力側に、リレーと火災警報を発する警報器とからなる負荷を備えた火災警報器であって、上記火災検出回路の警報信号に基づきオンする第１と第２のスイッチング素子と、上記全波整流回路の出力に基づき常時はオンし、上記第１のスイッチング素子からのオン信号を受けた時にオフする第３のスイッチング素子と、上記全波整流回路のプラス出力端子とマイナス出力端子との間に接続され、上記第３のスイッチング素子とリレー疑似抵抗を介して直列接続の電源表示灯と、上記電源表示灯と上記リレー疑似抵抗との接続点と上記全波整流回路のマイナス出力端子との間に接続され、上記第２のスイッチング素子と直列接続のリレーと、上記全波整流回路のプラス出力端子とマイナス出力端子との間に接続され、上記リレーの常開接点と直列接続の警報器と、上記全波整流回路のプラス出力端子とマイナス出力端子との間に接続され、上記リレーの常閉接点と直列接続の警報器疑似抵抗とを備え、上記リレーと上記リレー疑似抵抗の抵抗値を同じにし、かつ上記警報器と上記警報器疑似抵抗の抵抗値も同じにし、火災監視時と火災時の電流経路を切り換えて、前記負荷が一定になるようにしたことを特徴とするものです。
【０００６】
本発明に係る火災警報器においては、室内が常温の火災監視時には、火災検出回路は警報信号を出力しないので、第１及び第２のスイッチング素子はオフし、第１のスイッチング素子のオフにより第３のスイッチング素子はオンしているから、電源表示灯とリレー疑似抵抗に電流が流れ、電源表示灯は点灯し、リレーは第２のスイッチング素子がオフしているため不動作の状態であり、その可動接点は常閉接点と接続されたままであり、警報器疑似抵抗に電流が流れている。
また、室内の周囲温度が上昇した火災時には、火災検出回路は火災であると判断して警報信号を出力し、その警報信号により、第１及び第２のスイッチング素子はオンし、第１のスイッチング素子のオンにより第３のスイッチング素子はオフしているから、電源表示灯及びリレーに電流が流れ、電源表示灯が点灯とすると共にリレーが動作し、リレーの可動接点は常開接点と接続され、警報器に電流が流れ、警報器を鳴動して火災の警報を発する。
このように、火災時にリレーと警報器に電流が流れ、火災監視時にはリレーに代わりリレー疑似抵抗に電流が流れ、警報器に代わり警報器疑似抵抗に電流が流れるようにし、リレーとリレー疑似抵抗の抵抗値を同じに、また警報器と警報器疑似抵抗の抵抗値も同じにすることにより、火災時と監視時とで全波整流回路の出力側の主たる負荷が変動しないこととなり、全波整流回路の出力側の負荷回路電圧も変動しないため、主たる負荷であるリレー、警報器等の動作が安定し、定電圧素子に電流が流れるおそれが少ないため、定電圧素子が故障しにくくなって火災警報器自体の故障率も低くなる。
さらに、本発明に係る火災警報器は、トランスを用いないで、交流電源の電圧を降圧して全波整流回路に入力するフライホイール用抵抗が並列接続された降圧用コンデンサを用いることで、商用１００Ｖを降圧させているため、トランスのいらない電源回路を得ることができ、火災警報器のような美観上、小型化が望まれる機器にとって有用である。
また、商用１００Ｖを降圧させている時の全波整流回路の２次側の電圧は、降圧用コンデンサと、負荷、つまり火災検出回路やブザーやリレーを動作させる回路とのインピーダンス比によって決定される。そのため、負荷が変動すると、回路電圧も変動してしまう。これを防ぐために通常時と火災時の電流経路を切り換えることで、負荷が一定になるようにしている。
【０００７】
また、本発明に係る火災警報器は、上記電源表示灯が、火災監視時、火災時の何れの場合も点灯しており、上記電圧安定化回路が前記所定の電圧を出力しなくなった場合に消灯することを特徴とするものです。
【０００８】
また、本発明に係る火災警報器においては、上記電源表示灯が、火災監視時、火災時の何れの場合も点灯しており、上記電圧安定化回路が前記所定の電圧を出力しなくなった場合に消灯するようにしたので、電圧安定化回路が故障し、電圧安定化回路が所定の電圧より低い電圧を出力している場合、電源表示灯は消灯するため、電圧安定化回路等の電源回路が故障したことを知らせることとなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施形態１
図１は本発明の実施形態１に係る火災警報器の構成を示すブロック図である。
図において、１は商用１００Ｖの交流電源、２はヒューズ、３、４はノイズ吸収用抵抗、５はノイズ吸収用抵抗３に直列に接続され、交流電源１の電圧を降圧するための容量が例えば１．０μＦの降圧用コンデンサ、６はコンデンサ５に並列に接続された例えば１ＭΩのフライホイール用抵抗、７は交流電源１の交流を整流する全波整流回路で、その入力側が交流電源１にヒューズ２、ノイズ吸収用抵抗３、４、コンデンサ５及びフライホイール用抵抗６を介して接続されている。８は全波整流回路７のプラス出力側とマイナス出力側との間に接続され、全波整流回路７の出力電圧を例えば３０Ｖにクリップする定電圧素子であるツェナーダイオード、９は全波整流回路７のプラス出力側とマイナス出力側との間に接続された平滑コンデンサ、１０は平滑コンデンサ９に入力側が接続され、平滑コンデンサ９の電圧を後述の火災検出回路の動作電圧例えば５Ｖに降圧して出力する電圧安定化回路、１１は電圧安定化回路１０からの出力電圧に基づき動作し、例えば熱により火災を感知して電気信号を出力し、その電気信号が所定の基準値をこえたときに警報信号を出力する火災検出回路である。
なお、ツェナーダイオード８は出力電圧を３０Ｖにクリップすると共に、サージ等の異常電圧を吸収する。
【００１２】
１２は火災検出回路１１の警報信号に基づきオンする第１のスイッチング素子である第１トランジスタで、そのベースは火災検出回路１１の警報信号出力端子と接続され、そのエミッタは全波整流回路７のマイナス出力側と接続されている。１３は火災検出回路１１の警報信号に基づきオンする第２のスイッチング素子である第２トランジスタで、そのベースは火災検出回路１１の警報信号出力端子と接続され、そのエミッタは全波整流回路７のマイナス出力側と接続されている。
１４は電圧安定化回路１０の出力に基づき常時はオンし、第１トランジスタ１２がオンした時にオフする第３のスイッチング素子である第３トランジスタで、そのベースは第１トランジスタ１２のコレクタと接続され、そのエミッタは全波整流回路７のマイナス出力側と接続されている。１５、１６は電圧安定化回路１０のプラス出力側と全波整流回路７のマイナス出力側との間に設けられた２つの直列接続の分圧抵抗である。その２つの抵抗１５、１６の接続点は第３トランジスタ１３のベースに接続されている。
【００１３】
１７はアノードが全波整流回路７のプラス出力側と接続された電源表示灯である発光ダイオード、１８は一端が発光ダイオード１７のカソードと接続され、他端が第３トランジスタ１４のコレクタに接続されているリレー疑似抵抗、１９は一端が発光ダイオード１７のカソードと接続され、他端が第２トランジスタ１３のコレクタに接続されているリレーである。
なお、リレー疑似抵抗１８の抵抗値はリレー１９の抵抗値と同じに設定されている。２０は一端が全波整流回路７のプラス出力側と接続され、他端がリレー１９の常開接点ａと接続された警報器であるブザー、２１は一端が全波整流回路７のプラス出力側と接続され、他端がリレー１９の常閉接点ｂと接続された警報器疑似抵抗であるブザー疑似抵抗で、ブザー２０と同じ抵抗値に設定されている。リレー１９の可動接点ｃは全波整流回路７のマイナス出力側と接続されている。
【００１４】
次に、本発明の実施形態１に係る火災警報器の動作について説明する。
まず、火災監視時の動作について説明する。
例えば、部屋の天井に設けられた火災警報器の火災検出回路１１は室内の熱を感知しており、室内が常温であれば、その警報信号出力端子から警報信号を出力しないので、第１トランジスタ１２と第２トランジスタ１３はオフしている。そして、第３トランジスタ１４のベースには電圧安定化回路１０の出力電圧を分圧抵抗１６が分圧した電圧が印加され、第３トランジスタ１４はオンしている。
従って、発光ダイオード１７及びリレー疑似抵抗１８に電流が流れ、発光ダイオード１７は火災監視時に点灯している。また、リレー１９は第２トランジスタ１３がオフしているため不動作の状態であり、その可動接点ｃは常閉接点ｂと接続されたままであり、ブザー疑似抵抗２１に電流が流れている。
【００１５】
なお、この実施形態１ではコンデンサ５を設けることにより、全波整流回路７の出力電圧を交流電源１の１００Ｖから３０Ｖに発熱させずに降圧させている。また、ツェナーダイオード８は交流電源１の電圧が１００Ｖ以上になった場合にも、全波整流回路７の出力電圧が電圧安定化回路の入力電圧の上限、例えば３０Ｖ以上とならないようにクリップし、ツェナーダイオード８と電圧安定化回路１０との間に設けられている第１トランジスタ１２〜ブザー疑似抵抗２１で構成される主たる負荷にできるだけ安定した動作を行わせるようにしている。
【００１６】
つぎに、火災時の動作について説明する。
火災時に室内の周囲温度が上昇すると、火災警報器の火災検出回路１１は室内の熱を感知しており、周囲温度が所定値以上であると火災であると判断して警報信号出力端子から例えば５Ｖの警報信号を出力する。その警報信号は第１トランジスタ１２と第２トランジスタ１３のベースに印加され、第１トランジスタ１２と第２トランジスタ１３はオンする。そして、第１トランジスタ１２がオンすると、第３トランジスタ１４のベースは全波整流回路７のマイナス出力側に直接接続された状態となり、いままでそのベースに印加されていた分圧抵抗１６の電圧がゼロになってしまうため、第３トランジスタ１４はオフする。一方、第２トランジスタ１３はオンしているから、発光ダイオード１７と共にリレー１９に電流が流れ、発光ダイオード１７が火災時にも点灯すると共にリレー１９が動作し、リレー１９の可動接点ｃは常開接点ａと接続され、ブザー２０に電流が流れ、ブザー２０は鳴動して火災の警報を発する。またこの時、電圧の変動がないことから発光ダイオード１７は監視時、火災時とも明るさが明滅することはない。
【００１７】
このように、電源表示灯である発光ダイオード１７は火災監視時、火災時の何れの場合も点灯しているが、停電時やヒューズ２の断線時はいうまでもなく、電圧安定化回路１０が故障して５Ｖの電圧を出力しなくなったり、或いは３Ｖしか出力できななくなった場合には、第３トランジスタ１４はオフするため、発光ダイオード１７には電流が流れず、発光ダイオード１７は消灯し、電圧安定化回路１０、全波整流回路７等の電源回路の異常、言い換えれば火災検出回路１１に正常な電圧が供給されていないとう事を知らせることができる。
【００１８】
このように、火災時にリレー１９とブザー２０に電流が流れ、火災監視時にはリレー１９の代わりリレー疑似抵抗１８に電流が流れ、ブザー２０の代わりにブザー疑似抵抗２１に電流が流れるようにし、リレー１９とリレー疑似抵抗１８のインピーダンスは同じで、またブザー２０とブザー疑似抵抗２１のインピーダンスも同じであることにより、火災時と監視時とで全波整流回路７の出力側の主たる負荷が変動しないこととなり、全波整流回路７の出力側の負荷回路電圧も変動しないため、リレー１９、ブザー２０、火災検出回路１１の動作が安定し、ツェナーダイオード８に電流が流れることは、通常のＡＣ入力電圧範囲の上限ではほとんどなく、よってツェナーダイオード８は発熱しないから熱ストレスも加わらないので、劣化が起こらなくなる。従って、異常電圧が加わった時の信頼性も確保できるので、故障しにくくなって、火災警報器事態の故障率も低くなる。
【００１９】
実施形態２
図２は本発明の実施形態２に係る火災警報器の構成を示すブロック図である。図において、３１は商用１００Ｖの交流電源、３２は交流電源３１の交流を整流する全波整流回路、３３は全波整流回路３２のプラス出力側とマイナス出力側との間に接続された平滑コンデンサ、３４は平滑コンデンサ３２に入力側が接続され、所定の安定した電圧を出力する電圧安定化回路、３５は電圧安定化回路３４からの出力電圧に基づき動作し、例えば熱により火災を感知して電気信号を出力し、その電気信号が所定の基準値をこえたときに警報信号を発する火災検出回路である。
【００２０】
３６は電源表示灯である発光ダイオードで、そのアノードが抵抗３７を介して全波整流回路３２のプラス出力側と接続されている。３８はスイッチング素子であるトランジスタで、そのコレクタが発光ダイオード３６のカソードと接続され、そのエミッタが全波整流回路３２のマイナス出力側と接続されている。３９、４０は電圧安定化回路３４のプラス出力側とマイナス出力側との間に接続された２つの直列接続の分圧抵抗で、これら分圧抵抗３９、４０の接続点がトランジスタ３８のベースと接続されている。
【００２１】
次に、上記実施形態２の動作について説明する。
まず、電圧安定化回路３４が正常に動作し、例えば１０Ｖの所定の電圧を出力している場合、その電圧は２つの分圧抵抗３９、４０で分圧され、分圧抵抗４０の電圧がトランジスタ３８のベースに印加されるため、トランジスタ３８がオンする。従って、発光ダイオード３６に電流が流れ、電源表示灯である発光ダイオード３６は点灯し、電圧安定化回路３４等の電源回路が正常に動作していることを知らせている。
ところが、停電時やヒューズの断線時はいうまでもなく、電圧安定化回路３４が故障し、電圧安定化回路３４が所定の電圧より低い例えば８Ｖの電圧を出力している場合、分圧抵抗４０の電圧も低下し、トランジスタ３８のベースにトランジスタ３８の動作電圧以下の電圧が印加されることとなり、トランジスタ３８はオフする。
従って、発光ダイオード３６に電流が流れず、電源表示灯である発光ダイオード３６は消灯するため、電圧安定化回路３４等の電源回路が故障したことを知らせることになる。
【００２２】
実施形態３
図３は本発明の実施形態３に係る火災警報器の構成を示すブロック図である。図において、実施形態２と同一の構成は同一符号を付して重複した構成の説明を省略する。４１は電圧安定化回路３４の出力電圧を検出し、その出力電圧が所定値以下のときはトランジスタ３８の不動作電圧を出力する電圧検出回路で、その出力側は分圧抵抗３９の一端に接続されると共に抵抗４２を介して全波整流回路３２のプラス側に接続されている。
上記実施形態２では、電圧安定化回路３４の出力電圧が８Ｖのときにトランジスタ３８のベースに印加される電圧が不動作電圧になるとすると、電圧安定化回路３４の出力電圧が８Ｖにならなければトランジスタ３８はオフしないが、この実施形態では電圧安定化回路３４が故障し、電圧安定化回路３４が所定の電圧より低くなった場合、そのしきい値を例えば８．５Ｖ以下の電圧と定め、８．５Ｖ以下の電圧であれば、電圧検出回路４１がトランジスタ３８の不動作電圧を出力することにより、電圧安定化回路３４の出力電圧が８．５Ｖで、トランジスタ３８を確実にオフさせて発光ダイオード３６を消灯させることができる。
また、電圧検出回路４１の所定値を適宜に設定することにより、トランジスタ３８の動作電圧に左右されずに電圧安定化回路３４の電圧低下のしきい値を設定することが可能となる。
【００２３】
上記実施形態１では火災検出回路１に，上記実施形態２、３では火災警報回路３５に，熱式のものを用いた熱式火災警報器であるが、火災検出回路１又は火災警報回路３５に炎式、煙式のものを用いた炎式、煙式火災警報器であっても、本発明を適用し得ることはいうまでもない。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、交流電源を全波整流する全波整流回路の出力側に全波整流回路の出力に基づき動作し、火災を感知して電気信号を出力し、その電気信号が所定の基準値以上のときに警報信号を出力する火災検出回路を設け、全波整流回路と火災検出回路との間に電源表示灯とリレーと警報器の負荷を設け、電源表示灯には全波整流回路の出力に基づき常時はオンし、火災検出回路の警報信号に基づきオンする第１のスイッチング素子からのオン信号を受けた時にオフする第３のスイッチング素子を介してリレー疑似抵抗が接続されると共に、火災検出回路の警報信号に基づきオンする第２のスイッチング素子を介してリレー疑似抵抗と同じ抵抗値のリレーが接続され、リレーの常開接点には警報器が接続され、リレーの常閉接点には警報器と同じ抵抗値の警報器疑似抵抗が接続され、室内が常温の火災監視時には、第３のスイッチング素子はオンして電源表示灯とリレー疑似抵抗に電流が流れて電源表示灯は点灯し、リレーは第２のスイッチング素子がオフして不動作の状態で常閉接点と接続された警報器疑似抵抗に電流が流れ、室内の周囲温度が上昇した火災時には、火災検出回路は警報信号を出力し、その警報信号により第１及び第２のスイッチング素子はオンして第３のスイッチング素子はオフしているから、電源表示灯と共にリレーに電流が流れ、電源表示灯が点灯すると共にリレーが動作し、リレーの常開接点と接続された警報器に電流が流れ、警報器を駆動して火災の警報を発し、火災時にリレーと警報器に電流が流れ、火災監視時にはリレーに代わりリレー疑似抵抗に電流が流れ、警報器の代わりに警報器疑似抵抗に電流が流れるようにし、リレーとリレー疑似抵抗の抵抗値を同じに、また警報器と警報器疑似抵抗の抵抗値も同じであるため、火災時と火災監視時とで全波整流回路の出力側の主たる負荷であるリレー、警報器等の動作が安定し、定電圧素子に電流が流れることは、通常のＡＣ入力電圧範囲の上限ではほとんどなく、よって定電圧素子は発熱しないから熱ストレスも加わらないので、劣化がおこらなくなり、異常電圧が加わった時の信頼性も確保できるので、故障しにくくなって、火災警報器自体の故障率も低くなるという効果を有する。
また、交流電源と全波整流回路との間にフライホイール用抵抗が並列に接続された降圧用コンデンサを設けることで、商用電源を降圧させているので、トランスのいらない電源回路を得ることができ、火災警報器のような美観上、小型化が望まれる機器にとって有用であるという効果も有する。
【００２５】
また、上記電源表示灯が、火災監視時、火災時の何れの場合も点灯しており、上記電圧安定化回路が前記所定の電圧を出力しなくなった場合に消灯するようにしたので、電圧安定化回路が故障し、電圧安定化回路が所定の電圧より低い電圧を出力している場合、電源表示灯は消灯するため、電圧安定化回路等の電源回路が故障したことを知らせることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る火災警報器の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態２に係る火災警報器の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態３に係る火災警報器の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  交流電源
５  降圧用コンデンサ
７  全波整流回路
８  ツェナーダイオード（定電圧素子）
９  平滑コンデンサ
１１  火災検出回路
１２  第１トランジスタ（第１のスイッチング素子）
１３  第２トランジスタ（第２のスイッチング素子）
１４  第３トランジスタ（第３のスイッチング素子）
１５  分圧抵抗
１６  分圧抵抗
１７  発光ダイオード（電源表示灯）
１８  リレー疑似抵抗
１９  リレー
２０  ブザー（警報器）
２１  ブザー疑似抵抗（警報器疑似抵抗）
【図１】
0003733491.tif 000002
【図２】
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【図３】
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