(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの煙が流入する開口部を有するチャンバと、発光素子と、受光素子と、制御回路と、アンプ回路と、判定回路と、を備え、
前記発光素子及び前記受光素子は、前記発光素子の光軸と前記受光素子の光軸とが前記チャンバ内で交差するように前記チャンバ内に配置され、
前記チャンバは、前記発光素子の光軸と前記受光素子の光軸との交点を含む煙検知ゾーンを有し、
前記制御回路は、前記発光素子を駆動するように構成され、
前記アンプ回路は、前記受光素子の出力信号を増幅して出力するように構成され、
前記判定回路は、前記アンプ回路の出力信号と火災判定用の第１閾値と前記第１閾値よりも大きな異物判定用の第２閾値とを用いて火災判定と煙検知ゾーン内の異物判定とを行うように構成されており、
前記判定回路は、第１比較部と、第２比較部と、判定部と、を備え、
前記判定部は、前記第１比較部において前記アンプ回路の出力信号が前記第１閾値以上であると判定された時刻と前記第２比較部において前記アンプ回路の出力信号が前記第２閾値以上であると判定された時刻との時間差が第１所定時間よりも短い場合に前記煙検知ゾーン内に異物があると判定する、
ことを特徴とする火災感知器。
【請求項２】
前記判定部は、前記煙検知ゾーン内に異物があると判定した後、前記第１比較部において前記アンプ回路の出力信号が前記第１閾値未満と判断されたとき、異物が無くなったと判断する、
ことを特徴とする請求項１記載の火災感知器。
【請求項３】
前記制御回路は、前記発光素子を間欠的に駆動するように構成され、
前記判定部は、異物があると判断した後、前記アンプ回路の出力信号が前記第２閾値を下回る直前の時刻と前記第１閾値を下回る時刻との時間差が第２所定時間以下の場合、異物の有無を判断するタイミングを第３所定時間だけ遅延させる、
ことを特徴とする請求項１記載の火災感知器。
【請求項４】
前記アンプ回路は、ゲインを切り替えることができるように構成され、
前記判定回路は、第３比較部を更に備え、
前記制御回路は、前記第３比較部において前記アンプ回路の出力信号が前記第１閾値と前記第２閾値との間の第３閾値以上になったと判定されたときに前記アンプ回路のゲインを低下させる、
ことを特徴とする請求項１記載の火災感知器。
【請求項５】
前記アンプ回路は、ゲインを第１ゲインと前記第１ゲインよりも高い第２ゲインとで切り替えることができるように構成され、
前記判定回路は、前記第３閾値と前記第２ゲインと前記第１ゲインとの比で除した値を第４閾値として有し、
前記アンプ回路の出力信号が前記第２ゲインの状態で、前記アンプ回路の出力信号が前記第４閾値よりも低下した場合に、前記アンプ回路のゲインを前記第１ゲインに戻す、
ことを特徴とする請求項４記載の火災感知器。
【請求項６】
トラブルの発生を報知する報知部を備え、
前記判定部において異物があると判定されたとき、前記制御回路は、前記報知部から火災報知用とは異なる態様でトラブルの発生を報知させる、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の火災感知器。
【請求項７】
前記報知部による報知の停止を指示するための操作部を備え、
前記判定部において異物があると判定されたとき、前記制御回路は、前記報知部から火災報知用とは異なる態様でトラブルの発生を報知させ、前記操作部が操作されると、前記報知部から異物の存在を報知させる、
ことを特徴とする請求項６記載の火災感知器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火災感知器に関し、より詳細には、光電子式の煙感知型の火災感知器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、火災感知器としては、煙感知室と、防虫網と、投光素子と、受光素子と、受光素子の受光信号が伝達されて火災判別を行う回路部と、を備えた煙感知器が知られている（特許文献１）。
【０００３】
また、火災感知器としては、ワイヤレス通信型の住宅用火災警報器が知られている（特許文献２）。
【０００４】
特許文献２記載された住宅用火災警報器は、センサ部と、信号処理部と、を有している。
【０００５】
センサ部は、ハウジングを有し、ハウジングの内部が煙濃度を検出するための検出空間となっている。ハウジングには、発光素子と、受光素子と、が設けられている。ハウジングの周壁の一部には、外気を検出空間内に導入するための入口が開口している。入口は、網状に形成されている。
【０００６】
信号処理部は、センサ部の発光素子を発光させるとともに受光素子の出力を信号処理して火災発生の有無を判断するセンサ回路を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−４０００８号公報
【特許文献２】特開２０１２−４３２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
火災感知器の分野においては、火災の検知精度の更なる向上が望まれている。
【０００９】
本発明の目的は、検知精度の向上を図ることが可能な火災感知器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係る火災感知器は、外部からの煙が流入する開口部を有するチャンバと、発光素子と、受光素子と、制御回路と、アンプ回路と、判定回路と、を備える。前記発光素子及び前記受光素子は、前記発光素子の光軸と前記受光素子の光軸とが前記チャンバ内で交差するように前記チャンバ内に配置されている。前記チャンバは、前記発光素子の光軸と前記受光素子の光軸との交点を含む煙検知ゾーンを有する。前記制御回路は、前記発光素子を駆動するように構成されている。前記アンプ回路は、前記受光素子の出力信号を増幅して出力するように構成されている。前記判定回路は、前記アンプ回路の出力信号と火災判定用の第１閾値と前記第１閾値よりも大きな異物判定用の第２閾値とを用いて火災判定と煙検知ゾーン内の異物判定とを行うように構成されている。前記判定回路は、第１比較部と、第２比較部と、判定部と、を備え、前記判定部は、前記第１比較部において前記アンプ回路の出力信号が前記第１閾値以上であると判定された時刻と前記第２比較部において前記アンプ回路の出力信号が前記第２閾値以上であると判定された時刻との時間差が第１所定時間よりも短い場合に前記煙検知ゾーン内に異物があると判定する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の火災感知器は、検知精度の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態の火災感知器の概略斜視図である。
【図２】図２は、実施形態の火災感知器の概略分解斜視図である。
【図３】図３は、実施形態の火災感知器における煙検知モジュールの概略分解斜視図である。
【図４】図４は、実施形態の火災感知器における煙検知モジュールの要部概略平面図である。
【図５】図５は、実施形態の火災感知器の回路ブロック図である。
【図６】図６は、実施形態の火災感知器の動作説明図である。
【図７】図７は、実施形態の火災感知器の動作説明図である。
【図８】図８は、実施形態の火災感知器の動作説明図である。
【図９】図９は、実施形態の火災感知器の動作説明図である。
【図１０】図１０は、実施形態の火災感知器の第１変形例を備えた火災警報システムの概略構成図である。
【図１１】図１１は、実施形態の火災感知器の第２変形例を備えた他の火災警報システムの概略構成図である。
【図１２】図１２は、実施形態の火災感知器の第３変形例の回路ブロック図である。
【図１３】図１３は、実施形態の火災感知器の第３変形例における要部回路図である。
【図１４】図１４は、実施形態の火災感知器の第３変形例の動作説明図である。
【図１５】図１５は、実施形態の火災感知器の第３変形例の動作説明図である。
【図１６】図１６は、実施形態の火災感知器の第４変形例における要部回路図である。
【図１７】図１７は、実施形態の火災感知器の第５変形例における要部回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、本実施形態の火災感知器１について、図１〜９に基づいて説明する。なお、図１〜４は、模式的な図であり、各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
【００１４】
火災感知器１は、露出型であり、建物内の天井材、壁材等に取り付けることができるように構成されている。
【００１５】
火災感知器１は、図２に示すように、２本の取付用螺子２７により天井材、壁材等に取り付けることができる取付ベース２と、取付ベース２に着脱自在に取り付けられる筐体３と、筐体３内に配置される煙検知モジュール４と、を備える。
【００１６】
煙検知モジュール４は、図３〜５に示すように、外部からの煙が流入する開口部６０３を有するチャンバ５と、発光素子６と、受光素子７と、制御回路８ａと、アンプ回路９ａと、判定回路１０ａと、を備える。発光素子６及び受光素子７は、発光素子６の光軸と受光素子７の光軸とがチャンバ５内で交差するようにチャンバ５内に配置されている。チャンバ５は、発光素子６の光軸と受光素子７の光軸との交点を含む煙検知ゾーン５７を有する。制御回路８ａは、発光素子６を駆動するように構成されている。アンプ回路９ａは、受光素子７の出力信号を増幅して出力するように構成されている。判定回路１０ａは、アンプ回路９ａの出力信号と火災判定用の第１閾値Ｐａと第１閾値Ｐａよりも大きな異物判定用の第２閾値Ｐｂとを用いて火災判定と煙検知ゾーン５７内の異物判定とを行うように構成されている。よって、火災感知器１は、検知精度の向上を図ることが可能となる。
【００１７】
火災感知器１は、トラブルの発生を報知するスピーカ３２７（図２、５参照）及び表示用ＬＥＤ３２８（図２、５参照）を備えるのが好ましい。火災感知器１では、スピーカ３２７及び表示用ＬＥＤ３２８それぞれが、トラブルの発生を報知する報知部を構成している。要するに、火災感知器１は、トラブルの発生を報知する報知部を備えている。スピーカ３２７は、音声によりトラブルの発生を報知することができる。表示用ＬＥＤ３２８は、光によりトラブルの発生を報知することができる。表示用ＬＥＤ３２８から放射される光は、例えば、赤色光である。火災感知器１は、トラブルの発生を音声と光とで報知することが可能となる。本明細書において、「トラブル」とは、火災の発生、煙検知ゾーン５７内に異物がある状態、発光素子６の故障、受光素子７の故障等も含む。
【００１８】
また、火災感知器１は、報知部による報知を停止させるための押釦スイッチ３２９（図５参照）と、押釦スイッチ３２９を操作するための操作釦３２６（図１、２参照）を備えるのが好ましい。操作釦３２６は、白色の合成樹脂により形成されている。操作釦３２６は、表示用ＬＥＤ３２８から放射される光を拡散透過できる厚さに形成されている。
【００１９】
火災感知器１の各構成要素については、以下に詳細に説明する。
【００２０】
取付ベース２は、合成樹脂により形成されている。取付ベース２は、円板状の取付ベース本体２０を備えている。取付ベース本体２０の外周形状は、円形状であるのが好ましい。取付ベース本体２０には、取付ベース２を天井材、壁材等に取り付けるための２本の螺子２７、２７それぞれを通す第１取付孔２１及び第２取付孔２２が形成されている。
【００２１】
取付ベース２は、取付ベース本体２０の周部に、筐体３の後面から突出しているフック３３４を着脱自在に引っ掛ける引掛部２４が設けられている。筐体３を取付ベース２に取り付ける場合には、筐体３を取付ベース２の前面側から取付ベース２に被せて筐体３を時計回りに回転させることにより、フック３３４を引掛部２４に引っ掛ければよい。また、筐体３を取付ベース２から取り外す場合には、筐体３を反時計回りに回転させることにより、フック３３４が引掛部２４に引っ掛かった状態を解除すればよい。
【００２２】
筐体３は、取付ベース２の前面及び外周縁を覆うように形成されている。筐体３は、ボディ３１と、前カバー３２と、後カバー３３と、を備える。前カバー３２とボディ３１と後カバー３３とは、複数の螺子により結合されている。
【００２３】
ボディ３１は、合成樹脂により形成されている。ボディ３１は、円筒状のボディ本体３１１と、ボディ本体３１１の前後方向の中間に形成された円板状の仕切壁３１２と、を備える。
【００２４】
ボディ本体３１１には、ボディ本体３１１の径方向に貫通する複数の開口部３１３が形成されている。複数の開口部３１３は、ボディ本体３１１の外周方向及び前後方向に並んで形成されている。筐体３は、筐体３の外部からの煙が開口部３１３を通して筐体３の内部へ入ることが可能となっている。また、筐体３は、筐体３の内部からの煙が開口部３１３を通して筐体３の外部へ出ることが可能となっている。
【００２５】
仕切壁３１２の中央部には、煙検知モジュール４のチャンバ５が挿通される第１孔３１４が形成されている。第１孔３１４の開口形状は、円形状である。また、仕切壁３１２には、後カバー３３における後述の電池収納部３３５が挿通される第２孔３１５が形成されている。第２孔３１５の開口形状は、長方形状である。
【００２６】
前カバー３２は、合成樹脂により形成されている。前カバー３２は、ボディ本体３１１の前端側を覆うように配置されている。前カバー３２は、円板状の前カバー本体３２１と、前カバー本体３２１の周縁から全周に亘って後方に突出した外周壁３２２と、外周壁３２２よりも内側で前カバー本体３２１の後面から後方に突出した円環状の枠部と、を備える。これにより、前カバー３２は、外周壁３２２と枠部と前カバー本体３２１の後面とで規定される溝が形成されている。枠部の突出高さは、外周壁３２２の突出高さよりも低い。前カバー３２の溝には、ボディ本体３１１の前端部が嵌め込まれる。前カバー本体３２１は、前面が凸曲面状に形成され、後面が凹曲面状に形成されている。要するに、前カバー本体３２１は、前側に膨らむ形状である。
【００２７】
前カバー本体３２１には、操作釦３２６を露出させる円形状の窓孔３２４が厚さ方向に貫通して形成されている。操作釦３２６により押操作される押釦スイッチ３２９は、プリント基板４１に実装されている。
【００２８】
前カバー３２は、前カバー本体３２１の後面側に配置されるスピーカ３２７からの音を放射させるための音孔３２５が厚さ方向に貫通して形成されている。
【００２９】
後カバー３３は、合成樹脂により形成されている。後カバー３３は、ボディ本体３１１の後端側においてボディ本体３１１の内側に配置されている。後カバー３３は、円板状の後カバー本体３３１と、後カバー本体３３１の後面から後方へ突出して形成されたフック３３４と、後カバー本体３３１の長方形状の開口部の周縁から前方に突出して形成された電池収納部３３５と、を備える。電池収納部３３５には、火災感知器１の電源となる電池３４０が収納される。電池３４０は、例えば、リチウム電池である。
【００３０】
煙検知モジュール４は、プリント基板４１を備える。プリント基板４１には、発光素子６、受光素子７、制御回路８ａの回路部品、アンプ回路９ａの回路部品、判定回路１０ａの回路部品、押釦スイッチ３２９及びコネクタ４２等が実装されている。コネクタ４２には、電池３４０に電気的に接続されたコネクタが着脱自在に接続されている。これにより、煙検知モジュール４は、電池３４０を電源として動作するようになっている。
【００３１】
煙検知モジュール４におけるチャンバ５は、図３に示すように、光学基台５０と、キャップ６０と、で構成されている。
【００３２】
光学基台５０は、黒色の合成樹脂により形成されているのが好ましい。光学基台５０は、円板状のベース部５０１と、ベース部５０１から後方に突出して設けられたラビリンス部５０２と、を備える。
【００３３】
光学基台５０は、発光素子６の側方及び後方を囲むＵ字状の第１壁部５０３を備える。第１壁部５０３は、ベース部５０１から後方に突出して形成されている。また、光学基台５０は、受光素子７の側方及び後方を囲むＵ字状の第２壁部５０４を備える。第２壁部５０４は、ベース部５０１から後方に突出して形成されている。
【００３４】
ラビリンス部５０２は、筐体３の外部から煙検知ゾーン５７への煙の流入を可能とするように構成されている。また、ラビリンス部５０２は、筐体３の側方から煙検知ゾーン５７へ外光が入射するのを抑制するように構成されている。より詳細には、ラビリンス部５０２は、複数の突出壁５２２をベース部５０１の周方向に並べて配置することによって形成されている。また、複数の突出壁５２２の各々は、平面視においてベース部５０１の径方向に交差するように配置されている。
【００３５】
光学基台５０は、プリント基板４１に取り付けられている。光学基台５０は、ベース部５０１から前方へ突出した２つのフック５０５を備えている。光学基台５０は、２つのフック５０５の各々をプリント基板４１に形成された孔４１２に挿通して孔４１２の周部に引っ掛けることにより、プリント基板４１に取り付けられている。
【００３６】
キャップ６０は、黒色の合成樹脂等により形成されているのが好ましい。キャップ６０は、有底円筒状の形状に形成されている。キャップ６０は、光学基台５０のベース部５０１に対向する前壁６０１と、ラビリンス部５０２を囲む側壁６０２と、を備える。キャップ６０は、光学基台５０、発光素子６及び受光素子７を覆うように配置されている。
【００３７】
煙検知モジュール４は、光学基台５０のベース部５０１と、ラビリンス部５０２と、キャップ６０の前壁６０１とで囲まれた空間が、煙感知室を構成する。
【００３８】
キャップ６０の側壁６０２には、複数の開口部６０３が形成されている。複数の開口部６０３は、キャップ６０の外周方向において等間隔で形成されているのが好ましい。複数の開口部６０３の各々は、煙の流入する煙流入口を構成している。複数の開口部６０３の各々は、煙が流出する煙流出口としても機能する。
【００３９】
チャンバ５には、チャンバ５の外部と煙感知室との間の煙の流路となる複数の煙流路が形成されている。複数の煙流路の各々は、光学基台５０のベース部５０１と、キャップ６０の前壁６０１と、ベース部５０１の外周方向において隣り合う２つの突出壁５２２と、で囲まれた空間により形成されている。
【００４０】
側壁６０２の複数の開口部６０３には、網６０４が設けられているのが好ましい。網６０４の色は、黒色としてある。網６０４は、昆虫等を通さないように網目の大きさを設定してあるのが好ましい。
【００４１】
発光素子６は、砲弾型ＬＥＤにより構成されている。発光素子６は、第１壁部５０３により位置決めされる。また、発光素子６による光の照射範囲は、ベース部５０１、前壁６０１、第１壁部５０３及びラビリンス部５０２によって制限される。照射範囲は、発光素子６の光軸を含み且つベース部５０１の厚さ方向に直交する面内では、図４に模式的に示すように、２本の一点鎖線Ａ１によって囲まれた範囲である。
【００４２】
煙検知ゾーン５７は、発光素子６による光の照射範囲と受光素子７による光の受光範囲との重複する範囲である。
【００４３】
受光素子７は、レンズ付きのフォトダイオードにより構成されているのが好ましい。受光素子７は、ベース部５０１、前壁６０１、第２壁部５０４及びラビリンス部５０２によって受光範囲が制限される。受光範囲は、受光素子７の光軸を含み且つベース部５０１の厚さ方向に直交する面内では、図４に模式的に示すように、２本の一点鎖線Ｂ１によって囲まれた範囲である。
【００４４】
発光素子６と受光素子７とは、発光素子６と受光素子７とが対向しないように配置されている。より詳細には、発光素子６と受光素子７とは、発光素子６の光軸と受光素子７の光軸とが煙感知室で交差するように、光学基台５０により位置決めされている。
【００４５】
煙検知モジュール４では、発光素子６から放射された光が煙検知ゾーン５７を含む照射範囲に照射される。煙検知モジュール４では、煙検知ゾーン５７に煙が入ると、煙粒子による散乱光の一部が受光素子７に入射するので、受光素子７の出力信号が大きくなる。
【００４６】
アンプ回路９ａは、例えば、受光素子７の出力信号を電流−電圧変換して出力する電流電圧変換回路により構成することができる。電流電圧変換回路は、例えば、演算増幅器と、演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間に接続された抵抗と、で構成することができる。この場合、アンプ回路９ａは、受光素子７を構成するフォトダイオードのカソードを演算増幅器の反転入力端子に接続し、アノードを演算増幅器の非反転入力端子に接続すればよい。
【００４７】
制御回路８ａは、発光素子６を間欠的に駆動するように構成されている。より詳細には、制御回路８ａは、発光素子６に対して、所定パルス幅の電圧（以下、「パルス電圧」ともいう。）を一定の時間間隔で印加する。要するに、制御回路８ａは、発光素子６に対してパルス電圧を周期的に印加する。パルス電圧の大きさは、発光素子６の動作電圧よりも大きい。制御回路８ａは、発光素子６にパルス電圧を印加することにより発光素子６を点灯させる第１期間と、発光素子６にパルス電圧を印加せずに発光素子６を消灯させる第２期間と、を制御することができる。制御回路８ａは、例えば、８秒に１回、１秒だけ発光させる。この場合には、例えば、所定パルス幅を１秒、一定の時間間隔を７秒とすればよい。火災感知器１は、制御回路８ａが発光素子６を間欠的に駆動することにより、制御回路８ａが発光素子６を連続駆動する場合に比べて、低消費電力化を図ることができる。また、制御回路８ａは、発光素子６を発光させる期間に合わせて受光素子７、アンプ回路９ａ及び判定回路１０ａそれぞれを間欠的に動作させるのが好ましい。これにより、火災感知器１は、低消費電力化を図ることができる。煙検知モジュール４は、時計部１７を備えているのが好ましい。制御回路８ａは、時計部１７により計時されている時刻の情報に基づいて、発光素子６、受光素子７、アンプ回路９ａ及び判定回路１０ａそれぞれを制御するタイミングを決めるように構成されているのが好ましい。
【００４８】
ところで、本願発明者らは、鋭意研究の結果、煙検知モジュール４のチャンバ５が網６０４を備えていても、例えば、図４に示すように、煙検知ゾーン５７に糸屑のような異物６６が入ってしまうことがあるという知見を得た。また、本願発明者らは、煙検知ゾーン５７に異物６６が入った場合と、煙検知ゾーン５７に煙が入った場合と、を比較し、異物６６が入った場合のほうがアンプ回路９ａの出力信号が急激に大きくなる傾向にあるという知見を得た。図６の「Ｓ１」は、火災を模擬して、チャンバ５内の煙濃度を、経時的に増加するように変化させた場合のアンプ回路９ａの出力信号の変化例を模式的に示している。また、図６の「Ｓ２」は、煙検知ゾーン５７に異物６６が入った場合のアンプ回路９ａの出力信号の変化例を模式的に示している。
【００４９】
判定回路１０ａは、上述のように、アンプ回路９ａの出力信号と火災判定用の第１閾値Ｐａと第１閾値Ｐａよりも大きな異物判定用の第２閾値Ｐｂとを用いて火災判定と煙検知ゾーン５７内の異物判定とを行うように構成されている。よって、火災感知器１は、煙検知ゾーン５７内に異物６６が入ったとき火災が発生していると誤検知する可能性を低減でき、検知精度の向上を図ることが可能となる。
【００５０】
ところで、第２閾値Ｐｂの値によっては、火災が発生した場合のアンプ回路９ａの出力信号が図７の「Ｓ１」で模式的に示すように変化する場合もある。図７の「Ｓ２」は、図６と同様、煙検知ゾーン５７に異物６６が入った場合のアンプ回路９ａの出力信号の変化例を模式的に示している。
【００５１】
判定回路１０ａは、第１比較部１２と、第２比較部１３と、判定部１４と、を備えた構成とすることができる。判定部１４は、図７のように、第１比較部１２においてアンプ回路９ａの出力信号が第１閾値Ｐａ以上であると判定された時刻ｔ１と第２比較部１３においてアンプ回路９ａの出力信号が第２閾値Ｐａ以上であると判定された時刻ｔ２との時間差ΔＴが第１所定時間ΔＴａよりも短い場合に煙検知ゾーン５７内に異物があると判定するのが好ましい。これにより、火災感知器１は、異物判定と火災判定とを精度良く行うことが可能となる。判定部１４は、図７のように、時間差ΔＴが第１所定時間ΔＴａ以上の場合に火災が発生していると判定するのが好ましい。
【００５２】
第１所定時間ΔＴａは、発光素子６の動作周期の１周期（８秒）よりも長く２周期（１６秒）よりも短い時間が好ましく、例えば、１０秒に設定することができる。
【００５３】
制御回路８ａ及び判定回路１０ａは、例えば、マイクロコンピュータに所定のプログラムを実行させることにより実現することができる。所定のプログラムは、例えば、マイクロコンピュータのメモリに記憶されていればよい。所定のプログラムは、マイクロコンピュータを、少なくとも、制御回路８ａ、第１比較部１２、第２比較部１３、判定部１４及び時計部１７として機能させるためのプログラムである。
【００５４】
判定回路１０ａは、アンプ回路９ａの出力信号をアナログ−ディジタル変換して出力するＡ／Ｄ変換回路１１を備えるのが好ましい。この場合、第１比較部１２に入力されるアンプ回路９ａの出力信号は、アンプ回路９ａから出力されてＡ／Ｄ変換回路１１でアナログ−ディジタル変換された出力信号を意味する。また、第２比較部１３に入力されるアンプ回路９ａの出力信号は、アンプ回路９ａから出力されてＡ／Ｄ変換回路１１でアナログ−ディジタル変換された出力信号を意味する。
【００５５】
ところで、本願発明者らは、煙検知ゾーン５７に異物６６が入って、その後、煙検知ゾーン５７から異物６６が出た場合、アンプ回路９ａの出力信号は、例えば、図８に示す模式図のように変化すると推考した。また、本願発明者らは、チャンバ５内に糸屑を入れて火災感知器１を動作させる実験を行い、アンプ回路９ａの出力信号の変化パターンを調べた結果から、糸屑のようなチャンバ５内で浮遊しやすい異物６６は、煙検知ゾーン５７に出入りを繰り返す可能性があると推考した。
【００５６】
判定部１４は、図８に示すように、時刻ｔ２において煙検知ゾーン５７内に異物６６があると判定した後、第１比較部１２においてアンプ回路９ａの出力信号が第１閾値Ｐａ未満と判断されたとき（時刻ｔ１０）、異物６６が無くなったと判断するのが好ましい。これにより、火災感知器１は、糸屑のようなチャンバ５内で浮遊しやすい異物６６が煙検知ゾーン５７から完全に出て無くなったときに、異物６６が無くなったと判断することが可能となる。
【００５７】
判定部１４は、図９に示すように、時刻ｔ２において異物６６があると判断した後、アンプ回路９ａの出力信号が第２閾値Ｐｂを下回る直前の時刻ｔ３と第１閾値Ｐａを下回る時刻ｔ４との時間差が第２所定時間ΔＴｂ以下の場合、異物６６の有無を判断するタイミングを第３所定時間ΔＴｃだけ遅延させるのが好ましい。これにより、火災感知器１は、煙検知ゾーン５７から出た異物６６が煙検知ゾーン５７内に戻ってきた場合に、異物６６があるにもかかわらず異物６６が無いと判定される可能性を低減することが可能となる。
【００５８】
第２所定時間ΔＴｂは、発光素子６の動作周期の１周期（８秒）よりも長く２周期（１６秒）よりも短い時間が好ましく、例えば、１０秒に設定することができる。
【００５９】
第３所定時間ΔＴｃは、発光素子６の動作周期の３周期（２４秒）よりも長く４周期（３２秒）よりも短い時間が好ましく、例えば、３０秒に設定することができる。
【００６０】
判定部１４において火災が発生していると判定されたとき、制御回路８ａは、報知部から火災報知用の態様でトラブルの発生を報知させる。より詳細には、制御回路８ａは、スピーカ３２７から火災報知用の音声メッセージ（例えば、「火事です。火事です。」）を出力させる。また、制御回路８ａは、表示用ＬＥＤ３２８を点滅させる。
【００６１】
判定部１４において異物６６があると判定されたとき、制御回路８ａは、報知部から火災報知用とは異なる態様でトラブルの発生を報知させる。これにより、火災感知器１は、トラブルの発生を報知することが可能となる。より詳細には、制御回路８ａは、スピーカ３２７からトラブル報知用の音声メッセージ（例えば、「トラブルが発生しています。点検してください。」）を出力させる。また、制御回路８ａは、表示用ＬＥＤ３２８を点灯させる。制御回路８ａは、表示用ＬＥＤ３２８を点灯させる態様に限らず、例えば、火災報知用とは異なる点滅周期で表示用ＬＥＤ３２８を点滅させてもよい。
【００６２】
火災感知器１は、制御回路８ａが報知部から火災報知用の態様でトラブルの発生を報知させているときに、操作釦３２６が押操作されて押釦スイッチ３２９が操作されると、制御回路８ａが、報知部の動作を停止させる。より詳細には、制御回路８ａは、スピーカ３２７から音声メッセージを出力させるのを停止させる。また、制御回路８ａは、表示用ＬＥＤ３２８を消灯させる。操作釦３２６は、報知部による報知の停止を指示するための操作部を構成している。
【００６３】
火災感知器１は、報知部による報知の停止を指示するための操作部を備えるのが好ましい。判定部１４において異物があると判定されたとき、制御回路８ａは、報知部から火災報知用とは異なる態様でトラブルの発生を報知させ、操作部が操作されると、報知部から異物の存在を報知させるのが好ましい。より詳細には、操作部が操作されると、制御回路８ａは、スピーカ３２７から異物報知用の音声メッセージ（例えば、「異物が入っています。中を掃除してください。」）を出力させる。よって、火災感知器１は、例えば、判定部１４において異物６６があると判定されたときに、まず、トラブル（火災の発生、煙検知ゾーン５７内に異物がある状態、発光素子６の故障、受光素子７の故障等）の発生を報知させ、操作部が操作されると、火災報知用とは異なる態様でトラブルの発生を報知させることが可能となる。
【００６４】
火災感知器１は、定期的に、電池３４０の容量、発光素子６の故障の有無、受光素子７の故障の有無等を診断する自己診断機能を備えるのが好ましい。そして、火災感知器１は、電池３４０の容量不足、発光素子６の故障、受光素子７の故障等の診断結果を得た場合に、報知部からトラブルが発生していることを報知させるのが好ましい。
【００６５】
ところで、受光素子７の出力信号は、煙濃度に略比例して大きくなる。しかしながら、受光素子７の特性ばらつき、アンプ回路９ａの特性ばらつき、チャンバ５の寸法ばらつき等、種々の要因により、煙検知モジュール４では、煙濃度とアンプ回路９ａの出力信号との比例定数がばらつく可能性がある。
【００６６】
第１閾値Ｐａは、火災感知器１の製造時に、煙検知モジュール４を煙なしの雰囲気中に配置したときのアンプ回路９ａの出力信号と、煙検知モジュール４を煙濃度が所定濃度の雰囲気中に配置したときのアンプ回路９ａの出力信号と、に基づいて適宜設定するのが好ましい。要するに、火災感知器１は、製品ごとに第１閾値Ｐａを調整するのが好ましい。
【００６７】
ところで、本願発明者らは、火災感知器１では、火災を想定した実験で煙濃度を増加させたときに、アンプ回路９ａの出力信号が第１閾値Ｐａの２．２倍程度で飽和するという実験結果を得た。また、本願発明者らは、鋭意研究の結果、煙検知ゾーン５７に糸屑のような異物が入ってしまうとアンプ回路９ａの出力信号が第１閾値Ｐａの２．２倍よりも大きく、３倍よりも大きくなるという知見を得た。よって、第２閾値Ｐｂは、第１閾値Ｐａの３倍以上の値であるのが好ましい。
【００６８】
火災感知器１の第１変形例は、例えば、移報回路を備えた構成とし、図１０に示すように、補助警報装置１００と２線式の信号線Ｌ１により接続して使用してもよい。この場合には、第１変形例の火災感知器１と補助警報装置１００と２線式の信号線Ｌ１とを備えた火災警報システムを構成することができる。第１変形例の火災感知器１は、移報回路から２線式の信号線Ｌ１を介して補助警報装置１００へ火災の発生を知らせる信号（以下、「火災検知信号」という）や、異物の存在を知らせる信号（以下、「異物検知信号」という）を移報することができる。
【００６９】
補助警報装置１００は、火災の発生を点滅する光により報知する機能を有する火災警報装置（以下、「光警報装置」という）である。光警報装置は、高齢者や聴覚障害者に適した火災警報装置として注目されている。光警報装置における光源としては、例えば、キセノンランプ、ＬＥＤモジュール等を採用することができる。
【００７０】
点滅する光は、所定の点滅周波数で点滅する光であるのが好ましい。点滅周波数とは、光の点滅する周波数である。点滅周波数は、人間の目で光が点滅していることを知覚できる値に設定する必要がある。
【００７１】
補助警報装置１００は、火災感知器１からの火災検知信号を受信したときに、光の点滅と警報音とで、火災の発生を報知する機能を備えることが好ましい。また、補助警報装置１００は、火災感知器１からの異物検知信号を受信したときに、火災検知信号を受信したときとは異なる態様の光の点滅と報知音とで、火災感知器１の煙検知ゾーン５７内に異物６６が入っていることを報知する機能を備えることが好ましい。
【００７２】
光警報装置の仕様については、例えば、ＩＳＯ規格（ＩＳＯ／ＣＤ  ７２４０−２３（ＤＲＡＦＴ），ＬＰＳ１６５２）等に準拠することが好ましい。
【００７３】
火災感知器１の第２変形例は、他の火災感知器１との間で無線信号の通信を行うための通信回路及びアンテナを備えた構成とし、図１１に示すように、他の火災感知器１と連動させるようにしてもよい。この場合、火災感知器１は、自己の固有アドレスを設定するアドレス設定部を備えているのが好ましい。この場合には、複数の第２変形例の火災感知器１を備えた火災警報システムを構成することができる。
【００７４】
図１２は、火災感知器１の第３変形例の回路ブロック図である。
【００７５】
第３変形例の火災感知器１は、アンプ回路９ｂの構成が実施形態の火災感知器１のアンプ回路９ａの構成と相違する。また、第３変形例の火災感知器１は、判定回路１０ｂの構成が実施形態の火災感知器１の判定回路１０ａの構成と相違する。また、第３変形例の火災感知器１は、制御回路８ｂの構成が実施形態の火災感知器１の制御回路８ａの構成と相違する。第３変形例の火災感知器１の構成は、アンプ回路９ｂ、判定回路１０ｂ及び制御回路８ｂ以外、実施形態の火災感知器１と同じである。なお、第３変形例の火災感知器１において、実施形態の火災感知器１と同様の構成要素については、実施形態の火災感知器１と同一の符号を付して説明を省略する。また、第３変形例の火災感知器１において、実施形態の火災感知器１と同様の機能及び動作については説明を省略する。
【００７６】
アンプ回路９ｂは、図１３に示すように、ゲインを切り替えることができるように構成されている。判定回路１０ｂは、第３比較部１５を更に備える。制御回路８ｂは、図１４に示すように、第３比較部１５においてアンプ回路９ｂの出力信号が第１閾値Ｐａと第２閾値Ｐｂとの間の第３閾値Ｐｃ以上になったと判定されたときにアンプ回路９ｂのゲインを低下させる。これにより、火災感知器１は、火災判定及び異物判定それぞれの検知精度を向上させることが可能となる。より詳細には、火災感知器１は、通常はアンプ回路９ｂのゲインを高く設定してあることにより、アンプ回路９ｂの出力信号の分解能を向上させることができる。判定回路１０ｂにおいて火災判定を行う場合には、アンプ回路９ｂの出力信号の分解能が高いほうが好ましい。また、火災感知器１は、アンプ回路９ｂの出力信号が第３閾値Ｐｃ以上となったときにアンプ回路９ｂのゲインを低下させることにより、ダイナミックレンジを広げることができ、アンプ回路９ｂの出力信号が飽和するのを抑制することが可能となる。判定回路１０ｂにおいて異物判定を行う場合には、アンプ回路９ｂの出力信号の分解能が低くてもよい。
【００７７】
アンプ回路９ｂは、図１３に示すように、演算増幅器９１と、演算増幅器９１の反転入力端子と出力端子との間に第１スイッチング素子Ｑ１を介して接続された第１抵抗Ｒ１と、演算増幅器９１の反転入力端子と出力端子との間に第２スイッチング素子Ｑ２を介して接続された第２抵抗Ｒ２と、で構成することができる。第１抵抗Ｒ１と第２抵抗Ｒ２とは、抵抗値が異なる。第１抵抗Ｒ１の抵抗値は、アンプ回路９ｂの第１ゲインに基づいて設定してある。第２抵抗Ｒ２の抵抗値は、アンプ回路９ｂの第２ゲインに基づいて設定してある。第１ゲインは、第２ゲインよりも高い。アンプ回路９ｂは、制御回路８ｂによって第１スイッチング素子Ｑ１と第２スイッチング素子Ｑ２とのいずれか一方が択一的にオンされることにより、ゲインを切り替えることができる。
【００７８】
アンプ回路９ｂは、ゲインを第１ゲインと第１ゲインよりも低い第２ゲインとで切り替えることができるように構成されている。判定回路１０ｂは、図１５に示すように、第３閾値Ｐｃを第１ゲインと第２ゲインとの比ΔＧで除した値を第４閾値Ｐｃ／ΔＧとして有する。アンプ回路９ｂの出力信号が第２ゲインの状態で、アンプ回路９ｂの出力信号が第４閾値Ｐｃ／ΔＧよりも低下した場合に、アンプ回路９ｂのゲインを第１ゲインに戻すのが好ましい。これにより、火災感知器１は、火災判定及び異物判定それぞれの検知精度を向上させることが可能となる。
【００７９】
図１６は、実施形態の火災感知器の第４変形例における要部回路図である。第４変形例では、第３変形例におけるアンプ回路９ｂの代わりに、アンプ回路９ｃを備えている。
【００８０】
アンプ回路９ｃは、第１電流電圧変換回路１９１と、第２電流電圧変換回路１９２と、第１電流電圧変換回路１９１と第２電流電圧変換回路１９２とを択一的に受光素子７に接続する切替スイッチＱ３と、を備えている。切替スイッチＱ３は、制御回路８ｃによって切り替え制御される。
【００８１】
第１電流電圧変換回路１９１は、受光素子７の出力信号を電流−電圧変換して出力するように構成されている。より詳細には、第１電流電圧変換回路１９１は、第１演算増幅器９３と、第１演算増幅器９３の反転入力端子と出力端子との間に接続された抵抗Ｒ３と、で構成することができる。
【００８２】
第２電流電圧変換回路１９２は、受光素子７の出力信号を電流−電圧変換して出力するように構成されている。より詳細には、第２電流電圧変換回路１９２は、第２演算増幅器９４と、第２演算増幅器９４の反転入力端子と出力端子との間に接続された抵抗Ｒ４と、で構成することができる。
【００８３】
アンプ回路９ｃは、第１電流電圧変換回路１９１のゲインを第１ゲインに設定し、第２電流電圧変換回路１９２のゲインを第２ゲインに設定してある。
【００８４】
図１７は、実施形態の火災感知器の第５変形例における要部回路図である。第５変形例では、第３変形例におけるアンプ回路９ｂの代わりに、アンプ回路９ｄを備えている。
【００８５】
アンプ回路９ｄは、２つの演算増幅器９５、９６と、２つの演算増幅器９５、９６の各々の反転入力端子と出力端子との間に接続された抵抗Ｒ５、Ｒ６と、を備える。更に、アンプ回路９ｄは、演算増幅器９５の出力端子と演算増幅器９６の反転入力端子との間に設けられたスイッチング素子Ｑ５と、演算増幅器９５の出力端子とスイッチング素子Ｑ５との接続点と演算増幅器９６の出力端子との間に設けられたスイッチング素子Ｑ６と、を備える。アンプ回路９ｄは、制御回路８ｄによってスイッチング素子Ｑ５とスイッチング素子Ｑ６とが択一的にオンされる。アンプ回路９ｄは、スイッチング素子Ｑ５がオン且つスイッチング素子Ｑ６がオフのとき第１ゲインとなり、スイッチング素子Ｑ５がオフ且つスイッチング素子Ｑ６がオンのとき第２ゲインとなる。
【００８６】
実施形態に記載した材料、数値等は、好ましい例を挙げているだけであり、それに限定する主旨ではない。更に、本願発明は、その技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、構成に適宜変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１  火災感知器
３  筐体
４  煙検知モジュール
５  チャンバ
６  発光素子
７  受光素子
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ  制御回路
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ  アンプ回路
１０ａ、１０ｂ  判定回路
１２  第１比較部
１３  第２比較部
１４  判定部
１５  第３比較部
５７  煙検知ゾーン
６６  異物
３２６  操作釦（操作部）
３２７  スピーカ（報知部）
３２８  表示用ＬＥＤ（報知部）
ｔ１  時刻
ｔ２  時刻
ｔ３  時刻
ｔ４  時刻
ΔＴａ  第１所定時間
ΔＴｂ  第２所定時間
ΔＴｃ  第３所定時間
Ｐａ  第１閾値
Ｐｂ  第２閾値
Ｐｃ  第３閾値
Ｐｃ／ΔＧ  第４閾値
【図１】
0006562337.tif 000002
【図２】
0006562337.tif 000003
【図３】
0006562337.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006562337.tif 000006
【図６】
0006562337.tif 000007
【図７】
0006562337.tif 000008
【図８】
0006562337.tif 000009
【図９】
0006562337.tif 000010
【図１０】
0006562337.tif 000011
【図１１】
0006562337.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0006562337.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0006562337.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
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