(57)【要約】【課題】煙の有無を検知することができる小型の煙感知装置を提供する。【解決手段】煙感知装置１は、気体が流入する流入口１１、及び、流入した気体が流出する流出口１２を有し、流入口１１から流出口１２までを接続する流路１３が内部に設けられた筐体１０と、流路１３の少なくとも一部で上昇気流を発生させる抵抗素子２０と、発散光を出射する発光部３０と、流入口１１から流入した気体に煙が含まれる場合に、発散光のうち煙によって散乱された散乱光を受光するための受光部４０とを備え、受光部４０は、発散光が直達しない位置に配置され、かつ、受光部４０から発散する範囲からの光を受光可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体が流入する流入口、及び、流入した気体が流出する流出口を有し、前記流入口から前記流出口までを接続する流路が内部に設けられた筐体と、
前記流路の少なくとも一部で上昇気流を発生させる気流生成機構と、
発散光を出射する発光部と、
前記流入口から流入した気体に煙が含まれる場合に、前記発散光のうち前記煙によって散乱された散乱光を受光するための受光部とを備え、
前記受光部は、前記発散光が直達しない位置に配置され、かつ、前記受光部から発散する範囲からの光を受光可能である
煙感知装置。
【請求項２】
前記発光部と前記受光部とは、板状の壁を挟んで近接配置されている
請求項１に記載の煙感知装置。
【請求項３】
前記発光部と前記受光部とは、同一基板に実装されている
請求項１又は２に記載の煙感知装置。
【請求項４】
前記発光部と前記受光部とは、パッケージ化されている
請求項１〜３のいずれか１項に記載の煙感知装置。
【請求項５】
前記受光部は、
前記散乱光のうち、前記受光部から所定の距離以下の第１範囲で散乱された第１光を受光した場合に、前記第１光を光電変換することで、所定の閾値より高い強度の受光信号を出力し、
前記散乱光のうち、前記受光部から前記所定の距離より離れた第２範囲で散乱された第２光を受光した場合に、前記第２光を光電変換することで、前記所定の閾値より低い強度の受光信号を出力し、
前記第１範囲には、前記流路の一部が含まれ、
前記第２範囲には、前記筐体の壁面であって、前記受光部に対向する部分が含まれる
請求項１〜４のいずれか１項に記載の煙感知装置。
【請求項６】
前記流路は、
前記発光部及び前記受光部が配置された第１流路と、
前記気流生成機構が配置された第２流路とを有し、
前記第１流路と前記第２流路とは、Ｌ字状に接続されている
請求項１〜５のいずれか１項に記載の煙感知装置。
【請求項７】
前記発光部及び前記受光部は、前記流路の前記上昇気流が発生している部分に配置されている
請求項１〜５のいずれか１項に記載の煙感知装置。
【請求項８】
前記発光部は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）チップを有する
請求項１〜７のいずれか１項に記載の煙感知装置。
【請求項９】
前記筐体の最大幅は、２ｃｍ以下である
請求項１〜８のいずれか１項に記載の煙感知装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の煙感知装置を備えるコンセント。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の煙感知装置を備える照明器具。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の煙感知装置を備えるパワーコンディショナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、煙感知装置並びに当該煙感知装置を備えるコンセント、照明器具及びパワーコンディショナーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、煙などの粒子を検出するセンサとして、光散乱式の粒子検出センサが知られている。例えば、特許文献１には、投光素子と受光素子とを備え、投光素子からの光の、検知領域における粒子による散乱光を受光素子で受光することにより、気体中に含まれる粒子を検出する粒子検出センサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２００６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の粒子検出センサでは、投光素子からの光のうち粒子による散乱光以外の光、すなわち、迷光を少なくするため、粒子検出センサの筐体の内部にラビリンス構造が設けられている。このため、筐体のサイズが大きくなり、粒子検出センサの小型化が難しい。
【０００５】
そこで、本発明は、煙の有無を検知することができる小型の煙感知装置並びに当該煙感知装置を備えるコンセント、照明器具及びパワーコンディショナー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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る煙感知装置は、気体が流入する流入口、及び、流入した気体が流出する流出口を有し、前記流入口から前記流出口までを接続する流路が内部に設けられた筐体と、前記流路の少なくとも一部で上昇気流を発生させる気流生成機構と、発散光を出射する発光部と、前記流入口から流入した気体に煙が含まれる場合に、前記発散光のうち前記煙によって散乱された散乱光を受光するための受光部とを備え、前記受光部は、前記発散光が直達しない位置に配置され、かつ、前記受光部から発散する範囲からの光を受光可能である。
【０００７】
本発明の一態様は、前記煙感知装置を備えるコンセントであってもよい。
【０００８】
本発明の一態様は、前記煙感知装置を備える照明器具であってもよい。
【０００９】
本発明の一態様は、前記煙感知装置を備えるパワーコンディショナーであってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、煙の有無を検知することができる小型の煙感知装置などを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態に係る煙感知装置の外観斜視図である。
【図２】実施の形態に係る煙感知装置の断面図である。
【図３】実施の形態に係る煙感知装置の煙が発生している時の動作を模式的に示す断面図である。
【図４】実施の形態に係る煙感知装置の煙が発生していない時の動作を模式的に示す断面図である。
【図５】実施の形態に係る煙感知装置の受光部が出力する受光信号の一例を示す図である。
【図６】実施の形態の変形例１に係る煙感知装置の断面図である。
【図７】実施の形態の変形例２に係る煙感知装置の断面図である。
【図８】実施の形態に係る煙感知装置を備えるコンセントの外観図である。
【図９】実施の形態に係る煙感知装置を備えるダウンライトの外観図である。
【図１０】実施の形態に係る煙感知装置を備えるパワーコンディショナーの外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下では、本発明の実施の形態に係る煙感知装置などについて、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１３】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００１４】
また、本明細書において、平行、垂直又は一致などの要素間の関係性を示す用語、及び、長方形、円形又は直方体などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する表現である。
【００１５】
また、本明細書及び図面において、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、三次元直交座標系の三軸を示している。各実施の形態では、ｚ軸方向を鉛直方向とし、ｚ軸に垂直な方向（ｘｙ平面に平行な方向）を水平方向としている。なお、ｚ軸の正方向を鉛直上方としている。
【００１６】
（実施の形態）
［概要］
まず、本実施の形態に係る煙感知装置の概要について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る煙感知装置１を示す外観斜視図である。図２は、本実施の形態に係る煙感知装置１の断面図である。具体的には、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面を示している。
【００１７】
図１及び図２に示すように、煙感知装置１は、筐体１０と、抵抗素子２０と、発光部３０と、受光部４０とを備える。さらに、煙感知装置１は、基板５０及び基板６０を備える。
【００１８】
煙感知装置１は、煙の粒子による光の散乱を利用して煙を検知する光散乱式の粒子検出センサである。具体的には、煙感知装置１は、筐体１０内に煙が取り込まれた場合に、発光部３０が発した光のうち煙の粒子によって散乱された散乱光を受光部４０が受光することで、煙を検知する。
【００１９】
煙感知装置１は、煙の有無のみを簡易的に精度良く検知する。本実施の形態では、煙感知装置１は、煙の量の大小の判定は行わない。煙感知装置１は、最大幅が例えば２ｃｍ以下である小型かつ軽量の煙感知装置である。煙感知装置１は、小型かつ軽量であるので様々な電気製品などに搭載することが可能である。煙感知装置１の搭載例については、後で説明する。
【００２０】
以下ではまず、煙感知装置１の各構成部材について説明する。
【００２１】
［筐体］
筐体１０は、図１及び図２に示すように、気体が流入する流入口１１及び流入した気体が流出する流出口１２を有する。筐体１０の内部には、流入口１１から流出口１２までを接続する流路１３が設けられている。流路１３は、流入口１１から流入した気体が流出口１２まで流れる経路である。
【００２２】
筐体１０は、煙感知装置１の外郭をなす外郭筐体である。筐体１０の外形は、内部に設けられた流路１３と同様の形状を有する。本実施の形態では、流路１３は、Ｌ字状に形成されており、筐体１０は、Ｌ字状の側面を有する。具体的には、筐体１０を構成する側面のうち、ｙｚ面に平行な側面の形状がＬ字状、すなわち、大きさの異なる２つの長方形が組み合わされた形状である。より具体的には、筐体１０の外形は、大きさの異なる２つの直方体が組み合わされた形状である。
【００２３】
図１及び図２に示すように、筐体１０は、流入口１１が設けられた第１筐体部１０ａと、流出口１２が設けられた第２筐体部１０ｂとを備える。第１筐体部１０ａ及び第２筐体部１０ｂの各々の外形は、略直方体状である。第１筐体部１０ａ及び第２筐体部１０ｂが一体成型されることにより、筐体１０が形成されている。
【００２４】
第１筐体部１０ａは、流入口１１と、流路１３の一部である第１流路１３ａとを有する。流入口１１は、第１筐体部１０ａの壁面を貫通する開口である。図１に示すように、流入口１１は、例えば、ｘ：１．２ｍｍ×ｚ：１ｍｍの矩形の開口であるが、これに限らない。流入口１１の形状は、正方形、円形又は楕円形などでもよい。第１筐体部１０ａには、複数の流入口１１が設けられていてもよい。
【００２５】
本実施の形態では、第１流路１３ａは、流入口１１から、その貫通方向（ｙ軸方向）に延びている。具体的には、流入口１１が水平方向に向けて開口しているので、第１流路１３ａは、水平方向に延びている。図２に示すように、第１筐体部１０ａの下面には、発光部３０及び受光部４０が実装された基板５０が、第１流路１３ａに面するように配置されている。第１筐体部１０ａの壁の内面及び基板５０の上面によって、第１流路１３ａが形成されている。
【００２６】
第１流路１３ａは、ｘｚ断面の形状が略一定の大きさの矩形であり、ｙ軸方向に向けて真っ直ぐに延びている。第１流路１３ａの幅（ｘ軸方向の長さ）は、例えば、流入口１１の横幅と略同じであり、１．２ｍｍである。第１流路１３ａの高さ（ｚ軸方向の長さ）、すなわち、基板５０と、基板５０に対向する第１筐体部１０ａの内面（すなわち、天井面１０ｃ）との距離は、例えば２ｍｍである。第１流路１３ａの幅及び高さは、奥に向かうにつれて漸次小さくなってもよい。第１流路１３ａの長さ（奥行き方向、ｙ軸方向の長さ）は、例えば１ｃｍ以下である。
【００２７】
第２筐体部１０ｂは、流出口１２と、流路１３の一部である第２流路１３ｂとを有する。流出口１２は、第２筐体部１０ｂの壁面を貫通する開口である。図１に示すように、流出口１２は、例えば、ｘ：１．２ｍｍ×ｚ：１ｍｍの矩形の開口であるが、これに限らない。流出口１２の形状は、流入口１１の形状と同じでもよく、異なっていてもよく、例えば正方形、円形又は楕円形などでもよい。第２筐体部１０ｂには、複数の流出口１２が設けられていてもよい。
【００２８】
本実施の形態では、第２流路１３ｂは、第１流路１３ａから連続して、流出口１２まで延びている。具体的には、第２流路１３ｂは、鉛直方向に延びている。つまり、第１流路１３ａと第２流路１３ｂとは、Ｌ字状に接続されている。
【００２９】
図２に示すように、第２筐体部１０ｂの下面には、抵抗素子２０が実装された基板６０が、第２流路１３ｂに面するように配置されている。第２筐体部１０ｂの壁の内面及び基板６０の上面によって、第２流路１３ｂが形成されている。
【００３０】
第２流路１３ｂは、ｘｙ断面の形状が略一定の大きさの矩形であり、ｚ軸方向に向けて真っ直ぐに延びている。第２流路１３ｂの幅（ｘ軸方向の長さ）は、例えば、第１流路１３ａの幅と同じであり、流出口１２の幅と同じである。第２流路１３ｂの長さ（ｚ軸方向の長さ）は、例えば、第１流路１３ａの高さの２倍であり、４ｍｍである。
【００３１】
図１及び図２に示すように、流出口１２は、水平方向に向けて開口している。具体的には、流出口１２は、流入口１１と同じ方向（ｙ軸の負方向）に向けて開口している。つまり、流出口１２を貫通する方向（ｙ軸方向）は、第２流路１３ｂが延びる方向（ｚ軸方向）と直交している。
【００３２】
なお、流出口１２が鉛直上方に向かって開口していないので、筐体１０の内部に埃などの異物が侵入するのを抑制することができる。これにより、煙以外の埃などによる誤検知を抑制することができる。
【００３３】
本実施の形態では、筐体１０の内部に形成された流路１３は、単純な構成を有する。言い換えると、筐体１０は、ラビリンス構造などの光トラップ構造を有しない。
【００３４】
例えば、流路１３の屈曲数は、２つ以下である。具体的には、流路１３は、第１流路１３ａと第２流路１３ｂとの接続部分と、第２流路１３ｂと流出口１２との接続部分との２ヶ所で屈曲している。流路１３は、分岐を有さず、流入口１１から流出口１２までを１本の経路で結んでいる。流路１３上に位置する障害物は、壁５１のみである。なお、流路１３は、直線状に形成されていてもよく、障害物が全く配置されていなくてもよい。
【００３５】
本実施の形態では、筐体１０の最大幅が所定の範囲内になるように構成されている。具体的には、筐体１０の最大幅は、例えば２ｃｍ以下である。筐体１０の最大幅は、筐体１０を構成する各頂点のうち最も距離の離れた頂点間の距離である。例えば、筐体１０の最大幅は、図１に示す頂点Ｐ１及びＰ２間の距離に相当する。筐体１０の大きさ及び形状、並びに、流路１３の大きさ及び形状は、筐体１０の最大幅が所定の範囲である限り、特に限定されない。
【００３６】
筐体１０は、例えば、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂などの樹脂材料を用いた射出成型及び切削加工などによって形成されている。筐体１０の少なくとも内面は、黒色などの光の吸収率の高い色で構成されている。例えば、筐体１０は、黒色顔料又は黒色染料などが含有された樹脂材料を用いて形成されており、筐体１０の全体が黒色である。
【００３７】
［抵抗素子］
抵抗素子２０は、流路１３の少なくとも一部で上昇気流を発生させる気流生成機構の一例である。具体的には、抵抗素子２０は、通電されて発熱することで周囲の空気を温めることで上昇気流を発生させる熱源の一例である。抵抗素子２０は、例えば、基板６０に実装されたチップ抵抗である。抵抗素子２０の両端には、図示しない電源が接続されている。
【００３８】
なお、基板６０は、例えばセラミック基板であるが、これに限らない。基板６０の少なくとも上面は、黒色塗料で塗られていてもよい。
【００３９】
［発光部］
発光部３０は、発散光を出射する。本実施の形態では、発光部３０は、集光レンズを有しない。すなわち、発光部３０が出射する発散光は、広い範囲に広がって進行する。発散光は、例えば赤外光であるが、これに限らない。
【００４０】
図２には、発散光の広がる範囲をドットの網掛けを付して示している。図２に示す断面は、発光部３０の光軸を通る断面である。図２に示す断面において、発散光がなす角度は、例えば６０°以上であり、好ましくは９０°以上であり、より好ましくは１２０°以上である。例えば、発散光は、ランバーシアン配光を有する。
【００４１】
本実施の形態では、発光部３０は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）チップを有する。具体的には、発光部３０は、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔ  Ｄｅｖｉｃｅ）型のＬＥＤ素子である。
【００４２】
発光部３０は、時間の経過によらず光出力が略一定の連続光を発散光として出射するが、これに限らない。発光部３０は、パルス光を発散光として出射してもよい。
【００４３】
［受光部］
受光部４０は、発光部３０が出射した発散光のうち煙によって散乱された散乱光を受光するための受光部である。受光部４０は、集光レンズを有しない。すなわち、受光部４０は、受光部４０から発散する範囲、つまり、広い範囲からの光を受光可能である。
【００４４】
図２には、受光部４０の受光可能な範囲を破線の斜線の網掛けを付して示している。図２に示す断面は、受光部４０の光軸を通る断面である。図２に示す断面において、受光部４０の受光範囲がなす角度は、例えば６０°以上であり、好ましくは９０°以上であり、より好ましくは１２０°以上である。
【００４５】
受光部４０は、例えば、フォトダイオード又はフォトトランジスタなどの光電変換素子である。受光部４０は、発散光の波長成分に受光感度を有する。
【００４６】
受光部４０は、発光部３０からの発散光が直達しない位置に配置されている。ここで、直達とは、煙の粒子及び筐体１０の内壁などに反射又は散乱されることなく、発光部３０から受光部４０に直接、光が到達することである。つまり、受光部４０には、発散光が直接入射しない。受光部４０に入射する光は、少なくとも１回、反射又は散乱された光が入射する。
【００４７】
本実施の形態では、発光部３０と受光部４０とは、板状の壁５１を挟んで近接配置されている。発光部３０と受光部４０とは、例えば１ｍｍの間隔で配置されている。例えば、壁５１の根元から発光部３０までの距離、及び、壁５１の根元から受光部４０までの距離はそれぞれ、壁５１の高さより短い。発光部３０と受光部４０とは壁５１から等距離に配置されているが、これに限らない。例えば、受光部４０の方が発光部３０よりも壁５１に近い位置に配置されていてもよい。
【００４８】
壁５１は、発光部３０及び受光部４０が実装された基板５０の一部である。壁５１は、発光部３０と受光部４０とを光学的に隔てている。壁５１の高さ（ｚ軸方向の長さ）は、例えば、第１流路１３ａの高さの半分以下である。これにより、第１流路１３ａ上の障害物になりにくい。
【００４９】
例えば、発光部３０と受光部４０とは、同一の基板５０に実装されている。基板５０は、例えば、セラミック基板などであるが、特に限定されない。具体的には、発光部３０と受光部４０とは、パッケージ化されている。これにより、発光部３０と受光部４０との位置関係を予め固定しておくことができるので、組み立ての際のバラツキを抑制することができる。このため、発光部３０からの発散光が受光部４０に直達するのを抑制することができる。
【００５０】
本実施の形態では、受光部４０は、煙の有無の検出が容易になるように、煙による散乱光が入射した場合にのみ、所定の閾値ｔｈより強度が大きい受光信号を生成する。受光部４０は、煙が発生していない場合には、所定の閾値ｔｈより強度が小さい受光信号を生成する。
【００５１】
具体的には、受光部４０は、散乱光のうち、受光部４０から所定の距離以下の第１範囲で散乱された第１光を受光した場合に、第１光を光電変換することで、所定の閾値ｔｈより高い強度の受光信号を出力する。このとき、第１範囲には、流路１３の一部が含まれている。具体的には、第１範囲には、第１流路１３ａの中央付近であって、煙９０が通過しやすい部分を含んでいる。例えば、第１範囲は、図２に示す断面では、斜線の網掛けが付された略扇形の範囲で示される。
【００５２】
一方で、受光部４０は、受光部４０から所定の距離より離れた第２範囲で散乱された第２光を受光した場合に、第２光を光電変換することで、所定の閾値ｔｈより低い強度の受光信号を出力する。第２範囲は、第１範囲以外の部分であって、第１範囲より遠い部分を含んでいる。具体的には、第２範囲には、第１筐体部１０ａの天井面１０ｃなどが含まれる。
【００５３】
このように、受光部４０は、近い部分からの光を検出して大きな信号強度の受光信号を出力し、遠い部分からの光を検出できずに小さい信号強度の受光信号を出力する。
【００５４】
［動作］
続いて、本実施の形態に係る煙感知装置１の動作について、図３〜図５を用いて説明する。
【００５５】
図３及び図４は、本実施の形態に係る煙感知装置１の動作を模式的に示す断面図である。図３は、煙９０が発生している場合を図示している。図４は、煙９０が発生していない場合を図示している。
【００５６】
本実施の形態に係る煙感知装置１は、常時動作している。具体的には、煙感知装置１は、商用電源又は電池などからの電力供給を受けて動作する。
【００５７】
煙感知装置１では、まず、抵抗素子２０には電流が供給されて、抵抗素子２０が発熱する。図３及び図４に示すように、抵抗素子２０の発熱によって、筐体１０の内部の第２流路１３ｂには、上昇気流９１が生成する。上昇気流９１は、筐体１０内の気体を流出口１２から押し出すので、筐体１０内の流路１３には、図３及び図４の太矢印で示される気流９２が生成される。気流９２は、流入口１１から筐体１０内に取り込まれ、第１流路１３ａを水平方向に進み、第２流路１３ｂを垂直方向に進んだ後、流出口１２から外部に放出される。
【００５８】
煙感知装置１では、抵抗素子２０への電流の供給と同時に、又は、気流９２が生成された後、発光部３０及び受光部４０に電力を供給する。これにより、発光部３０から発散光が広い範囲に出射され、受光部４０は、散乱光の受光が可能な状態になる。なお、図３及び図４には、発光部３０から出射される発散光の一部のみを光Ｌ１として図示している。
【００５９】
図３に示すように、煙９０が発生している場合、発光部３０からの光Ｌ１は、煙９０によって散乱されて、その散乱光Ｌ２が受光部４０に入射する。煙９０は、火花又は火災の発生により生じる複数の微粒子の集まりである。煙９０による散乱による光強度の減衰は少なく、散乱光Ｌ２は、光Ｌ１と同等の光強度を有する。このため、受光部４０は、入射した散乱光Ｌ２を光電変換することで、強い信号強度の受光信号を出力する。
【００６０】
一方で、煙９０が発生していない場合、図４に示すように、発光部３０からの光Ｌ１は、煙９０による散乱を受けないため、第１筐体部１０ａの天井面１０ｃにまで到達する。天井面１０ｃで光Ｌ１の大部分は吸収され、一部のみが反射光Ｌ３として受光部４０に入射する場合がある。反射光Ｌ３は、煙９０による散乱光ではなく、検知対象外の迷光である。
【００６１】
反射光Ｌ３は、発散光の一部である光Ｌ１が第１筐体部１０ａの天井面１０ｃで反射された光であるので、その強度は十分に小さくなる。つまり、発光部３０は、供給された電力を変換して発散光として出射するので、発散光の一部である光Ｌ１の強度が小さくなる。さらに、光Ｌ１は天井面１０ｃで吸収されるので、受光部４０に到達するまでには十分に減衰する。このため、受光部４０には、検知可能な強度の光が実質的には入射しない。したがって、受光部４０が出力する受光信号の信号強度は、煙９０が発生している場合よりも低くなる。
【００６２】
図５は、本実施の形態に係る煙感知装置１の受光部４０が出力する受光信号の一例を示す図である。図５において、横軸は時間、縦軸は信号強度を示している。
【００６３】
図５に示すように、煙９０が発生していない場合には、受光信号の信号強度は低くなる。このとき、ノイズなどの要因によって信号強度の強弱は発生するものの、図４を用いて説明したように、受光部４０には、強度の強い光が入射しないので、信号強度の大きな変化が表れない。一方で、煙９０が発生した場合には、散乱光Ｌ２が受光部４０に入射することで、受光信号の信号強度が高くなる。
【００６４】
以上のことから、煙感知装置１では、信号強度と閾値ｔｈとを比較することで、煙９０の有無を検知することができる。閾値ｔｈは、例えば、煙９０が発生していないときの信号強度より大きく、かつ、散乱光Ｌ２に相当するピークのピーク強度より低い値である。煙感知装置１では、信号強度が閾値ｔｈを超えた場合に、煙９０が発生していると判定し、信号強度が閾値ｔｈを超えない場合には、煙９０が発生していないと判定する。
【００６５】
［効果など］
以上のように、本実施の形態に係る煙感知装置１は、気体が流入する流入口１１、及び、流入した気体が流出する流出口１２を有し、流入口１１から流出口１２までを接続する流路１３が内部に設けられた筐体１０と、流路１３の少なくとも一部で上昇気流を発生させる気流生成機構の一例である抵抗素子２０と、発散光を出射する発光部３０と、流入口１１から流入した気体に煙９０が含まれる場合に、発散光のうち煙９０によって散乱された散乱光を受光するための受光部４０とを備える。受光部４０は、発散光が直達しない位置に配置され、かつ、受光部４０から発散する範囲からの光を受光可能である。
【００６６】
これにより、受光部４０が、発光部３０が出射する発散光が直達しない位置に配置されているので、受光部４０には、発散光が直接入射しない。受光部４０には、発散光のうち煙によって散乱された散乱光と、筐体１０の内面で反射された反射光、すなわち、迷光とが入射し得る。このとき、発光部３０が発散光を出射するので、特定の方向に進行する光の強度が強くならずに、広い範囲に弱い光を出射することができる。このため、煙９０による散乱光の強度と、迷光の強度との差を大きくすることができる。
【００６７】
具体的には、筐体１０の流入口１１から流入した気体に含まれる煙９０は、発光部３０及び受光部４０に近い位置を通過するので、煙９０による散乱光の強度は強く、受光部４０によって検知することができる。また、受光部４０の受光範囲が広いので、特定の方向からの光だけではなく、広い範囲からの光を受光することができる。一方で、筐体１０の内面によって反射された迷光は、筐体１０の内面での吸収などによって、その強度は十分に弱くなるので、受光部４０によって検知されない。
【００６８】
このように、特定の方向への光が強くならないので、筐体１０の内部にラビリンス構造などを設けなくても迷光の強度を十分に小さくすることができる。また、発光部３０及び受光部４０のいずれも集光レンズを備えないので、筐体１０の内部にレンズを配置するスペースを設けなくてもよい。したがって、筐体１０を小さくすることができるので、本実施の形態によれば、煙９０の有無を検知することができる小型の煙感知装置１を提供することができる。
【００６９】
また、例えば、発光部３０と受光部４０とは、板状の壁５１を挟んで近接配置されている。
【００７０】
これにより、板状の壁５１によって発散光が受光部４０に直接入射しないので、発光部３０と受光部４０とを近接配置することができ、煙感知装置１を小型化することができる。
【００７１】
また、例えば、発光部３０と受光部４０とは、同一基板に実装されている。
【００７２】
これにより、発光部３０と受光部４０とを同一基板に実装することで、部品点数を削減することができ、煙感知装置１の小型化及び軽量化を実現することができる。
【００７３】
また、例えば、発光部３０と受光部４０とは、パッケージ化されている。
【００７４】
これにより、発光部３０と受光部４０とがパッケージ化されていることで、部品点数を削減することができ、煙感知装置１の小型化及び軽量化を実現することができる。
【００７５】
また、例えば、受光部４０は、散乱光のうち、受光部４０から所定の距離以下の第１範囲で散乱された第１光を受光した場合に、第１光を光電変換することで、所定の閾値より高い強度の受光信号を出力する。受光部４０は、散乱光のうち、受光部４０から所定の距離より離れた第２範囲で散乱された第２光を受光した場合に、第２光を光電変換することで、所定の閾値より低い強度の受光信号を出力する。第１範囲には、流路１３の一部が含まれる。第２範囲には、筐体１０の壁面であって、受光部４０に対向する部分が含まれる。
【００７６】
これにより、煙９０の有無を精度良く検出することができる。
【００７７】
また、例えば、流路１３は、発光部３０及び受光部４０が配置された第１流路１３ａと、抵抗素子２０が配置された第２流路１３ｂとを有する。第１流路１３ａと第２流路１３ｂとは、Ｌ字状に接続されている。
【００７８】
これにより、流路１３の形状が非常に単純になる。したがって、筐体１０の内部にラビリンス構造などの光トラップ構造を設けなくてよいので、筐体１０の小型化、すなわち、煙感知装置１の小型化を実現することができる。
【００７９】
また、例えば、発光部３０は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）チップを有する。
【００８０】
これにより、発光部３０を小さくすることができる。発光部３０が小さくなることで、煙感知装置１の小型化を実現することができる。
【００８１】
また、例えば、筐体１０の最大幅は、２ｃｍ以下である。
【００８２】
これにより、煙感知装置１を十分に小型化及び軽量化することができる。このため、煙感知装置１を様々な電気製品に搭載することができる。
【００８３】
本実施の形態に係る煙感知装置１は、流出口１２からの周囲光が受光部４０に入射しにくいので、煙感知装置１の周囲に蛍光灯又はＬＥＤランプなどの光源が存在する場合に、特に有用である。なお、煙感知装置１の周囲に光源が存在する場合に、筐体１０の外側に遮光性能の高いシートを設けてもよい。これにより、煙感知装置１の感知精度を高めることができる。
【００８４】
（変形例）
ここで、上述した実施の形態に係る煙感知装置の変形例について図面を用いて説明する。なお、以下に示す変形例では、上記の実施の形態との相違点を中心に説明し、共通点の説明を省略又は簡略化する。
【００８５】
［変形例１］
まず、変形例１について図６を用いて説明する。図６は、本変形例に係る煙感知装置１０１の断面図である。なお、図６は、図１のＩＩ−ＩＩ線に相当する断面である。
【００８６】
図６に示すように、本変形例に係る煙感知装置１０１は、図２に示す煙感知装置１と比較して、流出口１２とは異なる位置に流出口１１２が設けられている。流出口１１２は、設けられた位置が異なることを除いて、実施の形態１に係る流出口１２と同じである。
【００８７】
図６に示すように、流出口１１２は、筐体１０のｙ軸の最も正側の壁面を貫通するように設けられている。これにより、気流９２は、流入口１１から流出口１１２までスムーズに流れやすくなる。
【００８８】
なお、流出口１１２からの外光が受光部４０に入射しやすくなるため、例えば、筐体１０の全体を暗所に配置してもよい。あるいは、流出口１１２の外側に光の入射を抑制する庇などを設けてもよい。筐体１０の全体が暗所に配置されている場合には、流出口１１２は、筐体１０の上部（天井部）に設けられていてもよい。つまり、流出口１１２は、抵抗素子２０と向かい合う位置に設けられていてもよい。これにより、流入口１１から流入した気流９２は、抵抗素子２０が発生させる上昇気流に沿ってスムーズに筐体１０の外部に排出される。
【００８９】
このように、本変形例に係る煙感知装置１０１においても、実施の形態と同様に、小型化を実現することができる。
【００９０】
［変形例２］
次に、変形例２について図７を用いて説明する。図７は、本変形例に係る煙感知装置２０１の断面図である。図７は、図１のＩＩ−ＩＩ線に相当する断面である。
【００９１】
図７に示すように、本変形例に係る煙感知装置２０１は、図２に示す煙感知装置１と比較して、流出口１２とは異なる位置に流出口２１２が設けられている。さらに、煙感知装置２０１は、流入口１１が鉛直下方に向かって開いている。簡単に言い換えると、本変形例に係る煙感知装置２０１は、実施の形態に係る煙感知装置１を垂直に立てて配置したものに相当する。
【００９２】
煙感知装置２０１の筐体２１０は、実施の形態１に係る煙感知装置１の筐体１０と略同じであり、水平面に対する姿勢が異なる。具体的には、流入口１１は、鉛直下方に向かって開いており、第１流路１３ａは、流入口１１から鉛直上方に向かって延びている。第２流路１３ｂは、第１流路１３ａの上端から水平方向に向かって流出口２１２まで延びている。流出口２１２は、水平方向に向かって開いている。これにより、流路１３の屈曲数は１つになるので、気流９２をスムーズに流すことができる。
【００９３】
なお、流出口２１２が鉛直上方に向かって開口していないので、筐体２１０の内部に埃などの異物が侵入するのを抑制することができる。これにより、煙以外の埃などによる誤検知を抑制することができる。
【００９４】
本変形例では、気流生成機構の一例である抵抗素子２０は、第１流路１３ａに配置されている。具体的には、抵抗素子２０は、流入口１１の近傍に配置されている。これにより、上昇気流が第１流路１３ａに発生する。なお、抵抗素子２０は、流入口１１の外側に配置されていてもよい。
【００９５】
本変形例に係る煙感知装置２０１では、例えば、発光部３０及び受光部４０は、流路１３の上昇気流が発生している部分、すなわち、第１流路１３ａに配置されている。
【００９６】
以上のように、本変形例に係る煙感知装置２０１においても、実施の形態と同様に、小型化を実現することができる。
【００９７】
（その他）
以上、本発明に係る煙感知装置などについて、上記の実施の形態及びその変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【００９８】
例えば、本発明の一態様は、図８に示すようなコンセント３００としても実現することができる。図８は、本発明の一態様に係るコンセント３００の外観図である。図８に示すコンセント３００は、差し込みプラグ３１０が挿入されるプラグ受け３０１と、煙感知装置１とを備える。コンセント３００が備える煙感知装置１は、例えば、コンセント３００の裏面側に配置される。
【００９９】
このとき、煙感知装置１は、差し込みプラグ３１０がプラグ受け３０１に挿入されたことを検知した場合に、動作を開始してもよい。これにより、トラッキングの発生による煙の有無を効果的に検知することができる。すなわち、差し込みプラグ３１０がプラグ受け３０１に挿入されていない場合にはトラッキングが発生しないので、煙感知装置１の動作を停止しておくことで消費電力の削減に貢献することができる。
【０１００】
また、煙を検知した場合に、煙感知装置１は、コンセント３００のプラグ受け３０１への電力の供給を遮断してもよい。例えば、コンセント３００がリレースイッチなどを備える場合には、煙感知装置１の検知結果に応じてリレースイッチのオンオフを切り替えてもよい。
【０１０１】
また、例えば、本発明の一態様は、図９に示すようなダウンライト４００として実現することもできる。図９は、本発明の一態様に係るダウンライト４００の外観図である。図９に示すダウンライト４００は、電源一体型のダウンライトであり、煙感知装置１を備える照明器具の一例である。ダウンライト４００が備える煙感知装置１は、例えば、電源回路を収納する回路筐体部４０１の内部に配置されている。
【０１０２】
なお、ダウンライト４００は、電源と灯具とが別体で構成されてもよい。電源と灯具とは、ケーブルなどで接続されており、当該ケーブルの近傍及び端子台などに煙感知装置１が搭載されていてもよい。
【０１０３】
また、例えば、本発明の一態様は、図１０に示すようなパワーコンディショナー５００として実現することもできる。図１０は、本発明の一態様に係るパワーコンディショナー５００の外観図である。図１０に示すパワーコンディショナー５００は、一般家庭などの施設内の電力供給などを制御する装置であり、煙感知装置１を備える。パワーコンディショナー５００が備える煙感知装置１は、例えば、パワーコンディショナー５００の外郭筐体５０１の内部に配置されている。
【０１０４】
このように、煙感知装置１は、十分に小型化されているために、様々な電気製品に搭載することが可能になる。また、煙感知装置１の搭載位置も特に限定されず、例えば、ダウンライト４００の回路筐体部４０１の外側面、又は、パワーコンディショナー５００の外郭筐体５０１の外側面に取り付けられてもよい。また、煙感知装置１の搭載数は、複数個であってもよい。
【０１０５】
また、煙感知装置１は、コンセント３００、ダウンライト４００及びパワーコンディショナー５００以外にも様々な場所に設けることができる。例えば、煙感知装置１は、ベースライト若しくはシーリングライトなどの他の照明器具、又は、エアコン、電子レンジ若しくは加熱調理器などの他の電子機器に搭載されてもよい。また、煙感知装置１は、電子機器に限らず、壁材、天井材又は床材などの造営材に取り付けられて、壁裏、天井裏又は床下などに配置されてもよい。また、煙感知装置１は、自動車、電車又は飛行機などの移動体に取り付けられてもよい。
【０１０６】
また、例えば、上記の実施の形態では、発光部３０及び受光部４０が第１筐体部１０ａの下面に配置されている例について示したが、これに限らない。発光部３０及び受光部４０は、第１筐体部１０ａの側面又は天井面１０ｃに配置されていてもよい。例えば、発光部３０及び受光部４０を第１筐体部１０ａの天井面１０ｃに配置することで、煙９０の通過する部分により近づけることができる。これにより、煙９０による散乱光の強度と、迷光の強度との差をより大きくすることができるので、煙９０の検知精度を高めることができる。
【０１０７】
また、例えば、上記の実施の形態では、煙感知装置１が気流生成機構の一例として抵抗素子２０を備える例について示したが、これに限らない。例えば、煙感知装置１は、ファンなどの送風機を気流生成機構として備えてもよい。ファンは、例えば、抵抗素子２０と同様に、第２流路１３ｂの下部に配置されていてもよく、あるいは、流入口１１及び流出口１２の少なくとも一方の近傍に配置されてもよい。ファンなどの送風機は、筐体１０の外部に配置されていてもよい。
【０１０８】
また、煙感知装置１は、気流生成機構を備えなくてもよい。例えば、ダウンライト４００の発熱、又は、パワーコンディショナー５００の発熱によって生成した気流が、流入口１１から筐体１０内に取り込まれるような位置及び姿勢で煙感知装置１が配置されてもよい。
【０１０９】
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【０１１０】
１、１０１、２０１  煙感知装置
１０、２１０  筐体
１１  流入口
１２、１１２、２１２  流出口
１３  流路
１３ａ  第１流路
１３ｂ  第２流路
２０  抵抗素子（気流生成機構）
３０  発光部
４０  受光部
５０  基板
５１  壁
９０  煙
９１  上昇気流
９２  気流（気体）
３００  コンセント
４００  ダウンライト（照明器具）
５００  パワーコンディショナー
Ｌ１  光
Ｌ２  散乱光
【図１】
2019008595.tif 000003
【図２】
2019008595.tif 000004
【図３】
2019008595.tif 000005
【図４】
2019008595.tif 000006
【図５】
2019008595.tif 000007
【図６】
2019008595.tif 000008
【図７】
2019008595.tif 000009
【図８】
2019008595.tif 000010
【図９】
2019008595.tif 000011
【図１０】
2019008595.tif 000012