JP2005524180A - 無接点スイッチ火災警報プルステーションを作動させるための装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無接点スイッチに基づいて作動する火災警報プルステーションを提供する。
【解決手段】火災警報プルステーションを作動させるための方法および装置は、プルステーションが、ハウジング（２２）内に配置された非触式スイッチ（２８）、非触式スイッチ（２８）に結合された可動作動装置（２４）、および、非触式スイッチが不適切に作動しないようにするのを助け無接点スイッチ（２８）に結合された作動保護装置を含み、可動作動装置は、作動位置と非作動位置との間を移動する。

Description

優先権

本出願は、２００２年５月１日に出願された発明の名称が「Ａｐｐａｒａｔｕｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ａｃｔｉｖａｔｉｎｇ ａ Ｎｏｎ−Ｃｏｎｔａｃｔ Ｓｗｉｔｃｈ Ｆｉｒｅ Ａｌａｒｍ Ｐｕｌｌ Ｓｔａｔｉｏｎ（無接点スイッチ火災警報プルステーションを作動させるための装置および方法）」である米国特許出願第１０／１３５，４０８号に基づいて優先権を主張するものであり、その米国特許出願第１０／１３５，４０８号は、そのすべてが、ここに援用される。

本発明は、一般的には、作動スイッチに関する。より詳細には、本発明は、接点スイッチには過酷になりがちな環境において、火災警報プルステーションを作動させることに関する。さらに、本発明は、外部要因の影響によってこれらの警報器が誤作動するのを防止することに関する。

手動式火災警報プルステーションは、何十年も前から存在している。それらの主たる役割は、居住者が火災警報制御盤から信号を発生させることを可能にする。制御盤は、その場所を捜し出すのが容易なように建物全体に都合よく配置される。発生する可能性のある緊急事態をより早く通報することが、一般的には、建物の損害を最小にとどめ、人命救助をもたらすという事実に基づいて、これらの装置を配置する場所の数が決定される。

一旦、火災警報プルステーションが作動すると、火災警報システムは、予め定められた数の人員に警報を発する。これは、一般的に、建物の居住者、消防隊、または、所轄消防署が含まれる。警報が送信され、それによって、適切な人員が、その警報に対する対応を分担する。例えば、火災警報プルステーションが作動した場合、所轄消防署は、利用可能な最寄りの消防隊を指定場所へ出動させることを分担する。また、警報は、地元警察および救急車の対応をもたらしてもよい。

プルステーションは、応答時間が重要である事態に対して迅速に応答するのに役立つ。したがって、プルステーションは、すべての機械的な装置と同様に、それらが確実に動作するように保守されなければならない。

接点スイッチ型プルステーションは、機械的な故障を発生しやすい。この機械的な故障の主たる原因の一つは環境条件によるものである。例えば、プルステーションは、戸外、駐車場構造物、工場、化学処理プラント、および、精油所に配置される。これらの過酷な環境は、プルステーションを汚し、スイッチ機構の動作を妨害する。スイッチ動作を保証するためには、装置を定期的に保守することが要求される。

プルステーションの定期的な保守は、その敷地においてなされる検査および保守について、地元非常時担当者および／または警報監視会社と協力しなければならない。例えば、警報システムをシャットダウンするか、あるいは、なされる保守について所轄官庁への連絡が必要となる。いずれの処置も、保守中に装置が誤作動した場合に非常時担当者が現場に呼び出されないことを保証するものであり、非常時担当者がより重要な職務から離れるのを防止する。

改装中または保守中の屋内駐車場は、接点スイッチ式プルステーションが機械的な故障を普段よりも高い確率で発生しやすいよい例である。建築工事環境は、多くの空中浮遊汚染物質または浮遊粒子状物質を生成する。これらの粒子は、自動車や建築装置が移動することによって構造物内を移動および循環する。このような粉塵は火災警報プルステーションの中へ入り込む。そして、粉塵は、スイッチ内の接点上に堆積し始めるようになる。粉塵がスイッチをある程度覆うと、そのスイッチは電気的に接触することができなくなり機能しなくなる。スイッチの故障は、非常時担当者の応答時間を増大させることになる。また、プルステーションを作動させた者は、スイッチを作動させかつ適切な人員に警報を発したことで安心するといった誤った認識を持つことになる。

したがって、無接点スイッチに基づいて作動する火災警報プルステーションを提供することが望ましい。さらに、ある条件下または影響下にある場合にも、偶発的な警報器の作動をなくしまたは起動させることのできる無接点スイッチを提供することが望ましい。

本発明の特徴および利点は、ここに開示されるように誤作動しないように保護された新しい無接点スイッチを使用することによって達成される。本発明の別の実施形態によれば、火災警報プルステーションは、ハウジングと、該ハウジング内に配置された無接点スイッチ、および、該無接点スイッチに結合された可動作動装置を含む。可動作動装置は、作動位置と非作動位置との間を移動する。さらなる構成要素は、無接点スイッチに結合された作動保護装置である。この作動保護装置は、無接点スイッチが何らかの外部環境条件によって誤作動しないことを保証する。好ましい実施形態においては、無接点スイッチは、ホール効果スイッチである。スイッチを作動させるのを可能にするために、可動作動レバーに磁石が取り付けられる。この磁石は磁界を生成し、その磁界はスイッチを作動させるためのホール電圧を発生する。

作動保護装置は、ホール効果スイッチと組み合わせて使用する場合、同一種の磁界を使用するとよい。同一種の磁界は、外部磁界が装置を誤作動させるのを防止する。好ましい実施形態においては、作動保護装置と無接点スイッチとは、バイアス動作ホール効果スイッチと呼ばれる１つの装置として統合される。

本発明の他の態様においては、手動式作動レバーは、プッシュボタンスイッチに置き換えられる。このスイッチは、磁界を生成することによってホールスイッチを作動させるように動作する。

本発明の別の実施形態においては、警報システムの火災警報プルステーションを作動させるための方法を提供する。この方法は、無接点スイッチが誤作動するのを保護するステップと、可動作動装置が作動位置へ移動するのを無接点スイッチによって感知するステップと、作動位置に応答して予め定められた手順を発動するステップとを含むことを特徴としている。この別の実施形態のさらなるステップは、警報システムがリセットされた場合に、スイッチを非作動状態にする。プッシュボタン作動スイッチにおける例としては、磁界およびホール電圧の効果をなくすように、磁石がホールスイッチに近傍から取り除かれる。

可動作動装置が移動するのを感知するステップにおいて、別の実施形態は、作動装置を作動位置へ動かし、作動装置を作動位置へ配置することによって磁界を生成し、無接点スイッチに電圧を供給することを含む。

本発明のさらに別の実施形態において、警報システムの火災警報プルステーションを作動させるための装置は、スイッチするための手段が誤作動するのを保護する手段と、可動装置の移動を感知する手段と、そのスイッチする手段によって作動位置へ動かす手段と、作動位置に応答して予め定められた手順を発動する手段とを含むことを特徴とする。

この別の実施形態のさらなる態様においては、可動作動装置の移動を感知する手段は、作動装置を作動位置へ動かす手段と、作動装置を作動位置へ配置することによって磁界を生成する手段と、無接点スイッチに電圧を供給する手段とを備えるとよい。

このように、以下に記述される本発明の詳細な説明をより良く理解できるように、また、この分野に本発明が寄与することをより良く理解できるように、本発明のより重要な特徴を簡単にどちらかといえば概略的に説明した。当然ながら、以下で説明するように本発明にはさらなる特徴が存在し、それらの特徴は、ここに添付された特許請求の範囲の主題を構成する。

この点において、本発明の少なくとも１つの実施形態を詳細に説明するに先だって、本発明は、それを適用する場合、以下の説明に記述されあるいは図面に示された構成要素の詳細な構成および配置に限定されないことを理解すべきである。本発明は、その他の実施形態が可能であり、様々に実施および実行される。さらに、要約書も含めてここで使用される語句および用語は、説明のためのものであり、限定するものと考えるべきではないことを理解すべきである。

そのようなものとして、この分野に精通する者には、ここに開示されたものが基礎をおく概念を、本発明のいくつかの目的を実施するためのその他の構造、方法、および、システムに容易に利用できることが分かる。したがって、そのような同等な構成が本発明の精神および範囲を逸脱していない限り、特許請求の範囲はそれらの同等な構成を含むと考えることは重要なことである。

本発明の好ましい実施形態では、火災警報プルステーションが誤ってまたは偶発的に作動することを防止する作動保護装置によって保護された無接点スイッチを提供する。

図１は、ホール効果と、無接点スイッチ装置の動作にそのホール効果を使用できること、とを説明する図である。基本的には、電流１２を所定の方法でまたは所定の方向に、金属、半導体、または、基板１４に流し、該電流１２と垂直方向に磁界１６を印加すると、電流１２から生じる電子１８の大部分が基板１４の一方の側に押しやられる。基板の電子が存在する側と電子が存在しない側との電位差を測定することによって、電圧降下が検出される。検出された電位差はホール電圧２０として知られている。ホール電圧２０は印加された磁界に関係する。したがって、測定されたホール電圧２０が、何らかの予期された事由、例えば電流に磁石が近づけられ又は印加された磁界の強さの結果であるかどうかを判定するために、比較がなさるとよい。ホール効果の結果として、過剰な電荷が基板１４の一方の側に現れる。この現象は作動スイッチまたは作動センサーなどに利用される。

図２は、本発明の好ましい実施形態を説明する図である。本発明においては、ホール効果は、火災警報プルステーションを作動させるためのスイッチとして使用される。ハウジング２２は、本発明を構成するいくつかの構成要素を含む。ハウジング２２は、金属鋳造物からプラスチック容器へと進化してきた。プラスチック容器をより多く見かけることができ、屋内に配置される。それらのプラスチック容器が導入されてからは、金属鋳造物は、あらゆる場所に使用されてきたが、現在、一般的に、スイッチを動作させる物理的な損傷から保護するために屋外で使用されている。

ハウジング２２は可動作動装置２４を備え、その作動装置２４はハウジング２２の外部に出ている。好ましい実施形態においては、可動作動装置２４は２つの位置に動かすことのできる手動式レバーである。第１の位置は、「オフ」位置または「非作動」位置である。第２の位置は、「オン」位置または「作動」位置である。

可動作動装置２４に取り付けられているのは磁石２６である。磁石２６は、火災警報プルステーションの作動に必要な磁界を生成するよう機能する。「オフ」位置または「非作動」位置において、磁石２６はハウジング内に存在することによって磁界を生成することのない場所の近傍に位置させられる。可動作動装置２４が作動位置またはオン位置になると、ホール効果スイッチ２８を作動させるためのホール電圧を生成することのできる磁界を生成するために、磁石２６はホール効果スイッチ２８に十分に近い場所に位置させられる。

可動作動装置２４は、磁石２６が取り付けられた手動式レバーを使用することに限定されない。別のそのような装置としては、可動作動装置２４の磁界と同様の磁界を生成するプッシュボタンスイッチがある。

ホール効果スイッチ２８は、磁石２６が取り付けられた可動作動装置２４の設置場所にきわめて接近して配置されて、ホール効果スイッチ２８が火災警報プルステーションを作動させることを可能にする。人が緊急の対応を必要とする危険な状態を発見した場合、その人は可動作動装置２４をオン位置または作動位置へ動かす。その作動位置において、磁石２６はホール効果スイッチ２８の領域内に配置される。磁石２６はスイッチを流れる電流に垂直な磁界を生成する。その結果、スイッチ２８を作動させるに足る十分に大きなホール電圧が検出されて、アナログ−ディジタル変換器３０へと伝達される。

アナログ−ディジタル変換器３０は、火災警報ステーションが火災警報制御盤３２と通信することを可能にする。アナログ−ディジタル変換器３０の出力は、多くの機能を提供するプロセッサ３４の入力として供給される。第１に、プロセッサ３４は、火災警報プルステーションを中央火災警報制御盤３６に接続する役割をなす。２つの装置間の接続は、有線、又は、無線周波数による通信などの無線に基づいたものであってもよい。無線通信のいくつかの例としては、ＢＬＵＥ−ＴＯＯＴＨ（登録商標）および赤外線検出がある。

アナログ−ディジタル変換器３０の出力は、データを解析するプロセッサ３４へ供給される。プロセッサ３４は、アナログ−ディジタル変換器３０からある種の出力データを受信したときに警報を作動させるようプログラムされたものである。アナログ−ディジタル変換器３０からの出力は、いくつかの異なる過程から得られる場合がある。例えば、プルステーションによって生成されたものではない磁界が、出力を生成するホール効果スイッチ２８を誘発するような場合である。この場合、その出力は「誤警報」を作動させることになり、貴重な資源を停止させる結果となる。この問題を取り除くために、プロセッサは、アナログ−ディジタル変換器３０からの出力を解析するようにプログラムされる。警報ステーションが外部磁界を受けた場合、プロセッサ３４はホール電圧を検出する可能性もあるが、警報信号は制御ステーションには送信されない。これはプロセッサ３４が、可動作動装置２４によって生成された磁界を検出するようプログラムされているからである。

プロセッサ３４は、内部記憶装置または外部記憶装置を含む。可動作動スイッチ２４が動かされたか否か、あるいは「オン」位置または「作動」位置であるか否かを判定するしきい値に関するデータは、記憶装置に保存されている。アナログ−ディジタル変換器３０からの値がプロセッサ３４で受信されると、これらの値は記憶装置に保存されたしきい値と比較され、可動作動装置２４が「オン」位置または「作動」位置であるか否かが判別される。本質的に、プロセッサ３４は、アナログ−ディジタル変換器３０の出力を生成するランダムな磁界が非緊急事態に警報を作動させないことを確実にするため、他の保護階層を付加する。

図３は、可動作動装置２４の他の実施形態を説明する図であり、この可動作動装置２４はバイアス動作プッシュ(biased operation push)３８である。バイアス動作は、ホール効果センサーまたはホール効果スイッチ２６を取り囲む磁界を制御する方法または技術である。この図面において、バイアス磁石４０、４２はホール効果スイッチ２６を非作動位置に位置させるのに使用される。また、本質的に、バイアス磁石３８、４０はホール電圧が検出または生成されないことを確実にするよう機能する。プッシュボタン３８が、オフ位置にされると、向かい合ったＳ極４２、４４は戻しばねとして働く。

強磁界のＳ極がスイッチ２６の適切な面にもたらされるまでは、ホールスイッチ２６はオフ位置に保持される。これはＳ極４４によって生成される逆方向の磁束を相殺する作用を有する。この設計構造は、その他の逆方向の磁界中においてホールスイッチ２６が誤作動しないことを保証する。

プッシュボタン３８が、作動され、あるいは、オン位置へ動かされると、バイアス磁石４２がホールスイッチ２６に接近する。これによって、正の磁束密度がＳ極４４によって提供される負の磁束密度を相殺することになる。この相殺はホール電圧を生成し、ホール電圧はスイッチを作動させ、あるいは、スイッチ２６をオン位置に変化させる。スイッチ２６をオフするためには、プッシュボタン３８を押すことで、バイアス磁石４２、４４がお互いに反発し合うのを防止していた障害を取り除く。このことは、スイッチを非作動状態にし、あるいは、スイッチをオフにする。

図４は、ホールスイッチ２６と組み合わせられたバイアス磁石４４の作用を示すグラフである。バイアス磁石４４は、ホールスイッチ２６の裏側から少なくとも４ミリメートル(mm)は離して配置される。これによって、〜２４５ガウス(gauss)の磁束密度(flux density)を生成する。このグラフから確認できるように、４ミリメートルの範囲外におけるガウス量は、ホールスイッチを動作または作動させることができない。より強いＳ極がバイアス磁石４４の磁束に打ち勝つまでは、バイアス磁石４４は、ホールスイッチ２６を磁界中に保持する。より強いＳ極がバイアス磁石４４の磁束に打ち勝つのは、プッシュボタン３８がオン位置へ動かされたときに発生する。

本発明の多くの特徴および利点を以上の詳細な説明から確認することができる。したがって、本発明の真の精神および範囲に含まれる本発明のそのような特徴および利点は、添付の特許請求の範囲によってすべて網羅される。さらに、この分野に精通する者は、多くの変更および変形を容易に考えだすことができるので、図示および説明した構成および動作そのものに本発明を限定するのは望ましくない。したがって、都合のよいあらゆる変更および同等なものが、使用されてもよく、それらは、本発明の範囲に含まれる。

ホール効果を説明する図。 本発明の好ましい実施形態を説明する図。 プッシュボタン可動作動装置を説明する図。 バイアス動作ホール効果スイッチの作用を示すグラフ。

Claims (23)

1. 火災警報プルステーションであって、
   無接点スイッチと、
   前記無接点スイッチに結合され、作動位置と非作動位置との間を移動する可動作動装置と、
   前記無接点スイッチに結合され、無接点スイッチの誤作動防止を補助する作動保護装置と、を備えたことを特徴とする火災警報プルステーション。
2. 前記無接点スイッチが、ホール効果スイッチである請求項１に記載の火災警報プルステーション。
3. 前記可動作動装置が、磁石を取り付けた作動レバーである請求項１に記載の火災警報プルステーション。
4. 前記作動保護装置が、同一種の磁界をホール効果スイッチの両側に配置したものである請求項１に記載の火災警報プルステーション。
5. 前記同一種の磁界が、Ｓ極磁界からなる請求項４に記載の火災警報プルステーション。
6. 前記作動保護装置が、バイアス動作ホール効果スイッチである請求項４に記載の火災警報プルステーション。
7. 前記可動作動装置が、プッシュボタンスイッチである請求項１に記載の火災警報プルステーション。
8. 前記プッシュボタンスイッチが、作動保護装置を動かす請求項７に記載の火災警報プルステーション。
9. 警報システムの火災警報プルステーションを作動させる方法であって、
   無接点スイッチが誤作動するのを保護するステップと、
   可動作動装置が作動位置へ移動するのを前記無接点スイッチによって感知するステップと、
   作動位置に応答して警報システムに警報を発するステップと、を備えたことを特徴とする方法。
10. 前記警報システムがリセットされた場合に、スイッチを非作動状態にする請求項９に記載の方法。
11. 可動作動装置が移動するのを感知する前記ステップが、
    作動装置を作動位置へ動かすステップと、
    前記作動装置を作動位置へ位置させることによって磁界を生成するステップと、
    無接点スイッチに電圧を供給するステップと、を含む請求項９に記載の方法。
12. 磁石が、前記作動装置に取り付けられた請求項１１に記載の方法。
13. 前記無接点スイッチが、ホール効果スイッチである請求項９に記載の方法。
14. 無接点スイッチを保護する前記ステップが、同一種の磁界をホール効果スイッチの両側に配置すること含む請求項１３に記載の方法。
15. 作動装置が磁界を生成するために、同一種の磁界の一方をホール効果スイッチに近接させて配置する請求項１４に記載の方法。
16. 警報システムの火災警報プルステーションを作動させるための装置であって、
    火災警報プルステーションを作動させる手段と、
    前記作動させる手段が誤作動するのを保護する手段と、
    火災警報プルステーションが作動したかを判定する手段と、
    作動したことに応答して予め定められた手順を発動する手段と、を備えたことを特徴とする装置。
17. 前記警報システムがリセットされた場合に、前記作動させる手段を非作動状態にする手段をさらに備える請求項１６に記載の装置。
18. 可動作動装置の移動を判定する手段が、
    作動装置を作動位置へ動かす手段と、
    作動装置を作動位置へ配置することによって磁界を生成する手段と、
    無接点スイッチに電圧を供給する手段と、を備える請求項１６に記載の装置。
19. 磁石が、作動装置に取り付けられた請求項１８に記載の装置。
20. 前記作動させる手段が、ホール効果スイッチである請求項１６に記載の装置。
21. 前記作動させる手段を保護する前記手段が、同一種の磁界をホール効果スイッチの両側に備えた請求項２０に記載の装置。
22. 前記作動させる手段が、磁界を生成するために、同一種の磁界の一方をホール効果スイッチに近接させて配置する請求項２１に記載の方法。
23. 緊急事態の存在を指示する装置であって、
    無接点スイッチを備えた火災警報プルステーションと、
    無接点スイッチに結合され、無接点スイッチが意図せずに作動するのを防止する作動保護装置と、を備えたことを特徴とする装置。

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