JP2009230510A - 火災警報器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、筐体内部に熱感知部を収納することで、小型化及び薄型化を実現した火災警報器を提案することを目的とする。
【解決手段】筐体１内部に、回路基板２に接続されたサーミスタ３を設置する。このサーミスタ３の先端に対して、筐体１の外周から流れる熱気流が流れつくように、サーミスタ３の設置位置と同じ高さとなる第１開口部１４が設けられる。又、障害物となる発音体４は、回路基板２により分離される別の空間に設置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、環境の変化を表す環境値が許容範囲を超えたときに火災を検知する火災警報器に関するもので、特に、流体の温度を測定することで火災を検知する熱感知式の火災警報器に関するものである。

一般に、火災を報知する火災警報器として、室内の温度を検出する熱感知器を備えた熱感知式の火災警報器や、煙検知器を備えた煙検知式の火災警報器や、両方式を備えた火災警報器などが提供されている。そして、熱感知式の火災警報器が、熱感知器により検出された温度が高温となったときに、火災が発生したものと判断して、警報の発報を行う一方で、煙検知式の火災警報器が、煙検知器が測定した煙量が多くなったときに、火災が発生したものと判断して、警報の発報を行う。

これらの火災警報器において、熱感知器を備えた熱感知式の火災警報器は、加熱された垂直気流となる熱気流の温度を測定し、その測定温度によって火災の発生を判定する。そのため、従来の熱感知式の火災警報器は、特許文献１の火災感知器に代表されるように、本体を構成する筐体からサーミスタなどの熱感知素子を突出させて、熱感知素子が熱気流に接触可能な配置とされる。

この特許文献１に代表される、従来の熱感知式の火災警報器における構成の概略について、図１３を参照して以下に簡単に説明する。この図１３は、火災警報器における熱感知素子の設置位置を示すための概略図である。図１３の火災警報器は、警報を発報する発音体１０１などを内蔵する筐体１００より、熱感知素子であるサーミスタ１０２を突出させるとともに、筐体１００に接続される保護カバー１０３によってサーミスタ１０２が覆われる。

このように構成される火災警報器において、保護カバー１０３には、その側面に開口部１０４が設けられるとともに、筐体１００との接続部分と逆側の端面に開口部１０５が設けられる。これにより、図１３に示す火災警報器を天井に設置した場合は、上昇する熱気流が開口部１０５より保護カバー１０３に流入することで、サーミスタ１０２による温度計測がなされる。一方で、図１３に示す火災警報器を壁に設置した場合は、上昇する熱気流が開口部１０４より保護カバー１０３に流入することで、サーミスタ１０２による温度計測がなされる。

しかしながら、サーミスタ１０２を筐体１００から突出させた構造により、火災警報器の取付面に対して浮いた位置にサーミスタ１０２が配置されるため、取付面に平行な熱気流が流れる場合、筐体１００により熱気流が跳ね上げられることで渦流が発生する。この渦流が影響して、熱気流が保護カバー１０３を沿った流れとなるため、保護カバー１０３内のサーミスタ１０２に到達しにくくなる。これにより、サーミスタ１０２による温度測定に遅延が生じ、結果、火災警報器の感度低下を招いてしまう。

このような課題を解消する火災警報器として、本出願人は、特許文献２に示すような構成の火災感知器を提案している。この特許文献２に示す火災感知器においても、図１３に示す火災警報器と同様、保護カバーで覆われたサーミスタを筐体より突起させた構造とするが、その筐体の側面には通気孔が設けられた構造としている。

これにより、取付面と平行に流れる熱気流が筐体側面の通気口を流れることで、図１３の構成において筐体との衝突により生じる熱気流の跳ね上がりを抑制し、筐体側面近傍での渦流の発生が低減される。その結果、筐体より突出させた保護カバー内への熱気流の流入を促すこととなり、サーミスタによる温度測定の遅延を抑制し、火災警報器の感度を良好なものとしている。
特開平０９−０４４７６９号公報 特開２００２−３５２３４４号公報

近年、火災警報器を設置した室内の美観を向上するために、火災警報器の更なる小型化や薄型化が求められている。しかしながら、特許文献１や特許文献２の火災感知器などのように、保護カバーで覆われた熱感知を行うサーミスタを筐体から突出させた図１３に示すような構造となるため、その小型化及び薄型化には限界がある。即ち、特許文献２の火災感知器においては、小型化及び薄型化を目的とした構成としているが、サーミスタを突出させるために、このサーミスタを保護するために覆う保護カバーにより形成される空間として、サーミスタを突出させた高さ分の空間が必要となってしまう。

このような問題を鑑みて、本発明は、筐体内部に熱感知部を収納することで、小型化及び薄型化を実現した火災警報器を提案することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の火災警報器は、熱量を検出する熱感知部と、該熱感知部により検出された熱量に基づいて火災の有無を判定する制御部と、該制御部による火災発生の判定に基づいて警報を発報する発音体と、を備える火災警報器において、前記熱感知部、前記制御部、及び前記発音体を内蔵する筐体と、前記筐体の側面に設けられるとともに、取付面に平行に流れる前記筐体外部からの熱気流を前記筐体内の前記熱感知部に誘導する第１開口部と、を備え、前記筐体内部において前記第１開口部の少なくとも一部より流入する前記熱気流に直接曝される位置に、前記熱感知部が設置されることを特徴とする。

このような火災警報器において、前記熱感知器を前記筐体の外部に突出させることなく、前記筐体内部に設置することで、前記筐体の薄型化が実現できるため、火災警報器の小型化及び薄型化を図ることができる。又、前記熱感知器が前記熱気流に直接曝される位置に設置される構成とすることで、前記熱感知器による測定感度の低下を防ぐことができる。

そして、装置本体の取付面の反対側となる前記筐体の端面に設けられるとともに、取付面に垂直に流れる前記筐体外部からの熱気流を前記筐体内の前記熱感知部に誘導する第２開口部を備えるものとすることで、前記取付面に対して垂直な方向に流れる前記熱気流についても、前記第２開口部から前記筐体内部に流入させて、前記熱感知部を前記熱気流に曝すことができる。

このような火災警報器において、前記熱感知部を複数備え、前記熱感知部が前記筐体の側面の近傍位置に、前記筐体に対して周設されるものとしてもよい。このとき、前記熱感知器のそれぞれが前記第１開口部からの前記熱気流の流れを障害なく直接受ける角度を組み合わせたときに３６０度となるように、複数の前記熱感知器の前記筐体の周方向の設置位置を決定することが望ましい。

上述の各火災警報器において、前記筐体内部の空間を前記筐体の高さ方向に沿って上下の二つの第１及び第２空間に分離する分離板を備え、前記第１空間に前記発音体が設けられる一方で、前記第２空間に前記熱感知部が設けられるとともに、前記取付面と平行な面方向において、前記熱感知部の設置位置を前記発音体の設置位置と重ならない位置とするものとしてもよい。

このとき、前記分離板が、前記熱感知部が接続される回路基板により形成されるものとしてもよい。又、前記分離板の外周縁と前記筐体の側面との間に間隙が設けられ、当該間隙によって、前記第２空間が開放されて、前記発音体の発報動作時における前記第２空間の空気抵抗を低減させる構成としてもよい。更に、前記分離板の外周縁と前記筐体の側面とが接続されるとともに、前記筐体の側面に前記第２空間を開放するための開口部が設けられ、前記発音体の発報動作時における前記第２空間の空気抵抗を低減させる構成としてもよい。

上述の各火災警報器において、前記筐体内に設けられるとともに前記第１開口部から流入される熱気流を前記熱感知部まで誘導する誘導壁を、更に備えるものとしてもよい。

上述の各火災警報器において、前記熱感知部が、感知した熱量を電気信号に変換する複数の熱感知素子であり、該複数の熱感知素子が、前記制御部に対して電気的に直列に接続されるものとしてもよい。

又、上述の各煙検知器において、前記熱感知部が、感知した熱量を電気信号に変換する複数の熱感知素子であり、該複数の熱感知素子が、前記制御部に対して電気的に並列に接続されるものとしてもよい。このとき、前記複数の熱感知素子のうちの少なくとも１つの熱感知素子による熱量測定の動作タイミングを、当該熱感知素子以外の熱感知素子による熱量測定の動作タイミングと異なるタイミングとするものとしてもよい。

本発明によると、熱感知器を従来のように筐体の外部に突出させることなく、筐体内部に設置するため、筐体を薄型化することができ、その結果、火災警報器の小型化及び薄型化が実現できる。又、筐体内部に設けた熱感知器が熱気流に直接曝される位置に設置される構成とすることで、熱感知器の熱気流の温度測定時における応答速度の低下を抑制し、結果、熱感知器による測定感度の低下を防ぐことができる。

＜第１の実施形態＞
本発明における第１の実施形態の火災警報器について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の火災警報器の構成を示す概略断面図であり、図２は、図１に示す火災警報器における、天板側からみた概略平面図である。又、図３は、図２に示す火災警報器の概略平面図におけるＸ−Ｘ位置での矢印方向から見た概略断面図である。

図１に示すように、本実施形態の火災警報器は、天井面又は壁面などの取付面に取り付けられるとともに装置全体を覆う筐体１と、筐体１内部に設けられた回路基板２と、回路基板２と電気的に接続された熱感知部であるサーミスタ３と、警報の発報を行う発音体４と、電力供給を行う電池５とを備える。取付面に対して垂直な方向に対して、筐体１の内部の空間は、回路基板２によって２分割され、回路基板２に対して取付面側の第１空間１０ａにサーミスタ３が設置され、回路基板２に対して取付面の反対側の第２空間１０ｂに発音体４が設置される。

筐体１は、取付面に設置される基台１１と、基台１１の外周縁より取付面から離れる方向に突出させたリング状の側壁１２と、側壁１２における基台１１に覆われる端部と逆側の端部を覆う略円盤状の天板１３とを有する。そして、側壁１２は、第１空間１０ａを覆う領域に第１開口部１４を有することで、筐体１の外周側の周辺環境（外環境）に対して、第１空間１０ａを開放する。

又、取付面と平行な面となる天板１３は、その中心位置に第１空間１０ａを天板１３に対して取付面の反対側の外環境に開放する第２開口部１５が設けられるとともに、発音体４の設置位置に相対する領域に複数の音孔１６が設けられる。第２開口部１５は、取付面に向かって垂直に延びた流路を備え、回路基板２の中心に設けられた穴を貫通することで、第１空間１０ａを外環境に開放する。そして、この第２開口部１５による流路を構成する側壁が第２空間１０ｂを貫通して回路基板２に接続した状態となるため、第２開口部１５によって第２空間１０ｂが外環境や第１空間１０ａに対して開放されることは防がれる。一方、音孔１６によって、第２空間１０ｂが外環境に開放される。

回路基板２は、上述したように、その中心位置に穴が設けられ、天板１３から取付面に向かって垂直に延びた第２開口部１５が貫通する構成とされるとともに、その外周縁が側壁１２に向かって延びた形状を備える。そして、回路基板２の外周縁と側壁１２の内周面との間に隙間が設けられることで、第１空間１０ｂが第２空間１０ｂに対して開放されることで、第１開口部１４を通じて、第２空間１０ａが筐体１の外周側の外環境に対して開放されることとなる。これにより、発音体４が発報動作を行ったときに、後気室となる第２空間１０ｂでの空気抵抗を低減することができ、その音量の低下を防ぐことができる。

又、電池５が、筐体１の周方向において、発音体４と異なる位置に設置されるとともに、その高さが筐体１内部の高さに近い高さとなる。そのため、回路基板２は、電池５を第１空間１０ａと第２空間１０ｂにわたって設置できるような構成部分を備える。この構成部分では、電池５との間に隙間ができないように電池５を保持することで、電池５の設置位置周辺で、第１空間１０ａと第２空間１０ｂとが互いに開放されないようにする。

本実施形態では、図２において破線で示すように、第２開口部１５を挟む位置に、発音体４と電池５とが設置されるものとすることで、発音体４と電池５とが、取付面に平行な面方向に対して、重ならない位置に設置される。尚、取付面に平行な面方向に対して、第２開口部１５が設置されない位置で且つ発音体４と電池５とが互いに重ならない位置であれば、図１及び図２に例示した位置に限られず、他の設置位置としてもよい。このように、発音体４及び電池５の設置位置を決定することで、筐体１の取付面に対して垂直となる方向の高さを最低限とすることができ、筐体１の薄型化を可能とし、火災警報器の小型化及び薄型化を実現できる。

サーミスタ３は、回路基板２における第２開口部１５の外側の領域で端子が半田付けなどにより電気的に接続されるとともに、回路基板２から取付面に向かって延びた後に第２開口部１５に向かって屈曲させたＬ字形状となる。このように構成するとき、取付面に対して垂直な方向における第１開口部１４の中心位置に、サーミスタ３の屈曲部分が設けられるとともに、第２開口部１５の中心位置にサーミスタ３の先端を位置させる。

これにより、温度測定を行うセンサ部分となるサーミスタ３の先端が、第１開口部１４及び第２開口部１５のそれぞれから流入される熱気流に対して、直接曝される位置に配置される。尚、第２開口部１５の流路を構成する側壁は、取付面に対して垂直な方向に対して回路基板２より突出させた端部が、第１開口部１４の天板１３側における開口位置の高さよりも天板１３側に位置するように構成される。即ち、第２開口部１５の流路を構成する側壁は、第１開口部１４よりサーミスタ３へ流れる熱気流の障害とならない位置まで形成される。

第２空間１０ｂに設置される発音体４は、天板１３の中心に対して偏心された位置に設置されることで、サーミスタ３の先端から離れた位置に設置されるため、その発報動作時の振動が与える第１空間１０ａ内におけるサーミスタ３の周辺への影響を抑制する。又、回路基板２の外周縁と側壁１２との隙間について、発音体４から側壁１２までの距離Ｌが、発報される発報音のＦ１〜Ｆ２となる周波数帯域に対して、（ｎ＋１／２）×Ｃ／Ｆ２＜Ｌ＜（ｎ＋１／２）×Ｃ／Ｆ１（ｎが０以上の整数であり、Ｃが音速である）となる位置に構成されるものとしてもよい。

これにより、発音体４の前面及び裏面それぞれからの発報音が、側壁１２の第１開口部１４の周辺において、互いに増幅する作用が働き、その音量を大きくすることができる。尚、この作用を利用して、その発報する方向に対して、回路基板２の外周縁と側壁１２との隙間が設けられるように、取付面に平行な面方向に対して、発音体４の位置や回路基板２の形状を設定することができる。

このように構成される火災警報器は、熱気流が上昇気流となるため、その取付面を天井面としたとき、図１における紙面の上側に向かう矢印に示すように、床面側から天井面に向かって流れる。この矢印の方向に流れる熱気流は、第２開口部１５から火災警報器の筐体１内に流入するため、第２開口部１５によって構成される流路を通じて、第１空間１０ａ内に供給される。よって、第２開口部１５の中心位置に配置されるサーミスタ３の先端部分が、第２開口部１５を通じて流れる熱気流に曝されることとなり、この熱気流の温度測定がなされて、火災の発生の有無が検知される。

又、火災警報器の取付面を壁面としたとき、図２及び図３における紙面の上側に向かう矢印に示すように、床面側から天井面に向かって取付面である壁面に沿って流れる。このとき、図２に示すように、電池５の設置位置を、サーミスタ３の設置位置の床面側又は天井面側以外の位置とすることで、図３に示すように、第１空間１０ａ内では、第１開口部１４とサーミスタ３との間に障害物のない状態とすることができる。

よって、図２の矢印の方向から流れる熱気流が、第１開口部１４より第１空間１０ａ内に流入した熱気流は、電池５などの構造物により阻まれることなく、サーミスタ３まで到達することができる。尚、図２では、電池５の長手方向が、床面及び天井面と垂直となるように設置されることで、熱気流の流れに対して障害となる領域を狭めることができるとともに、第１空間１０ａ内で電池５側に流れようとする熱気流をサーミスタ３側を流れるように規制することができる。

尚、本実施形態において、図１に示すように、第１空間１０ａが取付面側（筐体１の基台１１側）に構成されるものとしたが、図４に示すように、第２空間１０ｂが取付面側（筐体１の基台１１側）に構成されるものとしてもよい。このとき、基台１１の取付面と対向する端面には、筐体１より取付面側に突出した支持部材１７が周設される。この支持部材１７が取付面に接続されて火災警報器が設置されることで、基台１１が取付面から離れた位置に配置される。又、側壁１２は、天板１３側に第１開口部１４が設けられる。

そして、筐体１の基台１１側に第２空間１０ｂを構成して発音体４が設置されるため、音孔１６は、天板１３の代わりに基台１１に設けられることとなる。更に、基台１１の取付面と対向する端面において、音孔１６が設けられる領域（発音体４に相対する領域）の外周側に、複数の支持部材１７が間隔をおいて周設される。これにより、取付面と基台１１の端面との間の空間が、支持部材１７の間隔によって開放された状態となり、音孔１６から出力される発報音が、取付面と基台１１の端面との間で反射して、支持部材１７の間隔域より外部に出力させることができる。

又、サーミスタ３は、回路基板２から天板１３に向かって突出させた後に天板１３付近で屈曲させた形状となるため、第２開口部１５は、図１の構成のように回路基板２に向かう流路を形成する必要がない。又、回路基板２についても、図１の構成のように、第２開口部１５による流路を形成する側壁が貫通することがないので、図１の構成における貫通穴が塞がれた構成となる。

＜第２の実施形態＞
本発明における第２の実施形態の火災警報器について、図面を参照して説明する。図５は、本実施形態の火災警報器の第１空間内の構成を示す概略平面図であり、図６は、図７に示す火災警報器の概略平面図におけるＹ−Ｙ位置での矢印方向から見た概略断面図である。尚、図５及び図６において、図１及び図２に示す構成と同一の部分については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

図５に示すように、本実施形態の火災警報器は、回路基板２の外周縁が筐体１の外壁１２の内周面に接続されて、第１の実施形態（図１参照）と異なり、第１空間１０ａと第２空間１０ｂとの間で互いに開放された領域のない構成となる。又、サーミスタ３が設置される第１空間１０ａ内において、回路基板２における第２開放口１５による側壁が嵌入する穴から側壁１２に向かって延びる誘導壁１１３を備える。

そして、図５及び図６に示すように、サーミスタ３が、基台１１の中心に対して、電池５の反対側の側壁１２に近い位置に設置される。又、図６に示すように、取付面に平行な方向において、サーミスタ３と電池５との間となる位置に、発音体４が配置されるとともに、天板１３には、この発音体４に相対する位置に音孔１６が設けられる。そして、側壁１２の第２空間１０ｂを構成する領域には、筐体１の外周側の外環境に対して第２空間１０ｂを開放するために、開口部１８が設けられる。その他の構成については、第１の実施形態と同様となるため、その詳細な説明については、第１の実施形態を参照とするものとし、本実施形態では省略する。

上述のように、サーミスタ３を電池５から離れた位置に設置することによって、電池５が熱気流に対する障害物となったとき、サーミスタ３への流れに対する影響を抑制することができる。又、サーミスタ３は、側壁１２の近傍に設置されることで、設置位置近傍の第１開口部１４より流入する熱気流に曝されやすい位置に設置されることとなる。このようなサーミスタ３による熱感知部に対して、第１開口部１４から第１空間１０ａに流入する熱気流を更に誘導するために、複数の誘導壁１１３が、サーミスタ３を中心として側壁１２に向かって広がるように設置されている。

この誘導壁１１３のうち、図５においてサーミスタ３の右側（サーミスタ３よりも電池５側）に設けられる２つの誘導壁１１３が、サーミスタ３から電池５の上下に向かって延びた形状となり、この２つの誘導壁１１３で形成される流路の側壁１２側に電池５が位置するように設置される。又、残りの二つの誘導壁１１３が、図５においてサーミスタ３の左側に設けられて、側壁１２に向かって広がる流路が形成される。このように構成することで、４つの誘導壁１１３によって第１空間１０ａが４つの領域に分割されることで、サーミスタ３の外周に、側壁１２に向かって広がる４流路が形成される。

そして、電池５を挟むように設けられた誘導壁１１３は、図５のＹ−Ｙ方向に対して垂直な方向（図５の上下方向）よりもＹ−Ｙ方向に平行な方向（図５の左右方向）に傾けた状態に設置することで、側壁１２の電池５側に設けられた第１開口部１４から流れる熱気流が、電池５の外周側からサーミスタ３に向かって誘導されるように、その流れを規制することができる。よって、側壁１２の電池５側に設けられた第１開口部１４から熱気流が流入した場合であっても、サーミスタ３まで熱気流を誘導することができるため、火災警報器の設置状態に関係なく、サーミスタ３で熱気流の温度測定を行うことができる。

隣接する誘導壁１１３が、図５のＹ−Ｙ方向に対して垂直な方向に対して、サーミスタ３から側壁１２に向かって広くなるように設置されることで、誘導壁１１３によってサーミスタ３に対して図５の紙面における上下方向に形成される流路が、第１開口部１４に向かって、その面積を十分に広くすることができる。これにより、図５の紙面における上下方向（図５のＹ−Ｙ方向に対して垂直な方向）に流れる熱気流を、第１開口部１４の広い領域から流入させてサーミスタ３に誘導することができる。

尚、誘導壁１１３の構成については、この図５に示す構成に限られるものではなく、側壁１２の第１開口部１４より流入する熱気流をサーミスタ３に誘導するものであれば、例えば、１つの誘導壁が設置される構成であってもよいし、複数の誘導壁が設置される構成であってもよい。このとき、筐体１内部において、上述の電池５などのように、熱気流の流れに対して障害物となる構造物が配置されている場合、この障害物となる構造物を挟むようにして二つの誘導壁１１３を設けることによって、障害物の周りを流れる熱気流を誘導壁１１３によって形成される流路によって、サーミスタ３に誘導することができる。

発音体４は、図６に示すように、天板１３の中心位置に配置することで、サーミスタ３と電池５との間に設置することで、取付面に平行な面方向において、サーミスタ３及び電池５と重ならない位置に設置することができる。又、回路基板２が側壁１２に接続されるため、第２空間１０ｂは、第１空間１０ａに対して開放されることがない。よって、第１空間１０ａ内でサーミスタ３に流れる熱気流に対して、発音体４の発報時に第２空間１０ｂにおける空気振動が影響を与えることを防ぐことができる。

そして、開口部１８が側壁１２に設けられて、第２空間１０ｂが外環境に対して開放されるため、発音体４の発報動作時における第２空間１０ｂの空気抵抗を低減することができる。又、発音体４を天板１３の中心位置に配置することで、発音体４から開口部１８までの距離が、側壁１２の周方向の各位置において等しい距離Ｌとなる。そのため、特定の周波数Ｆ（＝（ｎ＋１／２）×Ｃ／Ｌ）の発報音が発音体４から出力されるようにすることで、発音体４の前面及び裏面のそれぞれから出力される発報音が互いに強め合うことができ、その音量を大きくすることができる。

尚、発音体４を中心に配置するものとしたが、その設置位置が取付面と平行な面方向において電池５及びサーミスタ３の設置位置と重ならない位置であれば、他の位置に発音体４が設置されるものとしてよい。発音体４を天板１３の中心に対して偏心させた位置に設置されるときは、第１の実施形態で説明したように、発音体４からの発報音について、その前面及び裏面から発報される発報音が強め合う周波数を広い周波数帯域で設定することができる。

又、本実施形態において、第２空間１０ｂの体積が十分な大きさとなる場合は、側壁１２に開口部１８を設けない構成としてもよい。更に、側壁１２に開口部１８を構成する代わりに、第１の実施形態と同様に、回路基板２の外周縁と側壁１２との間に隙間が設けられることで、第２空間１０ｂを外環境に開放するものとしてもよい。逆に、第１の実施形態における構成において、本実施形態の回路基板２のように、その外周縁を側壁１２まで接続してもよい。このとき、側壁１２に開口部１８を設けなくてもよいし、側壁１２に開口部１８を設けることで、第２空間１０ｂを外環境に開放するものとしてもよい。

更に、本実施形態において、回路基板２を側壁１２まで延ばす形状とすることで、第１空間１０ａと第２空間１０ｂとを分離するものとしたが、この回路基板２と同様の形状となる分離板を筐体１内部に設置することで、第１空間１０ａと第２空間１０ｂとを分離するものとしてもよい。このとき、分離板に回路基板２が載置されるものとしてもよいし、分離板の一部に回路基板２を嵌合させるものとしてもよい。又、これらの分離板について、分離板と側壁１２との接続部分に隙間を設けるようにして、第１の実施形態の構成に適用するものとしてもよい。

＜第３の実施形態＞
本発明における第３の実施形態の火災警報器について、図面を参照して説明する。図７は、本実施形態の火災警報器の構成を示す天板側からみた概略平面図であり、図８は、図７に示す火災警報器の概略平面図におけるＸ−Ｘ位置での矢印方向から見た概略断面図である。尚、図７及び図８において、図５及び図６に示す構成と同一の部分については同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

図７に示すように、本実施形態の火災警報器は、発音体４を中心として、サーミスタ３ａ，３ｂと電池５が天板１３の周方向に沿った異なる位置に設置される。よって、天板１３には、サーミスタ３ａ，３ｂの設置位置に相対した２箇所に第２開口部１５が設けられる。即ち、天板１３は、その中心となる領域に複数の音孔１６が設けられるとともに、この音孔１６が設けられた中心領域の周りに、２つの第２開口部１５が周設される。その他の構成については、第２の実施形態と同様となるため、その詳細な説明については、第１及び第２の実施形態を参照とするものとし、本実施形態では省略する。

上述の発音体４を中心として周設されるサーミスタ３ａ，３ｂは、図８に示すように、その先端が側壁１２に近接した位置に設置される。即ち、図８に示すように、天板１３に設けられる第２開口部１５が、側壁１２の設置位置から構成されるため、サーミスタ３ａ，３ｂの先端は、側壁１２から第２開口部１５の中心位置までの距離だけ離れた位置に設置される。

又、回路基板２は、天板１３から基台１１に向かって突出した第２開口部１５の流路を形成する側壁と接続されるとともに、側壁１２との間に隙間を備えるように設置される。即ち、サーミスタ３ａ，３ｂの設置部分については、第２開口部１５の流路を形成する側壁と回路基板２とが接続されることで、側壁１２と天板１３と回路基板２とによって、第１空間１０ａと第２空間１０ｂとが分離される。又、このサーミスタ３ａ，３ｂの設置部分と離れた位置では、側壁１２の内周面と回路基板２の外周縁との隙間によって、第２空間１０ｂが第１空間１０ａに開放される。

このように構成することで、まず、発音体４の発報動作による第２空間１０ｂの振動が、第１空間１０ａにおけるサーミスタ３ａ，３ｂの周囲の空気を振動させることを防ぐことができる。そして、第１の実施形態の構成と同様、第２空間１０ｂが、側壁１２と回路基板２との隙間と、第１開口部１４とによって、外環境に開放されることとなるため、発音体４の発報動作時における第２空間１０ｂの空気抵抗を抑制し、その音量の低下を防ぐことができる。

更に、サーミスタ３ａ，３ｂは、図７に示すように、上下方向（図５のＸ−Ｘ方向）において、発音体４及び電池５と重ならない位置に設置するとともに、左右方向について、サーミスタ３ａが、電池５に近い位置に配置されるとともに、サーミスタ３ｂが、電池５より離れた位置に配置される。このようにサーミスタ３ａ，３ｂの設置位置を決定することで、サーミスタ３ａ，３ｂそれぞれが測定可能な熱気流の流れる方向の範囲を決定する角度θ１，θ２の関係を、図７に示すような関係とすることができる。

この角度θ１，θ２を図７に示す関係とすることで、サーミスタ３ａ，３ｂを同一位置に重ね合わせるように組み合わせたときに、測定可能な熱気流の流れる方向の範囲が、サーミスタ３ａ，３ｂを中心として３６０°となる。これにより、取付面の面方向における、火災警報器に対して流れる熱気流の流れに対して、火災警報器を中心としていずれの角度からの流れとなっても、サーミスタ３ａ，３ｂの少なくとも一方を直接熱気流に曝すことができる。

即ち、図７に示すように、サーミスタ３ａを中心として、電池５の下側からサーミスタ３ａを結ぶ位置から、天板１３の中心に対して電池５と反対側となる領域に向かって角度θ１（１８０°＜θ１）を構成する位置までの範囲となる方向から流れる熱気流に対して、サーミスタ３ａが直接曝される。同様に、サーミスタ３ｂを中心として、電池５の上側からサーミスタ３ｂを結ぶ位置から、天板１３の中心に対して電池５と反対側となる領域に向かって角度θ２（１８０°＜θ２）を構成する位置までの範囲となる方向から流れる熱気流に対して、サーミスタ３ｂが直接曝される。

尚、第２の実施形態で説明した誘導壁１１３が設けられるものとし、この誘導壁１１３の１つを、図７において電池５の下側からサーミスタ３ａに向かうように延ばして設置することで、電池５によって流れが遮られた後に電池５の下側を流れようとする熱気流をサーミスタ３ａまで誘導することができる。又、別の誘導壁１１３を、図７において電池５の上側からサーミスタ３ｂに向かうように延ばして設置することで、電池５によって流れが遮られた後に電池５の上側を流れようとする熱気流をサーミスタ３ｂまで誘導することができる。

このように２つのサーミスタ３ａ，３ｂが設置される場合、火災を検知する制御部との電気的な接続について、図９を参照して説明する。図９は、サーミスタ３ａ，３ｂと制御部と発音体４との電気的な接続を示すブロック図であり、（ａ）は、サーミスタ３ａ，３ｂを直列に接続したときの構成を示し、（ｂ）は、サーミスタ３ａ，３ｂを並列に接続したときの構成を示す。又、このサーミスタ３ａ，３ｂと電気的に接続する回路部品である図９中の制御部８、抵抗Ｒ、及びスイッチＳＷのそれぞれは、サーミスタ３ａ，３ｂと同様、回路基板２上に搭載されることで電気的に接続される。

まず、サーミスタ３ａ，３ｂを直列に接続した場合の構成を、図９（ａ）により簡単に説明する。図９（ａ）に示すように、サーミスタ３ａの一方の端子に電源電位Ｖｃｃが印加されるとともに、このサーミスタ３ａの他方の端子にサーミスタ３ｂの一方の端子が接続される。更に、サーミスタ３ｂの他方の端子には、一端が接地された抵抗Ｒの他端が接続される。そして、サーミスタ３ａ，３ｂそれぞれの端子が接続された接続ノードαに現れる電圧信号Ｖ１と、サーミスタ３ｂと抵抗Ｒとが接続された接続ノードβに現れる電圧信号Ｖ２とが、制御部８に入力される。

そして、サーミスタ３ａにより測定される熱気流の温度については、サーミスタ３ａの抵抗値の変化が、接続ノードαにおける電圧信号Ｖ１に変化を与える。一方、サーミスタ３ｂにより測定される熱気流の温度については、サーミスタ３ｂの抵抗値の変化が、接続ノードβにおける電圧信号Ｖ２に変化を与える。これにより、制御部８は、電圧信号Ｖ１における電源電位Ｖｃｃを基準とした変化によって、サーミスタ３ａにより感知された熱気流の温度を計測し、又、電圧信号Ｖ２における接地電位を基準とした変化によって、サーミスタ３ｂにより感知された熱気流の温度を計測する。よって、制御部８は、電圧信号Ｖ１，Ｖ２のいずれかにより求められる熱気流の温度が閾値を超えたときに、火災が発生したものと判定し、発音体４に対して制御信号を送信し、発音体４に対して警報の発報を開始させる。

しかしながら、直列にサーミスタ３ａ，３ｂを接続した場合、電圧信号Ｖ１，Ｖ２の変化は、サーミスタ３ａ，３ｂの両方の影響を受けるため、各サーミスタ３ａ，３ｂそれぞれの信号として完全に分離できない。そこで、図９（ｂ）に示すように、一端が接続された抵抗Ｒの他端と電源電位Ｖｃｃとの間に、サーミスタ３ａ，３ｂが並列に接続され、電源電位Ｖｃｃとの接続をサーミスタ３ａ，３ｂのいずれか一方に選択させる単極双投のスイッチＳＷを設けた構成とする。

図９（ｂ）に示す構成では、スイッチＳＷにおいて、その共通の接点に電源電位Ｖｃｃが印加され、この共通の接点との接続が選択される２接点それぞれに、サーミスタ３ａ，３ｂそれぞれの一方の端子が接続される。又、サーミスタ３ａ，３ｂそれぞれの他方の端子は共に、一端が接地された抵抗Ｒの他端に接続されることで、サーミスタ３ａ，３ｂが並列に接続される。そして、スイッチＳＷによる接点の切換が、制御部８によって制御されることで、電源電位Ｖｃｃに基づくサーミスタ３ａ，３ｂそれぞれへの電力供給が切り換えられる。

よって、スイッチＳＷによりサーミスタ３ａの一方の端子に電源電位Ｖｃｃが接続されるときは、サーミスタ３ａの他方の端子と抵抗Ｒとの接続ノードαに現れる電圧信号Ｖ１により、制御部８が熱気流の温度を測定する。一方、スイッチＳＷによりサーミスタ３ｂの一方の端子に電源電位Ｖｃｃが接続されるときは、サーミスタ３ｂの他方の端子と抵抗Ｒとの接続ノードβに現れる電圧信号Ｖ２により、制御部８が熱気流の温度を測定する。このように、サーミスタ３ａ，３ｂそれぞれが並列とされるとともに、異なるタイミングで動作する。

これにより、電圧信号Ｖ１を、サーミスタ３ａのみに影響された抵抗Ｒとの分圧信号とするとともに、電圧信号Ｖ２を、サーミスタ３ｂのみに影響された抵抗Ｒとの分圧信号とすることができる。尚、図９（ｂ）の構成において、スイッチＳＷの切換タイミングについては、火災の検知の有無によって変更できるものとしてもよい。更に、図９（ａ）及び図９（ｂ）のいずれの構成においても、その制御部８の火災の有無の判定について、電圧信号Ｖ１，Ｖ２の一方の値のみで決定するものとしてもよいし、電圧信号Ｖ１，Ｖ２の平均値により決定するものとしてもよい。

尚、本実施形態において、２つのサーミスタ３ａ，３ｂが配置されることにより、取付面の面方向における火災警報器を中心とした全周方向から流れる熱気流に対して、その熱感知部を構成するサーミスタ３ａ，３ｂの少なくとも一方が直接曝されるように構成したが、設置するサーミスタの個数を３つ以上としてもよい。例えば、３つのサーミスタを、側壁１２の近傍位置に間隔をおい周設するものとしてもよい。このとき、図７に示すように、発音体４を中心位置に配置するとともに、紙面右側に電池５が配置される場合、この電池５の上下位置それぞれに２つのサーミスタを設置し、発音体４を挟んだ電池５と対称となる位置に、残りの１つのサーミスタを設置してもよい。

又、第２及び第３の実施形態において、第１の実施形態の図４で説明したように、第２空間１０ｂが筐体１の基台１１側に設けられるものとしてもよい。このとき、図４の構成に対する説明において既に述べたが、音孔１６を基台１１に設けるとともに、基台１１の取付面側の端面には、複数の支持部材１７が周設される。更に、側壁１２において、第１開口部１４が天板１３側に設けられる。そして、開口部１８が設けられるときは、側壁１２の基台１１側に設けられる。尚、第２開口部１５については、第１空間１０ａが天板１３側に設けられるため、図４の構成に示すように、取付面に向かって突出させる構成としなくてもよい。

更に、第１〜第３の実施形態において、電源供給を行うために電池５を設けた構成としたが、この電源供給を行う電源部として、電池５以外に、商用電源を直流電源に変換して供給する交流用電源を備えるものとしてもよい。このとき、この交流用電源が、回路基板２と異なる回路基板上に設けられた交流−直流変換回路を含む各回路素子で形成され、上述の電池５と同様の設置位置に設置することで、各実施形態における効果を得ることができる。

上述の各実施形態で説明した構成を適用した実施例１について、図面を参照して説明する。図１０は、本実施例における火災警報器の構成を示す分解斜視図である。又、図１１は、図１０に示す火災警報器の天板側からみた平面図であり、図１２は、図１０に示す火災警報器の断面図である。

本実施例における煙感知式の火災警報器は、取付面に設置される基台１１と、この基台１１の外周縁に係合して基台１１に固定される側壁１２と、操作用ボタン６が裏面側から挿入されるボタン設置用穴１９と複数の音孔１６とが設けられた天板１３と、その取付面側の端面により基台１１を覆う底板２１と、サーミスタ３ａ，３ｂを搭載した回路基板２と、天板１３の音孔１６に対応した位置に設置される発音体４とを備える。そして、その基台１１側の開口面を覆うように底板２１が設置された側壁１２を、その内壁が基台１１の外周縁に嵌合するように係止した後、基台１１に係止された側壁１２の基台１１と反対側の開口面を覆うように天板１３を接続して、筐体１が構成される。

この筐体１において取付面と反対側に配置されることとなる天板１３は、図１１に示すように、操作用ボタン６、２つの第２開口部１５、及び、複数の音孔１６の設置領域それぞれが、天板１３の外周に沿って周設される。本実施例では、発音体４及び操作用ボタン６それぞれの中心を結ぶ直線と、２つの第２開口部１５の中心を結ぶ直線とが互いに垂直となるように交差し、その交点が天板１３の中心に位置するように、それぞれが形成される。

そして、２つのサーミスタ３ａ，３ｂ及び発音体４のそれぞれが、図１１に示す関係となる２つの第２開口部１５及び音孔１６に対応した位置に設けられることで、側壁１２に近接した位置において、側壁１２の内周面に沿って周設される。よって、この２つのサーミスタ３ａ，３ｂ及び発音体４のそれぞれは、取付面に対して平行な面方向で重ならない位置に設置されることとなる。

そして、図１０及び図１２に示すように、図１１の天板１３の中心に対応する位置に、電池５を設置することで、取付面に平行な面方向に対して、図１１に示すような設置関係となる発音体４とサーミスタ３ａ，３ｂと更に重ならない位置に、電池５を配置することができる。このとき、電池５よりも側壁１２側にサーミスタ３ａ，３ｂが設置されるため、側壁１２の第１開口部１４より流入してサーミスタ３ａ，３ｂに流れる熱気流は、電池５により妨げられることがない。又、発音体４からの筐体１の外周側への発報音についても、その音量を低下させる電池５が障害物とならないので、音量の低下を抑制することができる。

又、図１２に示すように、回路基板２と底板２１と側壁１２とで構成される空間が、上述の第１空間１０ａに相当し、回路基板２の基台１１側の面にサーミスタ３ａ，３ｂが設けられることで、この第１空間１０ａにサーミスタ３ａ，３ｂを配置することができる。そして、第１開口部１４が側壁１２に設けられることによって、サーミスタ３ａ，３ｂの配置された空間に、熱気流を筐体１の外周側から流入させることができる。

又、底板２１は、その中心位置に、天板１３側に対して突出するとともに基台１１側に凹部を備えることで電池５を収納可能とした電池収納部２２を備える。よって、電池５は、基台１１と電池収納部２２とで覆われることで保持される。この電池５を収納する電池収納部２２は、回路基板２の中央部分に設けられた切欠２３に嵌合される。

更に、回路基板２は、サーミスタ３ａ，３ｂの先端に対向する位置に切欠２０が設けられる。このとき、天板１５の第２開口部１５及び切欠２０それぞれの中心を結んだ直線の延長線上に、サーミスタ３ａ，３ｂの先端が配置されるように、第２開口部１５及び切欠２０の構成が決定される。このような構成とすることで、天板１３に対して垂直な方向となる熱気流に対して、サーミスタ３ａ，３ｂの先端が直接曝されることとなる。

本発明は、天井面及び壁面のいずれにも取付を行うことができる、熱感知式の火災警報器に適用することができる。特に、その熱検知を行う検知部として、熱気流の測定対象とするサーミスタ又は熱電対などのような検知部を備えた火災警報器に適用することができる。

は、本発明の第１の実施形態の火災警報器の構成を示す概略断面図である。 は、図１の火災警報器におけるサーミスタとスピーカと電池の配置位置を示す天板の上面図である。 は、図２の火災警報器におけるＸ−Ｘ方向の概略断面図である。 は、本発明の第１の実施形態の火災警報器の別の構成例を示す概略断面図である。 は、本発明の第２の実施形態の火災警報器の構成を筐体内部の平面図である。 は、図５の火災警報器におけるＹ−Ｙ方向の概略断面図である。 は、本発明の第３の実施形態の火災警報器の火災警報器におけるサーミスタとスピーカと電池の配置位置を示す天板の上面図である。 は、図７の火災警報器におけるＸ−Ｘ方向の概略断面図である。 は、本発明の第３の実施形態の火災警報器における火災警報用の回路構成を示す図であり、（ａ）は、サーミスタを直列に接続したときのブロック図であり、（ｂ）は、サーミスタを並列に接続したときのブロック図である。 は、本発明の実施例１の火災警報器の構成を示す分解斜視図である。 は、図１０の火災警報器における天板からの上面図である。 は、図１０の火災警報器における概略断面図である。 は、従来の火災警報器の構成を示す概略断面図である。

符号の説明

１ 筐体
２ 回路基板
３，３ａ，３ｂ サーミスタ
４ 発音体
５ 電池
６ 操作用ボタン
８ 制御部
１０ａ 第１空間
１０ｂ 第２空間
１１ 基台
１２ 側壁
１３ 天板
１４ 第１開口部
１５ 第２開口部
１６ 音孔
１７ 支持部材
１８ 開口部
１９ ボタン設置用穴
２０ 切欠
２１ 底板
２２ 電池収納部
１１３ 誘導壁

Claims (8)

1. 熱量を検出する熱感知部と、該熱感知部により検出された熱量に基づいて火災の有無を判定する制御部と、該制御部による火災発生の判定に基づいて警報を発報する発音体と、を備える火災警報器において、
   前記熱感知部、前記制御部、及び前記発音体を内蔵する筐体と、
   前記筐体の側面に設けられるとともに、取付面に平行に流れる前記筐体外部からの熱気流を前記筐体内の前記熱感知部に誘導する第１開口部と、
   を備え、
   前記筐体内部において前記第１開口部の少なくとも一部より流入する前記熱気流に直接曝される位置に、前記熱感知部が設置されることを特徴とする火災警報器。
2. 請求項１において、
   装置本体の取付面の反対側となる前記筐体の端面に設けられるとともに、取付面に垂直に流れる前記筐体外部からの熱気流を前記筐体内の前記熱感知部に誘導する第２開口部を備えることを特徴とする火災警報器。
3. 請求項１又は請求項２において、
   前記熱感知部を複数備え、
   前記熱感知部が前記筐体の側面の近傍位置に、前記筐体に対して周設されることを特徴とする火災警報器。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
   前記筐体内部の空間を前記筐体の高さ方向に沿って上下の二つの第１及び第２空間に分離する分離板を備え、
   前記第１空間に前記発音体が設けられる一方で、前記第２空間に前記熱感知部が設けられるとともに、
   前記取付面と平行な面方向において、前記熱感知部の設置位置を前記発音体の設置位置と重ならない位置とすることを特徴とする火災警報器。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
   前記筐体内に設けられるとともに前記第１開口部から流入される熱気流を前記熱感知部まで誘導する誘導壁を、更に備えることを特徴とする火災警報器。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
   前記熱感知部が、感知した熱量を電気信号に変換する複数の熱感知素子であり、
   該複数の熱感知素子が、前記制御部に対して電気的に直列に接続されることを特徴とする火災警報器。
7. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
   前記熱感知部が、感知した熱量を電気信号に変換する複数の熱感知素子であり、
   該複数の熱感知素子が、前記制御部に対して電気的に並列に接続されることを特徴とする火災警報器。
8. 請求項７において、
   前記複数の熱感知素子のうちの少なくとも１つの熱感知素子による熱量測定の動作タイミングを、当該熱感知素子以外の熱感知素子による熱量測定の動作タイミングと異なるタイミングとすることを特徴とする火災警報器。

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