JP3407092B2 - 火災警報器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は火災警報器、特に家庭
用、住宅用の火災警報器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の火災警報器、例えば光電
式火災警報器は、ラビリンスで囲われた煙流入室内に発
光素子と受光素子を、発光素子の直接光が受光素子に入
射しないように配置し、発光素子を間欠的に発光させ、
その光がラビリンスで囲われた煙流入室内に煙が流入す
ることにより散乱された光を受光素子により受光し、そ
の受光素子の出力に基づいて火災の検知を行い、火災時
には警報器内のブザーを鳴動させ火災を知らせるように
なっていた。

【０００３】また、タバコなどの火災以外で発生する一
過性の煙によって、何度も警報器内のブザーが鳴動する
のを防ぐために、従来では、ブザーが鳴動されたとき
に、その鳴動を停止させるための紐を警報器本体に取付
け、その紐が引かれるとタイマ回路により、所定時間
（ラビリンスで囲われた煙流入室内に一過性の煙が流入
したとき、その煙が火災と判断されないレベルに達する
時間、言い換えれば、ラビリンスにいったん流入した煙
がラビリンスから流出されるのに要する時間、例えば５
分間）はブザーの鳴動を停止させるようになっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の火
災警報器では、ブザーが鳴動されたときに、警報器本体
に取付けられた紐を引くたびにタイマ回路が起動するよ
うになっており、何回も紐が引かれたときは、最後に紐
が引かれたときから、所定時間、例えば５分間はブザー
の鳴動が停止するようになっている。したがって、ラビ
リンスで囲われた煙流入室内に一過性の煙が流入し、ブ
ザーが鳴動されたあと、紐が何回か引かれると、流入し
た煙が火災と判断されないレベルに達しても、ブザーの
鳴動が停止したままとなり、正常な火災検知ができる状
態であるにもかかわらずブザーが鳴動できない状態が続
いてしまうという問題点があった。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、一過性の煙がラビリンスで囲
われた煙流入室内に流入しブザーが鳴動され、紐により
その鳴動が停止されても、流入した煙が火災と判断され
ないレベルに達すれば、即ち、一番初めに紐が引っ張ら
れた時からタイマ回路による所定時間が経過すれば、通
常の監視状態になり、煙感知が確実に行われる火災警報
器を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る火災警
報器は、火災現象を検出し、その火災現象に基づいた電
気信号を出力する火災検出回路と、火災検出回路の出力
信号に基づいて火災を判断し、火災と判断したときに警
報器を駆動させる警報信号を出力する火災判断回路と、
火災判断回路から警報信号が出力されているとき、音響
停止スイッチがオン状態になるとパルス信号を出力する
ワンショット回路と、ワンショット回路の出力パルス信
号により起動し、予め設定された時間の間、警報信号の
出力動作を停止させる信号を火災判断回路に出力すると
共に、ワンショット回路の動作を停止させる信号をワン
ショット回路に出力するタイマ回路とを備えるものであ
る。

【０００７】第２の発明に係る火災警報器において、ワ
ンショット回路は、音響停止スイッチのオン状態が所定
時間続いたときにパルス信号を出力するものである。

【０００８】

【作用】第１の発明においては、火災検知回路により、
火災現象が検出され、その火災現象に基づいた電気信号
が出力され、火災判断回路により、火災検知回路の出力
信号に基づいて火災が判断され、火災と判断されたとき
に警報器を駆動させる警報信号が出力され、ワンショッ
ト回路により、火災判断回路から警報信号が出力されて
いるとき、音響停止スイッチがオン状態になるとパルス
信号が出力され、タイマ回路により、ワンショット回路
の出力パルス信号により起動し、予め設定された時間の
間、警報信号の出力動作を停止させる信号が火災判断回
路に出力されると共に、ワンショット回路の動作を停止
させる信号がワンショット回路に出力される。

【０００９】第２の発明においては、ワンショット回路
により、音響停止スイッチのオン状態が所定時間続いた
ときにパルス信号が出力される。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係る火災警報器の
構成を示すブロック図である。図において、１は発光素
子である発光ダイオードを間欠的に発光させる発振及び
発光回路であり、この実施例では発振及び発光回路１の
発光ダイオードに流れるパルス電流、パルス幅及びパル
ス周期はそれぞれ約 0.8 A,70 μsec,3secとなってい
る。２は発振及び発光回路１による発光ダイオードの間
欠的な発光周期に同期したクロックパルス信号を発生す
るクロック信号発生回路であり、このクロック信号発生
回路２により発生するクロックパルス信号のパルス幅及
びパルス周期は、それぞれ70μsec,3secとなっている。

【００１１】３は発振及び発光回路１の発光ダイオード
の光学的信号を電気信号パルスに変換する受光素子であ
るフォトダイオードと、フォトダイオードの電気信号パ
ルスを増幅する増幅回路と、増幅回路が増幅した電気信
号パルスが所定の基準値以上のときにのみパルス信号を
出力するスレッシュホールド回路とからなる受光増幅回
路である。なお、発振及び発光回路１及び受光増幅回路
３により、火災検出回路が構成されている。

【００１２】なお、発振及び発光回路１の発光ダイオー
ド及び受光増幅回路３のフォトダイオードはラビリンス
で囲われた煙流入室内（図示せず）に、発光ダイオード
の発光した光が直接フォトダイオードに到達しないよう
に配置されており、煙流入室内に煙が入ると、その煙の
粒子により、発光ダイオードの発光した光が散乱反射さ
れてフォトダイオードに到達するようになっている。

【００１３】４はクロック信号発生回路２の出力クロッ
クパルス信号及び受光増幅回路３の出力信号に基づい
て、警報信号を出力する火災判断回路であり、この実施
例では、クロック信号発生回路２の出力クロックパルス
信号に同期する受光増幅回路３の出力信号が３回続いた
ときに警報信号を出力するようになっている。また、こ
の火災判断回路４が警報信号を出力する条件としては、
受光増幅回路３の出力信号が３回続いたときだけでな
く、受光増幅回路３の出力信号が１回、２回又は３回以
上の所定回数出力されたときに警報信号を出力するよう
にしてもよい。

【００１４】５は火災判断回路４からの警報信号を受け
て警報駆動信号を出力する警報器駆動回路であるブザー
駆動回路、６はブザー駆動回路５からの警報駆動信号に
より駆動される警報器であるブザーである。７は火災警
報器の電池電圧が低下したときにブザー駆動回路５に警
報信号を出力する電圧低下警報回路、８は点検スイッチ
９がオンされたとき、受光増幅回路３に疑似電気信号を
出力する作動点検回路である。

【００１５】１０は火災時による煙又は火災時に発生す
る煙以外の一過性の煙が発生し、火災判断回路４から警
報信号が出力され、ブザー６が駆動されたときに、その
駆動を停止させるための音響停止スイッチであり、警報
器本体に取り付けられた紐などが引かれることによりス
イッチングされるものである。１１は音響停止スイッチ
１０のスイッチング動作により、立ち下がりパルスを出
力するワンショット回路、１２はワンショット回路１１
の出力パルスにより起動し、所定時間（例えば、５分）
の間、ブザー６の駆動を停止させるタイマ回路であり、
タイマ動作が動作して、タイマ動作中はワンショット回
路１１から立ち下がりパルスが出力されないようにする
ことでタイマ動作の再起動を行わないようになってい
る。

【００１６】１３は発光回路１、クロック信号発生回路
２、受光増幅回路３、火災判断回路４、作動点検回路
８、ワンショット回路１１及びタイマ回路１２に、一定
の電圧ＶDDを供給する定電圧回路である。

【００１７】次に、本発明の一実施例に係る火災警報器
の動作を説明する。まず、煙が煙流入室内に入っていな
い監視状態においては、発振及び発光回路１がその発光
ダイオードをパルス幅 70 μsec,パルス周期 3sec で間
欠的に発光させており、また、クロック信号発生回路２
は発光ダイオードの間欠的な発光に同期したパルス幅 7
0 μsec,パルス周期 3sec のクロックパルス信号を火災
判断回路４に出力している。

【００１８】また、煙流入室内には煙が入っていないの
で、煙流入室内の受光増幅回路３のフォトダイオードに
は、ほとんど発光ダイオードが発光した光が到達せず、
フォトダイオードの出力信号が増幅された電気信号パル
スは所定の基準値以下になっており、受光増幅回路３の
スレッシュホールド回路のパルス信号は出力されない。
したがって、火災判断回路４では警報信号を出力せず、
ブザー駆動回路５も警報駆動信号をブザー６に出力せ
ず、ブザー６が鳴動することはない。

【００１９】次に、煙が煙流入室内に入った火災状態に
おいては、発振及び発光回路１の発光ダイオードの発光
した光は、煙流入室内に入った煙の粒子により散乱反射
し、受光増幅回路２のフォトダイオードに到達するの
で、フォトダイオードの出力信号が増幅された電気信号
パルスは所定の基準値以上となり、受光増幅回路３のス
レッシュホールド回路のパルス信号が出力される。そし
て、火災判断回路４では、入力されたパルス信号及びク
ロック信号発生回路２の出力クロックパルス信号に基づ
いて、火災と判断されると、警報信号が出力され、ブザ
ー駆動回路５により、ブザー６に警報駆動信号が出力さ
れ、ブザー６が鳴動する。

【００２０】次に、ワンショット回路１１及びタイマ回
路１２の動作について説明する。図２はワンショット回
路１１及びタイマ回路１２の一例を示す回路図、図３は
ワンショット回路１１及びタイマ回路１２の動作を説明
するための波形図である。図において、２０〜３１は抵
抗、４０〜４４はコンデンサ、５０，５１はＡＮＤ回
路、５２はＮＡＮＤ回路、６０はタイマＩＣ、６１，６
２はタイマＩＣ６０のタイマ時間を変化させる端子であ
り、タイマ回路１２を試験するときに端子６１，６２間
に抵抗を接続することによりタイマ時間を短くすること
ができる。

【００２１】ここで、タイマ回路１２の試験について説
明する。タイマ回路１２の試験とは、火災警報器が火災
を検出した後に、ブザー６を鳴動させ、その後、音響停
止スイッチ１０が操作された後、タイマ回路１２によっ
て設定された所定時間の間はブザー６が再鳴動しないか
を試験し、また、その所定時間後には確実に監視状態に
なっているかを見るための試験である。

【００２２】次に、この試験方法について説明する。ま
ず、端子６１，６２間にタイマ時間を短く、例えば１０
数秒にするように設定された抵抗値を有する抵抗を接続
する。そして、作動点検回路８の点検スイッチ９を押し
続けスイッチをオン状態にする。これにより疑似的に火
災と同じ状態が作り出されるので火災判断回路４が動作
し、ブザー６が鳴動する。ここで、音響停止スイッチ１
０をオンにして、ブザー６の鳴動を停止させる。これに
より、タイマ回路１２が動作し、上述の所定時間（１０
数秒）の間はタイマ回路１２によりブザー６の鳴動が停
止される。なお、この１０数秒が経過すると、作動点検
スイッチ９は先程から押され続け、即ちオン状態である
ので、再び火災判断回路４を動作させることになる。よ
って、ブザー６は再鳴動することとなる。

【００２３】なお、タイマ回路１２によって設定された
所定時間はストップウオッチなどの計測機器を用いて時
間をはかりながら試験は行われる。このような方法によ
り、タイマ回路１２の試験は行われ、音響停止スイッチ
１０と作動点検スイッチ９を２つ備えさせ、作動点検ス
イッチ９を押し続けて試験を行うことで、タイマ回路１
２より設定された所定時間を正確に計測できると共に、
端子６０，６１を設け、これらの間にタイマ時間を短く
するような抵抗を接続して試験を行うことでタイマ回路
１２の試験を短い時間で行うことができる。７０は定電
圧回路１３の出力端子に接続された＋電源線であり、一
定の電圧ＶDDが供給されている。７１は電池の「−」端
子に接続されたＧＮＤ線である。

【００２４】また、タイマＩＣ６０の「ＯＵＴ」端子は
通常時”Ｈ”レベルであり、「Ｓｅｔ」端子にワンショ
ット回路１１から立ち下がりパルスが入力されるとタイ
マを起動し、抵抗２８，２９及びコンデンサ４２で決定
されるタイマ時間の間、「Ｏｕｔ」端子の出力を”Ｌ”
レベルにするものであり、この「Ｏｕｔ」端子の出力が
火災判断回路４に入力され、ブザー６の駆動を停止させ
る信号となる。また、タイマＩＣ６０の「Ｒｅｓｅｔ」
端子は、内部でプルアップされており、電源投入時に
は、コンデンサ４３により「Ｒｅｓｅｔ」端子には、”
Ｌ”レベルの信号が入力され、リセット状態になり、そ
のあと”Ｈ”となりタイマＩＣ６０が動作可能となる。
また、コンデンサ４４は電源投入時に、図２の（ｇ）点
の電圧を０にし、電源投入時の誤動作をなくすために設
けられている。

【００２５】まず、ワンショット回路１１のＡＮＤ回路
５０には、火災判断回路４が火災と判断したときに、”
Ｈ”レベルの信号が入力されるようになっており、火災
判断回路４が火災と判断していない通常の監視状態で
は、ＡＮＤ回路５０には、”Ｌ”レベルの信号が入力さ
れている。したがって、音響停止スイッチ１０からの信
号がＡＮＤ回路５０から出力されるこはなく、火災判断
回路４が火災と判断したときのみ、ワンショット回路１
１から出力パルスが出力されるようになっている。

【００２６】そして、火災時の煙又は火災時に発生する
煙以外の一過性の煙が発生し、火災判断回路４が火災と
判断したあと、ある時間ｔ0 で、音響停止スイッチ１０
が警報器本体に取り付けられた紐などが引かれることに
よりオン状態になると、図２の（ａ）点の電圧は、図３
の（ａ）に示すように変化し、ＶDDの電圧となる。

【００２７】そして、抵抗２０を流れる電流によりコン
デンサ４０が充電されるので、図２の（ｂ）点の電圧は
図３の（ｂ）に示すように、除々に上昇し、ＶDDが抵抗
２０と抵抗２１とで分圧され抵抗２１に掛かる電圧まで
上昇し、この電圧は、ＡＮＤ回路５０が”Ｈ”レベルと
認識する電圧より大きくなるように設定されている。ま
た、抵抗２１は音響停止スイッチ１０がオフになったと
きに、コンデンサ４０に蓄えられた電荷を放電するため
にコンデンサ４０からの電流を流すようになっている。

【００２８】そして、図２の（ｂ）点の電圧が図３の
（ｂ）に示すように、除々に上昇しているとき、火災判
断回路４は火災と判断しているので、ＡＮＤ回路５０の
一方の入力端子には”Ｈ”レベルの信号が入力されてお
り、図２の（ｂ）点の電圧が、時間ｔ1 でＡＮＤ回路５
０が”Ｈ”レベルと判断する電圧になると、ＡＮＤ回路
５０の出力は”Ｈ”レベルとなり、図２の（ｃ）点の電
圧は、図３の（ｃ）に示すように、時間ｔ1 でＶDDの電
圧になる。このように、コンデンサ４０は、音響停止ス
イッチ１０のオン状態が、（ｔ1 −ｔ0 ）以下の時間の
ときは、ＡＮＤ回路５０から出力をさせないようにして
おり、この動作により、一瞬音響停止スイッチ１０をオ
ンさせただけでは動作せず、音響停止スイッチ１０のチ
ャタリングやその他のノイズなどによりワンショット回
路１１は動作しないようになっている。

【００２９】そして、図２の（ｃ）点の電圧が、図３の
（ｃ）に示すように変化すると、図２の（ｄ）点の電圧
は、コンデンサ４１及び抵抗２５により、図３の（ｄ）
に示すようになり、時間ｔ1 でＶDDの電圧になり、その
あとコンデンサ４１が充電されていくので除々に電圧が
低下していく。そして、ＡＮＤ回路５１の一方の入力端
子には、図２の（ｃ）点の電圧が入力されており、ＡＮ
Ｄ回路５１の他方の入力端子には、図２の（ｄ）点の電
圧が入力されているので、ＡＮＤ回路５１の出力は、時
間ｔ1 で”Ｈ”レベルになり、図２の（ｄ）点の電圧
が、時間ｔ2 でＡＮＤ回路５１が”Ｌ”レベルと判断す
る電圧になると”Ｌ”レベルになる。

【００３０】したがって、図２の（ｅ）点の電圧は、図
３の（ｅ）に示すように、（ｔ2 −ｔ1 ）のパルス幅を
もったパルスとなる。このように、ＡＮＤ回路５１に図
２の（ｃ）点の電圧及び図２の（ｄ）点の電圧を入力す
ることにより、パルス状の電圧を出力させており、ＡＮ
Ｄ回路５０の出力が”Ｈ”レベルの状態のときに所定の
パルス幅をもったパルスが出力されるようにしており、
この動作により、ノイズなどの影響によりワンショット
回路１１が動作しないようになっており、一定の幅をも
ったパルスをタイマ回路１２に出力するので、確実にタ
イマを起動させることができるようになっている。

【００３１】そして、ＮＡＮＤ回路５２の一方の入力端
子には、タイマＩＣ６０の「Ｏｕｔ」端子の出力が入力
され、ＮＡＮＤ回路５２の一方の入力端子には、ＡＮＤ
回路５１の出力信号、すなわち、図３の（ｅ）に示す信
号が入力されており、タイマＩＣ６０のタイマが起動し
ていないときは、”Ｈ”レベルであるので、ＮＡＮＤ回
路５２の出力は、図３の（ｆ）に示すように、立ち下が
りパルスとなる。

【００３２】そして、ＮＡＮＤ回路５２の出力は、タイ
マＩＣ６０の「Ｓｅｔ」端子に入力されているので、図
３の（ｆ）に示すような立ち下がりパルスにより、タイ
マＩＣ６０のタイマが起動する。そして、タイマが起動
すると、抵抗２８，２９及びコンデンサ４２で決定され
るタイマ時間の間、タイマＩＣ６０の「Ｏｕｔ」端子の
出力が”Ｌ”レベルになり、その信号は火災判断回路４
に入力され、ブザー６の駆動が停止する。なお、この時
音響停止スイッチ１０をオフにしてよい。

【００３３】また、タイマＩＣ６０の「Ｏｕｔ」端子の
出力はＮＡＮＤ回路５２の一方の出力端子にも入力され
ており、タイマＩＣ６０のタイマが動作中は、タイマＩ
Ｃ６０の「Ｏｕｔ」端子の出力が”Ｌ”レベルなので、
ＮＡＮＤ回路５２の出力はＡＮＤ回路５１の出力にかか
わらず、常に”Ｈ”レベルとなるので、タイマＩＣ６０
のタイマが動作中は、いくら音響停止スイッチ９がオン
になっても、タイマＩＣ６０が再起動されることはな
く、タイマＩＣ６０はタイマが起動したあと、必ず抵抗
２８，２９及びコンデンサ４２で決定されるタイマ時間
経過後に、タイマ動作が終了し、タイマＩＣ６０の「Ｏ
ｕｔ」端子の出力が”Ｈ”レベルになる。

【００３４】そして、タイマＩＣ６０のタイマ動作が終
了しタイマＩＣ６０の「Ｏｕｔ」端子の出力が”Ｈ”レ
ベルになると、通常の監視状態になり、煙流入室内に火
災による煙が存在しているなら、火災判断回路４により
火災と判断され、ブザー６が駆動され警報が発せられる
ことになる。このとき、火災時に発生する煙以外の一過
性の煙が発生し、火災判断回路４により火災と判断され
ブザー６が駆動され、紐を引くことにより、音響停止ス
イッチ１０をオンにして、ブザー６の駆動を停止させた
あと、タイマＩＣ６０に設定されているタイマ時間を経
過すれば、最初に煙流入室内に流入した一過性の煙は、
煙流入室から流出し、火災と判断されないレベルに達し
ているので、最初に火災と判断された一過性の煙によ
り、再度ブザー６が駆動されることなない。

【００３５】この実施例では、音響停止スイッチ１０に
より、タイマ回路１２のタイマＩＣ６０のタイマが起動
したあと、タイマＩＣ６０のタイマ動作中は音響停止ス
イッチ１０によりタイマＩＣ６０が再起動しないように
したので、ラビリンスを通って煙流入室内に一過性の煙
が流入し、ブザーが鳴動されたあと、紐が何回か引かれ
ても、流入した煙が火災と判断されないレベルに達すれ
ば、即ち、一番初めに音響停止スイッチ１０が引っ張ら
れた時からタイマＩＣ６０による所定時間が経過すれ
ば、通常の監視状態にもどすことができ、火災警報器が
正常な火災検知ができる状態であるにもかかわらずブザ
ーが鳴動できないという状態にはならず、確実に煙感知
を行うことが可能となる。

【００３６】なお、この実施例では、発光ダイオード及
びフォトダイオードなどの発光素子及び受光素子を用い
て火災現象として煙を検出する火災検出回路を備えた光
電式火災警報器により説明したが、火災時の温度を検出
する温度センサ（例えば、サーミスタ）を用いて火災現
象として熱を検出する火災検出回路を備えた熱式火災警
報器、火災時に発生する炎特有の紫外線又は赤外線成分
を検出するセンサ（例えば、焦電素子）を用いて火災現
象として炎を検出する火災検出回路を備えた炎式火災警
報器及び火災時に発生するガスを検出するガスセンサを
用い、火災現象としてガスを検出する火災検出回路を備
えたガスによる火災警報器などに本発明を適用してもよ
い。また、この実施例では、電源として図示を省略した
電池を使用しているが、整流回路を設けてＡＣ電源を用
いてもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上のように第１の発明によれば、ワン
ショット回路により、火災判断回路から警報信号が出力
されているとき、音響停止スイッチがオン状態になると
パルス信号を出力し、タイマ回路により、ワンショット
回路の出力パルス信号により起動し、予め設定された時
間の間、警報信号の出力動作を停止させる信号を火災判
断回路に出力すると共に、ワンショット回路の動作を停
止させる信号をワンショット回路に出力するようにした
ので、１度ワンショット回路からパルス信号が出力さ
れ、タイマ回路が起動しタイマ回路が動作中で火災判断
回路の警報信号の出力動作が停止しているときには、ワ
ンショット回路の動作が停止し、パルス信号は出力され
ず、タイマ回路が再起動することがないので、必要以上
に火災判断回路の警報信号の出力動作が停止されること
がなく、煙感知を確実に行うことができるという効果を
有する。

【００３８】第２の発明によれば、ワンショット回路に
より、音響停止スイッチのオン状態が所定時間続いたと
きにパルス信号を出力するようにしたので、音響停止ス
イッチの誤動作やノイズなどの影響により、不用意なタ
イマ回路の起動により、火災判断回路の警報信号の出力
動作が停止してしまうことがなく、より確実に煙感知を
行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る火災警報器の構成を示
すブロック図である。

【図２】ワンショット回路１１及びタイマ回路１２の一
例を示す回路図である。

【図３】ワンショット回路１１及びタイマ回路１２の動
作を説明するための波形図である。

【符号の説明】

１ 発振及び発光回路（火災検出回路） ３ 受光増幅回路（火災検出回路） ４ 火災判断回路 ６ ブザー（警報器） １０ 音響停止スイッチ １１ ワンショット回路 １２ タイマ回路

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 火災現象を検出し、その火災現象に基づ
   いた電気信号を出力する火災検出回路と、 該火災検出回路の出力信号に基づいて火災を判断し、火
   災と判断したときに警報器を駆動させる警報信号を出力
   する火災判断回路と、 該火災判断回路から警報信号が出力されているとき、音
   響停止スイッチがオン状態になるとパルス信号を出力す
   るワンショット回路と、 該ワンショット回路の出力パルス信号により起動し、予
   め設定された時間の間、前記警報信号の出力動作を停止
   させる信号を火災判断回路に出力すると共に、前記ワン
   ショット回路の動作を停止させる信号を前記ワンショッ
   ト回路に出力するタイマ回路とを備えることを特徴とす
   る火災警報器。
2. 【請求項２】 前記ワンショット回路は、音響停止スイ
   ッチのオン状態が所定時間続いたときにパルス信号を出
   力するものであることを特徴とする請求項１記載の火災
   警報器。