(57)【要約】【課題】電源との配線接続や電池の不要な検知装置を提供する。【解決手段】所望箇所に配置した検知装置Ｔと、受信機１０から送られる検知信号を処理するコンピュータとで異常検知システムＳを構築する。検知装置Ｔは、発信器１、発電器２、所定条件に達すると発電器２を動作させる起動手段３とで構成される。火災等が発生すると、バネ等を用いた起動手段が発電器２を駆動し、発電器２で生成された起電力で発信器１が検知信号を送信する。検知信号に基づきコンピュータが、所定の警報表示、警報装置の作動、通信装置・通信回線を介した管理者等への通報を行う。本発明は検知装置の動作電力を発電器によって生成するから、商用電源等との配線接続工事や内蔵電池の装備を不要にできる。それ故、検知装置の設置作業がきわめて簡単になり、電池残量の管理や電池交換等の手間を省ける。信頼性の高い異常検知システムを構築可能である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定条件に達すると検知信号を送信するように設定された検知装置であって、検知信号を送信する発信器と、該発信器に検知信号を送信するための動作電力を供給する発電器と、所定条件に達すると前記発電器を動作させる起動手段とを備えていることを特徴とする検知装置。
【請求項２】
前記起動手段は、機械的エネルギーを蓄積する部分と、通常は機械的エネルギーを蓄積された状態に保持し所定条件に達するとこの機械的エネルギーを解放する部分と、この機械的エネルギーを発電器へ伝達する部分とから構成されている請求項１に記載する検知装置。
【請求項３】
前記発信器は、検知信号を電波によって無線送信するものである請求項１又は２に記載する検知装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載する前記検知信号から送信される検知信号をコンピュータで処理して、所定の報知動作を実行するように設定されていることを特徴とする異常検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異常を検知すると検知信号を送信する検知装置及びこれを用いた異常検知システムに関し、電池や商用電力を使用せずに動作可能にすることを目的とする。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、火災が発生したことを熱センサー・煙センサー・火炎センサー等を備える感知器で検知し、検知信号を電波による無線信号として報知器へ送信し、検知信号を受信したならば報知器が、ブザー駆動、所定メッセージの表示、消防署への通報等の警報動作を行うように設定された火災報知システムが記載されている。
【特許文献１】特開平７−１４３２５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記従来の火災報知システムでは、感知器の各センサー及び検知信号を送信する無線送信部に動作電力を供給するため、感知器に別途配線工事を施すことが必要であった。それ故、多数の感知器を設置するときは工事に大変手間がかかるだけでなく、配線の都合上、感知器の設置箇所を自由に選択するのが難しいという欠点がある。
【０００４】
そこで、各感知器に電池を内蔵させて、配線工事を不要にすることが考えられる。しかるに、この場合、前記火災報知システムは火災を検知したときに検知信号を出力し送信するように構成されているため、システムの信頼性を確保するには、電池残量を常時監視しなくてはならないから、管理に手間がかかる。また電池残量が不足したときは、感知器が正常に動作しなくなるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の問題を解決するために本発明が採用した検知装置の特徴とするところは、所定条件に達すると検知信号を送信するように設定されたものであって、検知信号を送信する発信器と、該発信器に検知信号を送信するための動作電力を供給する発電器と、所定条件に達すると前記発電器を動作させる起動手段とを備えていることである。
【０００６】
前記検知装置において、前記起動手段を、機械的エネルギーを蓄積する部分と、通常は機械的エネルギーが蓄積された状態に保持し所定条件に達するとこの機械的エネルギーを解放する部分と、この機械的エネルギーを発電器へ伝達する部分とから構成することができる。
【０００７】
さらに前記発信器を、検知信号を電波によって無線送信するものとすることができる。
【０００８】
ここで発電器とは、例えば磁界中でコイルを回転駆動することにより電気を生起させる構造のもの、圧電素子を用いて衝撃や押圧力によって電気を発生させるもの、感熱式発電素子を用いて環境温度が所定値を越えると電気を発生させるもの等が挙げられる。
【０００９】
起動手段とは、圧縮バネの伸張力、圧縮ガスの膨張力、同極の磁石間の反発力、重錘の位置エネルギーなどを利用して、発電器を動作させる機械的エネルギーを取り出せるようにしたものである。また、発電器を動作させる所定条件とは、温度条件や圧力条件、あるいは、振動、位置変位、水の有無等である。
【００１０】
なお本発明は、前記検知信号を用いた異常検知システムを提供するものでもあり、その特徴とするところは、前記検知装置から送信される検知信号をコンピュータで処理して、所定の報知動作を実行するように設定されていることである。この異常検知システムの検知対象は特に制限されるものではないが、例を挙げると、建築物における火災・地震・漏水、道路などにおける衝突事故、金庫・美術品・家具・調度品等の位置変位などが考えられる。
【００１１】
本発明に係る検知装置及びこれを用いた異常検知システムは、例えば次のように動作する。通常時、検出装置には電力が供給されていないため、信号の送信は行われない。また発電器は動作を停止させた待機状態に保持されている。火災、地震、漏水等の異常が発生すると、熱・振動・水・圧力などを検知した起動手段が発電器を動作させる。これにより発電器が起電力を発信器へ供給し、その結果、検知装置から検知信号をコンピュータ等へ送信される。コンピュータは、この検知信号を処理して、警報装置を作動させたり、通信回線を通じて管理者等へ通報したりする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、検知装置における検知信号を送信する発信器の動作電力を、当該検知装置に備えた発電器によって生成し供給するものであるから、商用電源等との配線接続工事や、内蔵電池の装備を不要にすることができる。それ故、検知装置の設置場所についての自由度が大きくなるので、設置作業がきわめて簡単になるという利点が得られる。また電池が不要であるから、電池残量の管理や電池交換等の手間を省くことができる。依って信頼性の高い異常検知システムを簡単に構築することが可能である。
【００１３】
なお前記発信器を、検知信号を電波によって無線送信するものとすれば、配線を全く省略できるから、検知装置を任意箇所に取り付けることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１に、本発明に係る検知装置Ｔを用いて異常検知システムＳを構築した例を示す。同異常検知システムＳは、所望箇所に配置した一個又は複数個の検知装置Ｔと、この検知装置Ｔから送信される検知信号を受信する受信機１０と、受信機１０から送られる検知信号を処理して、警報装置を作動させたり、通信装置・通信回線を通じて異常発生を警備会社や管理者へ通報したり、その他所要の対処作業を実行させるためのコンピュータとから構成されている。受信機１０・警報装置・通信装置等は、コンピュータと一体構成することも可能である。また必要に応じ、コンピュータを介さずに、検知信号を警報装置や通信装置へ直接出力するように構成することも妨げない。
【００１５】
検知装置Ｔは、検知信号を電波として送信する機能を備えた発信器１と、動作電力を生成しこれを発信器１に供給する発電器２と、所定条件に達すると発電器２を動作させるように設定された起動手段３とを主たる構成要素とする。発電器２は、コイルを磁界内で回転させることにより電力を得る構造のほか、加圧や衝撃によって起電力を発生させる圧電素子や、加熱によって起電力を発生させる感熱式発電素子を用いて構成することも可能である。
【００１６】
起動手段３は、例えば図２に示すような構造が採用される。本例では、圧縮状態に保持したバネ３ａによって機械的エネルギーの蓄積部分を構成し、このバネ３ａを通常はストッパー４ａで圧縮状態に保持し、所定条件に達するとストッパー４ａを外してバネ３ａを自由伸張させるようになされた解除手段４により、機械的エネルギーの解放操作部分を構成した。そして、発電器２の回転軸２ａに固定したピニオン２ｂに、バネ３ａに連結したラック３ｂを噛合させて、機械的エネルギーの伝達手段としている。また、解除手段４のストッパー４ａを駆動する手段としては、図８に例示するような、バイメタル４０等の熱によって動作する感熱素子を用い、熱によってバイメタル４０が変形するのを利用する。
【００１７】
前記検知装置Ｔの動作を説明すると次の如くである。平常時は、解除手段４のストッパー４ａにより、バネ３ａが圧縮状態に保持される。火災等が発生して環境温度が上昇すると、バイメタル４０が変形してストッパー４ａを後退させ（図８参照）、バネ３ａが自由に伸張可能となる。すると、バネ３ａの伸張動作によりラック３ｂが前進して、発電器２の回転軸２ａに固定したピニオン２ｂを回転駆動するため、発電器２が起電力を生成し、発信器１へ供給する。その結果、発信器１が検知信号を送信するので、火災等の異常事態が発生したことを認識することができる。そして必要に応じ、検知信号に基づいてコンピュータが、所定の表示を行わせると共に警報装置を動作させたり、通信装置・通信回線を介し管理者や警備会社、警察署、消防署等の必要部署へ、火災等の異常発生を通報したりするよう設定してもよい。さらには検出結果に基づき、コンピュータによって、火災発生箇所におけるスプリンクラー・排煙装置・防火シャッター等の防火設備を駆動させたり、ガスの供給を停止させたりすることも考えられる。これにより火災等異常事態に対する迅速な対応が可能となり、被害の拡大を抑えることができる。なお本例の如く、本発明を火災の検知システムＳに利用する場合は、火災発生時の高熱下でも検知信号を送信できるよう、検知装置Ｔを耐熱構造とすることが望ましい。
【００１８】
（別態様の検討）
以下、本発明に係る検知装置Ｔの起動手段３における機械的エネルギーを蓄積する部分の構成について、異なる態様を例示する。図３（Ａ）に示すように、二つの磁石３ｃ，３ｄの一方３ｃを固定し、もう一方をラック３ｂと一体に移動可能に取り付ける。そして上記二つの磁石３ｃ，３ｄを、解除手段４によって、同極面を接合又は近接させた状態で保持する。二つの磁石３ｃ，３ｄ間には反発力が作用し、これが機械的エネルギーの源泉となっている。火災などにより温度等が所定条件が到達することにより、解除手段４のストッパー４ａが後退すると、同図（Ｂ）に示す如く、磁石３ｃ，３ｄ間に作用する反発力で可動の磁石３ｄが押し出され、これにより移動するラック３ｂが、発電器２の回転軸２ａに固定したピニオン２ｂを回転駆動する。その結果、発電器２で起電力が生成され、これが発信器１へ供給され、発信器１はこの起電力により検知信号を送信する。
【００１９】
図４は、鉛直方向へ移動可能としたラック３ｂに重錘３ｅを取り付け、解除手段４で、このラック３ｂ及び重錘３ｅが下降しないように保持した。従って本例では、ラック３ｂ及び重錘３ｅに作用する位置エネルギーが、機械的エネルギーの源泉となっている。所定条件に達することにより、解除手段４のストッパー４ａが後退すると、ラック３ｂと重錘３ｅとの重量で、ラック３ｂが下降し、発電器２の回転軸２ａに固定したピニオン２ｂを回転駆動する。その結果、発電器２で生成された起電力により、発信器１が検知信号を送信する。
【００２０】
図５は、移動可能としたラック３ｂの一端に、圧縮ガスのボンベ３ｆとエアバッグ３ｇとを設け、解除手段４に、圧縮ガスボンベ３ｆとエアバッグ３ｇとの接続部を開閉するシャッター４ｂを設けた。本例は、圧縮ガスの膨張力を機械的エネルギーとして利用するものである。シャッター４ｂは、バイメタルのように温度変化で位置変位を起こすもののほか、高温に晒されると、溶融したり変形したり破壊されたりする部材で製作することが考えられる。本例の検知装置Ｔは、通常時、図５（Ａ）のように、解除手段４のシャッター４ｂがボンベ３ｆの口を閉止している。所定条件に達すると、シャッター４ｂが開いて、ボンベ３ｆからエアバッグ３ｇ内へ圧縮ガスが吹き込まれるため、同図（Ｂ）のようにエアバッグ３ｇが膨らむ。このときの膨張力によってラック３ｂを移動させ、回転軸２ａに固定したピニオン２ｂを回転駆動し、発電器２に発電を実行させ、その結果、発信器１が検知信号を送信する。
【００２１】
起動手段３に蓄積した機械的エネルギーを発電器２へ伝達する手段は、ラック３ｂとピニオン２ｂとによるもののほか、図６に示す如く、回転軸２ａに巻き付けたワイヤー２ｃを強制的に巻き戻す機構が考えられる。図６の例では、ワイヤー２ｃの一端に連結した重錘３ｅの位置エネルギーで、ワイヤー２ｃを引っ張る構造となっている。すなわち、通常時は解除手段４のストッパー４ａで重錘３ｅを所定位置に保持し、所定条件に達して解除手段４のストッパー４ａが後退すると、重錘３ｅの下降エネルギーによってワイヤー２ｃが引っ張られ、その結果、発電器２の回転軸２ａが回転駆動されて起電力を生成し、発信器１が検知信号を送信する。
【００２２】
図７は、起動手段３を、ゼンマイで駆動軸３ｈを回転駆動する構成としたものである。本例では、上記駆動軸３ｈに取り付けたピニオン３ｉと、歯車２ｄと、発電機２の回転軸２ａに固定したピニオン２ｂとを組み合わせることにより、ゼンマイの駆動力を発電機２へ伝達する。通常時は解除手段４により、ゼンマイが巻き締められた状態に保持される。そして、所定条件に達して解除手段４がゼンマイを巻き戻し可能な状態にすると、駆動軸３ｈの回転力が伝達されて発電器２の回転軸２ａを回転駆動し、その結果、生成された起電力により、発信器１が検知信号を送信する。
【００２３】
起動手段３に蓄積した機械的エネルギーを解放する解除手段４は、図８に示すようなバイメタル４０を利用するもののほか、図９に示すように、ストッパー４ａを後退方向へ付勢するバネ４１と、ストッパー４ａの後退を阻止する係止部材４２とで構成することも考えられる。すなわち通常時は、係止部材４２がストッパー４ａの移動を阻止し、所定条件に達すると係止部材４２が変形・変位・消失することにより、ストッパー４ａがバネ４１の付勢力で後退するように設定する。解除手段４を温度条件で動作させる場合、上記係止部材４２を、所定温度以上になると軟化・溶融するプラスチックや金属、変形を生じる形状記憶合金・形状記憶プラスチック等で製作することが考えられる。また解除手段４の動作条件を水の検出とする場合、係止部材４２を水溶性材料で製作すればよい。
【００２４】
図１０は、本発明に係る検知装置１０に、コンデンサーや蓄電器などからなる放電制御手段４を設けたものである。放電制御手段４は、発電器３で生成した起電力を一時的に保持して放電時間を延長するためのものである。かかる構成によれば、発信器１への電力供給時間が長くなることにより、検知信号の送信継続時間を延ばすことが可能となるから、検知システムの信頼性を高めることができる。
【００２５】
図１１に示すように、検知装置Ｔの発信器１を、リーダーからの質問信号に対し応答信号を返信する機能を持った無線タグで構成することもできる。この場合、無線タグの信号回路のＯＮ・ＯＦＦ制御をするスイッチ５を設け、このスイッチ５を、発電器２で生成した起電力により動作させるように設定する。本例では、通常時は、スイッチ５がＯＦＦのため、無線タグの信号送受信機能が無効になっている。所定条件に達すると、起動手段３が動作して発電器２に起電力を生成させ、この起電力でスイッチ５が動作し、無線タグの信号回路をＯＮにする。その結果、無線タグの信号送受信機能が有効になり、リーダーの質問信号に対して応答信号が返信され、異常検知が実行される。
【００２６】
なお図示は省略したが、本発明を地震等の振動検知や、物品の位置変位の検知に利用する場合は、検知装置Ｔの起動手段３を、振動や位置変位が生じると蓄積した機械的エネルギーを解放するように設定すればよい。衝突事故等の検知に利用する場合は、検知装置Ｔの起動手段３が、一定値以上の衝撃や圧力が作用すると動作するように設定すればよい。さらに漏水の検知に利用する場合は、検知装置Ｔの起動手段３が、水で濡れると動作するように設定すればよい。
【００２７】
本発明に係る異常検知システムＳは、戸建て家屋、アパート、マンション、ホテル、オフィスビル、工場、デパートやスーパーマーケット、官公庁舎・図書館・美術館等の公共施設、道路・鉄道等の交通施設など各種建造物に適用することができる。また複数の検知装置Ｔを複数箇所に配置することが望ましいが、この場合、各検知装置Ｔから送信される検知信号に異なる位置情報を含ませ、検知信号をコンピュータで解析処理して検知信号を送信した検知装置Ｔを識別することにより、火災等異常事態の発生箇所を特定することが可能となる。
【実施例１】
【００２８】
図１２は、本発明に係る異常検知システムＳを住宅Ｈに適用した例を示すものである。図示するように、住宅Ｈにおける居室・リビング・台所・玄関・浴室・洗面所・トイレなど所望する箇所の壁Ｗに検知装置Ｔを取り付ける。他方、適所に配置した受信機１０に接続されるアンテナ１１は、あらかじめ壁Ｗ内に埋め込んでおく。これにより、検知装置Ｔの近傍にアンテナ１１が位置するから、検知装置Ｔと受信機１０との間で、電波信号による交信を確実に行える。検知装置Ｔは電気配線が不要なので、取付は非常に容易である。なお図示は省略したが、検知装置Ｔを住宅Ｈの天井や床に配置する場合は、アンテナ１１も天井裏や床下に配設する。
【００２９】
前記異常検知システムを火災検知用とする場合、上記住宅Ｈのどこかで出火すると、出火箇所の近傍に位置する検知装置Ｔにおいて、環境温度の上昇により起動手段３が発電器２を動作させ、当該検知装置Ｔから検知信号が送信される。受信機１０はアンテナ１１を介して検知信号を受信しコンピュータへ出力する。コンピュータは、検知信号に基づき火災発生箇所を特定し、警報装置の始動、通信装置を介した管理者・警備会社等への通報、スプリンクラー等消火装置の起動、ガスの供給停止、その他所定の対処作業を迅速に実行する。従って、火災による被害の拡大を抑えることができる。
【００３０】
また本発明に係る異常検知システムを、所定地域内の住宅・建物へ網羅的に導入し、個々のシステムの検知結果が全て消防署へ通報されるようにネットワークを構築することも考えられる。これにより、検知装置Ｔの位置情報と地図との組み合わせから出火場所の特定が短時間でできるから、早期に消火活動を開始し得る防災態勢を地域単位で準備することが可能となる。
【００３１】
ところで本発明システムは、上記のほか、住宅Ｈにおける次のような異常検知手段として機能させることも可能である。すなわち、検知装置Ｔにより浴室の室温を検知して浴槽の空焚き防止手段とする態様、台所に設置される加熱調理器周囲の温度を検知して異常加熱の防止手段とする態様、リビングの床下に温水式の床暖房設備を設置した場合における床暖房用配管の漏水検知手段とする態様、洗面所に配置される照明器具周囲の温度を検知して照明器具の異常過熱を防止する手段とする態様などが考えられる。いずれの場合にあっても、異常検知により検知装置Ｔの動作を受信機１０が検知することにより、風呂窯の運転停止・加熱調理器の運転停止・床暖房設備への給湯停止・照明器具の消灯など、所定の対処作業が実行されるように設定される。
【実施例２】
【００３２】
図１３は、本発明に係る異常検知システムＳを、複数の住居Ｆから成る集合住宅Ｇに適用した例を示すものである。この場合、各住居Ｆごとに検知装置Ｔを取り付けると共に、躯体壁Ｗにアンテナ１１を埋設する。そして、各検知装置Ｔから送信される検知信号を、躯体壁Ｗに埋設したアンテナ１１を介し、受信機１０が受信するように構成する。受信機１０の検知結果は、管理会社や監視用コンピュータへ出力されるように設定するとよい。
【実施例３】
【００３３】
図１４は、マンション・ホテル・オフィスビル等多層階から成る建物Ｍに、本発明に係る異常検知システムＳを適用する場合の実施例を示すものである。各住居ごとに検知装置Ｔを取り付けると共に、躯体壁にアンテナ１１を埋設する点は、前記実施例２と同様である。アンテナ１１は受信機１０に接続され、受信機１０から出力される検知信号に基づいて、管理用コンピュータが、管理者・警備会社・消防署等への通報や、警報装置や消火装置の駆動等を行うように設定される。図示する如き多層階の建物の場合、一本のアンテナ線を各階層Ｇ１〜Ｇ６を周回するようコイル状に配設することにより、１台の受信機１０で建物全体の監視が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る異常検知システムの一実施形態の概略構成を示す図面である。
【図２】本発明に係る検知装置の一例を示すものであって、起動手段にバネを用いた場合の概略構成図である。
【図３】本発明に係る検知装置における起動手段の異なる例を示すものであって、図（Ａ）は磁石を用いたものにおける機械的エネルギーを蓄積保持した状態の概略構成図、図（Ｂ）は機械的エネルギーを解放した状態の概略構成図である。
【図４】本発明に係る検知装置における起動手段の異なる例を示すものであって、重錘を用いた場合の概略構成図である。
【図５】本発明に係る検知装置における起動手段のさらに異なる例を示すものであって、図（Ａ）は圧縮ガスボンベとエアバッグ３とを用いたものにおける機械的エネルギーを蓄積保持した状態の概略構成図、図（Ｂ）は機械的エネルギーを解放した状態の概略構成図である。
【図６】本発明に係る検知装置における起動手段のさらに異なる例を示すものであって、重錘を用いた場合の概略構成図である。
【図７】本発明に係る検知装置における起動手段のさらに異なる例を示すものであって、ゼンマイを用いた場合の概略構成図である。
【図８】本発明に係る検知装置の起動手段に備えられる解除手段の一例を示す概略構成図である。
【図９】本発明に係る検知装置の起動手段に備えられる解除手段の異なる例を示す概略構成図である。
【図１０】本発明に係る検知装置のさらに異なる構成例を示すブロック図である。
【図１１】本発明に係る異常検知システムの異なる例を示すブロック図である。
【図１２】本発明の実施例１を示すものであって、本発明に係る異常検知システムを適用した住宅の平面断面図である。
【図１３】本発明の実施例２を示すものであって、本発明に係る異常検知システムを適用した集合住宅の平面断面図である。
【図１４】本発明の実施例３を示すものであって、本発明に係る異常検知システムを適用した多層階建物の正面図である。
【符号の説明】
【００３５】
Ｓ…異常検知システム
Ｔ…検知装置
１…発信器
２…発電器
２ａ…回転軸
３…起動手段
４…解除手段
４ａ…ストッパー
１０…受信機
１１…アンテナ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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