煙感知器
【課題】感知精度の低下を招くことなく、煙感知室の小型化,薄型化を達成でき、コンパクトで高感度な煙感知器を提供する。
【解決手段】この煙感知器は、発光素子８からの出射光を直接受光しない第１の受光素子１３と、発光素子８からの出射光を直接受光する第２,第３の受光素子１７,１８を備える。第２の受光素子１７は、受光面１７Ａが地面側とは反対側に向いているが、第３の受光素子１８は、受光面１８Ａが地面側に向いている。受光面１７Ａは、受光面１８Ａに比べて、埃が堆積し易い。埃の堆積により受光面１７Ａが入射光量が減少しても、受光面１８Ａには埃が殆ど堆積せず入射光量が殆ど減少しない。よって、受光面１７Ａへの入射光量を表す第２の受光信号と受光面１８Ａへの入射光量を表す第３の受光信号とにより、煙による受光量の変動(信号成分)と埃による受光量の変動(雑音成分)とを判別することが可能になる。
【解決手段】この煙感知器は、発光素子８からの出射光を直接受光しない第１の受光素子１３と、発光素子８からの出射光を直接受光する第２,第３の受光素子１７,１８を備える。第２の受光素子１７は、受光面１７Ａが地面側とは反対側に向いているが、第３の受光素子１８は、受光面１８Ａが地面側に向いている。受光面１７Ａは、受光面１８Ａに比べて、埃が堆積し易い。埃の堆積により受光面１７Ａが入射光量が減少しても、受光面１８Ａには埃が殆ど堆積せず入射光量が殆ど減少しない。よって、受光面１７Ａへの入射光量を表す第２の受光信号と受光面１８Ａへの入射光量を表す第３の受光信号とにより、煙による受光量の変動(信号成分)と埃による受光量の変動(雑音成分)とを判別することが可能になる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、煙の濃度により変化する信号で煙の有無を感知して出力する煙感知器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、煙感知器としては、煙感知室外からの光入射を防止するために煙導入口から煙感知室内の間に設けられたラビリンス部と、上記煙感知室内に光を射出する発光素子と、この発光素子から射出されて上記煙感知室内で散乱した光を受光し受光量に応じた受光信号を出力する受光素子と、上記受光信号に基づいて煙の有無を判定する判定手段と、上記判定結果を通知する通知手段を有したものが開示されている(特許文献１(特開２００９−２２９４１４号公報)参照)。
【０００３】
一般的に、煙感知器において、発光素子が出射する光は指向性を有しており、受光素子は出射光の光軸上に位置していない。また、上記受光素子は、上記発光素子の光が直接に入射しないように配置されており、煙が無い、あるいは煙濃度が低い場合(すなわち、煙感知室内の光の散乱が少ない場合)には、受光素子への入射光は少なく、受光信号が表す受光量は少ない。
【０００４】
一方、煙濃度が高い場合には、煙による光の散乱が発生し、受光素子への光入射が増加して受光信号が表す受光量が増加する。上記判定手段は、最新の受光信号Ｓ(now)と予め記憶した初期値Ｓ(ini)の差分、すなわち、受光信号の増加分ｄＳ＝{Ｓ(now)−Ｓ(ini)}を求めて、この差分(受光信号増加分ｄＳ)が予め記憶した判定レベルを超過した場合に煙有りと判定し、通知手段を通じて煙有りを通知する。
【０００５】
このように、煙による散乱光が信号光となるが、煙以外の要因による散乱光の変動は雑音成分となる。例えば、使用開始からの時間の経過に応じて、煙感知室内の壁面へ埃が堆積するが、この壁面へ埃が堆積することによって上記壁面での反射光が変動する。この反射光の変動が上記雑音成分になる。
【０００６】
そこで、従来、煙感知室内への埃の堆積による雑音成分を抑制するために、発光素子から射出された光が煙感知室内の鉛直方向の端面をなす壁面にできるだけ当たらない構造が取られてきた。例えば、煙感知器の煙感知室として、図５Ａ〜図５Ｃに示される第１の構造や図６Ａ〜図６Ｃに示される第２の構造が採用される。
【０００７】
図５Ａは、上記第１の構造の煙感知室１０１の設置時の姿勢を模式的に示す図である。また、図５Ｂは、上記第１の構造の煙感知室１０１を、この煙感知室１０１内の壁面Ｐ１００と平行な平面で切断した様子を示す横断面図である。上記壁面Ｐ１００は地面と反対側を向いている。また、図５Ｃは、上記第１の構造の煙感知室１０１を、上記壁面Ｐ１００と直交すると共に煙感知室１０１の中心軸Ｊ１００を通る平面で切断した様子を示す縦断面図である。なお、図５Ｃでは、図５Ｂに示したラビリンス部１０４は省略している。
【０００８】
図５Ｂにおいて、１０３は発光素子、１０５は受光素子であり、図５Ｂ,図５Ｃにおいて、Ｒ１００は、発光素子１０３が出射する光の出射領域を示している。この出射領域Ｒ１００は、発光素子１０３の出射面の前方に設けたスリット部１０７によって、制限される。この第１の構造の煙感知室１０１では、図５Ｃに示すように、上記壁面Ｐ１００とこの壁面Ｐ１００と対向する壁面Ｐ１０１との間の寸法Ｈ１００を大きく設定することで、発光素子１０３の出射光が上記壁面Ｐ１００,Ｐ１０１に入射しないようにしている。これにより、壁面Ｐ１００,Ｐ１０１で出射光が反射することによる雑音成分を抑制している。
【０００９】
また、図６Ａは、上記第２の構造の煙感知室３０１の設置時の姿勢を模式的に示す図である。また、図６Ｂは、上記第２の構造の煙感知室３０１を、この煙感知室３０１内の壁面Ｐ３００と平行な平面で切断した様子を示す横断面図である。上記壁面Ｐ３００は地面と反対側を向いている。また、図６Ｃは、上記第２の構造の煙感知室３０１を、上記壁面Ｐ３００と直交すると共に煙感知室３０１の中心軸Ｊ３００を通る平面で切断した様子を示す縦断面図である。なお、図６Ｃでは、図６Ｂに示したラビリンス部３０４は省略している。
【００１０】
図６Ｂにおいて、３０３は発光素子、３０５は受光素子であり、図６Ｂ,図６Ｃにおいて、Ｒ３００は、発光素子３０３が出射する光の出射領域を示している。この第２の構造の煙感知室３０１では、発光素子３０３の出射面の前方に設けたスリット部３０７によって、出射光の出射領域Ｒ３００を制限して、出射光が煙感知室３０１の壁面Ｐ３００,Ｐ３０１に入射しないようにしている。これにより、壁面Ｐ３００,Ｐ３０１で出射光が反射することによる雑音成分を抑制している。
【００１１】
ところで、日本では、一般住宅への火災報知器の設置が義務付けられ、火災報知器のカテゴリである煙感知器についても小型化,薄型化などのデザイン性の向上が求められており、煙感知室の小型化,薄型化も要求されている。
【００１２】
これに対して、前述の第１の構造の煙感知室１０１では、地面方向(例えば鉛直方向)のサイズＨ１００を大きく取る必要があるので、小型化,薄型化の障害となるという問題がある。
【００１３】
一方で、図７Ａ〜図７Ｃに示される第３の構造の煙感知室５００のように、発光素子１０３の出射光の出射領域Ｒ１００を前述の第１の構造と同一にしたままで、壁面Ｐ１００と壁面Ｐ１０１との間の寸法Ｈ５００を前述の第１の構造での寸法Ｈ１００よりも小さくすると、両壁面Ｐ１００,Ｐ１０１への入射光が発生し、壁面Ｐ１００へ埃が堆積することに伴って堆積した埃による散乱光が増加し雑音成分が増加することとなる。
【００１４】
また、図６Ａ〜図６Ｃに示される第２の構造の煙感知室３０１では、発光素子３０３の出射面の前方に設けたスリット部３０７によって、出射光の出射領域Ｒ３００を制限しているので、煙感知室３０１内への出射光量が減少することになり、信号成分である煙による反射光も減少する。このため、ＳＮ比＝(信号成分／雑音成分)が減少し、感知精度の低下を招くという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００９−２２９４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
そこで、この発明の課題は、感知精度の低下を招くことなく、煙感知室の小型化,薄型化を達成でき、コンパクトで高感度な煙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】
【００１７】
上記課題を解決するため、この発明の煙感知器は、煙が導入される煙感知室とこの煙感知室の外から上記煙感知室内に向かう光を遮光すると共に上記煙感知室の外から上記煙感知室内への煙の流入を可能とするラビリンス部とを有する本体と、
上記煙感知室内に光を射出する発光素子と、
上記発光素子から射出された光を直接受光しないように配置されると共に上記煙感知室内で散乱もしくは反射した光を受光して受光量に応じた第１の受光信号を出力する第１の受光素子と、
上記発光素子から射出された光を直接受光すると共に上記煙感知室内で散乱もしくは反射した光を受光し、かつ、設置時に受光面が地面側とは反対側に向くように上記煙感知室に配置され、受光量に応じた第２の受光信号を出力する第２の受光素子と、
上記発光素子から出射された光を直接受光すると共に上記煙感知室内で散乱もしくは反射した光を受光し、かつ、設置時に受光面が地面側に向くように上記煙感知室に配置され、受光量に応じた第３の受光信号を出力する第３の受光素子と、
上記第１,第２,第３の受光信号に基づいて、煙の有無を判定する判定部と、
上記判定部による煙の有無の判定結果を通知する通知部とを備えることを特徴としている。
【００１８】
この発明の煙感知器によれば、上記煙感知室内に煙が浸入すると上記発光素子が出射した光が上記煙によって散乱され、この散乱された光が上記第１の受光素子に入射するので、この第１の受光素子の受光量が増加する。一方で、上記第２,第３の受光素子については、上記煙による散乱光が入射する一方で上記煙が発光素子からの直接入射光を遮ることとなるので、受光量が増加する場合と減少する場合とがあるが、上記第２の受光素子の受光量と上記第３の受光素子の受光量とは同様の変化をする。よって、上記煙の浸入による上記第２の受光信号の変化と第３の受光信号の変化とは同様である。
【００１９】
したがって、上記判定部は、上記第１の受光信号が表す受光量が増加していると共に上記第２の受光信号が表す受光量と第３の受光信号が表す受光量とが同様の変化をしている場合には、上記煙感知室内に煙が浸入したと判定する。これにより、上記判定部は、上記第１〜第３の受光素子による第１〜第３の受光信号に基づいて、上記煙感知室内に煙が浸入したことを高感度で検出できる。
【００２０】
ここで、上記第２の受光素子の受光面は、設置時に地面側とは反対側を向いているので、設置時に地面側を向いている第３の受光素子の受光面に比べて、埃が堆積し易い。上記第２の受光素子の受光面に埃が堆積すると、第２の受光素子の受光量が減少する。また、上記第２の受光素子の受光面に堆積した埃による散乱光が第３の受光素子の受光面に入射すると、第３の受光素子の受光量が増加する。一方で、上記煙感知室内に煙が浸入した場合は、上述の如く、この煙による散乱光により上記第２の受光素子の受光量と上記第３の受光素子の受光量は、両方共、同様に変化する。
【００２１】
したがって、この発明によれば、上記判定部は、上記第２の受光素子と第３の受光素子を備えたことで、上記第２の受光信号と第３の受光信号が共に同様の変化をした場合には、煙による受光信号の変動(信号成分)と判断し、上記第２の受光信号と第３の受光信号が互いに異なる変化をした場合には、埃による受光信号の変動(雑音成分)と判断することが可能になる。すなわち、上記判定部は、上記第１の受光信号が表す受光量が増加していると共に第２の受光信号が表す受光量と第３の受光信号が表す受光量とが両方共、同様に変化している場合には、煙有りと判定する一方、上記第２の受光信号が表す受光量が減少したが上記第３の受光信号が表す受光量が増加したか変化しない場合には、煙無しと判定することができる。
【００２２】
したがって、この発明によれば、従来のような煙感知室の大型化や発光素子からの出射領域の制限を行わなくても、埃による受光量の変動(雑音成分)の影響で煙有りと誤感知することを回避可能になり、感知精度の低下を招くことなく、煙感知室の小型化,薄型化を達成でき、コンパクトで高感度な煙感知器を実現できる。
【００２３】
また、一実施形態の煙感知器では、上記第２の受光素子の受光面と上記第３の受光素子の受光面とが対向していると共に上記受光面の法線が上記第２の受光素子と第３の受光素子と間の中点で上記発光素子の出射光軸に垂直に交わっている。
【００２４】
この実施形態によれば、上記第２の受光素子と第３の受光素子は、上記発光素子の出射光軸に関して軸対称に配置されるので、埃が堆積していなくて煙が煙感知室内に浸入していない初期状態では、第２の受光信号と第３の受光信号とは同等となる。また、上記煙感知室内に埃が堆積していない場合には、上記煙感知室内に煙が浸入すると、上記第２の受光信号と第３の受光信号とは同等の変化をすることが期待されるので、上記判定部は上記第１および第２,第３の受光信号に基づいて、煙の侵入感知の高精度化を図れる。
【００２５】
また、一実施形態の煙感知器では、上記判定部は、
以前に煙が無いと判定したときの上記第２の受光信号を第２の受光信号の初期値とすると共に以前に煙が無いと判定したときの上記第３の受光信号を第３の受光信号の初期値とし、
上記第２の受光信号の初期値が表す受光量に対して現在の第２の受光信号が表す受光量が減少したと共に上記第３の受光信号の初期値が表す受光量に対して現在の第３の受光信号が表す受光量が同じか増加した場合に、上記第１の受光信号に係わらず、煙が無いと判定する。
【００２６】
この実施形態によれば、上記第２の受光素子の受光面に埃が堆積したと共に上記煙感知室に煙が浸入していない場合、上述の如く、上記第２の受光信号が表す受光量は第２の受光信号の初期値が表す受光量から減少すると共に、上記第３の受光信号が表す受光量は、上記第３の受光信号の初期値が表す受光量と同じか増加する。このため、上記判定部は、上記第２の受光信号が表す受光量が初期値から減少したと共に、上記第３の受光信号が表す受光量が初期値と同じか初期値から増加した場合に、煙が無いと判定する。よって、上記判定部は、上記第２,第３の受光信号を利用して、煙が無いことの判定を高精度で行なうことができる。
【００２７】
また、一実施形態の煙感知器では、上記判定部は、
煙が無いと判定する毎に、上記第１,第２,第３の受光信号の初期値を、今回、煙が無いと判定したときの値に更新する。
【００２８】
この実施形態によれば、上記第１,第２,第３の受光信号の初期値を更新するので、煙感知室内へ埃が堆積したことに起因する第１〜第３の受光信号の変動を各初期値に反映させることができる。よって、上記第１〜第３の受光信号の各初期値に対する各受光信号の変動量に基づいて、煙の有無を判定することで、埃の堆積の影響を少なくして、煙の有無の判定精度を向上できる。
【００２９】
また、一実施形態の火災報知器では、上記煙感知器を搭載したので、コンパクトで高感度な火災報知器を実現できる。
【発明の効果】
【００３０】
この発明の煙感知器によれば、発光素子から射出された光を直接受光する第２,第３の受光素子を備え、上記第２の受光素子は設置時に受光面が地面側とは反対側に向くように煙感知室に配置され、上記第３の受光素子は設置時に受光面が地面側とは反対側に向くように煙感知室に配置されている。この第２,第３の受光素子により、煙による受光量の変動(信号成分)と埃による受光量の変動(雑音成分)とを判別することが可能になって、コンパクトで高感度な煙感知器が実現可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の煙感知器の実施形態の側面図である。
【図２】図１のＡ‐Ａ線断面図である。
【図３】図２のＢ‐Ｂ線断面図である。
【図４】上記実施形態のブロック図である。
【図５Ａ】第１従来例の煙感知室の設置時の姿勢を模式的に示す図である。
【図５Ｂ】上記第１従来例の煙感知室の横断面図である。
【図５Ｃ】上記第１従来例の煙感知室の縦断面図である。
【図６Ａ】第２従来例の煙感知室の設置時の姿勢を模式的に示す図である。
【図６Ｂ】上記第２従来例の煙感知室の横断面図である。
【図６Ｃ】上記第２従来例の煙感知室の縦断面図である。
【図７Ａ】第３従来例の煙感知室の設置時の姿勢を模式的に示す図である。
【図７Ｂ】上記第３従来例の煙感知室の横断面図である。
【図７Ｃ】上記第３従来例の煙感知室の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３３】
図１は、この発明の煙感知器の実施形態の側面図であり、図２は、図１のＡ‐Ａ線断面図である。
【００３４】
この実施形態の煙感知器は、略円板形状の基板部材１と略円板形状の蓋部材２を備え、この基板部材１の周縁部１Ａに沿って周方向に間隔を隔てて複数の屈曲部３が形成されている。上記蓋部材２は、上記複数の屈曲部３上に取り付けられる。この複数の屈曲部３がラビリンス部５を構成している。また、上記基板部材１と蓋部材２とラビリンス部５が、煙が導入される煙感知室６を構成している。上記ラビリンス部５は、上記複数の屈曲部３により上記煙感知室６の外から上記煙感知室６内に向かう光を遮光すると共に上記煙感知室６の外から上記煙感知室６内への煙の流入を可能とする。上記煙感知室６とラビリンス部５が本体を構成している。
【００３５】
図２に示すように、上記基板部材１の周縁部１Ａには、発光素子装着部７が形成され、この発光素子装着部７内に発光素子８が装着されている。この発光素子８は、発光ダイオード等で構成される。上記発光素子装着部７は、発光素子８の発光面の前方に設けられた発光素子側スリット部１１を有している。この発光素子側スリット部１１は、上記発光素子８からの出射光の出射領域Ｒ１を規定している。
【００３６】
また、上記基板部材１の周縁部１Ａには、受光素子装着部１２が形成され、この受光素子装着部１２には第１の受光素子１３が装着されている。この第１の受光素子１３は、上記発光素子８の出射光軸Ｊ１から周方向に位置ずれしていて発光素子８の出射領域Ｒ１の外に配置されている。上記受光素子装着部１２は、第１の受光素子１３の受光面１３Ａの前方に設けられた受光素子側スリット部１５を有し、この受光素子側スリット部１５が第１の受光素子１３の受光面１３Ａに入射する光線を制限している。
【００３７】
また、図３は、図２のＢ‐Ｂ線断面図である。但し、図３では、上述のラビリンス部５を省略している。図３に示すように、上記基板部材１の略中央の領域に貫通孔１Ｂが形成され、この貫通孔１Ｂに第２の受光素子１７が嵌合されて固定されている。この第２の受光素子１７は、この煙感知器の設置時に、受光面１７Ａが地面側とは反対側に向くように煙感知室６に配置されている。また、上記蓋部材２の略中央の領域に貫通孔２Ａが形成され、この貫通孔２Ａに第３の受光素子１８が嵌合されて固定されている。この第３の受光素子１８は、この煙感知器の設置時に、受光面１８Ａが地面側に向くように煙感知室６に配置されている。上記第２の受光素子１７と第３の受光素子１８は、上記発光素子８から射出された光を直接受光する。また、上記第１,第２,第３の受光素子１３,１７,１８は、フォトダイオード等からなる。
【００３８】
また、この実施形態では、図３に示すように、上記第２の受光素子１７の受光面１７Ａと上記第３の受光素子１８の受光面１８Ａとが対向していると共に上記受光面１７Ａ,１８Ａの略中央の法線Ｑ２,Ｑ３が上記第２の受光素子１７と第３の受光素子１８と間の中点Ｐ１で上記発光素子８の出射光軸Ｊ１に垂直に交わっている。すなわち、上記第２の受光素子と第３の受光素子１８は、上記出射光軸Ｊ１に関して軸対称に配置されている。
【００３９】
また、図４のブロック図に示すように、この実施形態では、上記第１の受光素子１３が出力する第１の受光信号Ｓ１と上記第２の受光素子１７が出力する第２の受光信号Ｓ２と上記第３の受光素子１８が出力する第３の受光信号Ｓ３とに基づいて、煙の有無を判定する判定部２１と、この判定部２１による煙の有無の判定結果を外部に通知する通知部２２とを備える。上記判定部２１は、一例として、マイクロコンピューター等で構成される。また、上記通知部２２は、上記判定部２１が煙が有ると判定したことを、例えば、警報音や発光ダイオードを点滅させることによって通知する。
【００４０】
上記構成の煙感知器では、先ず、煙感知室６内に煙が浸入していない場合、発光素子８が出射する出射光が散乱されないので、出射領域Ｒ１の外に位置する第１の受光素子１３は、受光面１３Ａに入射する光量は低い値となり、第１の受光信号Ｓ１(ｉ)を出力する。上記判定部２１は、上記第１の受光信号Ｓ１(ｉ)を初期値として記憶部２３に記憶する。また、上記第２の受光素子１７は、出射領域Ｒ１内に位置するので、発光素子８の出射光を直接に受光して、第２の受光信号Ｓ２(ｉ)を出力する。上記判定部２１は、上記第２の受光信号Ｓ２(ｉ)を初期値として記憶部２３に記憶する。また、上記第３の受光素子１８は、出射領域Ｒ１内に位置するので、発光素子８の出射光を直接に受光して、第３の受光信号Ｓ３(ｉ)を出力する。上記判定部２１は、上記第３の受光信号Ｓ３(ｉ)を初期値として記憶部２３に記憶する。
【００４１】
次に、上記煙感知室６内に煙が浸入した場合、上記煙により、発光素子８が出射する出射光が散乱されて散乱光が生じて、この散乱光が第１の受光素子１３の受光面１３Ａに入射することで、受光面１３Ａへの入射光量が増加する。これにより、上記第１の受光素子１３は、第１の受光信号Ｓ１(Ｓ)を出力する。この第１の受光信号Ｓ１(Ｓ)が表す受光量は、初期値としての第１の受光信号Ｓ１(ｉ)が表す受光量よりも多い。また、上記煙の存在により、上記第２,第３の受光素子１７,１８の受光量が変化する。すなわち、上記煙による散乱光が第２の受光素子１７に入射する量から、上記煙によって発光素子８から第２の受光素子１７に直接に入射する光量が減少する量を差し引いた量だけ、第２の受光素子１７に入射する光量が変化する。これにより、上記第２の受光素子１７は、第２の受光信号Ｓ２(Ｓ)を出力する。また、上記煙によって第３の受光素子１８に入射する散乱光の量から、上記煙によって発光素子８から第３の受光素子１８に直接に入射する光量が減少する量を差し引いた量だけ、第３の受光素子１８に入射する光量が変化する。これにより、上記第３の受光素子１８は、第３の受光信号Ｓ３(Ｓ)を出力する。したがって、上記煙感知室６内に煙が浸入した場合、上記第２の受光信号Ｓ２(Ｓ)と第３の受光信号Ｓ３(Ｓ)は、上記第２の受光信号Ｓ２(ｉ)と第３の受光信号Ｓ３(ｉ)からほぼ同様に変化することとなる。
【００４２】
したがって、上記判定部２１は、上記第１の受光信号Ｓ１(Ｓ)が上記初期値としての第１の受光信号Ｓ１(ｉ)から変化した変化量が、予め記憶部２３に記憶されている判定レベルを超過し、かつ、第２,第３の受光信号Ｓ２(Ｓ),Ｓ３(Ｓ)が第２,第３の受光信号Ｓ２(ｉ),Ｓ３(ｉ)からほぼ同様に変化した場合に煙有りと判定し、通知部２２に煙有りを表す警報音や警報光を発生させる。
【００４３】
一方、上記判定部２１は、上記第１の受光信号Ｓ１(Ｓ)が上記初期値としての第１の受光信号Ｓ１(ｉ)から変化した変化量が、上記判定レベル以下であるときには、煙無しと判定し、通知部２２に煙有りを表す警報音や警報光を発生させない。
【００４４】
ところで、上記煙感知室６内に埃が浸入した場合、この浸入した埃は、地面側の方向を向いている蓋部材２の内面２Ｂには殆ど堆積しないが、地面とは反対の方向を向いている基板部材１の内面１Ｃには堆積し易い。したがって、上記煙感知室６内に埃が浸入した場合、上記第３の受光素子１８の受光面１８Ａには埃が殆ど堆積しないが、上記第２の受光素子１７の受光面１７Ａには上記埃が堆積する。このため、上記発光素子８から第２の受光素子１７の受光面１７Ａに直接に入射する光量は、上記埃の堆積の影響によって減少する。したがって、上記煙感知室６内に埃が浸入した場合で、かつ上記煙感知室６内に煙が浸入していない場合には、第２の受光素子１７の第２の受光信号Ｓ２(ｄ０)が表す受光量は初期値Ｓ２(ｉ)が表す受光量から減少することとなる。一方、上記煙感知室６内に埃が浸入し、かつ上記煙感知室６内に煙が浸入していない場合において、発光素子８が出射した光が基板部材１の内面１Ｃに堆積した埃に入射すると散乱光が発生し、第３の受光素子１８の受光面１８Ａに散乱光が入射することで第３の受光信号Ｓ３(ｄ０)が表す受光量は初期値Ｓ３(ｉ)が表す受光量から増加する、もしくは、上記受光面１８Ａに入射する散乱光が微少な場合は第３の受光信号Ｓ３(ｄ０)は初期値Ｓ３(ｉ)から変化しない。
【００４５】
したがって、上記判定部２１は、上記第２の受光信号の初期値Ｓ２(ｉ)が表す受光量に対して上記第２の受光信号Ｓ２(Ｓ)が表す受光量が減少したと共に上記第３の受光信号の初期値Ｓ３(ｉ)が表す受光量に対して上記第３の受光信号Ｓ３(Ｓ)が表す受光量が同じか増加した場合に、上記第１の受光信号Ｓ１(Ｓ)に係わらず、煙が無いと判定する。よって、上記判定部２１は、上記第２,第３の受光信号Ｓ２,Ｓ３を利用して、煙が無いことの判定を高精度で行なうことができる。
【００４６】
すなわち、この実施形態によれば、上記第２の受光素子１７の第２の受光信号と第３の受光素子１８の第３の受光信号とが同様の変化をするか否かにより、煙による受光信号(受光量)の変動(信号成分)と埃による受光信号(受光量)の変動(雑音成分)とを判別できる。よって、従来のような煙感知室の大型化や発光素子８からの出射領域Ｒ１の制限を行なうことなく、埃による受光量の変動(雑音成分)の影響を回避可能になり、感知精度の低下を招くことなく、煙感知室６の小型化,薄型化を達成でき、コンパクトで高感度な煙感知器を実現できる。
【００４７】
また、この実施形態によれば、上記第２の受光素子１７と第３の受光素子１８は、上記発光素子８の出射光軸Ｊ１に関して軸対称に配置されるので、埃が堆積していなくて煙が煙感知室６内に浸入していない初期状態では、第２の受光信号Ｓ２と第３の受光信号Ｓ３とは同等となる。また、上記煙感知室６内に煙が浸入すると、上記第２の受光信号Ｓ２と第３の受光信号Ｓ３とはほぼ同等に変化するので、上記判定部２１は上記第１および第２,第３の受光信号Ｓ１,Ｓ２,Ｓ３に基づいて、煙の侵入をより高精度で感知できる。
【００４８】
また、この実施形態では、上記判定部２１は、煙が無いと判定する毎に、上記第１,第２,第３の受光信号Ｓ１,Ｓ２,Ｓ３の初期値Ｓ１(ｉ),Ｓ２(ｉ),Ｓ３(ｉ)を、上記煙が無いと判定したときの値に更新する。このように、上記第１,第２,第３の受光信号Ｓ１,Ｓ２,Ｓ３の初期値を更新するので、煙感知室６内へ埃が堆積したことに起因する第１〜第３の受光信号Ｓ１〜Ｓ３の変動を各初期値に反映させることができる。よって、上記第１〜第３の受光信号Ｓ１〜Ｓ３の各初期値に対する各受光信号の変動量に基づいて、煙の有無を判定することで、埃の堆積の影響を少なくして、煙の有無の判定精度を向上できる。
【００４９】
尚、上記実施形態では、蓋部材２に取り付けられた第２の受光素子１７の受光面１７Ａの法線Ｑ２が矢印Ｙで示す地面方向に延した垂線Ｌ１と略平行である場合を説明したが、上記第２の受光素子１７の受光面１７Ａの法線Ｑ２が受光面１７Ａに埃が堆積する程度の範囲内で地面方向から傾いていてもよい。また、上記第３の受光素子１８の受光面１８Ａについても、その法線Ｑ３は必ずしも地面方向と平行でなくてもよく、地面方向の垂線Ｌ１から傾いていてもよい。例えば、本実施形態の煙感知器を傾斜した天井面に設置して使用する場合などでは、第２,第３の受光素子１７,１８の受光面１７Ａ,１８Ａの法線Ｑ２,Ｑ３は垂線Ｌ１から傾斜することとなる。また、上記実施形態では、上記第２の受光素子１７の受光面１７Ａと第３の受光素子１８の受光面１８Ａとを、発光素子８の出射光軸Ｊ１に関して軸対称に配置したが、上記第２の受光素子１７の受光面１７Ａと第３の受光素子１８の受光面１８Ａとは、出射光軸Ｊ１に関して軸対称の位置からずれていてもよい。もっとも、受光面１７Ａと受光面１８Ａとを出射光軸Ｊ１に関して軸対称に配置した方が、上述の如く、第２の受光信号Ｓ２と第３の受光信号Ｓ３とが同等の変化をするか否かによって、煙による受光信号の変動と埃による受光信号の変動とをより確実に判別できる。
【００５０】
また、上記実施形態の煙感知器を搭載した火災報知器によれば、コンパクトで高感度な火災報知器を実現できる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 基板部材
１Ａ 周縁部
１Ｂ 貫通孔
１Ｃ 内面
２ 蓋部材
２Ａ 貫通孔
２Ｂ 内面
３ 屈曲部
５ ラビリンス部
６ 煙感知室
７ 発光素子装着部
８ 発光素子
１１ 発光素子側スリット部
１２ 受光素子装着部
１３ 第１の受光素子
１３Ａ 受光面
１７ 第２の受光素子
１７Ａ 受光面
１８ 第３の受光素子
１８Ａ 受光面
２１ 判定部
２２ 通知部
２３ 記憶部
Ｊ１ 出射光軸
Ｐ１ 中点
Ｑ２,Ｑ３ 法線
Ｒ１ 出射領域
【技術分野】
【０００１】
この発明は、煙の濃度により変化する信号で煙の有無を感知して出力する煙感知器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、煙感知器としては、煙感知室外からの光入射を防止するために煙導入口から煙感知室内の間に設けられたラビリンス部と、上記煙感知室内に光を射出する発光素子と、この発光素子から射出されて上記煙感知室内で散乱した光を受光し受光量に応じた受光信号を出力する受光素子と、上記受光信号に基づいて煙の有無を判定する判定手段と、上記判定結果を通知する通知手段を有したものが開示されている(特許文献１(特開２００９−２２９４１４号公報)参照)。
【０００３】
一般的に、煙感知器において、発光素子が出射する光は指向性を有しており、受光素子は出射光の光軸上に位置していない。また、上記受光素子は、上記発光素子の光が直接に入射しないように配置されており、煙が無い、あるいは煙濃度が低い場合(すなわち、煙感知室内の光の散乱が少ない場合)には、受光素子への入射光は少なく、受光信号が表す受光量は少ない。
【０００４】
一方、煙濃度が高い場合には、煙による光の散乱が発生し、受光素子への光入射が増加して受光信号が表す受光量が増加する。上記判定手段は、最新の受光信号Ｓ(now)と予め記憶した初期値Ｓ(ini)の差分、すなわち、受光信号の増加分ｄＳ＝{Ｓ(now)−Ｓ(ini)}を求めて、この差分(受光信号増加分ｄＳ)が予め記憶した判定レベルを超過した場合に煙有りと判定し、通知手段を通じて煙有りを通知する。
【０００５】
このように、煙による散乱光が信号光となるが、煙以外の要因による散乱光の変動は雑音成分となる。例えば、使用開始からの時間の経過に応じて、煙感知室内の壁面へ埃が堆積するが、この壁面へ埃が堆積することによって上記壁面での反射光が変動する。この反射光の変動が上記雑音成分になる。
【０００６】
そこで、従来、煙感知室内への埃の堆積による雑音成分を抑制するために、発光素子から射出された光が煙感知室内の鉛直方向の端面をなす壁面にできるだけ当たらない構造が取られてきた。例えば、煙感知器の煙感知室として、図５Ａ〜図５Ｃに示される第１の構造や図６Ａ〜図６Ｃに示される第２の構造が採用される。
【０００７】
図５Ａは、上記第１の構造の煙感知室１０１の設置時の姿勢を模式的に示す図である。また、図５Ｂは、上記第１の構造の煙感知室１０１を、この煙感知室１０１内の壁面Ｐ１００と平行な平面で切断した様子を示す横断面図である。上記壁面Ｐ１００は地面と反対側を向いている。また、図５Ｃは、上記第１の構造の煙感知室１０１を、上記壁面Ｐ１００と直交すると共に煙感知室１０１の中心軸Ｊ１００を通る平面で切断した様子を示す縦断面図である。なお、図５Ｃでは、図５Ｂに示したラビリンス部１０４は省略している。
【０００８】
図５Ｂにおいて、１０３は発光素子、１０５は受光素子であり、図５Ｂ,図５Ｃにおいて、Ｒ１００は、発光素子１０３が出射する光の出射領域を示している。この出射領域Ｒ１００は、発光素子１０３の出射面の前方に設けたスリット部１０７によって、制限される。この第１の構造の煙感知室１０１では、図５Ｃに示すように、上記壁面Ｐ１００とこの壁面Ｐ１００と対向する壁面Ｐ１０１との間の寸法Ｈ１００を大きく設定することで、発光素子１０３の出射光が上記壁面Ｐ１００,Ｐ１０１に入射しないようにしている。これにより、壁面Ｐ１００,Ｐ１０１で出射光が反射することによる雑音成分を抑制している。
【０００９】
また、図６Ａは、上記第２の構造の煙感知室３０１の設置時の姿勢を模式的に示す図である。また、図６Ｂは、上記第２の構造の煙感知室３０１を、この煙感知室３０１内の壁面Ｐ３００と平行な平面で切断した様子を示す横断面図である。上記壁面Ｐ３００は地面と反対側を向いている。また、図６Ｃは、上記第２の構造の煙感知室３０１を、上記壁面Ｐ３００と直交すると共に煙感知室３０１の中心軸Ｊ３００を通る平面で切断した様子を示す縦断面図である。なお、図６Ｃでは、図６Ｂに示したラビリンス部３０４は省略している。
【００１０】
図６Ｂにおいて、３０３は発光素子、３０５は受光素子であり、図６Ｂ,図６Ｃにおいて、Ｒ３００は、発光素子３０３が出射する光の出射領域を示している。この第２の構造の煙感知室３０１では、発光素子３０３の出射面の前方に設けたスリット部３０７によって、出射光の出射領域Ｒ３００を制限して、出射光が煙感知室３０１の壁面Ｐ３００,Ｐ３０１に入射しないようにしている。これにより、壁面Ｐ３００,Ｐ３０１で出射光が反射することによる雑音成分を抑制している。
【００１１】
ところで、日本では、一般住宅への火災報知器の設置が義務付けられ、火災報知器のカテゴリである煙感知器についても小型化,薄型化などのデザイン性の向上が求められており、煙感知室の小型化,薄型化も要求されている。
【００１２】
これに対して、前述の第１の構造の煙感知室１０１では、地面方向(例えば鉛直方向)のサイズＨ１００を大きく取る必要があるので、小型化,薄型化の障害となるという問題がある。
【００１３】
一方で、図７Ａ〜図７Ｃに示される第３の構造の煙感知室５００のように、発光素子１０３の出射光の出射領域Ｒ１００を前述の第１の構造と同一にしたままで、壁面Ｐ１００と壁面Ｐ１０１との間の寸法Ｈ５００を前述の第１の構造での寸法Ｈ１００よりも小さくすると、両壁面Ｐ１００,Ｐ１０１への入射光が発生し、壁面Ｐ１００へ埃が堆積することに伴って堆積した埃による散乱光が増加し雑音成分が増加することとなる。
【００１４】
また、図６Ａ〜図６Ｃに示される第２の構造の煙感知室３０１では、発光素子３０３の出射面の前方に設けたスリット部３０７によって、出射光の出射領域Ｒ３００を制限しているので、煙感知室３０１内への出射光量が減少することになり、信号成分である煙による反射光も減少する。このため、ＳＮ比＝(信号成分／雑音成分)が減少し、感知精度の低下を招くという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００９−２２９４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
そこで、この発明の課題は、感知精度の低下を招くことなく、煙感知室の小型化,薄型化を達成でき、コンパクトで高感度な煙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】
【００１７】
上記課題を解決するため、この発明の煙感知器は、煙が導入される煙感知室とこの煙感知室の外から上記煙感知室内に向かう光を遮光すると共に上記煙感知室の外から上記煙感知室内への煙の流入を可能とするラビリンス部とを有する本体と、
上記煙感知室内に光を射出する発光素子と、
上記発光素子から射出された光を直接受光しないように配置されると共に上記煙感知室内で散乱もしくは反射した光を受光して受光量に応じた第１の受光信号を出力する第１の受光素子と、
上記発光素子から射出された光を直接受光すると共に上記煙感知室内で散乱もしくは反射した光を受光し、かつ、設置時に受光面が地面側とは反対側に向くように上記煙感知室に配置され、受光量に応じた第２の受光信号を出力する第２の受光素子と、
上記発光素子から出射された光を直接受光すると共に上記煙感知室内で散乱もしくは反射した光を受光し、かつ、設置時に受光面が地面側に向くように上記煙感知室に配置され、受光量に応じた第３の受光信号を出力する第３の受光素子と、
上記第１,第２,第３の受光信号に基づいて、煙の有無を判定する判定部と、
上記判定部による煙の有無の判定結果を通知する通知部とを備えることを特徴としている。
【００１８】
この発明の煙感知器によれば、上記煙感知室内に煙が浸入すると上記発光素子が出射した光が上記煙によって散乱され、この散乱された光が上記第１の受光素子に入射するので、この第１の受光素子の受光量が増加する。一方で、上記第２,第３の受光素子については、上記煙による散乱光が入射する一方で上記煙が発光素子からの直接入射光を遮ることとなるので、受光量が増加する場合と減少する場合とがあるが、上記第２の受光素子の受光量と上記第３の受光素子の受光量とは同様の変化をする。よって、上記煙の浸入による上記第２の受光信号の変化と第３の受光信号の変化とは同様である。
【００１９】
したがって、上記判定部は、上記第１の受光信号が表す受光量が増加していると共に上記第２の受光信号が表す受光量と第３の受光信号が表す受光量とが同様の変化をしている場合には、上記煙感知室内に煙が浸入したと判定する。これにより、上記判定部は、上記第１〜第３の受光素子による第１〜第３の受光信号に基づいて、上記煙感知室内に煙が浸入したことを高感度で検出できる。
【００２０】
ここで、上記第２の受光素子の受光面は、設置時に地面側とは反対側を向いているので、設置時に地面側を向いている第３の受光素子の受光面に比べて、埃が堆積し易い。上記第２の受光素子の受光面に埃が堆積すると、第２の受光素子の受光量が減少する。また、上記第２の受光素子の受光面に堆積した埃による散乱光が第３の受光素子の受光面に入射すると、第３の受光素子の受光量が増加する。一方で、上記煙感知室内に煙が浸入した場合は、上述の如く、この煙による散乱光により上記第２の受光素子の受光量と上記第３の受光素子の受光量は、両方共、同様に変化する。
【００２１】
したがって、この発明によれば、上記判定部は、上記第２の受光素子と第３の受光素子を備えたことで、上記第２の受光信号と第３の受光信号が共に同様の変化をした場合には、煙による受光信号の変動(信号成分)と判断し、上記第２の受光信号と第３の受光信号が互いに異なる変化をした場合には、埃による受光信号の変動(雑音成分)と判断することが可能になる。すなわち、上記判定部は、上記第１の受光信号が表す受光量が増加していると共に第２の受光信号が表す受光量と第３の受光信号が表す受光量とが両方共、同様に変化している場合には、煙有りと判定する一方、上記第２の受光信号が表す受光量が減少したが上記第３の受光信号が表す受光量が増加したか変化しない場合には、煙無しと判定することができる。
【００２２】
したがって、この発明によれば、従来のような煙感知室の大型化や発光素子からの出射領域の制限を行わなくても、埃による受光量の変動(雑音成分)の影響で煙有りと誤感知することを回避可能になり、感知精度の低下を招くことなく、煙感知室の小型化,薄型化を達成でき、コンパクトで高感度な煙感知器を実現できる。
【００２３】
また、一実施形態の煙感知器では、上記第２の受光素子の受光面と上記第３の受光素子の受光面とが対向していると共に上記受光面の法線が上記第２の受光素子と第３の受光素子と間の中点で上記発光素子の出射光軸に垂直に交わっている。
【００２４】
この実施形態によれば、上記第２の受光素子と第３の受光素子は、上記発光素子の出射光軸に関して軸対称に配置されるので、埃が堆積していなくて煙が煙感知室内に浸入していない初期状態では、第２の受光信号と第３の受光信号とは同等となる。また、上記煙感知室内に埃が堆積していない場合には、上記煙感知室内に煙が浸入すると、上記第２の受光信号と第３の受光信号とは同等の変化をすることが期待されるので、上記判定部は上記第１および第２,第３の受光信号に基づいて、煙の侵入感知の高精度化を図れる。
【００２５】
また、一実施形態の煙感知器では、上記判定部は、
以前に煙が無いと判定したときの上記第２の受光信号を第２の受光信号の初期値とすると共に以前に煙が無いと判定したときの上記第３の受光信号を第３の受光信号の初期値とし、
上記第２の受光信号の初期値が表す受光量に対して現在の第２の受光信号が表す受光量が減少したと共に上記第３の受光信号の初期値が表す受光量に対して現在の第３の受光信号が表す受光量が同じか増加した場合に、上記第１の受光信号に係わらず、煙が無いと判定する。
【００２６】
この実施形態によれば、上記第２の受光素子の受光面に埃が堆積したと共に上記煙感知室に煙が浸入していない場合、上述の如く、上記第２の受光信号が表す受光量は第２の受光信号の初期値が表す受光量から減少すると共に、上記第３の受光信号が表す受光量は、上記第３の受光信号の初期値が表す受光量と同じか増加する。このため、上記判定部は、上記第２の受光信号が表す受光量が初期値から減少したと共に、上記第３の受光信号が表す受光量が初期値と同じか初期値から増加した場合に、煙が無いと判定する。よって、上記判定部は、上記第２,第３の受光信号を利用して、煙が無いことの判定を高精度で行なうことができる。
【００２７】
また、一実施形態の煙感知器では、上記判定部は、
煙が無いと判定する毎に、上記第１,第２,第３の受光信号の初期値を、今回、煙が無いと判定したときの値に更新する。
【００２８】
この実施形態によれば、上記第１,第２,第３の受光信号の初期値を更新するので、煙感知室内へ埃が堆積したことに起因する第１〜第３の受光信号の変動を各初期値に反映させることができる。よって、上記第１〜第３の受光信号の各初期値に対する各受光信号の変動量に基づいて、煙の有無を判定することで、埃の堆積の影響を少なくして、煙の有無の判定精度を向上できる。
【００２９】
また、一実施形態の火災報知器では、上記煙感知器を搭載したので、コンパクトで高感度な火災報知器を実現できる。
【発明の効果】
【００３０】
この発明の煙感知器によれば、発光素子から射出された光を直接受光する第２,第３の受光素子を備え、上記第２の受光素子は設置時に受光面が地面側とは反対側に向くように煙感知室に配置され、上記第３の受光素子は設置時に受光面が地面側とは反対側に向くように煙感知室に配置されている。この第２,第３の受光素子により、煙による受光量の変動(信号成分)と埃による受光量の変動(雑音成分)とを判別することが可能になって、コンパクトで高感度な煙感知器が実現可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の煙感知器の実施形態の側面図である。
【図２】図１のＡ‐Ａ線断面図である。
【図３】図２のＢ‐Ｂ線断面図である。
【図４】上記実施形態のブロック図である。
【図５Ａ】第１従来例の煙感知室の設置時の姿勢を模式的に示す図である。
【図５Ｂ】上記第１従来例の煙感知室の横断面図である。
【図５Ｃ】上記第１従来例の煙感知室の縦断面図である。
【図６Ａ】第２従来例の煙感知室の設置時の姿勢を模式的に示す図である。
【図６Ｂ】上記第２従来例の煙感知室の横断面図である。
【図６Ｃ】上記第２従来例の煙感知室の縦断面図である。
【図７Ａ】第３従来例の煙感知室の設置時の姿勢を模式的に示す図である。
【図７Ｂ】上記第３従来例の煙感知室の横断面図である。
【図７Ｃ】上記第３従来例の煙感知室の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３３】
図１は、この発明の煙感知器の実施形態の側面図であり、図２は、図１のＡ‐Ａ線断面図である。
【００３４】
この実施形態の煙感知器は、略円板形状の基板部材１と略円板形状の蓋部材２を備え、この基板部材１の周縁部１Ａに沿って周方向に間隔を隔てて複数の屈曲部３が形成されている。上記蓋部材２は、上記複数の屈曲部３上に取り付けられる。この複数の屈曲部３がラビリンス部５を構成している。また、上記基板部材１と蓋部材２とラビリンス部５が、煙が導入される煙感知室６を構成している。上記ラビリンス部５は、上記複数の屈曲部３により上記煙感知室６の外から上記煙感知室６内に向かう光を遮光すると共に上記煙感知室６の外から上記煙感知室６内への煙の流入を可能とする。上記煙感知室６とラビリンス部５が本体を構成している。
【００３５】
図２に示すように、上記基板部材１の周縁部１Ａには、発光素子装着部７が形成され、この発光素子装着部７内に発光素子８が装着されている。この発光素子８は、発光ダイオード等で構成される。上記発光素子装着部７は、発光素子８の発光面の前方に設けられた発光素子側スリット部１１を有している。この発光素子側スリット部１１は、上記発光素子８からの出射光の出射領域Ｒ１を規定している。
【００３６】
また、上記基板部材１の周縁部１Ａには、受光素子装着部１２が形成され、この受光素子装着部１２には第１の受光素子１３が装着されている。この第１の受光素子１３は、上記発光素子８の出射光軸Ｊ１から周方向に位置ずれしていて発光素子８の出射領域Ｒ１の外に配置されている。上記受光素子装着部１２は、第１の受光素子１３の受光面１３Ａの前方に設けられた受光素子側スリット部１５を有し、この受光素子側スリット部１５が第１の受光素子１３の受光面１３Ａに入射する光線を制限している。
【００３７】
また、図３は、図２のＢ‐Ｂ線断面図である。但し、図３では、上述のラビリンス部５を省略している。図３に示すように、上記基板部材１の略中央の領域に貫通孔１Ｂが形成され、この貫通孔１Ｂに第２の受光素子１７が嵌合されて固定されている。この第２の受光素子１７は、この煙感知器の設置時に、受光面１７Ａが地面側とは反対側に向くように煙感知室６に配置されている。また、上記蓋部材２の略中央の領域に貫通孔２Ａが形成され、この貫通孔２Ａに第３の受光素子１８が嵌合されて固定されている。この第３の受光素子１８は、この煙感知器の設置時に、受光面１８Ａが地面側に向くように煙感知室６に配置されている。上記第２の受光素子１７と第３の受光素子１８は、上記発光素子８から射出された光を直接受光する。また、上記第１,第２,第３の受光素子１３,１７,１８は、フォトダイオード等からなる。
【００３８】
また、この実施形態では、図３に示すように、上記第２の受光素子１７の受光面１７Ａと上記第３の受光素子１８の受光面１８Ａとが対向していると共に上記受光面１７Ａ,１８Ａの略中央の法線Ｑ２,Ｑ３が上記第２の受光素子１７と第３の受光素子１８と間の中点Ｐ１で上記発光素子８の出射光軸Ｊ１に垂直に交わっている。すなわち、上記第２の受光素子と第３の受光素子１８は、上記出射光軸Ｊ１に関して軸対称に配置されている。
【００３９】
また、図４のブロック図に示すように、この実施形態では、上記第１の受光素子１３が出力する第１の受光信号Ｓ１と上記第２の受光素子１７が出力する第２の受光信号Ｓ２と上記第３の受光素子１８が出力する第３の受光信号Ｓ３とに基づいて、煙の有無を判定する判定部２１と、この判定部２１による煙の有無の判定結果を外部に通知する通知部２２とを備える。上記判定部２１は、一例として、マイクロコンピューター等で構成される。また、上記通知部２２は、上記判定部２１が煙が有ると判定したことを、例えば、警報音や発光ダイオードを点滅させることによって通知する。
【００４０】
上記構成の煙感知器では、先ず、煙感知室６内に煙が浸入していない場合、発光素子８が出射する出射光が散乱されないので、出射領域Ｒ１の外に位置する第１の受光素子１３は、受光面１３Ａに入射する光量は低い値となり、第１の受光信号Ｓ１(ｉ)を出力する。上記判定部２１は、上記第１の受光信号Ｓ１(ｉ)を初期値として記憶部２３に記憶する。また、上記第２の受光素子１７は、出射領域Ｒ１内に位置するので、発光素子８の出射光を直接に受光して、第２の受光信号Ｓ２(ｉ)を出力する。上記判定部２１は、上記第２の受光信号Ｓ２(ｉ)を初期値として記憶部２３に記憶する。また、上記第３の受光素子１８は、出射領域Ｒ１内に位置するので、発光素子８の出射光を直接に受光して、第３の受光信号Ｓ３(ｉ)を出力する。上記判定部２１は、上記第３の受光信号Ｓ３(ｉ)を初期値として記憶部２３に記憶する。
【００４１】
次に、上記煙感知室６内に煙が浸入した場合、上記煙により、発光素子８が出射する出射光が散乱されて散乱光が生じて、この散乱光が第１の受光素子１３の受光面１３Ａに入射することで、受光面１３Ａへの入射光量が増加する。これにより、上記第１の受光素子１３は、第１の受光信号Ｓ１(Ｓ)を出力する。この第１の受光信号Ｓ１(Ｓ)が表す受光量は、初期値としての第１の受光信号Ｓ１(ｉ)が表す受光量よりも多い。また、上記煙の存在により、上記第２,第３の受光素子１７,１８の受光量が変化する。すなわち、上記煙による散乱光が第２の受光素子１７に入射する量から、上記煙によって発光素子８から第２の受光素子１７に直接に入射する光量が減少する量を差し引いた量だけ、第２の受光素子１７に入射する光量が変化する。これにより、上記第２の受光素子１７は、第２の受光信号Ｓ２(Ｓ)を出力する。また、上記煙によって第３の受光素子１８に入射する散乱光の量から、上記煙によって発光素子８から第３の受光素子１８に直接に入射する光量が減少する量を差し引いた量だけ、第３の受光素子１８に入射する光量が変化する。これにより、上記第３の受光素子１８は、第３の受光信号Ｓ３(Ｓ)を出力する。したがって、上記煙感知室６内に煙が浸入した場合、上記第２の受光信号Ｓ２(Ｓ)と第３の受光信号Ｓ３(Ｓ)は、上記第２の受光信号Ｓ２(ｉ)と第３の受光信号Ｓ３(ｉ)からほぼ同様に変化することとなる。
【００４２】
したがって、上記判定部２１は、上記第１の受光信号Ｓ１(Ｓ)が上記初期値としての第１の受光信号Ｓ１(ｉ)から変化した変化量が、予め記憶部２３に記憶されている判定レベルを超過し、かつ、第２,第３の受光信号Ｓ２(Ｓ),Ｓ３(Ｓ)が第２,第３の受光信号Ｓ２(ｉ),Ｓ３(ｉ)からほぼ同様に変化した場合に煙有りと判定し、通知部２２に煙有りを表す警報音や警報光を発生させる。
【００４３】
一方、上記判定部２１は、上記第１の受光信号Ｓ１(Ｓ)が上記初期値としての第１の受光信号Ｓ１(ｉ)から変化した変化量が、上記判定レベル以下であるときには、煙無しと判定し、通知部２２に煙有りを表す警報音や警報光を発生させない。
【００４４】
ところで、上記煙感知室６内に埃が浸入した場合、この浸入した埃は、地面側の方向を向いている蓋部材２の内面２Ｂには殆ど堆積しないが、地面とは反対の方向を向いている基板部材１の内面１Ｃには堆積し易い。したがって、上記煙感知室６内に埃が浸入した場合、上記第３の受光素子１８の受光面１８Ａには埃が殆ど堆積しないが、上記第２の受光素子１７の受光面１７Ａには上記埃が堆積する。このため、上記発光素子８から第２の受光素子１７の受光面１７Ａに直接に入射する光量は、上記埃の堆積の影響によって減少する。したがって、上記煙感知室６内に埃が浸入した場合で、かつ上記煙感知室６内に煙が浸入していない場合には、第２の受光素子１７の第２の受光信号Ｓ２(ｄ０)が表す受光量は初期値Ｓ２(ｉ)が表す受光量から減少することとなる。一方、上記煙感知室６内に埃が浸入し、かつ上記煙感知室６内に煙が浸入していない場合において、発光素子８が出射した光が基板部材１の内面１Ｃに堆積した埃に入射すると散乱光が発生し、第３の受光素子１８の受光面１８Ａに散乱光が入射することで第３の受光信号Ｓ３(ｄ０)が表す受光量は初期値Ｓ３(ｉ)が表す受光量から増加する、もしくは、上記受光面１８Ａに入射する散乱光が微少な場合は第３の受光信号Ｓ３(ｄ０)は初期値Ｓ３(ｉ)から変化しない。
【００４５】
したがって、上記判定部２１は、上記第２の受光信号の初期値Ｓ２(ｉ)が表す受光量に対して上記第２の受光信号Ｓ２(Ｓ)が表す受光量が減少したと共に上記第３の受光信号の初期値Ｓ３(ｉ)が表す受光量に対して上記第３の受光信号Ｓ３(Ｓ)が表す受光量が同じか増加した場合に、上記第１の受光信号Ｓ１(Ｓ)に係わらず、煙が無いと判定する。よって、上記判定部２１は、上記第２,第３の受光信号Ｓ２,Ｓ３を利用して、煙が無いことの判定を高精度で行なうことができる。
【００４６】
すなわち、この実施形態によれば、上記第２の受光素子１７の第２の受光信号と第３の受光素子１８の第３の受光信号とが同様の変化をするか否かにより、煙による受光信号(受光量)の変動(信号成分)と埃による受光信号(受光量)の変動(雑音成分)とを判別できる。よって、従来のような煙感知室の大型化や発光素子８からの出射領域Ｒ１の制限を行なうことなく、埃による受光量の変動(雑音成分)の影響を回避可能になり、感知精度の低下を招くことなく、煙感知室６の小型化,薄型化を達成でき、コンパクトで高感度な煙感知器を実現できる。
【００４７】
また、この実施形態によれば、上記第２の受光素子１７と第３の受光素子１８は、上記発光素子８の出射光軸Ｊ１に関して軸対称に配置されるので、埃が堆積していなくて煙が煙感知室６内に浸入していない初期状態では、第２の受光信号Ｓ２と第３の受光信号Ｓ３とは同等となる。また、上記煙感知室６内に煙が浸入すると、上記第２の受光信号Ｓ２と第３の受光信号Ｓ３とはほぼ同等に変化するので、上記判定部２１は上記第１および第２,第３の受光信号Ｓ１,Ｓ２,Ｓ３に基づいて、煙の侵入をより高精度で感知できる。
【００４８】
また、この実施形態では、上記判定部２１は、煙が無いと判定する毎に、上記第１,第２,第３の受光信号Ｓ１,Ｓ２,Ｓ３の初期値Ｓ１(ｉ),Ｓ２(ｉ),Ｓ３(ｉ)を、上記煙が無いと判定したときの値に更新する。このように、上記第１,第２,第３の受光信号Ｓ１,Ｓ２,Ｓ３の初期値を更新するので、煙感知室６内へ埃が堆積したことに起因する第１〜第３の受光信号Ｓ１〜Ｓ３の変動を各初期値に反映させることができる。よって、上記第１〜第３の受光信号Ｓ１〜Ｓ３の各初期値に対する各受光信号の変動量に基づいて、煙の有無を判定することで、埃の堆積の影響を少なくして、煙の有無の判定精度を向上できる。
【００４９】
尚、上記実施形態では、蓋部材２に取り付けられた第２の受光素子１７の受光面１７Ａの法線Ｑ２が矢印Ｙで示す地面方向に延した垂線Ｌ１と略平行である場合を説明したが、上記第２の受光素子１７の受光面１７Ａの法線Ｑ２が受光面１７Ａに埃が堆積する程度の範囲内で地面方向から傾いていてもよい。また、上記第３の受光素子１８の受光面１８Ａについても、その法線Ｑ３は必ずしも地面方向と平行でなくてもよく、地面方向の垂線Ｌ１から傾いていてもよい。例えば、本実施形態の煙感知器を傾斜した天井面に設置して使用する場合などでは、第２,第３の受光素子１７,１８の受光面１７Ａ,１８Ａの法線Ｑ２,Ｑ３は垂線Ｌ１から傾斜することとなる。また、上記実施形態では、上記第２の受光素子１７の受光面１７Ａと第３の受光素子１８の受光面１８Ａとを、発光素子８の出射光軸Ｊ１に関して軸対称に配置したが、上記第２の受光素子１７の受光面１７Ａと第３の受光素子１８の受光面１８Ａとは、出射光軸Ｊ１に関して軸対称の位置からずれていてもよい。もっとも、受光面１７Ａと受光面１８Ａとを出射光軸Ｊ１に関して軸対称に配置した方が、上述の如く、第２の受光信号Ｓ２と第３の受光信号Ｓ３とが同等の変化をするか否かによって、煙による受光信号の変動と埃による受光信号の変動とをより確実に判別できる。
【００５０】
また、上記実施形態の煙感知器を搭載した火災報知器によれば、コンパクトで高感度な火災報知器を実現できる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 基板部材
１Ａ 周縁部
１Ｂ 貫通孔
１Ｃ 内面
２ 蓋部材
２Ａ 貫通孔
２Ｂ 内面
３ 屈曲部
５ ラビリンス部
６ 煙感知室
７ 発光素子装着部
８ 発光素子
１１ 発光素子側スリット部
１２ 受光素子装着部
１３ 第１の受光素子
１３Ａ 受光面
１７ 第２の受光素子
１７Ａ 受光面
１８ 第３の受光素子
１８Ａ 受光面
２１ 判定部
２２ 通知部
２３ 記憶部
Ｊ１ 出射光軸
Ｐ１ 中点
Ｑ２,Ｑ３ 法線
Ｒ１ 出射領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
煙が導入される煙感知室とこの煙感知室の外から上記煙感知室内に向かう光を遮光すると共に上記煙感知室の外から上記煙感知室内への煙の流入を可能とするラビリンス部とを有する本体と、
上記煙感知室内に光を射出する発光素子と、
上記発光素子から射出された光を直接受光しないように配置されると共に上記煙感知室内で散乱もしくは反射した光を受光して受光量に応じた第１の受光信号を出力する第１の受光素子と、
上記発光素子から射出された光を直接受光すると共に上記煙感知室内で散乱もしくは反射した光を受光し、かつ、設置時に受光面が地面側とは反対側に向くように上記煙感知室に配置され、受光量に応じた第２の受光信号を出力する第２の受光素子と、
上記発光素子から出射された光を直接受光すると共に上記煙感知室内で散乱もしくは反射した光を受光し、かつ、設置時に受光面が地面側に向くように上記煙感知室に配置され、受光量に応じた第３の受光信号を出力する第３の受光素子と、
上記第１,第２,第３の受光信号に基づいて、煙の有無を判定する判定部と、
上記判定部による煙の有無の判定結果を通知する通知部とを備えることを特徴とする煙感知器。
【請求項２】
請求項１に記載の煙感知器において、
上記第２の受光素子の受光面と上記第３の受光素子の受光面とが対向していると共に上記受光面の法線が上記第２の受光素子と第３の受光素子と間の中点で上記発光素子の出射光軸に垂直に交わっていることを特徴とする煙感知器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の煙感知器において、
上記判定部は、
以前に煙が無いと判定したときの上記第２の受光信号を第２の受光信号の初期値とすると共に、以前に煙が無いと判定したときの上記第３の受光信号を第３の受光信号の初期値とし、
上記第２の受光信号の初期値が表す受光量に対して現在の第２の受光信号が表す受光量が減少したと共に上記第３の受光信号の初期値が表す受光量に対して現在の第３の受光信号が表す受光量が同じか増加した場合に、上記第１の受光信号に係わらず、煙が無いと判定することを特徴とする煙感知器。
【請求項４】
請求項３に記載の煙感知器において、
上記判定部は、
煙が無いと判定する毎に、上記第１,第２,第３の受光信号の初期値を、今回、煙が無いと判定したときの値に更新することを特徴とする煙感知器。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の煙感知器を搭載した火災報知器。
【請求項１】
煙が導入される煙感知室とこの煙感知室の外から上記煙感知室内に向かう光を遮光すると共に上記煙感知室の外から上記煙感知室内への煙の流入を可能とするラビリンス部とを有する本体と、
上記煙感知室内に光を射出する発光素子と、
上記発光素子から射出された光を直接受光しないように配置されると共に上記煙感知室内で散乱もしくは反射した光を受光して受光量に応じた第１の受光信号を出力する第１の受光素子と、
上記発光素子から射出された光を直接受光すると共に上記煙感知室内で散乱もしくは反射した光を受光し、かつ、設置時に受光面が地面側とは反対側に向くように上記煙感知室に配置され、受光量に応じた第２の受光信号を出力する第２の受光素子と、
上記発光素子から出射された光を直接受光すると共に上記煙感知室内で散乱もしくは反射した光を受光し、かつ、設置時に受光面が地面側に向くように上記煙感知室に配置され、受光量に応じた第３の受光信号を出力する第３の受光素子と、
上記第１,第２,第３の受光信号に基づいて、煙の有無を判定する判定部と、
上記判定部による煙の有無の判定結果を通知する通知部とを備えることを特徴とする煙感知器。
【請求項２】
請求項１に記載の煙感知器において、
上記第２の受光素子の受光面と上記第３の受光素子の受光面とが対向していると共に上記受光面の法線が上記第２の受光素子と第３の受光素子と間の中点で上記発光素子の出射光軸に垂直に交わっていることを特徴とする煙感知器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の煙感知器において、
上記判定部は、
以前に煙が無いと判定したときの上記第２の受光信号を第２の受光信号の初期値とすると共に、以前に煙が無いと判定したときの上記第３の受光信号を第３の受光信号の初期値とし、
上記第２の受光信号の初期値が表す受光量に対して現在の第２の受光信号が表す受光量が減少したと共に上記第３の受光信号の初期値が表す受光量に対して現在の第３の受光信号が表す受光量が同じか増加した場合に、上記第１の受光信号に係わらず、煙が無いと判定することを特徴とする煙感知器。
【請求項４】
請求項３に記載の煙感知器において、
上記判定部は、
煙が無いと判定する毎に、上記第１,第２,第３の受光信号の初期値を、今回、煙が無いと判定したときの値に更新することを特徴とする煙感知器。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の煙感知器を搭載した火災報知器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【公開番号】特開２０１３−１５９５４（Ｐ２０１３−１５９５４Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４７１４７（Ｐ２０１１−１４７１４７）
【出願日】平成２３年７月１日（２０１１．７．１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１日（２０１１．７．１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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