(57)【要約】【課題】小型化や製造コストを低減することができる、熱感知器を提供すること。【解決手段】監視領域の温度を監視するための熱感知器１であって、監視領域に配置されたセラミック素子２１と、このセラミック素子２１の誘電率に基づいて、監視領域の温度を算定する温度算定部４０と、セラミック素子２１を駆動する警報部４１とを備える。火災検出時には、警報部４１により、セラミック素子２１を警報出力用のスピーカとして駆動する。【選択図】図６
2008015777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視領域の温度を監視するための熱感知器であって、
監視領域に配置された強誘電性物質と、
前記強誘電性物質の誘電率に基づいて、前記監視領域の温度を算定する温度算定手段と、
前記温度算定手段にて算定された温度を所定の閾値と比較することにより、前記監視領域における火災の有無を判定する火災判定手段と、
前記強誘電性物質を振動させることにより、当該強誘電性物質を音響源として駆動する駆動手段とを備え、
前記火災判定手段にて前記監視領域に火災が生じているものと判定された場合に、前記駆動手段にて前記強誘電性物質を警報音用の音響源として駆動すること、
を特徴とする熱感知器。
【請求項２】
前記強誘電性物質を、前記温度算定手段と前記駆動手段とのいずれか一方に対して選択的に接続する切り替え手段、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の熱感知器。
【請求項３】
前記強誘電性物質を薄膜状の保護手段にて挟持したこと、
を特徴とする請求項１又は２に記載の熱感知器。
【請求項４】
前記駆動手段にて駆動された記強誘電性物質と、前記保護手段とを、相互に共振自在としたこと、
を特徴とする請求項３に記載の熱感知器。
【請求項５】
前記温度算定手段又は前記駆動手段の少なくとも一方を収容する筐体を設け、
前記筐体には開口を設けると共に、この開口に前記強誘電性物質を配置し、
前記保護手段の外周を前記筐体に固定することにより、前記開口を略閉鎖したこと、
を特徴とする請求項３又は４に記載の熱感知器。
【請求項６】
前記強誘電性物質の誘電率の変化に基づく前記温度算定手段からの温度出力と、誘電性物質から出力される焦電電流又は当該焦電電流を電圧変換してなる出力電圧との比を、所定の閾値と比較することにより、前記温度算定手段にて算定された温度の適否を判定する温度適否判定手段、
を備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の熱感知器。
【請求項７】
前記強誘電性物質は、自発分極を有する圧電性のセラミック又は有機化合物であること、
を特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の熱感知器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視領域の温度を監視するための熱感知器に関し、特に、監視領域の温度を測定することによって監視を行う熱感知器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の住宅用火災警報器の設置義務の法令化に伴い、一般住宅用の火災警報器や火災・ガス漏れ警報器が一層普及することが予測されている。このような一般住宅用の火災警報器や火災・ガス漏れ警報器としては、従来、いわゆるスタンドアローンタイプが主流であった。このスタンドアローンタイプの警報器は、筐体の内部に感知部や警報出力部を収容して構成されており、例えば台所のガスコンロの上方近傍に配置され、感知部にて火災やガス漏れが検知されると、警報出力部を介してブザー音や警報音声を出力していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなスタンドアローンタイプの警報器は、既設の住宅にも容易に設置できるという利点を有する一方で、火災やガス漏れが検知されて警報音が出力された場合であっても、この警報音が、検知位置から離れた他の部屋等で聞き取り難い場合があった。このため、複数の警報器を相互に接続し、各警報器の発報情報を他の警報器へ移報し、移報先の警報器においても警報音を出力する連動システムも提案されていた（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１２４７６９号公報
【特許文献２】特開２００６−１８５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来のスタンドアローンタイプの警報器や連動式の警報器は、いずれも、各警報器に熱感知機能と警報音出力機能との両方を設ける必要があったので、警報器の製造コストが割高になると共に、警報器を小型化することが困難であった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、熱感知部とスピーカとを兼用可能とすることで、小型化や製造コストを低減することができる、熱感知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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の熱感知器は、監視領域の温度を監視するための熱感知器であって、監視領域に配置された強誘電性物質と、前記強誘電性物質の誘電率に基づいて、前記監視領域の温度を算定する温度算定手段と、前記温度算定手段にて算定された温度を所定の閾値と比較することにより、前記監視領域における火災の有無を判定する火災判定手段と、前記強誘電性物質を振動させることにより、当該強誘電性物質を音響源として駆動する駆動手段とを備え、前記火災判定手段にて前記監視領域に火災が生じているものと判定された場合に、前記駆動手段にて前記強誘電性物質を警報音用の音響源として駆動すること、を特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の熱感知器は、請求項１に記載の熱感知器において、前記強誘電性物質を、前記温度算定手段と前記駆動手段とのいずれか一方に対して選択的に接続する切り替え手段、を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の熱感知器は、請求項１又は２に記載の熱感知器において、前記強誘電性物質を薄膜状の保護手段にて挟持したこと、を特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の熱感知器は、請求項３に記載の熱感知器において、前記駆動手段にて駆動された記強誘電性物質と、前記保護手段とを、相互に共振自在としたこと、を特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の熱感知器は、請求項３又は４に記載の熱感知器において、前記温度算定手段又は前記駆動手段の少なくとも一方を収容する筐体を設け、前記筐体には開口を設けると共に、この開口に前記強誘電性物質を配置し、前記保護手段の外周を前記筐体に固定することにより、前記開口を略閉鎖したこと、を特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の熱感知器は、請求項１から５のいずれか一項に記載の熱感知器において、前記強誘電性物質の誘電率の変化に基づく前記温度算定手段からの温度出力と、誘電性物質から出力される焦電電流又は当該焦電電流を電圧変換してなる出力電圧との比を、所定の閾値と比較することにより、前記温度算定手段にて算定された温度の適否を判定する温度適否判定手段、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の熱感知器は、請求項１から６のいずれか一項に記載の熱感知器において、前記強誘電性物質は、自発分極を有する圧電性のセラミック又は有機化合物であること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の熱感知器によれば、強誘電性物質を用いて監視領域の温度算定を行うことができると共に駆動源として利用できるので、強誘電性物質を複数の目的に使用でき、熱感知器の構成要素を低減できるため、熱感知器の製造コストの低減化や小型化を図ることができる。また、強誘電性物質を音響源として駆動することで、強誘電性物質を用いて監視領域の温度算定を行うことができると共にスピーカとして利用できるので、熱感知器に別途にスピーカを設ける必要がなくなり、熱感知器の製造コストの低減化や小型化を図ることができる。特に、強誘電性物質を警報音用の音響源として駆動することで、強誘電性物質を用いて監視領域の温度算定を行った後、この強誘電性物質を火災警報出力用のスピーカとして利用でき、温度算定と火災警報出力という相互に関連した複数の機能を１つの強誘電性物質にて達成することができる。
【００１５】
請求項２に記載の熱感知器によれば、切り替え手段を用いて強誘電性物質を温度算定手段と駆動手段とのいずれか一方に選択的に接続することで、１つの強誘電性物質を簡易な構成にて多目的に利用することができる。
【００１６】
請求項３に記載の熱感知器によれば、強誘電性物質を薄膜状の保護手段にて挟持することで、強誘電性物質を外部から保護でき、強誘電性物質を監視領域に露出させることが可能になるため、強誘電性物質の熱応答性や音響効果を高めることが可能になる。
【００１７】
請求項４に記載の熱感知器によれば、強誘電性物質と保護手段とを相互に共振自在としたので、強誘電性物質による音響源としての振動を拡幅でき、強誘電性物質の音響効果を一層高めることが可能になる。
【００１８】
請求項５に記載の熱感知器によれば、筐体の開口を強誘電性物質にて略閉鎖することで、筐体の密閉性を高めて、筐体の内部に対する水等の浸入を防止できる等、強誘電性物質を用いて熱感知器の耐環境性を向上させることができる。
【００１９】
請求項６に記載の熱感知器によれば、温度算定手段からの温度出力と、焦電電流又は当該焦電電流を電圧変換してなる出力電圧との比を用いて、温度算定手段にて算定された温度の適否を判定することで、強誘電性物質が火災以外の外的要因にて圧力を受けることで誘電率が増加したような場合には、温度算定手段にて算定された温度をキャンセルして火災断定を行わない等、非火災要因による見かけ上の温度上昇をキャンセルして誤報を防止でき、熱感知器の信頼性を一層高めることができる。
【００２０】
請求項７に記載の熱感知器によれば、強誘電性物質は、自発分極を有する圧電性のセラミック又は有機化合物であるため、温度変化に応じてその誘電率が変化することで温度測定が可能になり、また電圧印加による圧電効果で駆動されることで駆動源として利用することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態に係る熱感知器の実施例を詳細に説明する。まず、〔Ｉ〕実施の形態の基本的概念を説明した後、〔II〕実施の形態の具体的内容について説明し、〔III〕最後に、実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００２２】
〔Ｉ〕実施の形態の基本的概念
まず、実施の形態の基本的概念について説明する。本実施の形態は、監視領域の温度を監視するための熱感知器に関する。ここで、熱感知器の具体的な監視領域や監視目的は任意であるが、以下では、一般家屋やオフィスビルの室内に設置されて火災発生の有無を監視する熱感知器について説明する。
【００２３】
ここで、本実施の形態では、熱感知器の熱感知素子として、強誘電性物質、すなわち、電圧を加えることによって自発分極の方向を自由に変化させ、ゼロ電圧でもその分極方向を持続させることのできる誘電体を用いることにある。具体的には、この強誘電性物質の誘電率が温度に応じて変化することを利用して、監視領域の温度を感知する。この強誘電性物質の具体的構成は任意であるが、例えば、チタン酸バリウム、硫酸グリシン、あるいは、薄膜セラミック素子の如きセラミック強誘電体や、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）の如き有機化合物（具体的には高分子）の強誘電体を利用できる。なお、以下の各実施例では、強誘電性物質としてセラミック素子を用いた例について説明する。
【００２４】
本実施の形態の特徴の一つは、熱感知素子である強誘電性物質を、熱感知素子以外の目的にも兼用することにある。すなわち、強誘電性物質の圧電特定を利用し、この強誘電性物質に電圧を印加して駆動することで、強誘電性物質を熱感知素子以外の目的に使用する。具体的には、強誘電性物質を振動させることで、強誘電性物質を、例えばスピーカとして利用する。このことにより、熱感知素子とスピーカとの融合を図ることができ、その設置スペースや製造コストを低減できる。
【００２５】
本実施の形態の他の特徴の一つは、強誘電性物質の誘電率に基づいて感知された温度の適否を自動判定することにある。すなわち、何らかの外的要因によって強誘電性物質に圧力が加わった場合には、この誘電率が温度と無関係に変化してしまい（例えば、誘電率が圧力に伴って増加し）、温度が正確に感知できなくなる可能性がある。このような事態を防止するため、本実施の形態では、強誘電性物質の誘電率の変化による温度出力と、強誘電性物質から出力される焦電電流又は当該焦電電流を電圧変換してなる出力電圧との比に基づいて、強誘電性物質の誘電率に基づいて感知された温度の適否を判定する。
【００２６】
〔II〕実施の形態の具体的内容
次に、本実施の形態の具体的内容について説明する。
【００２７】
（熱感知器の構造の概要）
まず、実施の形態に係る熱感知器１の構造の概要について説明する。図１は、実施の形態に係る熱感知器１の正面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図３は図２の要部拡大図である。これら各図に示すように、熱感知器１は、概略的に、筐体１０、熱感知ユニット２０、及び、回路基板３０を備えて構成されている。
【００２８】
筐体１０は、熱感知器１の構造体として機能するものであり、筐体本体１１と筐体カバー１２とを備えて構成されている。筐体本体１１は、全体として略円環状に形成されており、その内部に回路基板３０を収容すると共に、その正面略中央位置には熱感知ユニット２０が固定されている。筐体カバー１２は、筐体本体１１を外部から保護するための保護手段であり、筐体本体１１の外形に略対応した略円環状の正面形状をしており、筐体本体１１の側方を外側から略完全に覆う。
【００２９】
熱感知ユニット２０は、監視領域における温度に応じた電流を出力することにより、この監視領域の熱感知を行うためのものである。図４は、熱感知ユニット２０の正面図及び縦断面図を相互に関連させて示した図、図５は、図４の熱感知ユニット２０に設けられるセラミック素子等の平面図及び縦断面図を相互に関連させて示した図である。この熱感知ユニット２０は、セラミック素子２１と、このセラミック素子２１の外側と内側とに設けた一対の電極２２、２３と、これらセラミック素子３１及び電極２２、２３を覆う一対の保護フィルム２４、２５とを備えて構成されている。
【００３０】
このうち、セラミック素子２１は、監視領域の温度が変化すると焦電効果によって焦電電流を出力する強誘電性物質を薄膜状に焼結して形成されており、このように薄型のセラミック素子２１を熱感知素子として用いることで、熱感知器１を全体的に薄型化することができる。特に、セラミック素子２１を平板状に形成することで、従来のサーミスタのような点状部分による熱感知ではなく、面状部分による熱感知を行うことができ、熱応答性を高めることができる。
【００３１】
また、電極２２、２３は、セラミック素子２１から出力された焦電電流を回路基板３０へ図示しない電線を介して出力するための電極手段であり、金属板をセラミック素子２１に接着することにより、あるいは、金属をセラミック素子２１に蒸着すること等により形成されている。
【００３２】
また、保護フィルム２４、２５は、セラミック素子２１及び電極２２、２３を覆うものであって、特許請求の範囲における保護手段に対応する。この保護フィルム２４、２５は、セラミック素子２１及び電極２２、２３よりも大きい直径の略薄膜円板状のフィルム材として形成されている。保護フィルム２４、２５は、セラミック素子２１及び電極２２、２３をその間に挟持した状態で相互に接着されることにより、これらセラミック素子２１及び電極２２、２３に接触した状態で、これらセラミック素子２１及び電極２２、２３を覆っている。なお、内側の保護フィルム２５には切欠き部２５ａが形成されており、この切欠き部２５ａから一部露出した電極２２、２３に図示しない電線を直接半田付けすることにより、この電線を電極２２、２３に電気的に接続することができる。
【００３３】
再び図２において、回路基板３０は、熱感知器１の電気的構成要素を相互に電気的に接続するためのもので、後述する制御部４４や温度算定部４０等を構成するＣＰＵ（Central Processing Unit）等の電気素子が実装されている。回路基板３０には、熱感知器１に対して電力を供給するため及び熱感知器１からの出力を行うためのリード線が接続されており、この電線は熱感知器１の外部の所定機器等に接続される。
【００３４】
（電気的構成の概要）
次に、熱感知器１の電気的構成の概要について説明する。図６は、熱感知器１の電気的構成を機能概念的に例示する構成図である。熱感知器１は、上述したセラミック素子２１に加えて、温度算定部４０、警報部４１、切替えスイッチ４２、記憶部４３、及び、制御部４４を備えて構成されている。
【００３５】
温度算定部４０は、セラミック素子２１の誘電率に基づいて、監視領域の温度を算定する温度算定手段である。警報部４１は、セラミック素子２１に対して音響信号を出力することにより、このセラミック素子２１をスピーカとして駆動するもので、特許請求の範囲における駆動手段に対応する。切替えスイッチ４２は、セラミック素子２１を、温度算定部４０と、警報部４１及び制御部４４と、のいずれか一方に対して選択的に接続するもので、特許請求の範囲における切り替え手段に対応する。
【００３６】
また、記憶部４３は、各種測定値や閾値を記憶するための記憶手段であり、任意の記憶素子や記憶媒体、例えば、フラッシュメモリやＥＰＲＯＭ (Erasable Programmable Read Only Memory)の如き不揮発性記憶媒体を用いることができる。特に、この記憶部４３には、後述する第１閾値及び第２閾値と温度テーブルとが記憶されている。
【００３７】
また、制御部４４は、熱感知器１の各部を制御する制御手段であり、特に、温度算定部４０にて算定された温度に基づいて火災発生の有無の判定を行う火災判定手段、セラミック素子２１の誘電率の変化に基づく温度算定部４０からの温度出力と、セラミック素子２１から出力される焦電電流又は当該焦電電流を電圧変換してなる出力電圧との比を、第２閾値と比較することにより、温度算定部４０にて算定された温度の適否を判定する温度適否判定手段、及び、切替えスイッチ４２に制御信号を出力して当該切替えスイッチ４２による切り替えを制御する切り替え制御手段として機能する。この制御部４４の具体的構成は任意であるが、例えば、所定の記憶媒体に記憶されたプログラムを呼出して解析・実行するＣＰＵとして構成することができる。
【００３８】
図７は、温度算定部４０の要部等の回路例を示す図である。温度算定部４０は、複数のトランジスタＴＲ１〜ＴＲ２、抵抗Ｒ１〜Ｒ４、及び、コンパレータＩＣ１を図示のように接続して構成されている。ここで、温度算定部４０には、セラミック素子２１（熱感知ユニット２０）と切替えスイッチ４２とが図示のように接続されている。このような構成において、切替えスイッチ４２をＯＮ（接続状態）にすると、セラミック素子２１が温度算定部４０の要部回路に接続され、切替えスイッチ４２をＯＦＦ（非接続状態）にすると、セラミック素子２１が制御部４４及び警報部４１に接続される。
【００３９】
この回路において、セラミック素子２１、抵抗Ｒ４、及び、トランジスタＴＲ２によって放電回路が構成され、このトランジスタＴＲ２のベース端子に放電トリガが与えられると、セラミック素子２１が抵抗Ｒ４を介して放電する。また、図示しない入力部から入力を受けると、電流が抵抗Ｒ１を介してセラミック素子２１に供給され、このセラミック素子２１が充電される。このようにセラミック素子２１が充電され、コンパレータＩＣ１への入力比が、抵抗Ｒ２、Ｒ３の分圧比によって決定される閾値を超えた場合に、コンパレータＩＣ１の出力がＨｉｇｈになる。なお、トランジスタＴＲ１をＯＮさせた時にのみ、抵抗Ｒ２を介してコンパレータＩＣ１に電源を供給することで、消費電力を低減させている。
【００４０】
従って、セラミック素子２１の放電後であって入力部からの入力があった時点から、コンパレータＩＣ１の出力がＨｉｇｈになった時点までの経過時間を測定することによって、セラミック素子２１が閾値を超える程度に充電された時間を測定できる。このセラミック素子２１の充電時間は、セラミック素子２１の誘電率にほぼ一意に対応しており、さらにこの誘電率はセラミック素子２１の温度にほぼ一意に対応しているため、セラミック素子２１の充電時間に基づいて温度を測定できる。
【００４１】
図８は、セラミック素子２１の温度変化と充電時間との関係を示す図である。この図８に示すように、入力部から矩形波を入力した場合において、セラミック素子２１の温度が上昇すると、充電波形における充電初期の立ち上がりが徐々に鈍くなり、これに伴って充電波形が閾値を超えるまでの時間（充電時間）が長くなる。従って、この充電時間に基づいて温度を決定できる。ここで、記憶部４３には、充電時間と温度との関係を特定する温度テーブルが記憶されており、温度算定部４０は、この温度テーブルを参照し、充電時間に対応する温度を決定できる。なお、充電時間と温度との関係の具体的数値は実験等によって容易に求めることができるので、ここでは省略する。
【００４２】
（火災検出処理）
次に、このように構成された熱感知器１による火災検出処理について説明する。図９は、火災検出処理のフローチャートである。まず、通常監視の初期状態において、制御部４４は、切替えスイッチ４２に制御信号を出力し、セラミック素子２１を温度算定部４０に接続する（ステップＳＡ−１）。この状態において、温度算定部４０は、監視領域の温度に応じて変化したセラミック素子２１の温度を、このセラミック素子２１の誘電率に基づいて算定し、このように算定した温度に応じた電流値又は電圧値の温度出力を制御部４４に出力する。制御部４４は、温度算定部４０からの温度出力を、記憶部４３に予め記憶された第１閾値と比較することで、監視領域における火災の可能性の有無を判定する（ステップＳＡ−２）。
【００４３】
そして、制御部４４は、温度出力が第１閾値以上である場合に火災の可能性があると判定し（ステップＳＡ−２，Ｙｅｓ）、切替えスイッチ４２に制御信号を出力して、セラミック素子２１を制御部４４及び警報部４１に接続する（ステップＳＡ−３）。この状態において、制御部４４には、セラミック素子２１からの焦電電流が直接的に入力される。そして、制御部４４は、この焦電電流を用いて、ステップＳＡ−２において温度算定部４０から出力された温度出力の適否を判定する（ステップＳＡ−４）。
【００４４】
ここで、このような判定を行なう理由及びその具体的内容について説明する。まず、外的要因によってセラミック素子２１が圧力を受けていない状態における、誘電率に基づく温度出力と焦電電圧の変化とについて説明する。図１０、１１は、階段上昇試験の結果を示すものであり、図１０は誘電率に基づく温度出力の変化を示すグラフ、図１１は焦電電圧の変化を示すグラフである。図１０に示すように、階段上昇試験において、誘電率に基づく温度出力は、温度上昇の直後に比較的急峻に上昇し、その後には、若干滑らかな上昇に移行する。また、図１１に示すように、焦電電圧は、温度上昇の直後にのみ急峻に上昇し、その後には、ほぼゼロレベルに収束する。ここで、誘電率に基づく温度出力をＡ、焦電電圧をＢとすると、本件発明者は、図１０、１１の場合においては、例えばＡ／Ｂ≧約９のような関係になることを見出した。
【００４５】
また、図１２、１３は、直線上昇試験の結果を示すものであり、図１２は誘電率に基づく温度出力の変化を示すグラフ、図１３は焦電電圧の変化を示すグラフである。これら図１２、１３に示すように、直線上昇試験においては、誘電率に基づく温度出力と焦電電圧とが、いずれも、温度上昇の直後からほぼ一定の勾配で直線的に上昇する。ここで、本件発明者は、図１２、１３の場合においては、例えばＡ／Ｂ≧約２００のような関係になることを見出した。
【００４６】
次に、外的要因によってセラミック素子２１が圧力を受けている状態における、焦電電圧の変化について説明する。この焦電電圧の変化を図１４に示す。焦電電圧は、圧力によるセラミック素子２１の変形量に応じて、プラス側とマイナス側に交互に変化し、またその最大値の絶対値は階段上昇試験や直線上昇試験の場合に比べて大きくなる。この場合、誘電率に基づく温度出力Ａと焦電電圧Ｂとの比Ａ／Ｂは、焦電電圧の変化の影響を受け、プラス側とマイナス側に大きく変化する。また、図示は省略するが、このようにセラミック素子２１が圧力を受けている場合には、圧力に伴ってセラミック素子２１の誘電率が増大するため、温度測定を正確に行うことができなくなる。
【００４７】
これらのことから、外的要因によってセラミック素子２１が圧力を受けていない状態では、誘電率に基づく温度出力Ａと焦電電圧Ｂとの比Ａ／Ｂがある一定の範囲に収まり、逆に、外的要因によってセラミック素子２１が圧力を受けている状態では、比Ａ／Ｂが当該一定の範囲を大きく逸脱する。従って、この比Ａ／Ｂに基づいて、外的要因によってセラミック素子２１が圧力を受けているか否かを判定でき、圧力を受けている場合には、誘電率に基づいて測定された温度が適切ではないと判定して、この温度をキャンセルすることが好ましい。
【００４８】
これらのことから、本実施の形態では、図９に戻り、制御部４４は、焦電電流を電圧変換して得られる電圧出力と温度算定部４０から出力された温度出力との比率を、記憶部４３に予め記憶された第２閾値と比較することで、監視領域における火災の有無を最終的に判定する（ステップＳＡ−４）。すなわち、温度出力と焦電電圧との比が記憶部４３の第２閾値より小さい場合には（ステップＳＡ−４，Ｙｅｓ）、火災以外の要因により温度出力が変化したものであり、温度算定部４０の温度出力が適切でない可能性があり、監視領域で火災が発生していないと判定する。一方、誘電率に基づく温度出力Ａと焦電電圧Ｂとの比Ａ／Ｂが記憶部４３の第２閾値より小さくない場合には（ステップＳＡ−４，Ｎｏ）、温度算定部４０の温度出力が適切であり、監視領域で火災が発生しているものと判定する。ここで、第２閾値の具体的な値は、実験等を通じて任意の値に決定できるが、例えば、Ａ／Ｂ＜５の場合には、温度算定部４０の温度出力が適切でないと判定する。
【００４９】
そして、制御部４４は、温度算定部４０の温度出力が適切でないと判定した場合、警報音出力を行うことなくステップＳＡ−１に移行することで、再び切替えスイッチ４２に制御信号を出力してセラミック素子２１を温度算定部４０に接続して、温度管理を続行する。一方、制御部４４は、温度算定部４０の温度出力が適切であると判定した場合、警報音出力を行う（ステップＳＡ−５）。
【００５０】
この警報音出力について具体的に説明すると、ステップＳＡ−３においてセラミック素子２１は既に警報部４１に接続されていることから、この警報部４１を介してセラミック素子２１に所定電圧を印加し、このセラミック素子２１を圧電効果で駆動（振動）させることで、セラミック素子２１からブザー音を出力させる。その後、この警報音に気がついた住人等によって、熱感知器１に設けた図示しないリセットスイッチが操作されると、制御部４４は、警報部４１を制御して警報音を停止させ、ステップＳＡ−１の通常監視状態に移行する。
【００５１】
（熱感知素子とスピーカとの兼用化に関する構造の詳細）
最後に、セラミック素子２１を、熱感知素子及びスピーカとして兼用化するための、当該セラミック素子２１の構造に関する詳細について説明する。図１〜３に示すように、筐体本体１１における監視領域との対向面（ここでは正面）には、その略中央位置に開口部１１ａが形成されており、この開口部１１ａに、セラミック素子２１を含んだ熱感知ユニット２０が固定されている。また、筐体カバー１２にも、開口部１１ａに対応する位置及び形状にて開口部１２ａが形成されている。
【００５２】
この構造では、熱感知ユニット２０が監視領域に対して略直接的に露出することになる。従って、セラミック素子２１を熱感知素子として機能させる場合には、監視領域の温度変化に対するセラミック素子２１の熱応答性を高めることができるという利点を有する。また、セラミック素子２１をスピーカとして機能させる場合には、監視領域に対して警報音を直接的に放出でき、音響効果を高めることができるという利点を有する。
【００５３】
ここで、このように監視領域に対してセラミック素子２１を露出させた場合、いたずらや清掃によってセラミック素子２１が押圧され、火災以外の要因による焦電電流がセラミック素子２１から出力される可能性がある。しかしながら、この場合においても、上述のように誘電率に基づく温度出力Ａと焦電電圧Ｂとの比Ａ／Ｂに基づいて火災判定を行なうことで、誤報を防止できる。換言すれば、この温度出力Ａと焦電電圧Ｂとの比に基づく火災判定は、セラミック素子２１を露出構造にて使用する場合に特に有効である。
【００５４】
また、このように監視領域に対してセラミック素子２１を露出させた場合、監視領域からの水分がセラミック素子２１に付着し、セラミック素子２１の腐食や電極２２、２３の酸化を招いたり、あるいは、水分がセラミック素子２１と電極２２、２３との相互間に浸入してショートを生じさせる可能性がある。このような事態を防止するため、本実施の形態では、上述のようにセラミック素子２１を保護フィルム２４、２５でラミネートしており、特に保護フィルム２４、２５として防湿性フィルムを用いている。
【００５５】
さらに、このようにセラミック素子２１を保護フィルム２４、２５でラミネートした場合、このセラミック素子２１の振動が保護フィルム２４、２５にて吸収され、セラミック素子２１をスピーカとして用いた場合の音響効果が低減される可能性がある。このような事態を防止するため、本実施の形態では、セラミック素子２１と保護フィルム２４、２５とを相互に共振自在としている。具体的には、セラミック素子２１に電圧を印加した際の振動周波数と、セラミック素子２１と共に振動する保護フィルム２４、２５の振動周波数とを、共振周波数としている。この共振周波数は、例えば、保護フィルム２４、２５の振動周波数に合致するような振動周波数になるように、セラミック素子２１への印加電圧を調整したり、あるいは、セラミック素子２１の振動周波数に合致するような振動周波数になるように、保護フィルム２４、２５の厚みが形状を決定することにより、実現することができる。このような工夫を施すことで、セラミック素子２１をスピーカとして用いた場合の音響効果を向上させることができる。
【００５６】
さらにまた、セラミック素子２１及び保護フィルム２４、２５を用いて、筐体本体１１を密閉している。すなわち、本実施の形態では、筐体本体１１の開口部の外形状と保護フィルム２４、２５の外形状とを相互に略対応させており、保護フィルム２４、２５の外縁を溶着や接着によって筐体本体１１の開口部１１ａの周縁部に固定することで、セラミック素子２１及び保護フィルム２４、２５にて開口部１１ａを略完全に塞いでいる。従って、この筐体本体１１の内部に収容された回路基板３０に対して、監視領域から水分等が浸入することを防止できる。
【００５７】
〔III〕実施の形態に対する変形例
以上、本実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び方法は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
【００５８】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。
【００５９】
（制御について）
また、実施の形態で自動的に行われるものとして説明した制御の全部又は任意の一部を手動で行っても良く、逆に、手動で行われるものとして説明した制御の全部又は任意の一部を公知技術又は上述した思想に基づいて自動化しても良い。また、実施の形態において示した制御部４４は、実際には、ＣＰＵ及びこのＣＰＵにて読み出され実行されるコンピュータプログラムとして構成することができ、あるいは、ハードワイヤードロジックにて構成することができる。また、上述した各電気的構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各部の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。この他、前記文書中や図面中で示した処理手順、又は、制御手順については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【００６０】
（強誘電性物質について）
実施の形態においては、強誘電性物質としてセラミック素子２１を用いたが、この他にも、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）の如き高分子強誘電体や、チタン酸バリウムや硫酸グリシンの如き結晶体を利用できることは上述の通りである。また、セラミック素子２１に加えて強誘電性物質以外の他の検出素子を用いることもでき、セラミック素子２１にて算定及び補正した温度に対して、他の検出素子の検出結果を利用してさらに補正を行っても良い。
【００６１】
（温度測定について）
図７に示した温度算定部４０の要部の回路構成は、あくまで一例であり、任意の異なる回路構成を採用できる。また、温度測定原理としては、少なくとも強誘電性物質の誘電率変化に基づいたものであれば良く、強誘電性物質の誘電率変化に伴う様々な現象を測定することによって行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上のように、本発明に係る熱感知器は、監視領域の温度を監視して火災検知等を行うための熱感知器に適用でき、あるいは、熱感知以外の目的を主目的とする各種の機器に適用でき、共通の強誘電性物質を用いて、駆動源を用いた各種の機能と熱感知機能とを達成することで、機器の製造コストの低減化や小型化を図ることに適している。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態に係る熱感知器の正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】熱感知ユニットの正面図及び縦断面図を相互に関連させて示した図である。
【図５】図４の熱感知ユニットに設けられるセラミック素子等の平面図及び縦断面図を相互に関連させて示した図である。
【図６】熱感知器の電気的構成を機能概念的に例示する構成図である。
【図７】熱感知器の電気的構成の要部の回路例を示す図である。
【図８】セラミック素子の温度変化と充電時間との関係を示す図である。
【図９】火災検出処理のフローチャートである。
【図１０】階段上昇試験の結果を示すものであり、誘電率に基づく温度出力の変化を示すグラフである。
【図１１】階段上昇試験の結果を示すものであり、焦電電圧の変化を示すグラフである。
【図１２】直線上昇試験の結果を示すものであり、誘電率に基づく温度出力の変化を示すグラフである。
【図１３】直線上昇試験の結果を示すものであり、焦電電圧の変化を示すグラフである。
【図１４】外的要因によってセラミック素子が圧力を受けている状態における、焦電電圧の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６４】
１  熱感知器
１０  筐体
１１  筐体本体
１２  筐体カバー
２０  熱感知ユニット
２１  セラミック素子
２２、２３  電極
２４、２５  保護フィルム
２５ａ  切欠き部
３０  回路基板
４０  温度算定部
４１  警報部
４２  切替えスイッチ
４３  記憶部
４４  制御部
ＴＲ１〜ＴＲ２  トランジスタ
Ｒ１〜Ｒ４  抵抗
ＩＣ１  コンパレータ
【図１】
2008015777.tif 000003
【図２】
2008015777.tif 000004
【図３】
2008015777.tif 000005
【図４】
2008015777.tif 000006
【図５】
2008015777.tif 000007
【図６】
2008015777.tif 000008
【図７】
2008015777.tif 000009
【図８】
2008015777.tif 000010
【図９】
2008015777.tif 000011
【図１０】
2008015777.tif 000012
【図１１】
2008015777.tif 000013
【図１２】
2008015777.tif 000014
【図１３】
2008015777.tif 000015
【図１４】
2008015777.tif 000016