JP2008287382A - 火災警報器 - Google Patents

Abstract

【課題】検煙空間における所定の照射範囲に対して照射される検出光の光量を増大させることができ、一方で照射範囲を拡大することのない火災警報器を提供すること。
【解決手段】火災警報器１は、外部から煙が流入する検煙空間３２と、検煙空間３２に向けて検出光を発光する発光部３３と、を備えた火災警報器１において、検煙空間３２に対する検出光の照射範囲を制限するものであって、発光部３３から検煙空間３２に検出光を通過させる開口３５０と、発光部３３から発光された検出光を開口３５０まで通過させる導光空間３５１と、を有する照射範囲制限構造３５を備え、導光空間３５１は、発光部３３の外表面から開口３５０に向かって射出された検出光の全てが遮断されることなく開口３５０まで到達するように開放された空間であること、を特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、煙によって火災発生を検出して警報を発する火災警報器に関する。

従来から、火災の発生を検知してこれを報知するために、火災に起因する煙、熱、炎等を検出して警報を発する火災警報器が用いられている。このうち、煙を検出する火災警報器において、煙の濃度変化を検出する方法の一つとして、煙による光の散乱を利用する方法が用いられている。煙による散乱光を利用する火災警報器は煙を検出する煙検出部を備えており、当該煙検出部は、外部から煙が流入する検煙空間、検煙空間に対する外部からの光の入射を遮断する遮光構造、検煙空間に対して内部から検出光を発光する発光部、及び、検煙空間に流入した煙によって散乱された検出光を受光して電気信号に変換出力する受光部を備えている。検煙空間に流入する煙の濃度が増大すると、煙粒子で散乱されて受光部に入射する検出光の光量が増大するため、受光部から出力される信号の出力レベルも増大する。受光部から出力される信号の出力レベルが所定の値を超えた場合には、火災信号が出力される。

上述のように、煙粒子によって散乱された検出光を受光部が受光することによって煙の発生が検出されるので、他の要因による受光部への入射光が存在するとＳ／Ｎ比が低下して煙感知器としての信頼性が低下するという問題点がある。これに対して、従来の火災警報器においては、検煙空間と当該煙感知器の外部との間に遮光構造を設けることによって受光部に対する外部からの光の入射を防止している。また、検煙空間の内部において内部構造体表面で検出光が反射を繰り返して受光部に入射することを防止するために、発光部から遮光構造に照射された検出光を検煙空間の外側に向かって進行させるように当該遮光構造を形成した火災警報器も用いられている。さらに、受光部の受光視野内における検煙空間の内壁や遮光構造に対して発光部から検出光が照射されると、その反射光が受光部に入射する可能性があるため、発光部から発光される検出光の照射範囲自体を所定の範囲内に制限する絞り等の照射範囲制限構造を設けているものもある（例えば、特許文献１参照。）。

特開平９−１９８５８４号公報

ところで、上述の照射範囲制限構造は、検煙空間に向かって設けられている開口と、当該開口を発光部に向かって投影することで形成される導光空間とを備えている。開口径及び導光空間の外径は、発光部、検煙空間、受光部、適正な検出光の照射範囲等のサイズや配置についての相互関係によって決定されるものであり、従来の火災警報器においては発光部の外径よりも小さく形成されている。これにより、発光部から発光された検出光の内、導光空間及び開口を通過した検出光のみを検煙空間内の所定の照射範囲に照射させることができる。しかしながら、上述のように導光空間の外径が発光部の外径よりも小さく形成されているため、照射範囲制限構造が発光部の外周近傍を所定の照射範囲から遮蔽してしまっていた。すなわち、発光部の外周近傍から射出された検出光が所定の照射範囲に向かう方向を有している場合においても、当該照射範囲制限構造によって遮光されてしまい検煙空間に到達できない場合があった。これにより、発光部から発光されている検出光を最大限有効に検煙空間に照射させることができず、Ｓ／Ｎ比を低下させてしまっていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、検煙空間における所定の照射範囲に対して照射される検出光の光量を増大させることができ、一方で照射範囲を拡大することのない火災警報器を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の火災警報器は、外部から煙が流入する検煙空間と、前記検煙空間に向けて検出光を発光する発光手段と、を備えた火災警報器において、前記検煙空間に対する前記検出光の照射範囲を制限するものであって、前記発光手段から前記検煙空間に前記検出光を通過させる開口と、前記発光手段から発光された前記検出光を前記開口まで通過させる導光空間と、を有する照射範囲制限手段を備え、前記導光空間は、前記発光手段における有効発光部の外表面から前記開口に向かって射出された前記検出光の全てが遮断されることなく当該開口まで到達するように開放された空間であること、を特徴とする。

また、請求項２に記載の火災警報器は、請求項１に記載の火災警報器において、前記導光空間は、前記有効発光部の外表面上の点のうち、前記開口の周縁上の任意の点を視点とする前記有効発光部の投影面の最外周に対応する点から、当該視点とした前記周縁上の点に向かって射出された前記検出光の全てを、当該周縁上の点まで通過させること、を特徴とする。

また、請求項３に記載の火災警報器は、請求項１または２に記載の火災警報器において、前記導光空間は、前記開口の周縁上の任意の点と前記発光手段の光軸とを含む平面内において、少なくとも前記有効発光部の外表面に接するように当該周縁上の点から引かれた直線のうち当該発光手段の光軸と交差しない直線と当該有効発光部の外表面とが接する点を含む、当該有効発光部の外表面の任意の点から射出された前記検出光を前記開口の周縁まで通過させること、を特徴とする。

また、請求項４に記載の火災警報器は、請求項３に記載の火災警報器において、前記有効発光部は、前記検出光を射出する略半球状の頂部を備え、前記導光空間は、前記開口の周縁上の任意の点と前記発光手段の光軸とを含む平面内において、少なくとも前記頂部が形成する略半球体の外表面に接するように当該周縁上の点から引かれた直線のうち当該発光手段の光軸と交差しない直線と当該略半球体の外表面とが接する点を含む、当該略半球体の外表面の任意の点から射出された前記検出光を、前記開口の周縁まで通過させること、を特徴とする。

また、請求項５に記載の火災警報器は、請求項１から４のいずれか一項に記載の火災警報器において、前記発光手段はＬＥＤであること、を特徴とする。

この発明によれば、照射範囲制限手段における導光空間は、有効発光部の外表面から開口に向かって射出された検出光の全てが遮断されることなく開口まで到達するように開放された空間として形成されている。従って、所定の照射範囲を拡大することなく、当該照射範囲に照射される検出光の光量を従来の火災警報器と比較して増大させることができ、Ｓ／Ｎ比を上昇させることができる。

また、この発明によれば、導光空間は、開口の周縁から有効発光部の投影面の最外周の任意の点に対して引かれた任意の直線を内包する空間として形成されている。すなわち、有効発光部の外表面の任意の点から開口に向かって射出された検出光のほぼ全てを検煙空間に照射させることができる。これにより、所定の照射範囲を拡大することなく、当該照射範囲に照射される検出光の光量を増大させることができる。

また、この発明によれば、導光空間は、有効発光部における頂部が形成する略半球体の外表面の任意の点に対して開口の周縁から引かれた任意の直線を内包しているので、当該有効発光部の頂部から開口に向かって射出された検出光のほぼ全てを検煙空間に照射させることができ、所定の照射範囲に照射される検出光の光量を増大させることができる。

また、この発明によれば、発光手段としてＬＥＤを用いているので、従来の火災警報器と同様の構成とすることができ、生産コストの上昇を抑えることができる。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る火災警報器の実施の形態を詳細に説明する。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、各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

〔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。本実施の形態に係る火災警報器は、空気中の煙の濃度変化から火災の発生を検出し、警報を発することを目的とするものである。

本実施の形態に係る火災警報器の設置対象は任意であり、例えば一般住宅の台所や寝室等の部屋や、工場施設やビル等の大規模な建物内に設置することができる。なお、以下では、本発明を煙式の住宅用火災警報器に適用した例を示すが、本発明は煙感知器にも同様に適用することができる。

本実施の形態に係る火災警報器は、煙を検出するための煙検出部において、発光手段から発光され検煙空間に照射される検出光の照射範囲を制限する照射範囲制限手段を備えている。本実施の形態に係る火災警報器の特徴の一つは、概略的に、照射範囲制限手段が、発光手段から検煙空間まで検出光を通過させる開口と、発光手段から開口まで検出光を通過させる導光空間とを備えており、導光空間は、発光手段の外表面から開口に向かって射出された検出光の全てが遮断されることなく開口まで到達するように開放された空間として形成されていることにある。従って、発光手段から発光され所定の照射範囲に向かう方向を有している検出光を確実に検煙空間まで到達させることができ、所定の照射範囲に照射される検出光の光量を増大させることができる。

〔II〕実施の形態の具体的内容
次に、本発明に係る実施の形態の具体的内容について説明する。

（火災警報器の構成）
まず、火災警報器の構成を説明する。図１は本実施の形態に係る火災警報器の正面の概略構成を示す外観図であり、図２はこの火災警報器の内部構成を示すブロック図である。

この火災警報器１は、電源のオン状態において監視領域で発生する火災（煙）を検出して警報を発する煙検知式の火災警報器であり、一般住宅の台所や寝室、リビングのほか、オフィスの一室などの監視領域の壁に、係止部２１ａを介して設置される。すなわち、火災警報器１では、設置場所で発生した火災を煙検出部３で検出し、この火災検出に応じて警報ランプ４を点灯させるとともに、スピーカ５から警報メッセージを出力する。スピーカ５に代えて図示しないブザーを内蔵し、警報音を出力させてもよい。

そして、本実施の形態に係る火災警報器１の外観は、図１に示すように、表カバー２０および裏カバー２１からなる筐体２として形成され、その上部（裏カバー２１の上部）には、壁掛け用の取付穴２１ｂを備えた係止部２１ａが突出している。そして、監視領域の壁面に取り付けたビス２２に対して、係止部２１ａの取付穴２１ｂを嵌め入れることで火災警報器１が設置される。

また、表カバー２０の上部には、皿状に突出した煙検出部３（煙検出ユニット収容部）が形成され、煙検出部３の周囲には、複数の煙流入口３０が設けられている。また、煙検出部３には、赤外線ＬＥＤおよびフォトダイオードを用いて火災時に発生する煙の濃度を検出し、その数値からなる検出信号（煙濃度）を検出制御回路７に出力する煙検出ユニット３ａが収容されている。さらに、表カバー２０の下部には、警報を出力するための警報ランプ４およびスピーカ５が形成され、また、火災警報器１の下部には、警報点検や警報停止に使用する点検ヒモ６が引き出されている。

そして、このような外観を備える火災警報器１の内部には、図２に示すように、煙検出ユニット３ａに接続された検出制御回路７と、警報ランプ４に接続されたランプ制御回路８と、スピーカ５に接続された音声警報回路９と、点検スイッチ１０に接続されたスイッチ制御回路１１と、電池１２と、電源スイッチ１３と、電源監視回路１４とが備えられている。

検出制御回路７は、煙検出部３から入力された検出信号や、後述するスイッチ制御回路１１から入力された試験信号に基づいて、火災発生の有無を判断する処理部である。具体的には、煙検出ユニット３ａから検出信号を入力した場合には、これを所定の閾値濃度と比較することによって、火災発生の有無を判断し、火災が発生したと判断すると、ランプ制御回路８および音声警報回路９に対して警報信号を出力する。また、スイッチ制御回路１１から試験信号を入力した場合にも、同様に、この試験信号に基づいて火災発生の有無を判断して警報信号を出力する。

警報ランプ４は、後述するランプ制御回路８の制御に基づいて点灯または点滅することによって、火災警報器１による火災検出状態や機能状態（後述する電源オン状態）を利用者に報知するＬＥＤなどの表示手段である。

ランプ制御回路８は、検出制御回路７から入力された警報信号や、後述する電源監視回路１４から入力された電源オン信号に基づいて、上記の警報ランプ４を制御する処理部である。具体的には、検出制御回路７から警報信号を入力した場合には、異常の検出あるいは試験の成功を報知するために、警報ランプ４を点灯または点滅させる。また、電源監視回路１４から電源オン信号を入力した場合には、電源（電池１２）のオン状態を報知するために、警報ランプ４（ 若しくは図示しない専用の電源ランプ）を点灯または点滅させる。

スピーカ５は、後述する音声警報回路９の制御に基づいて電源のオン状態を報知する音声メッセージや警報音を監視領域に出力する音声出力手段である。

音声警報回路９は、検出制御回路７から入力された警報信号や、後述する電源監視回路１４から入力された電源オン信号に基づいて、上記のスピーカ５から報知音や音声メッセージを出力させる処理部である。具体的には、検出制御回路７から警報信号を入力した場合には、異常の検出あるいは試験の結果を報知するために、火災の発生または試験の結果のいずれかに対応する報知音をスピーカ５から出力させる。また、電源監視回路１４から電源オン信号を入力した場合には、「ただいま電源がオンされました。これから年間監視状態に入ります。」など、電源（電池１２）のオン状態を報知するための音声メッセージをスピーカ５から出力させる。

点検ヒモ６および点検スイッチ１０は、火災警報器１による異常検出や警報を点検するための点検要求を利用者から受け付ける処理部である。具体的には、監視時に利用者によって点検ヒモ６が引かれて点検スイッチ１０が押下されることで、点検要求を受け付ける。

スイッチ制御回路１１は、点検スイッチ１０の押下に応じて試験信号を検出制御回路７に出力する処理部である。具体的には、点検ヒモ６が引かれて点検スイッチ１０が押下された場合には、異常の検出を試験するために用いられる試験信号（検出信号である煙濃度に類似した信号） を検出制御回路７に対して出力する。

電池１２は、この火災警報器１を稼働させるアルカリ電池やリチウム電池などの動力電源である。なお、電池１２を筐体２内に収容するための裏蓋（図示せず）は、特殊ネジ（図示せず）によって裏カバー２１と嵌合され、この特殊ネジに対応したドライバを有する者のみが電池１２を交換することができるようになっている。

電源スイッチ１３は、所定の場合に電源（電池１２）をオン状態にして、電池１２の電圧を警報器の各部に供給する処理部である。つまり、電源（電池１２）がオン状態になって初めて警報器の各部が稼働する。

電源監視回路１４は、電源（電池１２）がオン状態にあるか否かを監視し、電源がオン状態になった場合に、電源オン信号をランプ制御回路８および音声警報回路９に対して出力する処理部である。

（火災警報器の構成−煙検出ユニット３ａ）
次に、火災警報器１における煙検出ユニット３ａの構成の詳細を説明する。図３はこの火災警報器１における煙検出ユニット３ａの平面図であり、図４は図３に示したＡ−Ａ’断面を示した側断面図であり、図５は発光部として用いられるＬＥＤの側面図である。図３及び図４に示すように、煙検出ユニット３ａは、本体３１、検煙空間３２、発光部３３、受光部３４、及び、照射範囲制限構造３５を備えている。

（煙検出ユニット３ａの構成−本体３１）
本体３１は、煙検出ユニット３ａの基礎となっている部分であり、火災警報器１の内部に設置されている。本体３１は、板体３１２、遮光構造３１０、及び、図示しない蓋体を備えている。板体３１２上には遮光構造３１０が配置され、遮光構造３１０上には蓋体が配置されている。これらの板体３１２、遮光構造３１０、及び、蓋体によって囲繞された空間が、後述する検煙空間３２となっている。図３及び図４では、内部構造を示すために蓋体を取り除いた状態を示している。遮光構造３１０は、検煙空間３２の外部から内部へ流入する煙の流入路であるとともに、検煙空間３２を当該検煙空間３２の外部から遮光するためのものであり、検煙空間３２に向かって直進する外部光を遮光するための曲がり部を有する遮光部材３１１が組み合わされている。遮光部材３１１は、本体３１に固定されている。なお、本体３１の具体的な形状や材料は任意であるが、例えば、ＡＢＳなどの樹脂を用いて形成することができる。また、樹脂を黒色とすることで遮光部材３１１や板体３１２の遮光性能を向上させることができる。

（煙検出ユニット３ａの構成−検煙空間３２）
検煙空間３２は、火災警報器１の外部から煙が流入する空間である。具体的には、検煙空間３２は、本体３１の板体３１２、遮光構造３１０、及び、蓋体によって囲繞された領域に形成されている。火災警報器１の外部で発生した煙は、隣接している遮光部材３１１の間の空間を通過して当該検煙空間３２へと流入する。

（煙検出ユニット３ａの構成−発光部３３）
発光部３３は、検煙空間３２に向かって検出光を発光するためのものであり、特許請求の範囲における発光手段に対応している。発光部３３は、検煙空間３２内に、光軸が検煙空間３２の略中央に向かう向きに配置されている。ここで、発光部３３の光軸とは、発光部３３が発光体及びレンズを有する場合には当該発光体の中心とレンズの中心とを結んだ直線を意味し、発光部３３が平板状の発光面を有する場合には当該発光面の中心近傍において当該発光面と直交する直線を意味するものとする。また、発光部３３は有効発光部を備えている。有効発光部とは、当該発光部３３から発光される検出光が当該発光部３３の外側に射出され得る全ての部分のうち、特に、発光部３３の使用目的に合致した所要の強度以上の光が射出され得る部分を意味し、例えば、発光部３３が集光レンズを有する場合における当該レンズ表面、あるいは、発光部３３が平板発光体である場合における主発光面等が該当する。なお、発光部３３の具体的構成は任意であるが、以下では、発光部３３としてＬＥＤ３３０（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いている場合について説明を進める。図５に示すように、ＬＥＤ３３０は、リードフレーム３３１及び保護材３３２を備えている。リードフレーム３３１には図示しない発光体が配設されており、発光体はＬＥＤ３３０に電力が供給された場合に検出光を発光する。保護材３３２は、発光体や電極を保護するためのものであると同時に、発光体から発光された検出光を所定の方向に集光して射出するレンズ効果を有するものであり、透光性樹脂等を用いて略円筒体として形成されている。保護材３３２の先端部である頂部３３３は、発光体から発光された検出光の大部分が当該頂部３３３の外表面から所定の方向に射出されるように、例えば、略半球形等のレンズ状に形成されているものであり、当該半球形の部分が上述の有効発光部に対応している。この頂部３３３が形成する略半球部分表面と、略円筒部分表面との境界（円周）において、保護材３３２の外径が最大となっている。リードフレーム３３１は保護材３３２の内部に埋め込まれており、当該リードフレーム３３１に配設された発光体から発光された検出光は、保護材３３２の内部を透過し、当該保護材３３２の頂部３３３及び円筒部外周の表面から射出される。

（煙検出ユニット３ａの構成−受光部３４）
受光部３４は、検煙空間３２に流入した煙によって反射された検出光を受光し、受光した検出光の光量に応じた電気信号を出力するためのものである。受光部３４は、検煙空間３２内に、当該受光部３４の光軸が検煙空間３２の略中央でＬＥＤ３３０の光軸と交差する向きに配置されている。受光部３４の具体的な構成は任意であり、例えば、フォトダイオードを用いることができる。

なお、板体３１２に直交する方向におけるＬＥＤ３３０及び受光部３４の配置位置は任意であり、図４に示したように検煙空間３２内に配置してもよく、あるいは、板体３１２内に埋め込み、発光部の光軸と受光部の光軸とが検煙空間３２の方向に傾くように配置してもよい。

（煙検出ユニット３ａの構成−照射範囲制限構造３５）
照射範囲制限構造３５は、ＬＥＤ３３０から発光される検出光の検煙空間３２に対する照射範囲を制限するためのものであり、特許請求の範囲における照射範囲制限手段に対応している。照射範囲制限構造３５は、ＬＥＤ３３０と検煙空間３２との間に配置されており、開口３５０及び導光空間３５１を備えている。照射範囲制限構造３５の具体的な形状は任意であるが、例えば、導光空間３５１として穿設された孔部を有するとともに当該孔部の一端を開口３５０とした壁体として形成してもよく、あるいは、孔部を有する板体を複数組み合わせることによって開口３５０及び導光空間３５１を形成してもよい。以下では、図４に示したように、孔部が穿設された壁体として照射範囲制限構造３５を形成した場合について説明する。

開口３５０は、ＬＥＤ３３０から発光された検出光を検煙空間３２に通過させるものであり、照射範囲制限構造３５における検煙空間３２側に設けられている。開口３５０は、当該開口３５０の径がＬＥＤ３３０の外径よりも小さくなるように形成されている。また、開口３５０の形状は任意であるが、例えば略円形に形成され、その中心近傍をＬＥＤ３３０の光軸が通るように配置されている。

導光空間３５１は、ＬＥＤ３３０から発光された検出光を開口３５０まで通過させるためのものである。導光空間３５１は、開口３５０とＬＥＤ３３０との間に設けられており、開口３５０の周縁から保護材３３２の頂部３３３が形成している略半球体の外表面に対して引かれた任意の直線、特に、当該略半球体の外表面に接するように開口３５０の周縁から引かれた直線を内包する空間として形成されている。また、略半球体の外表面の曲率が小さい（曲率半径が大きい）ために、当該略半球体の外表面に対する接線を開口３５０の周縁から引くことができない場合には、当該略半球部分表面と保護材３３２の略円筒部表面との境界（円周）と開口３５０の周縁とを結ぶ任意の直線を内包する空間として導光空間３５１が形成される。ここで、略半球部分表面と保護材３３２の略円筒部表面との境界（円周）と開口３５０の周縁とを結ぶ直線は、当該境界（円周）においてＬＥＤ３３０と接しているものとする。換言すれば、導光空間３５１は、開口３５０の周縁上の任意の点からＬＥＤ３３０を見た場合に、当該ＬＥＤ３３０の頂部３３３の外表面のうち最外周の表面が全て見えるように形成されている。すなわち、頂部３３３の外表面上の点のうち、開口３５０の周縁上の任意の点を視点とする頂部３３３の投影面を想定すると、この投影面の最外周に対応する頂部３３３の外表面上の点から、当該視点とした周縁上の点に向かって射出された検出光の全てを、当該周縁上の点まで通過させるように、導光空間３５１が形成されている。なお、導光空間３５１の具体的な形状は任意であるが、例えば、図４に示したように、開口３５０とＬＥＤ３３０との間に介在する壁体に穿設された孔部であって、開口３５０からＬＥＤ３３０に向かって断面径が拡大する孔部として形成されている。開口３５０とＬＥＤ３３０との間隔については、制限されている照射範囲の大きさ、開口３５０の径、及び、ＬＥＤ３３０の外径を前提条件とし、ＬＥＤ３３０の保護材３３２の表面における任意の点から射出され開口３５０における任意の点を通過した光線が照射範囲を逸脱しないように、また照射エネルギー強度を確保するため、有効な検煙エリアまでの距離（光路長）も加味して決定される。

（火災警報器の作用）
次に、火災警報器１の作用について説明する。図６は図４に示したＢ−Ｂ’断面におけるＬＥＤ３３０及び照射範囲制限構造３５周辺の断面図であり、図６（ａ）は所定の照射範囲に対するＬＥＤ３３０及び照射範囲制限構造３５の配置を示した図、図６（ｂ）は図６（ａ）に示した領域Ｃの拡大図である。また、図７は従来の火災警報器１におけるＬＥＤ３３０及び照射範囲制限構造３５周辺の断面図であり、図７（ａ）は所定の照射範囲に対するＬＥＤ３３０及び照射範囲制限構造３５の配置を示した図、図７（ｂ）は図７（ａ）に示した領域Ｅの拡大図である。

従来の火災警報器１においては、図７（ａ）に示すように、導光空間３５１及び開口３５０を通過した検出光が所定の照射範囲内に照射されていた。ここで、図７（ｂ）に示すように、従来の火災警報器１においては導光空間３５１の外径がＬＥＤ３３０の外径よりも小さく形成されていたので、当該ＬＥＤ３３０の頂部３３３の外周近傍から開口３５０に向かって射出された検出光であっても、照射範囲制限構造３５によって遮蔽され、導光空間３５１に到達することができなかった。従って、ＬＥＤ３３０の頂部３３３の内、図７（ｂ）におけるＦの範囲から開口３５０に向かって射出された検出光のみが開口３５０を通過して検煙空間３２に照射されていた。

これに対して、本実施の形態に係る火災警報器１においても、図６（ａ）に示すように、ＬＥＤ３３０の頂部３３３から射出された検出光の内、導光空間３５１及び開口３５０を通過した検出光のみが検煙空間３２に到達し、所定の照射範囲内に照射される。ここで、図６（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る導光空間３５１は、開口３５０からＬＥＤ３３０に向かって断面径が拡大するように形成されており、開口３５０の周縁からＬＥＤ３３０の頂部３３３の外表面に接するように引かれた直線を内包している。従って、ＬＥＤ３３０の頂部３３３の外周近傍から開口３５０に向かって射出された検出光は、照射範囲制限構造３５に遮蔽されることなく開口３５０を通過し、検煙空間３２に照射される。すなわち、ＬＥＤ３３０の頂部３３３の最大外径にほぼ等しい、図６（ｂ）におけるＤの範囲から開口３５０に向かって射出された検出光が有効に検煙空間３２に照射されている。この場合においても、検出光の照射範囲は照射範囲制限構造３５によって制限されているので、照射範囲を逸脱して検出光が照射されることはない。

（実施の形態の効果）
このように実施の形態によれば、照射範囲制限構造３５における導光空間３５１は、ＬＥＤ３３０の頂部３３３の外表面から開口３５０に向かって射出された検出光の全てが遮断されることなく開口３５０まで到達するように開放された空間として形成されている。従って、所定の照射範囲を拡大することなく、当該照射範囲に照射される検出光の光量を従来の火災警報器と比較して増大させることができ、Ｓ／Ｎ比を上昇させることができる。

また、導光空間３５１は、開口３５０の周縁からＬＥＤ３３０の頂部３３３の外表面に接するように引かれた任意の直線を内包する空間として形成されている。すなわち、当該直線と頂部３３３の外表面とが接している点から開口３５０に向かって射出された検出光のほぼ全てを検煙空間３２に照射させることができる。これにより、所定の照射範囲を拡大することなく、当該照射範囲に照射される検出光の光量を増大させることができる。

また、導光空間３５１は、ＬＥＤ３３０における略半球状の頂部３３３を有する保護材３３２の外表面に接するように開口３５０の周縁から引かれた任意の直線を内包しているので、当該ＬＥＤ３３０の頂部３３３から開口３５０に向かって射出された検出光のほぼ全てを検煙空間３２に照射させることができ、所定の照射範囲に照射される検出光の光量を増大させることができる。

また、発光部３３としてＬＥＤ３３０を用いているので、従来の火災警報器と同様の構成とすることができ、生産コストの上昇を抑えることができる。

〔III〕実施の形態に対する変形例
以上、本発明に係る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手段は、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。

（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。

（照射範囲制限構造３５について）
実施の形態では、孔部が穿設された壁体として照射範囲制限構造３５を形成した場合について説明したが、図８に示すように、孔部を有する板体３５２を複数組み合わせることによって照射範囲制限構造３５を形成してもよい。この場合でも、ＬＥＤ３３０の頂部３３３から開口３５０に向かって射出された検出光を検煙空間３２まで到達させることができる。

（導光空間３５１の形状について）
また、実施の形態では、導光空間３５１は、開口３５０からＬＥＤ３３０に向かって断面径が全体的に拡大する孔部として形成されていると説明しているが、図９（ａ）や図９（ｂ）に示すように、導光空間３５１の一部分においては開口３５０からＬＥＤ３３０に向かってテーパを有しており、他の部分においてはテーパを有していない形状とすることもできる。これにより、ＬＥＤ３３０の頂部３３３から射出されている検出光を最大限検煙空間３２まで到達させつつ、必要な照射範囲以外には検出光が照射されないようにすることができる。すなわち、照射光量を増大させるエリアをより細かくコントロールすることが出来る。

あるいは、図１０に示すように、ＬＥＤ３３０の外径と略同一の断面径を有する孔部として形成してもよい。この場合、開口３５０の近傍において導光空間３５１に段差やテーパーが設けられ、開口３５０に向かって当該導光空間３５１の断面径が縮小されている。

（発光部３３の形状について）
実施の形態では、発光部３３として略半球状の頂部３３３を有するＬＥＤ３３０を用いている場合について説明したが、発光部３３の形状は平面形状等であってもよい。

（受光部に対する照射範囲制限構造３５の適用について）
実施の形態では、照射範囲制限構造３５は発光部３３に対して適用されているが、同様の構成を受光部３４に対しても適用できる。この場合、照射範囲制限構造３５が受光部３４の受光視野を制限するので、煙によって散乱された検出光のみを受光部３４に入射させ、本体３１の内部構造表面からの乱反射光や発光部３３から受光部３４に向かって射出された検出光の入射を防止することができる。さらに、発光部３３と受光部３４の両方に対して本発明に係る照射範囲制限構造３５を設けることで、より高いＳ／Ｎ比を確保することが出来、また、発光部３３と受光部３４とのそれぞれに対して異なる形状を有する照射範囲制限構造３５を組み合わせることによって、きめ細かな照射光量分布調整を行うことも出来る。

この発明に係る火災警報器は、煙によって火災発生を検出して警報を発する火災警報器に適用でき、検煙空間における所定の照射範囲に対して照射される検出光の光量を増大させることができ、一方で照射範囲を拡大することのない火災警報器に有用である。

本実施の形態に係る火災警報器の正面の概略構成を示す外観図である。 火災警報器の内部構成を示すブロック図である。 火災警報器１における煙検出ユニット３ａの平面図である。 図３に示したＡ−Ａ’断面を示した側断面図である。 発光部として用いられるＬＥＤの側面図である。 図４に示したＢ−Ｂ’断面におけるＬＥＤ３３０及び照射範囲制限構造３５周辺の断面図であり、図６（ａ）は所定の照射範囲に対するＬＥＤ３３０及び照射範囲制限構造３５の配置を示した図、図６（ｂ）は図６（ａ）に示した領域Ｃの拡大図である。 従来の火災警報器１におけるＬＥＤ３３０及び照射範囲制限構造３５周辺の断面図であり、図７（ａ）は所定の照射範囲に対するＬＥＤ３３０及び照射範囲制限構造３５の配置を示した図、図７（ｂ）は図７（ａ）に示した領域Ｅの拡大図である。 孔部を有する板体３５２を複数組み合わせた照射範囲制限構造３５周辺の断面図である。 一部分において開口３５０からＬＥＤ３３０に向かうテーパを有している導光空間３５１を備える照射範囲制限構造３５周辺の断面図であり、図９（ａ）は複数の板体３５２を組み合わせた照射範囲制限構造３５、図９（ｂ）は孔部が穿設された壁体としての照射範囲制限構造３５を示した図である。 ＬＥＤ３３０の外径と略同一の断面径を有する孔部として形成された導光空間３５１を有する照射範囲制限構造３５周辺の断面図である。

符号の説明

１ 火災警報器
２ 筐体
３ 煙検出部
３ａ 煙検出ユニット
４ 警報ランプ
５ スピーカ
６ 点検ヒモ
７ 検出制御回路
８ ランプ制御回路
９ 音声警報回路
１０ 点検スイッチ
１１ スイッチ制御回路
１２ 電池
１３ 電源スイッチ
１４ 電源監視回路
２０ 表カバー
２１ 裏カバー
２１ａ 係止部
２１ｂ 取付穴
２２ ビス
３０ 煙流入口
３１ 本体
３２ 検煙空間
３３ 発光部
３４ 受光部
３５ 照射範囲制限構造
３１０ 遮光構造
３１１ 遮光部材
３１２ 板体
３３０ ＬＥＤ
３３１ リードフレーム
３３２ 保護材
３３３ 頂部
３５０ 開口
３５１ 導光空間
３５２ 板体

Claims (5)

1. 外部から煙が流入する検煙空間と、前記検煙空間に向けて検出光を発光する発光手段と、を備えた火災警報器において、
   前記検煙空間に対する前記検出光の照射範囲を制限するものであって、前記発光手段から前記検煙空間に前記検出光を通過させる開口と、前記発光手段から発光された前記検出光を前記開口まで通過させる導光空間と、を有する照射範囲制限手段を備え、
   前記導光空間は、前記発光手段における有効発光部の外表面から前記開口に向かって射出された前記検出光の全てが遮断されることなく当該開口まで到達するように開放された空間であること、
   を特徴とする火災警報器。
2. 前記導光空間は、前記有効発光部の外表面上の点のうち、前記開口の周縁上の任意の点を視点とする前記有効発光部の投影面の最外周に対応する点から、当該視点とした前記周縁上の点に向かって射出された前記検出光の全てを、当該周縁上の点まで通過させること、
   を特徴とする請求項１に記載の火災警報器。
3. 前記導光空間は、前記開口の周縁上の任意の点と前記発光手段の光軸とを含む平面内において、少なくとも前記有効発光部の外表面に接するように当該周縁上の点から引かれた直線のうち当該発光手段の光軸と交差しない直線と当該有効発光部の外表面とが相互に接する点を含む、当該有効発光部の外表面の任意の点から射出された前記検出光を、前記開口の周縁まで通過させること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の火災警報器。
4. 前記有効発光部は、前記検出光を射出する略半球状の頂部を備え、
   前記導光空間は、前記開口の周縁上の任意の点と前記発光手段の光軸とを含む平面内において、少なくとも前記頂部が形成する略半球体の外表面に接するように当該周縁上の点から引かれた直線のうち当該発光手段の光軸と交差しない直線と当該略半球体の外表面とが接する点を含む、当該略半球体の外表面の任意の点から射出された前記検出光を、前記開口の周縁まで通過させること、
   を特徴とする請求項３に記載の火災警報器。
5. 前記発光手段はＬＥＤであること、
   を特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の火災警報器。

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