JP2004310473A - 火災感知器 - Google Patents
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Abstract
【課題】火災を検出して、火災表示を行う火災感知器に関するものであり、発光ダイオードを温度検出手段および表示手段として利用することにより、火災感知器の部品点数を削減することを目的とする。
【解決手段】発光ダイオードを用いて温度を検出する温度検出手段と；該温度検出手段の出力レベルに基づいて火災を判別する火災判別手段と；該火災判別手段の制御によって温度検出手段の発光ダイオードを用いて火災表示を行う表示手段と；を具備することを特徴とする。
【選択図】 図３
【解決手段】発光ダイオードを用いて温度を検出する温度検出手段と；該温度検出手段の出力レベルに基づいて火災を判別する火災判別手段と；該火災判別手段の制御によって温度検出手段の発光ダイオードを用いて火災表示を行う表示手段と；を具備することを特徴とする。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、火災を検出して、火災表示を行う火災感知器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の火災感知器は、熱、煙、炎等の火災現象に対応する物理量を検出する物理量検出手段と火災表示を行う表示手段を備えており、物理量検出手段が熱、煙、炎等の火災現象に対応する物理量を検出し、物理量検出手段の出力レベルに基づいて火災が検出されると、表示手段、例えば発光ダイオードが点灯するなどして火災表示を行う（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−３６４８８号公報。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、従来の火災感知器において、発光ダイオードは点灯することで火災表示を行ったり、または点滅することで故障表示を行ったりというように、火災感知器の状態を表示する表示手段としての用途のみに使用されていた。
【０００５】
この発明は、火災を検出して、火災表示を行う火災感知器に関するものであり、発光ダイオードを温度検出手段および表示手段として利用することにより、火災感知器の部品点数を削減することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、発光ダイオードを用いて温度を検出する温度検出手段と；該温度検出手段の出力レベルに基づいて火災を判別する火災判別手段と；該火災判別手段の制御によって前記温度検出手段の前記発光ダイオードを用いて火災表示を行う表示手段と；を具備することを特徴とする。
【０００７】
またこの発明は、火災現象に対応する物理量を検出する物理量検出手段と；該物理量検出手段の周囲温度を発光ダイオードを用いて検出する温度検出手段と；該温度検出手段が検出した周囲温度に基づいて、前記物理量検出手段の出力レベルを補正して火災を判別する火災判別手段と；該火災判別手段の制御によって前記温度検出手段の前記発光ダイオードを用いて火災表示を行う表示手段と；を具備することを特徴とする。
【０００８】
さらにこの発明は、発光ダイオードを用いて温度を検出する温度検出手段と；火災現象に対応する物理量を検出する物理量検出手段と；前記温度検出手段の出力レベルおよび前記物理量検出手段の出力レベルに基づいて火災を判別する火災判別手段と；該火災判別手段の制御によって前記温度検出手段の前記発光ダイオードを用いて火災表示を行う表示手段と；を具備することを特徴とする。
【０００９】
また、前記発光ダイオードは、該発光ダイオードの両端電圧の温度特性を利用して温度を検出するとともに、前記発光ダイオードは、温度検出時に印加される電流値よりも大きい電流値を印加されて火災表示を行うことを特徴とする。
【００１０】
【実施例】
本発明の第１実施例を図１〜図３に基づいて説明する。図１は熱式火災感知器１０の外観図、図２は図１の熱式火災感知器１０の回路構成を示すブロック回路図、図３は図２における各回路ブロックの具体的な回路構成を示す図である。この熱式火災感知器１０は、発光ダイオードを用いて温度を検出する温度検出手段と；該温度検出手段の出力レベルに基づいて火災を判別する火災判別手段と；該火災判別手段の制御によって温度検出手段の発光ダイオードを用いて火災表示を行う表示手段と；を具備する。
【００１１】
図１は熱式火災感知器１０の外観図である。この熱式火災感知器１０は、筐体１と、筐体１から突設された発光ダイオード２と、図示しない火災受信機と接続された電源兼信号線３とを備え、建物の天井板４に固定されている。熱式火災感知器１０は、電源兼信号線３により、図示しない火災受信機から電源が供給されるとともに、熱式火災感知器１０が火災を検出すると、図示しない火災受信機へ火災信号を送信する。
【００１２】
発光ダイオード２は、通常時は温度を検出する温度検出手段として作用し、火災時は火災表示を行う表示手段として作用するものである。一般的に、発光ダイオード２を一定電流で動作させ、周囲温度を変化させた場合、発光ダイオード２の両端電圧、つまり順電圧Ｖｆは温度に逆比例して変化する。例えば、発光ダイオード２は、順電圧Ｖｆの周囲温度に対する変化量は−０．００２Ｖ／℃であるので、温度が２５℃の時の順電圧Ｖｆを１．４０Ｖとすると、温度が６５℃の時の順電圧Ｖｆは１．３２Ｖに変化する。この「周囲温度−順電圧Ｖｆ特性」を利用して、周囲温度による順電圧Ｖｆの変化を測定し、予め設定された火災警報温度に対応する順電圧Ｖｆ（基準電圧）以下になったときに火災と判断する。また、発光ダイオード２は、通常時は、目視が困難なほど暗く点灯するように電流が制限されて印加された状態で、周囲温度による順電圧Ｖｆの変化を温度として測定して、温度検出手段として作用している。そして、順電圧Ｖｆが予め設定された火災警報温度に対応する基準電圧以下になると、火災と判断して、発光ダイオード２は、目視可能に明るく点灯するように電流が印加された状態で、表示手段として火災表示を行う。
【００１３】
図２は、熱式火災感知器の回路構成を示すブロック回路図である。熱式火災感知器１０は、発光回路１１と、比較回路１２と、警報駆動回路１３と、電源回路１４と、基準電圧回路１５とを備える。電源回路１４は、各回路１１、１２、１３、１５に一定電圧を供給する。発光回路１１は図１の発光ダイオード２を含み、発光ダイオード２の周囲温度による順電圧Ｖｆの変化に基づく出力レベルを比較回路１２に出力する。基準電圧回路１５は、火災警報温度に対応する基準電圧を生成し、その出力レベルを比較回路１２に出力する。比較回路１２は、発光回路１１の出力レベルと基準電圧回路１５の出力レベルを比較し、その比較結果に基づき火災を検知すると、警報信号（ハイ信号）を警報駆動回路１３に出力する。警報駆動回路１３は、警報信号が入力されると、発光回路１１の発光ダイオード２を目視可能に明るく点灯させて、発光ダイオード２による火災表示を行う。
【００１４】
図３は、図２における各回路ブロックの具体的な回路構成を示す。図２の発光回路１１は、発光ダイオード２と抵抗２１と定電流回路３６により構成されている。図２の電源回路１４としての電源５Ｖに発光ダイオード２のアノード端子が接続され、発光ダイオード２のカソード端子に抵抗２１の一端が接続され、抵抗２１の他端に定電流回路３６の一端が接続され、定電流回路３６の他端がアースされている。発光ダイオード２は、アノード端子とカソード端子の間の順電圧Ｖｆは温度に反比例して変化する。そのため、発光ダイオード２のカソード端子と抵抗２１の一端の接続点の電圧Ｖｔｈも変化し、その値は、電源５Ｖ−順電圧Ｖｆである。
【００１５】
図２の基準電圧回路１５は、可変抵抗２６と抵抗２７により構成されている。電源５Ｖに可変抵抗２６の一端が接続され、可変抵抗２６の他端に抵抗２７の一端が接続され、抵抗２７の他端がアースされている。抵抗２６、２７は電源５Ｖを分割し、発光ダイオード２の順電圧Ｖｆの温度特性により変化する電圧Ｖｔｈと比較するための基準電圧Ｖｒｅｆを決定する。この熱式火災感知器１０の場合は、火災警報温度を６５℃としており、この温度に対応する順電圧Ｖｆ＝１．３２Ｖと可変抵抗２６の両端の電圧が同じ電圧になるように、可変抵抗２６の抵抗値を調整している。そのため、基準電圧Ｖｒｅｆは、電源５Ｖ−可変抵抗２６の両端の電圧１．３２Ｖ＝３．６８Ｖである。
【００１６】
図２の比較回路１２は、抵抗２６、２７とコンパレータ３１により構成される。発光ダイオード２と抵抗２１の接続点がコンパレータ３１のプラス側入力端子に接続され、可変抵抗２６と抵抗２７の接続点がコンパレータ３１のマイナス側入力端子に接続され、電源５Ｖにコンパレータ３１の一端が接続され、コンパレータ３１の他端がアースされている。コンパレータ３１は、電圧Ｖｔｈと基準電圧Ｖｒｅｆを比較し、発光ダイオード２の周囲温度が火災警報温度に上昇して、電圧Ｖｔｈ≧基準電圧Ｖｒｅｆとなった時、ロウからハイに反転する。つまり、コンパレータ３１の出力がロウのときは、発光ダイオード２が検出した周囲温度が火災警報温度６５℃未満であり、火災でないと判別しており、また、コンパレータ３１の出力がハイのときは、発光ダイオード２が検出した周囲温度が火災警報温度６５℃以上であり、火災が発生したと判別している。
【００１７】
図２の警報駆動回路１３は、抵抗３２とコンデンサ３４とサイリスタ２４とにより構成されている。抵抗３２の一端がコンパレータ３１の出力端子に接続され、抵抗３２の他端がコンデンサ３４の一端およびサイリスタ２４のゲート端子に接続され、コンデンサ３４の他端がアースされ、サイリスタ２４のアノード端子が抵抗２１と定電流回路３６の間に接続され、サイリスタ２４のカソード端子がアースされている。コンパレータ３１がハイに反転することで、警報信号を出力すると、サイリスタ２４のゲート端子に電流が流れるので、サイリスタ２４のアノード端子とカソード端子の間に電流が流れ、発光ダイオード２には大きな電流が流れるので点灯し、火災表示を行う。抵抗３２とコンデンサ３４により、コンパレータ３１の警報信号は保持され、サイリスタ２４の動作を安定化させる。サイリスタ２４により、火災表示（発光ダイオード２の点灯）は電源電圧を遮断するまで保持し続けられ、いわゆる自己保持機能型となっている。
【００１８】
なお、図２、図３には示してないが、熱式火災感知器１０には、一端がコンパレータ３１の出力端子に接続され、他端が電源兼信号線３に接続された図示しないスイッチング回路が設けられており、平常時オフのスイッチが、コンパレータ３１のハイ信号によりオンして、電源兼信号線３を略短絡させることにより、火災信号を図示しない火災受信機に送信する。
【００１９】
つぎに、熱式火災感知器１０の動作について説明する。起動時、サイリスタ２４はオフであり、発光ダイオード２の周囲温度に対応する電圧Ｖｔｈがコンパレータ３１のプラス側入力端子に入力されている。火災警報温度６５℃に対応する３．６８Ｖに調整された基準電圧Ｖｒｅｆがコンパレータ３１のマイナス側入力端子に入力されている。周囲温度＜火災警報温度であると、コンパレータ３１は電圧Ｖｔｈ＜基準電圧Ｖｒｅｆなので、コンパレータ３１の出力端子の出力はロウ（０Ｖ）である。このとき発光ダイオード２には、電源５Ｖ／（抵抗２１＋定電流回路３６）で決定される電流が流れているが、この電流は例えば１ｍＡ程度（高輝度型発光ダイオードであればもっと低電流であってもよい）であり、発光ダイオード２は目視ができない程度の明るさで点灯している。
【００２０】
発光ダイオード２の周囲温度が火災警報温度以上、例えば７０℃に上昇すると、発光ダイオード２の順電位Ｖｆは１．３１Ｖとなり、電圧Ｖｔｈは３．６９Ｖとなる。そのため、電圧Ｖｔｈ≧基準電圧Ｖｒｅｆとなり、コンパレータ３１の出力端子の出力はハイ（５Ｖ）となる。すると、サイリスタ２４がオンして、発光ダイオード２を流れる電流は、定電流回路３６を通らずにサイリスタ２４を流れることにより増加し、発光ダイオード２は目視可能に十分な光量で点灯し火災表示を行う。火災表示は、サイリスタ２４により、電源を切断されるまで保持される。このとき発光ダイオード２には、（電源５Ｖ−サイリスタ２４のオン電圧１Ｖ）／抵抗２１で決定される電流２０ｍＡ程度が流れて、目視に十分な光量で点灯し火災表示を行う。また、コンパレータ３１のハイ信号により、図示しないスイッチング回路のスイッチがオンして、電源兼信号線３を略短絡させることにより、火災信号を図示しない火災受信機に送信する。
【００２１】
熱式火災感知器１０は、発光ダイオード２を温度検出手段および表示手段として使用することができ、従来のように、温度検出手段と表示手段を各々設ける場合と比べて、部品点数を削減することが可能である。
【００２２】
なお、上記第１実施例では、熱式火災感知器が自身で火災を判別して火災表示を行う場合について説明したが、熱式火災感知器の発光ダイオードが温度検出手段および表示手段として作用すればよいのであって、例えば、検出した熱の物理量信号を火災受信機に送出し、図示しない火災受信機が火災を判別して、図示しない火災受信機からの火災信号により火災表示を行う熱式火災感知器であってもよい。
【００２３】
また、上記第１実施例では、熱式火災感知器は、常時発光ダイオードを暗く点灯させて火災監視を行っているが、所定時間間隔毎に発光ダイオードを暗く点灯させて断続的に火災監視を行うようにして、消費電力を低減させるようにした構成であってもよい。
【００２４】
本発明の第２実施例を図４〜図６に基づいて説明する。図４は煙式火災感知器１０１の概略断面図、図５は煙式火災感知器１０１を示すブロック図、図６は図５のマイコン１１０が実行する動作を示すフローチャートである。この煙式火災感知器１０１は、火災現象に対応する物理量を検出する物理量検出手段と；該物理量検出手段の周囲温度を発光ダイオードを用いて検出する温度検出手段と；該温度検出手段が検出した周囲温度に基づいて、物理量検出手段の出力レベルを補正して火災を判別する火災判別手段と；該火災判別手段の制御によって温度検出手段の発光ダイオードを用いて火災表示を行う表示手段と；を具備する。
【００２５】
図４は煙式火災感知器１０１の概略断面図である。この煙式火災感知器１０１の内部には、詳細には示さないが、図５に示す構成部品１１０〜１７０が設けられている。ここで、温度検出手段及び表示手段として作用する発光ダイオードＤ１１は、物理量検出手段として作用する発光素子１３１や受光素子１４１等に近接配置され、また、発光ダイオードＤ１１の発光状態を煙式火災感知器１０１の外部に導出する光ガイド部材１８０に近接配置されている。
【００２６】
図５は煙式火災感知器１０１を示すブロック図である。煙式火災感知器１０１は、火災判別手段の一例であるマイクロコンピュータ１１０（以下、マイコンという。）と、ＲＯＭ１２０と、ＲＡＭ１２１と、ＥＥＰＲＯＭ１２２と、発光回路１３０と、発光素子１３１と、増幅回路１４０と、受光素子１４１と、サンプルホールド回路１４２と、送受信回路１５０と、定電圧回路１６０と、温度検出手段及び表示手段の一例である内部温度検出部１７０とを備える。なお、発光回路１３０、発光素子１３１、増幅回路１４０、受光素子１４１、サンプルホールド回路１４２は、物理量検出手段の一例である。
【００２７】
マイコン１１０は、煙式火災感知器１０１の全体を制御するものであり、ＲＯＭ１２０は、図６に示すフローチャートのプログラムが格納されているものであり、ＲＡＭ１２１は、作業領域であり、内部温度検出部１７０の出力電圧ＳＬＴ１１と、増幅回路１４０の信号出力値を保持するサンプルホールド回路１４２の出力電圧ＳＬＶ１１と、演算された煙濃度値とを記憶するものである。
【００２８】
ＥＥＰＲＯＭ１２２は、煙式火災感知器１０１のアドレスと、補正係数Ｋと、火災判別基準レベルＦＬ１１とを記憶するものである。なお、補正係数Ｋは、検出された温度（出力電圧ＳＬＴ１１）に応じて定められた値であり、サンプルホールド回路１４２の出力電圧ＳＬＶ１１を補正するものである。火災判別基準レベルＦＬ１１は、煙濃度値と比較されるものであり、煙濃度値が火災判別基準レベルＦＬ１１以上となると火災が発生したと判断する。
【００２９】
発光回路１３０は、マイコン１１０から発光制御パルスを受けたときに発光素子１３１に発光用の電流パルスを供給するものであり、増幅回路１４０は、受光素子１４１の出力レベルを所定のゲインで増幅するものである。送受信回路１５０は、マイコン１１０から図示しない火災受信機に火災信号あるいは煙の物理量信号等の信号を送出する送信回路と、図示しない火災受信機からポーリング信号等の信号を受けマイコン１１０に送る受信回路とを有するものである。また、定電圧回路１６０は、マイコン１１０に定電圧を供給する回路である。
【００３０】
内部温度検出部１７０は、温度検出手段として煙式火災感知器１０１の内部の温度、特に物理量検出手段の周囲温度を検出するものであり、また表示手段として煙式火災感知器１０１が火災を検知したときに発光ダイオードＤ１１を点灯させて火災表示を行うものである。内部温度検出部１７０は、煙式火災感知器１０１の内部に設けられた発光ダイオードＤ１１と抵抗ｒ１１と抵抗ｒ１２とスイッチＳＷ１１とで構成されている。つまり、電源Ｖｃｃ１にスイッチＳＷ１１の一端が接続され、スイッチＳＷ１１の他端がマイコン１１０からのスイッチ切換信号に基づいてポートＰ１１またはポートＰ１２に接続される。そして、ポートＰ１１に抵抗ｒ１２の一端が接続され、抵抗ｒ１２の他端に抵抗ｒ１１の一端が接続され、抵抗ｒ１１の他端に発光ダイオードＤ１１のアノード端子が接続され、発光ダイオードＤ１１のカソード端子がアースされ、またポートＰ１２に抵抗ｒ１１の一端が接続されている。
【００３１】
この内部温度検出部１７０は、スイッチＳＷ１１がポートＰ１１に接続されていると、温度検出手段として作用し、抵抗ｒ１１の他端と発光ダイオードＤ１１のアノード端子との接続点が内部温度検出用の出力としてマイコン１１０に取り込まれる。マイコン１１０は、発光ダイオードＤ１１の両端電圧、つまり順電圧の温度特性を利用することによって、煙式火災感知器１０１の内部温度、特に物理量検出手段の周囲温度を検出する。そのため、発光ダイオードＤ１１は、図４に示すように発光素子１３１、受光素子１４１の近傍に設けられていることが好ましい。このとき、発光ダイオードＤ１１は抵抗ｒ１２、抵抗ｒ１１を介して電源Ｖｃｃ１が供給されることで、電流値が制限され、目視が困難なほど暗く点灯している。
【００３２】
また、内部温度検出部１７０は、スイッチＳＷ１１がポートＰ１２に接続されていると、表示手段として作用する。このとき、発光ダイオードＤ１１は抵抗ｒ１１のみを介して電源Ｖｃｃ１が供給されることで、電流値が制限されずに、目視可能に明るく点灯する。なお、図４に示すように光ガイド部材１８０が、一端を発光ダイオードＤ１１に近接し他端を煙式火災感知器１０１外部まで延出して配置されており、これにより発光ダイオードＤ１１の点灯を煙式火災感知器１０１外部から確認可能となっている。
【００３３】
次に、上記第２実施例の動作について説明する。図６は、上記第２実施例において、マイコン１１０が実行する動作を示すフローチャートである。
【００３４】
まず、初期値設定の実行およびスイッチＳＷ１１をポートＰ１１に接続し（Ｓ１）、内部温度検出部１７０の出力電圧ＳＬＴ１１（マイコン１１０のＡ／Ｄ変換部でデジタルデータに変換された電圧）を取り込み、ＲＡＭ１２１に格納し（Ｓ２）、内部温度検出部１７０の出力電圧ＳＬＴ１１に応じた補正係数ＫをＥＥＰＲＯＭ１２２から読み出し、ＲＡＭ１２１に格納する（Ｓ３）。つまり、内部温度検出部１７０の出力電圧ＳＬＴ１１は、発光素子１３１、受光素子１４１の周囲温度に対応する電圧であり、補正係数Ｋは、サンプルホールド回路１４２の出力電圧ＳＬＶ１１が内部温度に応じて変化するので、この温度変化による誤差を補正する係数である。したがって、煙式火災感知器１０１の内部温度、すなわち内部温度検出部１７０の出力電圧ＳＬＴ１１に応じて補正係数Ｋが定められており（補正係数Ｋは予めＥＥＰＲＯＭ１２２に格納されている）、内部温度である出力電圧ＳＬＴ１１に対応する補正係数ＫをＥＥＰＲＯＭ１２２から読み出す。
【００３５】
そして、サンプルホールド回路１４２の出力電圧ＳＬＶ１１（マイコン１１０のＡ／Ｄ変換部でデジタルデータに変換された電圧）を取り込み、ＲＡＭ１２１に格納し（Ｓ４）、この格納された出力電圧ＳＬＶ１１に補正係数Ｋを乗じて、サンプルホールド回路１４２の出力電圧ＳＬＶ１１を補正する（Ｓ５）。この補正された出力電圧ＳＬＶ１１に基づいて煙濃度値を演算し、演算結果をＲＡＭ１２１に格納する（Ｓ６）。
【００３６】
この演算された煙濃度値（すなわち煙の物理量信号）をＥＥＰＲＯＭ１２２に予め格納されている火災判別基準レベルＦＬ１１と比較し、煙濃度値が火災判別基準レベルＦＬ１１以上であれば（Ｓ７）、スイッチＳＷ１１をポートＰ１２に切換接続し、発光ダイオードＤ１１を点灯させて、火災表示を行う（Ｓ８）。また、煙濃度値が火災判別基準レベルＦＬ１１よりも小さければ（Ｓ７）、ステップＳ２へ戻る。
【００３７】
また、マイコン１１０は、図６におけるフローチャートの適当なタイミングにおいて、図示しない火災受信機からの要求に応じて、演算された煙濃度値（すなわち煙の物理量の信号）や火災信号を図示しない火災受信機に送信する。さらに、図示しない火災受信機からの復旧信号に応じて、スイッチＳＷ１１をポートＰ１１に接続して、煙式火災感知器１０１の復旧を行う。
【００３８】
上記第２実施例によれば、煙式火災感知器１０１の内部温度が上昇あるいは低下したときに、その温度変化による特性変化として、発光素子１３１の発光量変化、受光素子１４１の出力レベルの変化等を総合的に補正することができ、煙濃度を正確に検出することができる煙式火災感知器１０１（所謂、温度補償式煙感知器）において、発光ダイオードＤ１１を温度検出手段および表示手段として使用することができ、従来型のものと比べて部品点数を削減することができる。
【００３９】
なお、上記第２実施例では、煙式火災感知器１０１の内部の温度が変化したときに、受光素子１４１の出力レベルを補正しているが、上記煙式火災感知器１０１のように、所定の基準レベル、たとえば火災判別基準レベルと受光素子１４１の出力レベルを比較する場合には、煙式火災感知器１０１の内部温度の変化に応じて、受光素子１４１の出力レベル側ではなく上記火災判別基準レベル側を補正するようにしてもよい。
【００４０】
また、上記第２実施例では、煙式火災感知器が自身で火災を判別して火災表示を行う場合について説明したが、煙式火災感知器の発光ダイオードが温度検出手段および表示手段として作用すればよいのであって、例えば、検出した煙の物理量信号を図示しない火災受信機に送出し、図示しない火災受信機が火災を判別して、図示しない火災受信機からの火災信号により火災表示を行う煙式火災感知器であってもよい。
【００４１】
さらに、上記第２実施例は煙式火災感知器であるが、煙以外の火災現象に対応する物理量を、例えば、焦電センサ（赤外線センサ）、ニオイセンサなどの物理量検出素子が検出する火災感知器に上記第２実施例を適用するようにしてもよい。
【００４２】
なお、ＥＥＰＲＯＭ１２２に記憶する温度補正係数Ｋは、温度補正を施さない場合に火災感知器が示す温度変動特性とは相反した値となるように、各火災感知器毎に各々適正な値として記憶させることができる。なお、各火災感知器の温度変動特性が均一の場合は、各火災感知器共通の温度補正係数ＫをＲＯＭに記憶させることによって、上記と同様の効果を得られる。
【００４３】
本発明の第３実施例を図７〜図９に基づいて説明する。図７は複合式火災感知器２０１の概略断面図、図８は複合式火災感知器２０１を示すブロック図、図９は図８のマイコン２１０が実行する動作を示すフローチャートである。この複合式火災感知器２０１は、発光ダイオードを用いて温度を検出する温度検出手段と；火災現象に対応する物理量を検出する物理量検出手段と；温度検出手段の出力レベルおよび物理量検出手段の出力レベルに基づいて火災を判別する火災判別手段と；該火災判別手段の制御によって温度検出手段の発光ダイオードを用いて火災表示を行う表示手段と；を具備する。
【００４４】
図７は複合式火災感知器２０１の概略断面図である。この複合式火災感知器２０１の内部には、詳細には示さないが、図８に示す構成部品２１０〜２７０が設けられている。ここで、温度検出手段及び表示手段として作用する発光ダイオードＤ２１は、複合式火災感知器２０１の外部に設けられている。そのため、後述するように、複合式火災感知器２０１は、火災時における熱と煙を感知し、温度検出部２７０の出力レベルと受光素子２４１の出力レベルを用いて火災を判別することができる。
【００４５】
図８は複合式火災感知器２０１を示すブロック図である。複合式火災感知器２０１は、火災判別手段の一例であるマイクロコンピュータ２１０（以下、マイコンという。）と、ＲＯＭ２２０と、ＲＡＭ２２１と、ＥＥＰＲＯＭ２２２と、発光回路２３０と、発光素子２３１と、増幅回路２４０と、受光素子２４１と、サンプルホールド回路２４２と、送受信回路２５０と、定電圧回路２６０と、温度検出手段及び表示手段の一例である温度検出部２７０とを備える。なお、発光回路２３０、発光素子２３１、増幅回路２４０、受光素子２４１、サンプルホールド回路２４２は、物理量検出手段の一例である。
【００４６】
マイコン２１０は、複合式火災感知器２０１の全体を制御するものであり、ＲＯＭ２２０は、図９に示すフローチャートのプログラムが格納されているものであり、ＲＡＭ２２１は、作業領域であり、温度検出部２７０の出力電圧ＳＬＴ２１と、増幅回路２４０の信号出力値を保持するサンプルホールド回路２４２の出力電圧ＳＬＶ２１と、演算された煙濃度値とを記憶するものである。
【００４７】
ＥＥＰＲＯＭ２２２は、複合式火災感知器２０１のアドレスと、煙濃度の火災判別基準レベルＦＬ２１と、温度の火災判別基準レベルＦＬ２２を記憶するものである。煙濃度値が火災判別基準レベルＦＬ２１以上であり、温度検出部２７０の出力電圧ＳＬＴ２１が火災判別基準レベルＦＬ２２以上となると火災が発生したと判断する。
【００４８】
発光回路２３０は、マイコン２１０から発光制御パルスを受けたときに発光素子２３１に発光用の電流パルスを供給するものであり、増幅回路２４０は、受光素子２４１の出力レベルを所定のゲインで増幅するものである。送受信回路２５０は、マイコン２１０から図示しない火災受信機に火災信号あるいは煙の物理量信号等の信号を送出する送信回路と、図示しない火災受信機からポーリング信号等の信号を受けマイコン２１０に送る受信回路とを有するものである。また、定電圧回路２６０は、マイコン２１０に定電圧を供給する回路である。
【００４９】
温度検出部２７０は、温度検出手段として複合式火災感知器２０１の外部の温度を検出するものであり、また表示手段として複合式火災感知器２０１が火災を検知したときに発光ダイオードＤ２１を点灯させて火災表示を行うものである。温度検出部２７０は、複合式火災感知器２０１の外部に設けられた発光ダイオードＤ２１と抵抗ｒ２１と抵抗ｒ２２とスイッチＳＷ２１とで構成されている。つまり、電源Ｖｃｃ２にスイッチＳＷ２１の一端が接続され、スイッチＳＷ２１の他端がマイコン２１０からのスイッチ切換信号に基づいてポートＰ２１またはポートＰ２２に接続される。そして、ポートＰ２１に抵抗ｒ２２の一端が接続され、抵抗ｒ２２の他端に抵抗ｒ２１の一端が接続され、抵抗ｒ２１の他端に発光ダイオードＤ２１のアノード端子が接続され、発光ダイオードＤ２１のカソード端子がアースされ、またポートＰ２２に抵抗ｒ２１の一端が接続されている。
【００５０】
この温度検出部２７０は、スイッチＳＷ２１がポートＰ２１に接続されていると、温度検出手段として作用し、抵抗ｒ２１の他端と発光ダイオードＤ２１のアノード端子との接続点が温度検出用の出力としてマイコン２１０に取り込まれる。マイコン２１０は、発光ダイオードＤ２１の両端電圧、つまり順電圧の温度特性を利用することによって、複合式火災感知器２０１の外部温度を検出する。そのため、発光ダイオードＤ２１は、図７に示すように複合式火災感知器２０１の外部に突出している。このとき、発光ダイオードＤ２１は抵抗ｒ２２、抵抗ｒ２１を介して電源Ｖｃｃ２が供給されることで、電流値が制限され、目視が困難なほど暗く点灯している。
【００５１】
また、温度検出部２７０は、スイッチＳＷ２１がポートＰ２２に接続されていると、表示手段として作用する。このとき、発光ダイオードＤ２１は抵抗Ｒ２１のみを介して電源Ｖｃｃ２が供給されることで、電流値が制限されずに、目視可能に明るく点灯する。
【００５２】
次に、上記第３実施例の動作について説明する。図９は、上記第３実施例において、マイコン２１０が実行する動作を示すフローチャートである。
【００５３】
まず、初期値設定の実行およびスイッチＳＷ２１をポートＰ２１に接続し（Ｓ１１）、温度検出部２７０の出力電圧ＳＬＴ２１（マイコン２１０のＡ／Ｄ変換部でデジタルデータに変換された電圧）を取り込み、ＲＡＭ２２１に格納し（Ｓ１２）、サンプルホールド回路２４２の出力電圧ＳＬＶ２１（マイコン２１０のＡ／Ｄ変換部でデジタルデータに変換された電圧）を取り込み、ＲＡＭ２２１に格納し（Ｓ１３）、この格納された出力電圧ＳＬＶ２１に基づいて煙濃度値を演算し、演算結果をＲＡＭ２２１に格納する（Ｓ１４）。
【００５４】
この演算された煙濃度値（すなわち煙の物理量信号）および温度検出部２７０の出力電圧ＳＬＴ２１をＥＥＰＲＯＭ２２２に予め格納されている火災判別基準レベルＦＬ２１およびＦＬ２２と比較し、煙濃度値が火災判別基準レベルＦＬ２１以上および温度検出部２７０の出力電圧ＳＬＴ２１が火災判別基準レベルＦＬ２２以上であれば（Ｓ１５）、スイッチＳＷ２１をポートＰ２２に切換接続し、発光ダイオードＤ２１を点灯させて、火災表示を行う（Ｓ１６）。また、煙濃度値が火災判別基準レベルＦＬ２１以上および温度検出部２７０の出力電圧ＳＬＴ２１が火災判別基準レベルＦＬ２２以上でなければ（Ｓ１５）、ステップＳ１２へ戻る。
【００５５】
また、マイコン２１０は、図９におけるフローチャートの適当なタイミングにおいて、図示しない火災受信機からの要求に応じて、演算された煙濃度値（すなわち煙の物理量の信号）や温度検出部２７０の出力電圧ＳＬＴ２１や火災信号等を図示しない火災受信機に送信する。さらに、図示しない火災受信機からの復旧信号に応じて、スイッチＳＷ２１をポートＰ２１に接続して、複合式火災感知器２０１の復旧を行う。
【００５６】
上記第３実施例によれば、複合式火災感知器２０１において、発光ダイオードＤ２１を温度検出手段および表示手段として使用することができ、従来型のものと比べて部品点数を削減することができる。
【００５７】
なお、上記第３実施例では、第２実施例に示した発光ダイオードによる内部温度検出が行われないので、出力電圧ＳＬＶ２１の補正が行われないが、詳細に説明しないが、別途内部温度を検出する手段を設けて、出力電圧ＳＬＶ２１を補正するようにしてもよい。
【００５８】
また、上記第３実施例では、複合式火災感知器２０１は、煙濃度値が火災判別基準レベルＦＬ２１以上であり、かつ温度検出部２７０の出力電圧ＳＬＴ２１が火災判別基準レベルＦＬ２２以上である場合に火災と判別したが、煙濃度値または出力電圧のいずれか一方が火災判別基準レベル以上である場合は、他方の火災判別レベルを低く設定させるなどのレベル自動補正等を行って火災判別を行ってもよい。
【００５９】
さらに、上記第３実施例は、熱煙の複合式火災感知器であるが、例えば、焦電センサ（赤外線センサ）、ニオイセンサなどの煙以外の火災現象に対応する物理量の検出と、熱を検出する方式の複合式火災感知器でもよい。
【００６０】
また、上記第３実施例では、複合式火災感知器が自身で火災を判別して火災表示を行う場合について説明したが、複合式火災感知器の発光ダイオードが温度検出手段および表示手段として作用すればよいのであって、例えば、検出した熱煙等の物理量信号を図示しない火災受信機に送出し、図示しない火災受信機が火災を判別して、図示しない火災受信機からの火災信号により火災表示を行う複合式火災感知器であってもよい。
【００６１】
【発明の効果】
この発明は、発光ダイオードを用いて温度を検出する温度検出手段と；該温度検出手段の出力レベルに基づいて火災を判別する火災判別手段と；該火災判別手段の制御によって前記温度検出手段の前記発光ダイオードを用いて火災表示を行う表示手段と；を具備するので、熱式火災感知器における発光ダイオードを温度検出手段および表示手段として使用することができ、従来のように、温度検出手段と表示手段を各々設ける場合と比べて、部品点数を削減することが可能である。
【００６２】
またこの発明は、火災現象に対応する物理量を検出する物理量検出手段と；該物理量検出手段の周囲温度を発光ダイオードを用いて検出する温度検出手段と；該温度検出手段が検出した周囲温度に基づいて、前記物理量検出手段の出力レベルを補正して火災を判別する火災判別手段と；該火災判別手段の制御によって前記温度検出手段の前記発光ダイオードを用いて火災表示を行う表示手段と；を具備するので、煙式火災感知器における発光ダイオードを温度検出手段および表示手段として使用することができ、従来型のものと比べて部品点数を削減することができる。
【００６３】
さらにこの発明は、発光ダイオードを用いて温度を検出する温度検出手段と；火災現象に対応する物理量を検出する物理量検出手段と；前記温度検出手段の出力レベルおよび前記物理量検出手段の出力レベルに基づいて火災を判別する火災判別手段と；該火災判別手段の制御によって前記温度検出手段の前記発光ダイオードを用いて火災表示を行う表示手段と；を具備するので、複合式火災感知器における発光ダイオードを温度検出手段および表示手段として使用することができ、従来型のものと比べて部品点数を削減することができる。
【００６４】
また、発光ダイオードは、該発光ダイオードの両端電圧の温度特性を利用して温度を検出するとともに、発光ダイオードは、温度検出時に印加される電流値よりも大きい電流値を印加されて火災表示を行うので、発光ダイオードは、通常時は、目視が困難なほど暗く点灯するように電流が制限されて印加された状態で、周囲温度による順電圧の変化を温度として測定して、温度検出手段として作用することができ、火災時は、目視可能に明るく点灯するように電流が印加された状態で、表示手段として火災表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す、熱式火災感知器の外観図である。
【図２】図１の熱式火災感知器の回路構成を示すブロック回路図である。
【図３】図２における各回路ブロックの具体的な回路構成を示す図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す、煙式火災感知器を示す概略断面図である。
【図５】図４の煙式火災感知器を示すブロック図である。
【図６】図５のマイコンが実行する動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第３実施例を示す、複合式火災感知器を示す概略断面図である。
【図８】図７の複合式火災感知器を示すブロック図である。
【図９】図８のマイコンが実行する動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２ 発光ダイオード
１０ 熱式火災感知器
３１ コンパレータ
【発明の属する技術分野】
この発明は、火災を検出して、火災表示を行う火災感知器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の火災感知器は、熱、煙、炎等の火災現象に対応する物理量を検出する物理量検出手段と火災表示を行う表示手段を備えており、物理量検出手段が熱、煙、炎等の火災現象に対応する物理量を検出し、物理量検出手段の出力レベルに基づいて火災が検出されると、表示手段、例えば発光ダイオードが点灯するなどして火災表示を行う（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−３６４８８号公報。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、従来の火災感知器において、発光ダイオードは点灯することで火災表示を行ったり、または点滅することで故障表示を行ったりというように、火災感知器の状態を表示する表示手段としての用途のみに使用されていた。
【０００５】
この発明は、火災を検出して、火災表示を行う火災感知器に関するものであり、発光ダイオードを温度検出手段および表示手段として利用することにより、火災感知器の部品点数を削減することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、発光ダイオードを用いて温度を検出する温度検出手段と；該温度検出手段の出力レベルに基づいて火災を判別する火災判別手段と；該火災判別手段の制御によって前記温度検出手段の前記発光ダイオードを用いて火災表示を行う表示手段と；を具備することを特徴とする。
【０００７】
またこの発明は、火災現象に対応する物理量を検出する物理量検出手段と；該物理量検出手段の周囲温度を発光ダイオードを用いて検出する温度検出手段と；該温度検出手段が検出した周囲温度に基づいて、前記物理量検出手段の出力レベルを補正して火災を判別する火災判別手段と；該火災判別手段の制御によって前記温度検出手段の前記発光ダイオードを用いて火災表示を行う表示手段と；を具備することを特徴とする。
【０００８】
さらにこの発明は、発光ダイオードを用いて温度を検出する温度検出手段と；火災現象に対応する物理量を検出する物理量検出手段と；前記温度検出手段の出力レベルおよび前記物理量検出手段の出力レベルに基づいて火災を判別する火災判別手段と；該火災判別手段の制御によって前記温度検出手段の前記発光ダイオードを用いて火災表示を行う表示手段と；を具備することを特徴とする。
【０００９】
また、前記発光ダイオードは、該発光ダイオードの両端電圧の温度特性を利用して温度を検出するとともに、前記発光ダイオードは、温度検出時に印加される電流値よりも大きい電流値を印加されて火災表示を行うことを特徴とする。
【００１０】
【実施例】
本発明の第１実施例を図１〜図３に基づいて説明する。図１は熱式火災感知器１０の外観図、図２は図１の熱式火災感知器１０の回路構成を示すブロック回路図、図３は図２における各回路ブロックの具体的な回路構成を示す図である。この熱式火災感知器１０は、発光ダイオードを用いて温度を検出する温度検出手段と；該温度検出手段の出力レベルに基づいて火災を判別する火災判別手段と；該火災判別手段の制御によって温度検出手段の発光ダイオードを用いて火災表示を行う表示手段と；を具備する。
【００１１】
図１は熱式火災感知器１０の外観図である。この熱式火災感知器１０は、筐体１と、筐体１から突設された発光ダイオード２と、図示しない火災受信機と接続された電源兼信号線３とを備え、建物の天井板４に固定されている。熱式火災感知器１０は、電源兼信号線３により、図示しない火災受信機から電源が供給されるとともに、熱式火災感知器１０が火災を検出すると、図示しない火災受信機へ火災信号を送信する。
【００１２】
発光ダイオード２は、通常時は温度を検出する温度検出手段として作用し、火災時は火災表示を行う表示手段として作用するものである。一般的に、発光ダイオード２を一定電流で動作させ、周囲温度を変化させた場合、発光ダイオード２の両端電圧、つまり順電圧Ｖｆは温度に逆比例して変化する。例えば、発光ダイオード２は、順電圧Ｖｆの周囲温度に対する変化量は−０．００２Ｖ／℃であるので、温度が２５℃の時の順電圧Ｖｆを１．４０Ｖとすると、温度が６５℃の時の順電圧Ｖｆは１．３２Ｖに変化する。この「周囲温度−順電圧Ｖｆ特性」を利用して、周囲温度による順電圧Ｖｆの変化を測定し、予め設定された火災警報温度に対応する順電圧Ｖｆ（基準電圧）以下になったときに火災と判断する。また、発光ダイオード２は、通常時は、目視が困難なほど暗く点灯するように電流が制限されて印加された状態で、周囲温度による順電圧Ｖｆの変化を温度として測定して、温度検出手段として作用している。そして、順電圧Ｖｆが予め設定された火災警報温度に対応する基準電圧以下になると、火災と判断して、発光ダイオード２は、目視可能に明るく点灯するように電流が印加された状態で、表示手段として火災表示を行う。
【００１３】
図２は、熱式火災感知器の回路構成を示すブロック回路図である。熱式火災感知器１０は、発光回路１１と、比較回路１２と、警報駆動回路１３と、電源回路１４と、基準電圧回路１５とを備える。電源回路１４は、各回路１１、１２、１３、１５に一定電圧を供給する。発光回路１１は図１の発光ダイオード２を含み、発光ダイオード２の周囲温度による順電圧Ｖｆの変化に基づく出力レベルを比較回路１２に出力する。基準電圧回路１５は、火災警報温度に対応する基準電圧を生成し、その出力レベルを比較回路１２に出力する。比較回路１２は、発光回路１１の出力レベルと基準電圧回路１５の出力レベルを比較し、その比較結果に基づき火災を検知すると、警報信号（ハイ信号）を警報駆動回路１３に出力する。警報駆動回路１３は、警報信号が入力されると、発光回路１１の発光ダイオード２を目視可能に明るく点灯させて、発光ダイオード２による火災表示を行う。
【００１４】
図３は、図２における各回路ブロックの具体的な回路構成を示す。図２の発光回路１１は、発光ダイオード２と抵抗２１と定電流回路３６により構成されている。図２の電源回路１４としての電源５Ｖに発光ダイオード２のアノード端子が接続され、発光ダイオード２のカソード端子に抵抗２１の一端が接続され、抵抗２１の他端に定電流回路３６の一端が接続され、定電流回路３６の他端がアースされている。発光ダイオード２は、アノード端子とカソード端子の間の順電圧Ｖｆは温度に反比例して変化する。そのため、発光ダイオード２のカソード端子と抵抗２１の一端の接続点の電圧Ｖｔｈも変化し、その値は、電源５Ｖ−順電圧Ｖｆである。
【００１５】
図２の基準電圧回路１５は、可変抵抗２６と抵抗２７により構成されている。電源５Ｖに可変抵抗２６の一端が接続され、可変抵抗２６の他端に抵抗２７の一端が接続され、抵抗２７の他端がアースされている。抵抗２６、２７は電源５Ｖを分割し、発光ダイオード２の順電圧Ｖｆの温度特性により変化する電圧Ｖｔｈと比較するための基準電圧Ｖｒｅｆを決定する。この熱式火災感知器１０の場合は、火災警報温度を６５℃としており、この温度に対応する順電圧Ｖｆ＝１．３２Ｖと可変抵抗２６の両端の電圧が同じ電圧になるように、可変抵抗２６の抵抗値を調整している。そのため、基準電圧Ｖｒｅｆは、電源５Ｖ−可変抵抗２６の両端の電圧１．３２Ｖ＝３．６８Ｖである。
【００１６】
図２の比較回路１２は、抵抗２６、２７とコンパレータ３１により構成される。発光ダイオード２と抵抗２１の接続点がコンパレータ３１のプラス側入力端子に接続され、可変抵抗２６と抵抗２７の接続点がコンパレータ３１のマイナス側入力端子に接続され、電源５Ｖにコンパレータ３１の一端が接続され、コンパレータ３１の他端がアースされている。コンパレータ３１は、電圧Ｖｔｈと基準電圧Ｖｒｅｆを比較し、発光ダイオード２の周囲温度が火災警報温度に上昇して、電圧Ｖｔｈ≧基準電圧Ｖｒｅｆとなった時、ロウからハイに反転する。つまり、コンパレータ３１の出力がロウのときは、発光ダイオード２が検出した周囲温度が火災警報温度６５℃未満であり、火災でないと判別しており、また、コンパレータ３１の出力がハイのときは、発光ダイオード２が検出した周囲温度が火災警報温度６５℃以上であり、火災が発生したと判別している。
【００１７】
図２の警報駆動回路１３は、抵抗３２とコンデンサ３４とサイリスタ２４とにより構成されている。抵抗３２の一端がコンパレータ３１の出力端子に接続され、抵抗３２の他端がコンデンサ３４の一端およびサイリスタ２４のゲート端子に接続され、コンデンサ３４の他端がアースされ、サイリスタ２４のアノード端子が抵抗２１と定電流回路３６の間に接続され、サイリスタ２４のカソード端子がアースされている。コンパレータ３１がハイに反転することで、警報信号を出力すると、サイリスタ２４のゲート端子に電流が流れるので、サイリスタ２４のアノード端子とカソード端子の間に電流が流れ、発光ダイオード２には大きな電流が流れるので点灯し、火災表示を行う。抵抗３２とコンデンサ３４により、コンパレータ３１の警報信号は保持され、サイリスタ２４の動作を安定化させる。サイリスタ２４により、火災表示（発光ダイオード２の点灯）は電源電圧を遮断するまで保持し続けられ、いわゆる自己保持機能型となっている。
【００１８】
なお、図２、図３には示してないが、熱式火災感知器１０には、一端がコンパレータ３１の出力端子に接続され、他端が電源兼信号線３に接続された図示しないスイッチング回路が設けられており、平常時オフのスイッチが、コンパレータ３１のハイ信号によりオンして、電源兼信号線３を略短絡させることにより、火災信号を図示しない火災受信機に送信する。
【００１９】
つぎに、熱式火災感知器１０の動作について説明する。起動時、サイリスタ２４はオフであり、発光ダイオード２の周囲温度に対応する電圧Ｖｔｈがコンパレータ３１のプラス側入力端子に入力されている。火災警報温度６５℃に対応する３．６８Ｖに調整された基準電圧Ｖｒｅｆがコンパレータ３１のマイナス側入力端子に入力されている。周囲温度＜火災警報温度であると、コンパレータ３１は電圧Ｖｔｈ＜基準電圧Ｖｒｅｆなので、コンパレータ３１の出力端子の出力はロウ（０Ｖ）である。このとき発光ダイオード２には、電源５Ｖ／（抵抗２１＋定電流回路３６）で決定される電流が流れているが、この電流は例えば１ｍＡ程度（高輝度型発光ダイオードであればもっと低電流であってもよい）であり、発光ダイオード２は目視ができない程度の明るさで点灯している。
【００２０】
発光ダイオード２の周囲温度が火災警報温度以上、例えば７０℃に上昇すると、発光ダイオード２の順電位Ｖｆは１．３１Ｖとなり、電圧Ｖｔｈは３．６９Ｖとなる。そのため、電圧Ｖｔｈ≧基準電圧Ｖｒｅｆとなり、コンパレータ３１の出力端子の出力はハイ（５Ｖ）となる。すると、サイリスタ２４がオンして、発光ダイオード２を流れる電流は、定電流回路３６を通らずにサイリスタ２４を流れることにより増加し、発光ダイオード２は目視可能に十分な光量で点灯し火災表示を行う。火災表示は、サイリスタ２４により、電源を切断されるまで保持される。このとき発光ダイオード２には、（電源５Ｖ−サイリスタ２４のオン電圧１Ｖ）／抵抗２１で決定される電流２０ｍＡ程度が流れて、目視に十分な光量で点灯し火災表示を行う。また、コンパレータ３１のハイ信号により、図示しないスイッチング回路のスイッチがオンして、電源兼信号線３を略短絡させることにより、火災信号を図示しない火災受信機に送信する。
【００２１】
熱式火災感知器１０は、発光ダイオード２を温度検出手段および表示手段として使用することができ、従来のように、温度検出手段と表示手段を各々設ける場合と比べて、部品点数を削減することが可能である。
【００２２】
なお、上記第１実施例では、熱式火災感知器が自身で火災を判別して火災表示を行う場合について説明したが、熱式火災感知器の発光ダイオードが温度検出手段および表示手段として作用すればよいのであって、例えば、検出した熱の物理量信号を火災受信機に送出し、図示しない火災受信機が火災を判別して、図示しない火災受信機からの火災信号により火災表示を行う熱式火災感知器であってもよい。
【００２３】
また、上記第１実施例では、熱式火災感知器は、常時発光ダイオードを暗く点灯させて火災監視を行っているが、所定時間間隔毎に発光ダイオードを暗く点灯させて断続的に火災監視を行うようにして、消費電力を低減させるようにした構成であってもよい。
【００２４】
本発明の第２実施例を図４〜図６に基づいて説明する。図４は煙式火災感知器１０１の概略断面図、図５は煙式火災感知器１０１を示すブロック図、図６は図５のマイコン１１０が実行する動作を示すフローチャートである。この煙式火災感知器１０１は、火災現象に対応する物理量を検出する物理量検出手段と；該物理量検出手段の周囲温度を発光ダイオードを用いて検出する温度検出手段と；該温度検出手段が検出した周囲温度に基づいて、物理量検出手段の出力レベルを補正して火災を判別する火災判別手段と；該火災判別手段の制御によって温度検出手段の発光ダイオードを用いて火災表示を行う表示手段と；を具備する。
【００２５】
図４は煙式火災感知器１０１の概略断面図である。この煙式火災感知器１０１の内部には、詳細には示さないが、図５に示す構成部品１１０〜１７０が設けられている。ここで、温度検出手段及び表示手段として作用する発光ダイオードＤ１１は、物理量検出手段として作用する発光素子１３１や受光素子１４１等に近接配置され、また、発光ダイオードＤ１１の発光状態を煙式火災感知器１０１の外部に導出する光ガイド部材１８０に近接配置されている。
【００２６】
図５は煙式火災感知器１０１を示すブロック図である。煙式火災感知器１０１は、火災判別手段の一例であるマイクロコンピュータ１１０（以下、マイコンという。）と、ＲＯＭ１２０と、ＲＡＭ１２１と、ＥＥＰＲＯＭ１２２と、発光回路１３０と、発光素子１３１と、増幅回路１４０と、受光素子１４１と、サンプルホールド回路１４２と、送受信回路１５０と、定電圧回路１６０と、温度検出手段及び表示手段の一例である内部温度検出部１７０とを備える。なお、発光回路１３０、発光素子１３１、増幅回路１４０、受光素子１４１、サンプルホールド回路１４２は、物理量検出手段の一例である。
【００２７】
マイコン１１０は、煙式火災感知器１０１の全体を制御するものであり、ＲＯＭ１２０は、図６に示すフローチャートのプログラムが格納されているものであり、ＲＡＭ１２１は、作業領域であり、内部温度検出部１７０の出力電圧ＳＬＴ１１と、増幅回路１４０の信号出力値を保持するサンプルホールド回路１４２の出力電圧ＳＬＶ１１と、演算された煙濃度値とを記憶するものである。
【００２８】
ＥＥＰＲＯＭ１２２は、煙式火災感知器１０１のアドレスと、補正係数Ｋと、火災判別基準レベルＦＬ１１とを記憶するものである。なお、補正係数Ｋは、検出された温度（出力電圧ＳＬＴ１１）に応じて定められた値であり、サンプルホールド回路１４２の出力電圧ＳＬＶ１１を補正するものである。火災判別基準レベルＦＬ１１は、煙濃度値と比較されるものであり、煙濃度値が火災判別基準レベルＦＬ１１以上となると火災が発生したと判断する。
【００２９】
発光回路１３０は、マイコン１１０から発光制御パルスを受けたときに発光素子１３１に発光用の電流パルスを供給するものであり、増幅回路１４０は、受光素子１４１の出力レベルを所定のゲインで増幅するものである。送受信回路１５０は、マイコン１１０から図示しない火災受信機に火災信号あるいは煙の物理量信号等の信号を送出する送信回路と、図示しない火災受信機からポーリング信号等の信号を受けマイコン１１０に送る受信回路とを有するものである。また、定電圧回路１６０は、マイコン１１０に定電圧を供給する回路である。
【００３０】
内部温度検出部１７０は、温度検出手段として煙式火災感知器１０１の内部の温度、特に物理量検出手段の周囲温度を検出するものであり、また表示手段として煙式火災感知器１０１が火災を検知したときに発光ダイオードＤ１１を点灯させて火災表示を行うものである。内部温度検出部１７０は、煙式火災感知器１０１の内部に設けられた発光ダイオードＤ１１と抵抗ｒ１１と抵抗ｒ１２とスイッチＳＷ１１とで構成されている。つまり、電源Ｖｃｃ１にスイッチＳＷ１１の一端が接続され、スイッチＳＷ１１の他端がマイコン１１０からのスイッチ切換信号に基づいてポートＰ１１またはポートＰ１２に接続される。そして、ポートＰ１１に抵抗ｒ１２の一端が接続され、抵抗ｒ１２の他端に抵抗ｒ１１の一端が接続され、抵抗ｒ１１の他端に発光ダイオードＤ１１のアノード端子が接続され、発光ダイオードＤ１１のカソード端子がアースされ、またポートＰ１２に抵抗ｒ１１の一端が接続されている。
【００３１】
この内部温度検出部１７０は、スイッチＳＷ１１がポートＰ１１に接続されていると、温度検出手段として作用し、抵抗ｒ１１の他端と発光ダイオードＤ１１のアノード端子との接続点が内部温度検出用の出力としてマイコン１１０に取り込まれる。マイコン１１０は、発光ダイオードＤ１１の両端電圧、つまり順電圧の温度特性を利用することによって、煙式火災感知器１０１の内部温度、特に物理量検出手段の周囲温度を検出する。そのため、発光ダイオードＤ１１は、図４に示すように発光素子１３１、受光素子１４１の近傍に設けられていることが好ましい。このとき、発光ダイオードＤ１１は抵抗ｒ１２、抵抗ｒ１１を介して電源Ｖｃｃ１が供給されることで、電流値が制限され、目視が困難なほど暗く点灯している。
【００３２】
また、内部温度検出部１７０は、スイッチＳＷ１１がポートＰ１２に接続されていると、表示手段として作用する。このとき、発光ダイオードＤ１１は抵抗ｒ１１のみを介して電源Ｖｃｃ１が供給されることで、電流値が制限されずに、目視可能に明るく点灯する。なお、図４に示すように光ガイド部材１８０が、一端を発光ダイオードＤ１１に近接し他端を煙式火災感知器１０１外部まで延出して配置されており、これにより発光ダイオードＤ１１の点灯を煙式火災感知器１０１外部から確認可能となっている。
【００３３】
次に、上記第２実施例の動作について説明する。図６は、上記第２実施例において、マイコン１１０が実行する動作を示すフローチャートである。
【００３４】
まず、初期値設定の実行およびスイッチＳＷ１１をポートＰ１１に接続し（Ｓ１）、内部温度検出部１７０の出力電圧ＳＬＴ１１（マイコン１１０のＡ／Ｄ変換部でデジタルデータに変換された電圧）を取り込み、ＲＡＭ１２１に格納し（Ｓ２）、内部温度検出部１７０の出力電圧ＳＬＴ１１に応じた補正係数ＫをＥＥＰＲＯＭ１２２から読み出し、ＲＡＭ１２１に格納する（Ｓ３）。つまり、内部温度検出部１７０の出力電圧ＳＬＴ１１は、発光素子１３１、受光素子１４１の周囲温度に対応する電圧であり、補正係数Ｋは、サンプルホールド回路１４２の出力電圧ＳＬＶ１１が内部温度に応じて変化するので、この温度変化による誤差を補正する係数である。したがって、煙式火災感知器１０１の内部温度、すなわち内部温度検出部１７０の出力電圧ＳＬＴ１１に応じて補正係数Ｋが定められており（補正係数Ｋは予めＥＥＰＲＯＭ１２２に格納されている）、内部温度である出力電圧ＳＬＴ１１に対応する補正係数ＫをＥＥＰＲＯＭ１２２から読み出す。
【００３５】
そして、サンプルホールド回路１４２の出力電圧ＳＬＶ１１（マイコン１１０のＡ／Ｄ変換部でデジタルデータに変換された電圧）を取り込み、ＲＡＭ１２１に格納し（Ｓ４）、この格納された出力電圧ＳＬＶ１１に補正係数Ｋを乗じて、サンプルホールド回路１４２の出力電圧ＳＬＶ１１を補正する（Ｓ５）。この補正された出力電圧ＳＬＶ１１に基づいて煙濃度値を演算し、演算結果をＲＡＭ１２１に格納する（Ｓ６）。
【００３６】
この演算された煙濃度値（すなわち煙の物理量信号）をＥＥＰＲＯＭ１２２に予め格納されている火災判別基準レベルＦＬ１１と比較し、煙濃度値が火災判別基準レベルＦＬ１１以上であれば（Ｓ７）、スイッチＳＷ１１をポートＰ１２に切換接続し、発光ダイオードＤ１１を点灯させて、火災表示を行う（Ｓ８）。また、煙濃度値が火災判別基準レベルＦＬ１１よりも小さければ（Ｓ７）、ステップＳ２へ戻る。
【００３７】
また、マイコン１１０は、図６におけるフローチャートの適当なタイミングにおいて、図示しない火災受信機からの要求に応じて、演算された煙濃度値（すなわち煙の物理量の信号）や火災信号を図示しない火災受信機に送信する。さらに、図示しない火災受信機からの復旧信号に応じて、スイッチＳＷ１１をポートＰ１１に接続して、煙式火災感知器１０１の復旧を行う。
【００３８】
上記第２実施例によれば、煙式火災感知器１０１の内部温度が上昇あるいは低下したときに、その温度変化による特性変化として、発光素子１３１の発光量変化、受光素子１４１の出力レベルの変化等を総合的に補正することができ、煙濃度を正確に検出することができる煙式火災感知器１０１（所謂、温度補償式煙感知器）において、発光ダイオードＤ１１を温度検出手段および表示手段として使用することができ、従来型のものと比べて部品点数を削減することができる。
【００３９】
なお、上記第２実施例では、煙式火災感知器１０１の内部の温度が変化したときに、受光素子１４１の出力レベルを補正しているが、上記煙式火災感知器１０１のように、所定の基準レベル、たとえば火災判別基準レベルと受光素子１４１の出力レベルを比較する場合には、煙式火災感知器１０１の内部温度の変化に応じて、受光素子１４１の出力レベル側ではなく上記火災判別基準レベル側を補正するようにしてもよい。
【００４０】
また、上記第２実施例では、煙式火災感知器が自身で火災を判別して火災表示を行う場合について説明したが、煙式火災感知器の発光ダイオードが温度検出手段および表示手段として作用すればよいのであって、例えば、検出した煙の物理量信号を図示しない火災受信機に送出し、図示しない火災受信機が火災を判別して、図示しない火災受信機からの火災信号により火災表示を行う煙式火災感知器であってもよい。
【００４１】
さらに、上記第２実施例は煙式火災感知器であるが、煙以外の火災現象に対応する物理量を、例えば、焦電センサ（赤外線センサ）、ニオイセンサなどの物理量検出素子が検出する火災感知器に上記第２実施例を適用するようにしてもよい。
【００４２】
なお、ＥＥＰＲＯＭ１２２に記憶する温度補正係数Ｋは、温度補正を施さない場合に火災感知器が示す温度変動特性とは相反した値となるように、各火災感知器毎に各々適正な値として記憶させることができる。なお、各火災感知器の温度変動特性が均一の場合は、各火災感知器共通の温度補正係数ＫをＲＯＭに記憶させることによって、上記と同様の効果を得られる。
【００４３】
本発明の第３実施例を図７〜図９に基づいて説明する。図７は複合式火災感知器２０１の概略断面図、図８は複合式火災感知器２０１を示すブロック図、図９は図８のマイコン２１０が実行する動作を示すフローチャートである。この複合式火災感知器２０１は、発光ダイオードを用いて温度を検出する温度検出手段と；火災現象に対応する物理量を検出する物理量検出手段と；温度検出手段の出力レベルおよび物理量検出手段の出力レベルに基づいて火災を判別する火災判別手段と；該火災判別手段の制御によって温度検出手段の発光ダイオードを用いて火災表示を行う表示手段と；を具備する。
【００４４】
図７は複合式火災感知器２０１の概略断面図である。この複合式火災感知器２０１の内部には、詳細には示さないが、図８に示す構成部品２１０〜２７０が設けられている。ここで、温度検出手段及び表示手段として作用する発光ダイオードＤ２１は、複合式火災感知器２０１の外部に設けられている。そのため、後述するように、複合式火災感知器２０１は、火災時における熱と煙を感知し、温度検出部２７０の出力レベルと受光素子２４１の出力レベルを用いて火災を判別することができる。
【００４５】
図８は複合式火災感知器２０１を示すブロック図である。複合式火災感知器２０１は、火災判別手段の一例であるマイクロコンピュータ２１０（以下、マイコンという。）と、ＲＯＭ２２０と、ＲＡＭ２２１と、ＥＥＰＲＯＭ２２２と、発光回路２３０と、発光素子２３１と、増幅回路２４０と、受光素子２４１と、サンプルホールド回路２４２と、送受信回路２５０と、定電圧回路２６０と、温度検出手段及び表示手段の一例である温度検出部２７０とを備える。なお、発光回路２３０、発光素子２３１、増幅回路２４０、受光素子２４１、サンプルホールド回路２４２は、物理量検出手段の一例である。
【００４６】
マイコン２１０は、複合式火災感知器２０１の全体を制御するものであり、ＲＯＭ２２０は、図９に示すフローチャートのプログラムが格納されているものであり、ＲＡＭ２２１は、作業領域であり、温度検出部２７０の出力電圧ＳＬＴ２１と、増幅回路２４０の信号出力値を保持するサンプルホールド回路２４２の出力電圧ＳＬＶ２１と、演算された煙濃度値とを記憶するものである。
【００４７】
ＥＥＰＲＯＭ２２２は、複合式火災感知器２０１のアドレスと、煙濃度の火災判別基準レベルＦＬ２１と、温度の火災判別基準レベルＦＬ２２を記憶するものである。煙濃度値が火災判別基準レベルＦＬ２１以上であり、温度検出部２７０の出力電圧ＳＬＴ２１が火災判別基準レベルＦＬ２２以上となると火災が発生したと判断する。
【００４８】
発光回路２３０は、マイコン２１０から発光制御パルスを受けたときに発光素子２３１に発光用の電流パルスを供給するものであり、増幅回路２４０は、受光素子２４１の出力レベルを所定のゲインで増幅するものである。送受信回路２５０は、マイコン２１０から図示しない火災受信機に火災信号あるいは煙の物理量信号等の信号を送出する送信回路と、図示しない火災受信機からポーリング信号等の信号を受けマイコン２１０に送る受信回路とを有するものである。また、定電圧回路２６０は、マイコン２１０に定電圧を供給する回路である。
【００４９】
温度検出部２７０は、温度検出手段として複合式火災感知器２０１の外部の温度を検出するものであり、また表示手段として複合式火災感知器２０１が火災を検知したときに発光ダイオードＤ２１を点灯させて火災表示を行うものである。温度検出部２７０は、複合式火災感知器２０１の外部に設けられた発光ダイオードＤ２１と抵抗ｒ２１と抵抗ｒ２２とスイッチＳＷ２１とで構成されている。つまり、電源Ｖｃｃ２にスイッチＳＷ２１の一端が接続され、スイッチＳＷ２１の他端がマイコン２１０からのスイッチ切換信号に基づいてポートＰ２１またはポートＰ２２に接続される。そして、ポートＰ２１に抵抗ｒ２２の一端が接続され、抵抗ｒ２２の他端に抵抗ｒ２１の一端が接続され、抵抗ｒ２１の他端に発光ダイオードＤ２１のアノード端子が接続され、発光ダイオードＤ２１のカソード端子がアースされ、またポートＰ２２に抵抗ｒ２１の一端が接続されている。
【００５０】
この温度検出部２７０は、スイッチＳＷ２１がポートＰ２１に接続されていると、温度検出手段として作用し、抵抗ｒ２１の他端と発光ダイオードＤ２１のアノード端子との接続点が温度検出用の出力としてマイコン２１０に取り込まれる。マイコン２１０は、発光ダイオードＤ２１の両端電圧、つまり順電圧の温度特性を利用することによって、複合式火災感知器２０１の外部温度を検出する。そのため、発光ダイオードＤ２１は、図７に示すように複合式火災感知器２０１の外部に突出している。このとき、発光ダイオードＤ２１は抵抗ｒ２２、抵抗ｒ２１を介して電源Ｖｃｃ２が供給されることで、電流値が制限され、目視が困難なほど暗く点灯している。
【００５１】
また、温度検出部２７０は、スイッチＳＷ２１がポートＰ２２に接続されていると、表示手段として作用する。このとき、発光ダイオードＤ２１は抵抗Ｒ２１のみを介して電源Ｖｃｃ２が供給されることで、電流値が制限されずに、目視可能に明るく点灯する。
【００５２】
次に、上記第３実施例の動作について説明する。図９は、上記第３実施例において、マイコン２１０が実行する動作を示すフローチャートである。
【００５３】
まず、初期値設定の実行およびスイッチＳＷ２１をポートＰ２１に接続し（Ｓ１１）、温度検出部２７０の出力電圧ＳＬＴ２１（マイコン２１０のＡ／Ｄ変換部でデジタルデータに変換された電圧）を取り込み、ＲＡＭ２２１に格納し（Ｓ１２）、サンプルホールド回路２４２の出力電圧ＳＬＶ２１（マイコン２１０のＡ／Ｄ変換部でデジタルデータに変換された電圧）を取り込み、ＲＡＭ２２１に格納し（Ｓ１３）、この格納された出力電圧ＳＬＶ２１に基づいて煙濃度値を演算し、演算結果をＲＡＭ２２１に格納する（Ｓ１４）。
【００５４】
この演算された煙濃度値（すなわち煙の物理量信号）および温度検出部２７０の出力電圧ＳＬＴ２１をＥＥＰＲＯＭ２２２に予め格納されている火災判別基準レベルＦＬ２１およびＦＬ２２と比較し、煙濃度値が火災判別基準レベルＦＬ２１以上および温度検出部２７０の出力電圧ＳＬＴ２１が火災判別基準レベルＦＬ２２以上であれば（Ｓ１５）、スイッチＳＷ２１をポートＰ２２に切換接続し、発光ダイオードＤ２１を点灯させて、火災表示を行う（Ｓ１６）。また、煙濃度値が火災判別基準レベルＦＬ２１以上および温度検出部２７０の出力電圧ＳＬＴ２１が火災判別基準レベルＦＬ２２以上でなければ（Ｓ１５）、ステップＳ１２へ戻る。
【００５５】
また、マイコン２１０は、図９におけるフローチャートの適当なタイミングにおいて、図示しない火災受信機からの要求に応じて、演算された煙濃度値（すなわち煙の物理量の信号）や温度検出部２７０の出力電圧ＳＬＴ２１や火災信号等を図示しない火災受信機に送信する。さらに、図示しない火災受信機からの復旧信号に応じて、スイッチＳＷ２１をポートＰ２１に接続して、複合式火災感知器２０１の復旧を行う。
【００５６】
上記第３実施例によれば、複合式火災感知器２０１において、発光ダイオードＤ２１を温度検出手段および表示手段として使用することができ、従来型のものと比べて部品点数を削減することができる。
【００５７】
なお、上記第３実施例では、第２実施例に示した発光ダイオードによる内部温度検出が行われないので、出力電圧ＳＬＶ２１の補正が行われないが、詳細に説明しないが、別途内部温度を検出する手段を設けて、出力電圧ＳＬＶ２１を補正するようにしてもよい。
【００５８】
また、上記第３実施例では、複合式火災感知器２０１は、煙濃度値が火災判別基準レベルＦＬ２１以上であり、かつ温度検出部２７０の出力電圧ＳＬＴ２１が火災判別基準レベルＦＬ２２以上である場合に火災と判別したが、煙濃度値または出力電圧のいずれか一方が火災判別基準レベル以上である場合は、他方の火災判別レベルを低く設定させるなどのレベル自動補正等を行って火災判別を行ってもよい。
【００５９】
さらに、上記第３実施例は、熱煙の複合式火災感知器であるが、例えば、焦電センサ（赤外線センサ）、ニオイセンサなどの煙以外の火災現象に対応する物理量の検出と、熱を検出する方式の複合式火災感知器でもよい。
【００６０】
また、上記第３実施例では、複合式火災感知器が自身で火災を判別して火災表示を行う場合について説明したが、複合式火災感知器の発光ダイオードが温度検出手段および表示手段として作用すればよいのであって、例えば、検出した熱煙等の物理量信号を図示しない火災受信機に送出し、図示しない火災受信機が火災を判別して、図示しない火災受信機からの火災信号により火災表示を行う複合式火災感知器であってもよい。
【００６１】
【発明の効果】
この発明は、発光ダイオードを用いて温度を検出する温度検出手段と；該温度検出手段の出力レベルに基づいて火災を判別する火災判別手段と；該火災判別手段の制御によって前記温度検出手段の前記発光ダイオードを用いて火災表示を行う表示手段と；を具備するので、熱式火災感知器における発光ダイオードを温度検出手段および表示手段として使用することができ、従来のように、温度検出手段と表示手段を各々設ける場合と比べて、部品点数を削減することが可能である。
【００６２】
またこの発明は、火災現象に対応する物理量を検出する物理量検出手段と；該物理量検出手段の周囲温度を発光ダイオードを用いて検出する温度検出手段と；該温度検出手段が検出した周囲温度に基づいて、前記物理量検出手段の出力レベルを補正して火災を判別する火災判別手段と；該火災判別手段の制御によって前記温度検出手段の前記発光ダイオードを用いて火災表示を行う表示手段と；を具備するので、煙式火災感知器における発光ダイオードを温度検出手段および表示手段として使用することができ、従来型のものと比べて部品点数を削減することができる。
【００６３】
さらにこの発明は、発光ダイオードを用いて温度を検出する温度検出手段と；火災現象に対応する物理量を検出する物理量検出手段と；前記温度検出手段の出力レベルおよび前記物理量検出手段の出力レベルに基づいて火災を判別する火災判別手段と；該火災判別手段の制御によって前記温度検出手段の前記発光ダイオードを用いて火災表示を行う表示手段と；を具備するので、複合式火災感知器における発光ダイオードを温度検出手段および表示手段として使用することができ、従来型のものと比べて部品点数を削減することができる。
【００６４】
また、発光ダイオードは、該発光ダイオードの両端電圧の温度特性を利用して温度を検出するとともに、発光ダイオードは、温度検出時に印加される電流値よりも大きい電流値を印加されて火災表示を行うので、発光ダイオードは、通常時は、目視が困難なほど暗く点灯するように電流が制限されて印加された状態で、周囲温度による順電圧の変化を温度として測定して、温度検出手段として作用することができ、火災時は、目視可能に明るく点灯するように電流が印加された状態で、表示手段として火災表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す、熱式火災感知器の外観図である。
【図２】図１の熱式火災感知器の回路構成を示すブロック回路図である。
【図３】図２における各回路ブロックの具体的な回路構成を示す図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す、煙式火災感知器を示す概略断面図である。
【図５】図４の煙式火災感知器を示すブロック図である。
【図６】図５のマイコンが実行する動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第３実施例を示す、複合式火災感知器を示す概略断面図である。
【図８】図７の複合式火災感知器を示すブロック図である。
【図９】図８のマイコンが実行する動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２ 発光ダイオード
１０ 熱式火災感知器
３１ コンパレータ
Claims (4)
- 発光ダイオードを用いて温度を検出する温度検出手段と；該温度検出手段の出力レベルに基づいて火災を判別する火災判別手段と；該火災判別手段の制御によって前記温度検出手段の前記発光ダイオードを用いて火災表示を行う表示手段と；を具備することを特徴とする火災感知器。
- 火災現象に対応する物理量を検出する物理量検出手段と；該物理量検出手段の周囲温度を発光ダイオードを用いて検出する温度検出手段と；該温度検出手段が検出した周囲温度に基づいて、前記物理量検出手段の出力レベルを補正して火災を判別する火災判別手段と；該火災判別手段の制御によって前記温度検出手段の前記発光ダイオードを用いて火災表示を行う表示手段と；を具備することを特徴とする火災感知器。
- 発光ダイオードを用いて温度を検出する温度検出手段と；火災現象に対応する物理量を検出する物理量検出手段と；前記温度検出手段の出力レベルおよび前記物理量検出手段の出力レベルに基づいて火災を判別する火災判別手段と；該火災判別手段の制御によって前記温度検出手段の前記発光ダイオードを用いて火災表示を行う表示手段と；を具備することを特徴とする火災感知器。
- 前記発光ダイオードは、該発光ダイオードの両端電圧の温度特性を利用して温度を検出するとともに、前記発光ダイオードは、温度検出時に印加される電流値よりも大きい電流値を印加されて火災表示を行うことを特徴とする請求項１〜３記載の火災感知器。
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