JP2009211299A - 警報装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人が収納ケースに触れた際の静電気による回路の誤動作を防止しながら、検知対象ガスの発生を遅れることなく検出する。
【解決手段】収納ケース２の内部に、電源部５からの電力供給により検知対象ガスを検出するガスセンサ３を備え、収納ケース２に収納ケース２の外部と内部とを連通する通気部４を形成し、電源部５に、電源としての内蔵電池６ａを備え、通気部４は、収納ケース２を貫通する開口孔にて形成してあり、ガスセンサ３は、通気部４と対向するように配設している。
【選択図】図２

Description

本発明は、収納ケースの内部に、電源部からの電力供給により検知対象ガスを検出するガスセンサを備え、前記収納ケースに当該収納ケースの外部と内部とを連通する通気部を形成している警報装置に関する。

上記のような警報装置は、例えば、ガス漏れや不完全燃焼等による有毒ガスの発生を検出して警報するものである。従来の警報装置では、周囲のガスを通気部から収納ケースの内部に流入させ、その流入したガスから検知対象ガス（有毒ガス）をガスセンサにて検出している（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の警報装置では、ガスセンサとして、都市ガス、ＬＰガスを含むガスの濃度からガス漏れを検知するガス漏れ検知センサと、ＣＯ濃度から不完全燃焼を検知する不完全燃焼検知センサとを備えている。
このような従来の警報装置では、ガスセンサの駆動電力は商用電源（例えば、ＡＣ１００Ｖ）等の外部電源から供給される。即ち、例えば、警報装置のプラグを壁面のコンセントに接続して警報装置を使用している。

特開２００１−３０７２４５号公報

上記のような警報装置では、使用者等の人が収納ケースに触れた際に、人体に帯電した静電気がその触れた箇所から警報装置側に流れることがある。このとき、従来の警報装置のように、電源を商用電源（例えばＡＣ１００Ｖ）等の外部電源とする構造では、外部電源を経由し、アースに接続されているので、警報装置側に流れた静電気が、ガスセンサや電源回路、アース線の順に流れる虞がある。このような静電気の流れを生じると、ガスセンサ回路に誤って電流を流してしまい、回路の誤動作を招く虞がある。

図７に示すように、従来の警報装置では、収納ケース１０１の前面部に前面カバー体１０６を設け、前面カバー体１０６の上方側に通気部１００を形成してあり、その通気部１００と対向するようにガスセンサ１０２を配設している。通気部１００は、収納ケース１０１の外部と内部とを連通しているので、通気部１００が形成された前面カバー体１０６に人が触れることによって人体に帯電した静電気がガスセンサ１０２に流れる可能性がある。この可能性をなくすため、通気部１００とガスセンサ１０２とを電気的に絶縁する必要がある。図７の要部を拡大した図８に示すように、従来の通気部１００は、ガスを斜め下方側に案内して収納ケース１０１内に流入させる複数の案内通路１０３にて構成するとともに、前面カバー体１０６を絶縁製樹脂等の絶縁体にて形成している。複数の案内通路１０３の夫々を斜め下方側に折れ曲がる形状とし、ガスセンサ１０２の前面を絶縁製樹脂等の絶縁体にて形成した前面カバー体１０６にて表側から覆うようにしている。これにより、通気部１００とガスセンサ１０２とを電気的に絶縁している。また、ガスセンサ１０２は、収納ケース１０１と間隔を隔てて配設しており、その間隔に空気層を形成することができる。したがって、人が触れる収納ケース１０１の外面部とガスセンサ１０２との間に、空気層も介在させることができ、ガスセンサ１０２をより確実に電気的に絶縁するようにしている。
ちなみに、図７に示す警報装置では、ガスセンサ１０２の他に、温度センサ１０４や火炎センサ１０５も収納ケース１０１に備えることによって、検知対象ガスの発生に加えて、室内温度が高温になることや火炎の発生も検出するようにしている。

しかしながら、従来の警報装置では、ガスセンサ１０２を電気的に絶縁させるための構成によって収納ケース１０１内にガスが流入し難くなっている。つまり、通気部１００は、斜め下方側に折れ曲がる複数の案内通路１０３であるので、ガスが下方側に折れ曲がりながら収納ケース１０１内に流入しなければならず、大きな抵抗を受けることになり、収納ケース１０１内にガスが流入し難い。そのために、ガスセンサ１０２に対するガスの供給を迅速に行えず、ガスセンサ１０２がセンサ連通孔１０２ａを通して検知対象ガスを取り込むまでに時間がかかる。その結果、検知対象ガスの発生の検出が遅れてしまう等、ガスセンサの応答性の低下を招く虞があった。

本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、人が収納ケースに触れた際の静電気による回路の誤動作を防止しながら、検知対象ガスの発生を遅れることなく検出できる警報装置を提供する点にある。

この目的を達成するために、本発明に係る警報装置の特徴構成は、収納ケースの内部に、電源部からの電力供給により検知対象ガスを検出するガスセンサを備え、前記収納ケースに当該収納ケースの外部と内部とを連通する通気部を形成している警報装置であって、前記電源部に、電源としての内蔵電池を備え、前記通気部は、前記収納ケースを貫通する開口孔にて形成してあり、前記ガスセンサは、前記通気部と対向するように配設している点にある。

本構成によれば、電源を内蔵電池としているので、警報装置にはアース線が不要である。したがって、人が収納ケースに触れることによって、人体に帯電した静電気が警報装置側に流れても、アース線が無いので、静電気の流れは生じない。これにより、ガスセンサ回路に誤って静電気を流してしまうのを防止でき、回路の誤動作を防止できる。しかも、本構成では、ガスセンサを通気部と対向するように配設してあり、通気部を単なる開口孔としているので、ガスは、通気部で大きな抵抗を受けることなくスムーズに収納ケース内に流入する。これにより、ガスセンサに対するガスの供給を迅速に行うことができ、ガスセンサが短時間で検知対象ガスを取り込むことができる。
以上の構成を有する結果、人が収納ケースに触れた際の静電気による回路の誤動作を防止しながら、検知対象ガスを迅速に検出でき、ガスセンサの応答性を高めることができる。このようにガスセンサの応答性を高めることによって、例えば、ガスセンサのセンサ素子を加熱操作する加熱時と加熱時との間のインターバルを延ばしても、ガスセンサとして、これまでどおりの信頼性を保つことができる。その結果、内蔵電池の寿命を長くできる。

本発明に係る警報装置の更なる特徴構成は、前記ガスセンサは、前記収納ケースに当接するように配設している点にある。

上述の如く、電源を内蔵電池とすることによって、静電気による回路の誤動作を防止できるので、従来の警報装置のように、ガスセンサと収納ケースとの間に空気層を形成するための間隔を設ける必要はなくなる。そこで、ガスセンサを収納ケースに当接するように配設して、ガスセンサと収納ケースとの間に無駄な間隔を設けることなく、警報装置のコンパクト化を図ることができる。

本発明に係る警報装置の更なる特徴構成は、前記ガスセンサは、筒状に形成したセンサハウジングの内部にセンサ素子を備え、前記センサハウジングに当該センサハウジングの外部と内部とを連通するセンサ連通孔を形成してあり、前記センサ連通孔は、前記通気部の開口面積以上の開口面積となるように形成するとともに、前記通気部と対向するように配設している点にある。

本構成によれば、通気部を通して収納ケース内に流入したガスは、センサ連通孔を通してセンサハウジング内に流入し、センサ素子にて検知対象ガスが検出される。センサ連通孔は、通気部と対向しており、しかも、通気部の開口面積以上の開口面積であるので、収納ケース内に流入したガスがそのままスムーズにセンサハウジング内に流入する。したがって、センサ素子に対して検知対象ガスを効率よく供給することができ、ガスセンサの応答性の向上を図ることができる。

本発明に係る警報装置の更なる特徴構成は、前記センサハウジングの内部を仕切り部により中間室と前記センサ素子を配設する素子室とに区画し、前記センサ連通孔は、前記センサハウジングの外部と前記中間室とを連通するように設け、前記仕切り部に前記中間室と前記素子室とを連通する中間連通孔を形成し、前記中間室内に、前記センサ連通孔と前記中間連通孔との間を流れるガスが透過し、前記検知対象ガス以外のガスを吸着する透過吸着部を備えている点にある。

本構成によれば、通気部を通して収納ケース内に流入したガスは、センサ連通孔を通して中間室に流入し、その後、中間連通孔を通して素子室に流入する。ガスは中間室にてセンサ連通孔と中間連通孔との間で流れる際に、そのガスに含まれる検知対象ガス以外のガスが透過吸着部にて吸着される。したがって、素子室には、検知対象ガス以外のガスを除いた状態でガスを流入させることができ、検知対象ガスの検出をより精度よく行うことができる。

本発明に係る警報装置の更なる特徴構成は、前記ガスセンサは、前記電源部から駆動電力を間欠的に供給することにより前記検知対象ガスを検出するように構成している点にある。

ガスセンサは、例えば、電源部から駆動電力を供給することによりセンサ素子を検出用の所定温度に加熱してその加熱状態を維持して検知対象ガスを検出し、その後、電源部からの駆動電力の供給を停止する。このように、ガスセンサは、電源部から駆動電力を間欠的に供給して検知対象ガスを検出している。
上述の如く、ガスセンサを通気部と対向するように配設しながら、通気部を単なる開口孔とすることによって、ガスセンサが短時間で検知対象ガスを取り込むことができるので、ガスセンサへの駆動電力の供給を開始してから検知対象ガスを検出できるまでの時間を短くできる。したがって、例えば、ガスセンサへの駆動電力の供給を停止している時間を長くする等によって、電力消費量を抑えつつ、検知対象ガスを検出できる。その結果、電源部である内蔵電池の寿命を延ばす等の効果を得ることができ、大きな利点となる。

本発明に係る警報装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
この警報装置１は、図１〜３に示すように、収納ケース２と、その収納ケース２の内部に装備したガスセンサ３とを備えて構成している。
収納ケース２は、前面部２ａと後面部２ｂとを嵌め合わせて内部空間を形成し、その内部空間を区画した複数の空間の夫々に各部材を収納するようにしている。
ガスセンサ３の検知対象ガスを収納ケース２内に流入させるために、収納ケース２の前面部には、収納ケース２の外部と内部とを連通する通気部４を形成している。通気部４は、収納ケース２の右上方側に配設してあり、収納ケース２を貫通する円形状の開口孔にて形成している。この開口孔の形状は、貫通孔であればいかなる形状でもよい。ガスセンサ３は、通気部４と対向するように配設している。このようにして、ガスセンサ３を通気部４と対向するように配設しながら、通気部４を単なる開口孔とすることによって、警報装置１の周囲のガスが通気部４で大きな抵抗を受けることなく収納ケース２内に流入し、ガスセンサ３に対するガスの供給を迅速に行うようにしている。

ガスセンサ３は、電源部５からの電力供給により検知対象ガスを検出するように構成している。検知対象ガスは、例えばメタンガスとＣＯガスとし、ガスセンサ３は、メタンガスとＣＯガスの夫々を検出する。電源部５は、内蔵電池６ａ及び電源回路６ｂを備えて構成してあり、収納ケース２の内部において収納ケース２の上方側で且つガスセンサ３の横側に配設している。このように、電源部５に内蔵電池６ａを備えているので、警報装置１にはアース線が不要である。したがって、使用者等の人が収納ケース２に触れた際に、人体に帯電した静電気がその触れた箇所から警報装置１側に流れても、ガスセンサ３、電源回路６ｂ、アース線の順に静電気が流れることがなく、静電気により内部回路（後述する制御部Ｈ、電源回路６ｂ、報知部９等）が誤動作することはない。

収納ケース２には、ガスセンサ３や内蔵電池６ａの他に、火炎を検出する火炎センサ７、警報装置１を設置した室内温度を検出する温度センサ８、報知音や報知メッセージを発信するスピーカ等の報知部９等を備えている。火炎センサ７は、収納ケース１の前面の略中央部に配設している。温度センサ８は、収納ケース２の内部に備えられ、ガスセンサ３と内蔵電池６ａとの間に配設している。収納ケース２には、収納ケース２の外部と内部とを連通する温度センサ用通気部１０を形成してあり、警報装置１を設置した室内の空気を温度センサ用通気部１０を通して収納ケース２内に流入させて、温度センサ８により室内温度を検出するように構成している。

図４に示すように、内蔵電池６ａ及び電源回路６ｂを備えた電源部５は、ガスセンサ３に加えて、火炎センサ７、温度センサ８、警報装置１の作動を制御する制御部Ｈ、報知部９等にも電力を供給している。制御部１０は、各センサ３，７，８や報知部９の夫々の作動を制御する。例えば、制御部１０は、ガスセンサ３に備えたヒータ部への駆動電力のＯＮ／ＯＦＦを制御して、ガスセンサ３をガス検知可能な状態とする。
制御部Ｈは、ガスセンサ３の検出情報に基づいてガス漏れ又は不完全燃焼の発生を検知するとともに、火炎センサ７及び温度センサ８の検出情報に基づいて火災の発生を検知するように構成している。例えば、制御部Ｈは、ガスセンサ３にて検出したメタンガスの濃度が設定濃度以上であると、ガス漏れの発生を検知し、ガスセンサ３にて検出したＣＯガスの濃度が設定濃度以上であると、不完全燃焼の発生を検知する。また、制御部Ｈは、火炎センサ７にて火炎を検出する、或いは、温度センサ８にて検出した室内温度が設定温度以上であると、火災の発生を検知する。
制御部Ｈは、ガス漏れ、不完全燃焼、火災の発生の何れかを検知すると、報知部９を作動させて、ガス漏れ、不完全燃焼、火災の発生を報知する。このとき、制御部Ｈは、例えば、ガス漏れ、不完全燃焼、火災の夫々で報知音や報知メッセージを変更することにより、ガス漏れ、不完全燃焼、火災の夫々を区別する状態で報知する。

以下、図５に基づいてガスセンサ３の構成について説明する。
ガスセンサ３は、有底円筒状に形成したセンサハウジング１１と、センサハウジング１１の開口を密閉するベース１２と、センサハウジング１１とベース１２とにより形成されるセンサハウジング１１の内部空間を、中間室１３と素子室１４とに仕切る仕切り部１５とを備えて構成されている。素子室１４には、検知対象ガスに感応する薄板状のセンサ素子１９を備えており、センサ素子１９をベース１２に設けている。

センサハウジング１１には、収納ケース２内に流入したガスを中間室１３に流入するために、センサハウジング１１の外部と中間室１３とを連通する円形状のセンサ連通孔１６を形成している。センサ連通孔１６は、通気部４の開口面積以上の開口面積となるように形成するとともに、通気部４と対向するように配設している。図５に示すものでは、センサ連通孔１６の開口面積と通気部４の開口面積とを略同じにしている。これにより、通気部４を通して収納ケース２内に流入したガスがそのままスムーズにセンサハウジング１１内に流入することになり、センサ素子１９に対して検知対象ガスを効率よく供給でき、ガスセンサ３の応答性の向上を図ることができる。

仕切り部１５には、中間室１３と素子室１４とを連通する中間連通孔１７を形成している。中間連通孔１７は、センサ連通孔１６の開口面積よりも小さい開口面積となるように形成するとともに、センサ連通孔１６と対向するように配設している。中間室１３内には、センサ連通孔１６と中間連通孔１７との間を流れるガスが透過し、検知対象ガス以外のガスを吸着する透過吸着部１８を備えている。中間連通孔１７の開口面積をセンサ連通孔１６の開口面積よりも小さくすることにより、中間室１３から素子室１４へガスが流入し難くなり、中間室１３にガスが滞留し易くなる。これにより、素子室１４への検知対象ガス以外の妨害ガス（例えばアルコール、ブタンガス、プロパン）の侵入を抑制できるとともに、透過吸着部１８による検知対象ガス以外のガスの吸着を的確に行うことができる。その結果、素子室１４に流入するガスは、検知対象ガス以外の妨害ガスが除去されており、センサ素子１９による検知対象ガスの検出を精度よく行える。

透過吸着部１８は、第１透過吸着部１８ａと第２透過吸着部１８ｂとの２種類から構成している。例えば、第１透過吸着部１８ａは、妨害ガス、腐食ガス、被毒ガスの素子室１４への侵入を防止するためのものであり、第２透過吸着部１８ｂは、湿気の素子室１４への侵入を防止するためのものである。
第１透過吸着部１８ａは、センサ連通孔１６が形成されたセンサハウジング１１の内面に当接して中間室１３にガスが流入する入口部分に配設している。第１透過吸着部１８ａは、中間室１３におけるガスの入口部分を塞ぐように設けられている。第２透過吸着部１８ｂは、ガスの流れ方向において第１透過吸着部１８ａに隣接するように配設している。第２透過吸着部１８ｂは、中間室１３の中央部にガスが通過するガス通路を形成するようにセンサ連通孔１６の軸心に対して左右に配置した円筒状に設けられている。

以下、ガスセンサ３にて検知対象ガスを検出する構成について説明する。
ガスセンサ３は、制御部Ｈにて内蔵電池６ａから駆動電力を間欠的に供給することにより検知対象ガスを検出するように構成している。つまり、ガスセンサ３は、センサ素子１９を加熱するヒータ部等の加熱部を備えており、制御部Ｈは、内蔵電池６ａから加熱部への駆動電力の供給を開始してセンサ素子１９を検出用の所定温度に加熱して検知対象ガスの検出を行い、その後、内蔵電池６ａから加熱部への駆動電力の供給を停止する一連の動作を繰り返し行っている。

例えば、図６に示すように、制御部Ｈは、内蔵電池６ａから加熱部への駆動電力の供給を開始し、センサ素子１９をメタンガス検出用の高温度（例えば３００〜４５０℃）に加熱して、その加熱状態を第１時間Ｔ１（例えば０．０２〜０．５秒）継続した後、メタンガスの検出を行う（図中黒丸点参照）。その後、制御部Ｈは、内蔵電池６ａから加熱部への駆動電力の供給を停止してその駆動電力停止状態を第２時間Ｔ２（例えば０．０５〜２５０秒）継続する。次に、制御部Ｈは、内蔵電池６ａから加熱部への駆動電力の供給を開始し、センサ素子１９をＣＯガス検出用の低温度（例えば６０〜２００℃）に加熱して、その加熱状態を第３時間Ｔ３（例えば０．０５〜２秒）継続した後、ＣＯガスの検出を行う（図中黒丸点参照）。その後、制御部Ｈは、内蔵電池６ａから加熱部への駆動電力の供給を停止してその駆動電力停止状態を第４時間Ｔ４（例えば０〜２５０秒）継続する。制御部Ｈは、第１時間Ｔ１、第２時間Ｔ２、第３時間Ｔ３、第４時間Ｔ４の一連の動作を繰り返し行い、ガスセンサ３にてメタンガスとＣＯガスとの夫々を検出している。
ちなみに、第２時間Ｔ２において、内蔵電池６ａから加熱部への駆動電力の供給を継続したままとすることもできる。この場合には、第２時間Ｔ２において、センサ素子１９をＣＯガス検出用の低温度（例えば６０〜２００℃）よりも低い温度に加熱する状態を継続する。

上述の如く、図５に示すように、ガスセンサ３を通気部４と対向するように配設しながら、通気部４を単なる開口孔とすることによって、ガスセンサ３が短時間でセンサハウジング１１内に検知対象ガスを取り込むことができるので、ガスセンサ３の加熱部への駆動電力の供給を開始してから検知対象ガスを検出できるまでの時間を短くできる。したがって、例えば、ガスセンサ３の加熱部への駆動電力の供給を停止している時間を長くする等（例えば、従来の警報装置よりも１０秒程度長くする）によって、電力消費量を抑えつつ、検知対象ガスを検出でき、内蔵電池６ａの寿命を延ばすことができる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、ガスセンサ３として、センサハウジング１１の内部空間を中間室１３と素子室１４とに区画するものを例示したが、センサハウジング１１の内部にセンサ素子１９を備えるものであればよく、センサハウジング１１の内部空間をどのように区画するか及び区画したどの部屋にセンサ素子１９を配設するかは適宜変更できる。

（２）上記実施形態では、ガスセンサ３として、メタンガスとＣＯガスとの夫々を検知対象ガスとするものを例示したが、メタンガス又はＣＯガスの一方を検知対象ガスとするもの等、どのようなガスを検知対象ガスとするか及び何種類のガスを検知対象ガスとするかは適宜変更できる。

（３）上記実施形態において、例えば、通気部４の開口孔の形状及びガスセンサ３のセンサ連通孔１６の形状の両方を矩形状とすることもできる。通気部４及びセンサ連通孔１６の形状をどのような形状とするかは適宜変更が可能である。ちなみに、通気部４の開口孔の形状とガスセンサ３のセンサ連通孔１６の形状とを異なる形状とすることもできるが、同じ形状とすることによって収納ケース２内に流入したガスをセンサハウジング１１内に流入し易くできる。

（４）上記実施形態において、例えば、センサ素子１９を楕円形状に形成して素子室１４の中央部に配設することもできる。センサ素子１９をどのような形状とするか及びセンサ素子１９を素子室１４のどの位置に配設するかは適宜変更できる。

（５）上記実施形態において、収納ケース２に火炎センサ７や温度センサ８を備えずに実施することもできる。

本発明は、収納ケースの内部に、電源部からの電力供給により検知対象ガスを検出するガスセンサを備え、前記収納ケースに当該収納ケースの外部と内部とを連通する通気部を形成し、人が収納ケースに触れた際の静電気による回路の誤動作を防止しながら、検知対象ガスの発生を遅れることなく検出できる各種の警報装置に適応することができる。

警報装置の正面図 図１のII−II断面図 図１のIII−III断面図 警報装置の制御ブロック図 ガスセンサの断面図 ガスセンサにおける電力供給状態を示すタイミングチャート 従来の警報装置の正面図及び断面図 図７の断面図の要部拡大図

符号の説明

２ 収納ケース
３ ガスセンサ
４ 通気部
５ 電源部
６ 内蔵電池
１１ センサハウジング
１３ 中間室
１４ 素子室
１５ 仕切り部
１６ センサ連通孔
１７ 中間連通孔
１８ 透過吸着部
１９ センサ素子

Claims (5)

1. 収納ケースの内部に、電源部からの電力供給により検知対象ガスを検出するガスセンサを備え、前記収納ケースに当該収納ケースの外部と内部とを連通する通気部を形成している警報装置であって、
   前記電源部に、電源としての内蔵電池を備え、前記通気部は、前記収納ケースを貫通する開口孔にて形成してあり、前記ガスセンサは、前記通気部と対向するように配設している警報装置。
2. 前記ガスセンサは、前記収納ケースに当接するように配設している請求項１に記載の警報装置。
3. 前記ガスセンサは、筒状に形成したセンサハウジングの内部にセンサ素子を備え、前記センサハウジングに当該センサハウジングの外部と内部とを連通するセンサ連通孔を形成してあり、
   前記センサ連通孔は、前記通気部の開口面積以上の開口面積となるように形成するとともに、前記通気部と対向するように配設している請求項１又は２に記載の警報装置。
4. 前記センサハウジングの内部空間を仕切り部により中間室と前記センサ素子を配設する素子室とに区画し、前記センサ連通孔は、前記センサハウジングの外部と前記中間室とを連通するように設け、前記仕切り部に前記中間室と前記素子室とを連通する中間連通孔を形成し、前記中間室内に、前記センサ連通孔と前記中間連通孔との間を流れるガスが透過し、前記検知対象ガス以外のガスを吸着する透過吸着部を備えている請求項３に記載の警報装置。
5. 前記ガスセンサは、前記電源部から駆動電力を間欠的に供給することにより前記検知対象ガスを検出するように構成している請求項１〜４の何れか１項に記載の警報装置。

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