JPH022197B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は煙検知器に関し、さらに詳しくは、所
定濃度の煙の空中浮遊微粒子を検知し、火災警報
目的の警報器を作動させるための改良された手段
を結合してなる、改良された光電（型）煙検知・
警報装置（以下“システム”と称する）に関する
ものである。従来、新建築構造物内に備え付けら
れる装置として市場で入手可能な煙検知器は、次
の二つの型が一般的であつた。すなわち、電離型
と光電型で、どちらの型も家庭やビルで常用され
ている120V、60Hzの交流電源に接続できるよう
に合わされている。変則的には24V、60Hzのトラ
ンスまたは直流電源にも接続することができる。
（しかし）最近は、新構造物内にバツテリ（直流
電源）駆動の煙検知器を設置することを、建築法
で禁じている。

電離型煙検知器と光電型煙検知器は、いずれも
それぞれ独自の特有な利点と問題点とを持つてい
る。

従来、電離型煙検知器はまず第一に光電型のも
のよりも製造コストが安く、第二に素早く燃える
火に対してより迅速に警報器を作動させることが
できるので、最も一般的に使用されてきた型であ
る。

電離型煙検知器の欠点は、それが邪魔なものに
なりやすく、料理の匂いやクリーニング剤やシヤ
ワーの湿り気等によつても反応しやすく、かつ、
その煙検知システム内に放射線源を用いていると
いうことである。さらに、電離型の欠点は、夜間
負傷者や死者を出す実際の住宅火災の大多数を代
表する緩やかな燃焼あるいはくすぶり型の火災に
対しては、ゆつくりとしか反応しないということ
である。

従来、光電型煙検知器を使用する際の主な障害
は、その製造コストが電離型煙検知器よりも高い
ということであつた。そして、そのコスト的な不
利益の大部分は、発光ダイオードおよびフオトセ
ル（“光電セル”、“光電池”）として一般に知られ
ている硫化セレン・カドミウム光導電光センサ
（cadmium sulfo―selenide photo conductive
light sensor）に関する技術的な困難さに帰因し
ていた。

たいていの光電型煙検知器は、光源として、白
熱電球よりも発光ダイオードの方を用いている。
その理由は、白熱電球は比較的早く（短寿命で）
切れやすく、また低電圧の電源トランスを必要と
し、しかも、白熱電球の使用者に電球切れの状況
を検知し警報するための回路を余分に必要とする
からである。

発光ダイオードには、このような問題はない
が、一般に入手可能な発光ダイオードは白熱電球
に比べて非常にわずかな光しか出さないという、
それ特有の問題がある。たいていの発光ダイオー
ドは、わずかな光しか出さないので、それと一対
になつたフオトセルは不安定な弱光領域で作動す
るようになつていなければならない。

（しかし）フオトセルはそのような弱光領域で
作動するようには設計されていない。そのこと
が、十分安定なフオトセルの供給を困難にし、多
くの不合格品を生じ低いフオトセルの製造歩留り
の原因となつている。

フオトセルは、また、弱点が弱光領域では拡大
されるという多くの困難なパラメータを固有に持
つている。たとえば、フオトセルには「光履歴効
果」がある。これは、フオトセルが受容した光レ
ベルの最近の履歴によつて、フオトセルの作動が
支配されるという効果である。フオトセルはさら
に、同一の製造バツチおよび同一のセル型から作
られたものであつても、どんな二つの別のフオト
セルもけつして同一の仕方で作動しないという、
広域の温度係数差を持つている。フオトセルの製
造上の差はこれら多くの異常な点を引きおこし、
不幸なことに、これらの差はフオトセル製造者が
制御することができない。

従来、市場で最も入手しやすいフオトセル型の
光電煙検知器は、二つの別個のフオトセルを利用
していた。一つのフオトセルは煙を検知する光セ
ンサーフオトセルであつて、警報器を作動させる
ために役立つものであり、一方、もう一つのフオ
トセルは、前記光センサーフオトセルの好ましく
ない面を均衡化するためのものである。電子工学
においてこのようなタイプの配列は、ふつう「ブ
リツジ」と呼ばれている。

しかしながら、実用的な立場から言えば、フオ
トセル製造者としては正確に類似した二つの別個
のフオトセルを作ることはできない。類似である
と「仮想される」二つのフオトセルは、光レベル
の変化に伴う抵抗の変化に関してしばしば互いに
値が合わず、セルが暗い時の漏れ（暗電流）に関
して互いに値が合わず、あるいは増加光に対する
反応速度、光履歴効果、温度効果、エージングに
伴う抵抗変化、および湿気に伴う抵抗変化に関し
て互いに値が合わない。それゆえ、フオトセルの
差は、最初の電源電圧が上昇したり、温度が変化
したり、経年変化をおこしたり、あるいは電圧変
動等の他の変動があつたりする時には、ときとし
て、煙がない状態でも検知器に自己警報をおこさ
せることがある。その結果、多くの検知器は、こ
れら時々おこる誤作動のいくつかを除くように、
製造サイクルにおいて再加工されなければならな
い。

従来、一部の製造者は、フオトダイオードとし
て一般に知られている別の光センサー素子を用い
てきた。フオトダイオードを使用すると安定性は
増す一方、使用コストも劇的に増す。なぜなら、
特別な赤外線発光ダイオード、光源を増強するた
めのパルス技術および高度に複雑な電子回路を必
要とするからである。フオトダイオードは一般に
バツテリ操作の光電型煙検知器に用いられるが、
エネルギーの貯えた最大限にするために要求され
る複雑な回路、光源および光検知器が、実質上、
コストを非常に高くしている。

従来の光電型煙検知器の他の問題点は、従来の
検知器のほとんどが、金属デイスクや板に打ち当
たる舌片を動かす機能を、もつた電磁コイルを有
するホーンという形状の電気機械式警報器を使用
してきた、ということである。このような装置は
多くの部品の使用を必要とし、コストも高い。加
えるに、従来の光電型煙検知器のほとんどは、検
知器の煙感度を調整可能にするために、炭素可変
抵抗器を用いてきた。炭素可変抵抗器は高価で、
調整可能な範囲が限定されており、しかも、複雑
さばかりでなくコストも増加するような特別の回
路を必要とする。

本発明の第一の目的は、従来の煙検知器よりも
操作上はるかに安定しており、経年・変化・温度
変化・湿度変化および電圧変動に対する較正をよ
り改善して保ち、かつ、製造工程の間中、煙検知
器製造の量と質を最大歩留りにすることを可能に
する、改良された光電型煙検知・警報システムを
提供することにある。

本発明の第二の目的は、従来の光電型煙検知器
よりも構造が簡単で信頼性が高く、最小限のコス
トで製造・組立・試験ができ、かつ、操作上堅牢
で有効な、改良された煙検知・警報システムを提
供することにある。

本発明の第三の目的は、ある一箇所に設置され
得る完全に自己内蔵型単一構造の、あるいは自己
内蔵操作が可能なばかりでなく、ある一つの検知
器が警報音を発すると他のすべての検知器がシス
テム内のどこでも自動的に警報音を鳴らすよう
に、一つのシステムとして検知器を相互連結する
ことのできる、多数箇所に設置され得る、改良さ
れた光電型煙検知・警報システムを提供すること
にある。

本発明の第四の目的は、システムを調整し試験
するための改良された手段の結合からなり、各検
出器の煙感度を調整するための可変抵抗器を使う
必要性をなくす、改良された光電型煙検知・警報
システムを提供することにある。

本発明の第五の目的は、家庭や事務所、ビルに
おいて通常用いられている電源に接続され得る、
改良された光電型煙検知・警報システムを提供す
ることにある。

以下、図面を参照しながら本発明を具体的に説
明する。

第１図は、本発明の一実施例よりなる煙検知・
警報システムの回路図である。

同図に示すように、システム１０は、たとえば
家庭や商事ビルで用いられる通常の電気回路の
120V、60Hz交流電源に接続される端子Ｅ１，Ｅ
２から電源を供給される。システム１０は、ま
た、ピエゾセラミツク警報器PA、ダイオードＤ
１〜Ｄ４からなる全波整流ブリツジＢ１、同一基
板上に設けられた二つの別個のセルＶ１Ａ，Ｖ１
Ｂからなる一対のフオトセルＶ、赤色光を発する
亜砒化ガリウム・アルミニウム発光ダイオード
（red gallium aluminum arsenite light
emitting diode）Ｄ６、および六つのCMOSゲー
トIC１〜IC６からなる六インバータHIを含む煙
検知・調時・発振回路１２を有している。さらに
システム１０は、ツエナーダイオードＤ５、キヤ
パシタＣ１〜Ｃ４、抵抗Ｒ１〜Ｒ８、および通常
は開いている端子Ｅ３，Ｅ４をもつ試験用スイツ
チTSを含む電子試験回路１３を有している。こ
れら各回路要素は、すべて第１図のように電気的
に接続されている。以下、各回路要素について詳
細に説明する。

ベース１４上に装着された一対のフオトセルＶ
は、第１０図に示すように同一表面１５上に一つ
の基板が別個のセルＶ１ＡとＶ１Ｂとを含む、市
場で入手可能な一対のフオトセルである。セルＶ
１ＡとＶ１Ｂは同一面上で同時に作られ、どちら
か一方のセルに生じるどんな小さな製造上の変化
も、自動的にもう一方のセルにも生じるようにな
る。その結果、セルＶ１ＡとＶ１Ｂはそれぞれの
性質が互いに後を追うようにして、調和して同一
のものが作られる。たとえば、同一面１５上の二
つのセルＶ１ＡとＶ１Ｂは、温度変化、電圧変
動、経年変化および温度係数による変動に対し、
互いに自動的に補償することができる。それによ
り、システム１０の信頼性が向上し、サービス寿
命が伸びる。

システム１０の光源は、好ましくは赤色光を発
する亜砒化ガリウム・アルミニウム発光ダイオー
ドである発光ダイオードＤ６によつて供給する。
ここで亜砒化ガリウム・アルミニウム発光ダイオ
ードは、従来の光電型煙検知器に使われてきた砒
化燐化ガリウム発光ダイオードやその他の発光ダ
イオードとは区別されなければならない。発光ダ
イオードＤ６から発せられる光は、同一のエネル
ギー入力に対して、従来の光電型煙検知器で使わ
れた発光ダイオードから発せられる光よりも、約
８倍明るい。発光ダイオードＤ６から発せられる
特別明るい光は、一対のフオトセルＶを安定領域
で作動させることができる。

システム１０は、後から詳述する一つの光学セ
ンサーヘツド１６を有している。センサーヘツド
１６には、発光ダイオードＤ６から発せられる光
ビームを、他の回路要素の間でスプリツトする機
能がある。一般に発光ダイオードＤ６から発せら
れる主要光ビーム１８は、第３図〜第８図に示す
ように、レンズ２０を通り抜け、システム１０に
備えられた筐体２４によつて区切られた煙検知室
２２内に入射する。

筐体２４によつて区切られた室２２内に煙粒子
が存在すれば、その煙粒子が主要光ビーム１８を
一対のフオトセルＶの一方のセルＶ１Ａ上に反射
させる。

発光ダイオードＤ６から発せられる第二光ビー
ム２６は、センサーヘツド１６によつて区切られ
両端が開いて発光ダイオードＤ６および一対のフ
オトセルＶの「補償」側のセルＶ１Ｂに通じてい
るトンネルすなわち通路２８に進入する。この第
二光ビーム２６は、調整可能なネジ３２の形をし
た光シヤツターを通り過ぎる。この調整可能なネ
ジ３２はセンサーヘツド１６を押し分けるように
ふさぎ、その内側端部は通路２８を完全に通り抜
ける光の量を変えるように、通路２８中に進入
し、および／または通路２８から引つこむことが
できる。それから光ビーム２６はフイルター３４
を通過して、一対のフオトセルＶの「補償」用セ
ルＶ１Ｂに入射する。この「補償」用セルＶ１Ｂ
は発光ダイオードＤ６から発せられた光を測る。

これまでに説明した構造により、各検出ユニツ
トが最低煙濃度について望ましいパーセントまで
較正され得るべき低コストの感度調整が供給され
る。

ピエゾセラミツク警報器PAは、ピエゾセラミ
ツク円板３６の一方の表面に抑制力として働く金
属薄円板３８に結合したピエゾセラミツク円板３
６からなつている。振幅の増す電気信号がピエゾ
セラミツク円板３６の直径を増大させると、金属
円板３８によつて供給される抑制ばね力がこの組
立て体（ピエゾセラミツク円板３６と金属円板３
８）を平板形状から凸板形状に曲げる。電気信号
の極性が逆転すると、組立て体は凹板形状に逆方
向に曲がる。金属円板３８は振動し、適用信号、
組立て体の偏向量を決定する適用信号の振幅、お
よび発生した音波の振幅に応じた音を生ずる。ピ
エゾセラミツク円板３６と金属円板３８とからな
る組立て体は、共鳴室４２を画成する共鳴ベース
４０上に装着され、このベース４０は、後から詳
述するように筐体２４内に固定されている。

ピエゾ型警報器は電気機械式ホーンよりも、製
造するのが相当に簡単である。たとえば、ピエゾ
型警報器のコストは電気機械式ホーンの約半分で
あり、ピエゾ型警報器の信頼性は電気機械式のそ
れよりも大いに高い。

六インバータHIは六つのCMOSゲートIC１〜
IC６からなり、検知ばかりでなく調時作用も行
ない、かつ、ピエゾ警報器PAを操作するための
発振器をも供給する。図示された本発明の実施例
において、六インバータHIは数ステージが並列
接続で用いられている一方、二者択一において、
たとえば三つのCMOSゲートが六インバータに
代わつて用いられ得ること、あるいは、一つの集
積回路や十分な電流供給能力をもつ他の部材がシ
ステム１０に具体化されている六インバータによ
つてもたらされる結果と同一の結果を得るように
用いられ得ることが、理解されるだろう。

電子試験回路１３は、後から詳述するように、
一対のフオトセルＶ１ＡとＶ１Ｂの接続点の電位
を、より低いインピーダンスの抵抗分割網によつ
て達成される確固としたレベルに引き上げること
により、機能する。

第１図は、単一の筐体２４内に結合し得る単一
位置システムについて示している。第１図のシス
テムの操作において、回路が正常な「準備状態」
から煙でトリガーされた警報状態まで進行するよ
うに、交流電流が電界に接続されて通電している
端子Ｅ１に流れこむ。交流電流はリード線１００
を通り、降下抵抗Ｒ１を通り、そしてリード線１
０１を通つてダイオードＤ１〜Ｄ４からなる全波
整流ブリツジＢ１に入る。このブリツジＢ１から
の交流電流は、端子Ｅ２を通つて検知器のアース
電位線に流れ去る。全波整流ブリツジＢ１の出力
が、リード線１０２から発光ダイオードＤ６へ全
波整流電流を与える。この電流により、発光ダイ
オードＤ６から赤色光が発せられる。半波整流回
路でも、発光ダイオードＤ６および検知回路に電
流を供給するために用いられ得ることが、理解さ
れるべきである。しかし、ダイオードだけの回路
は一時的な電圧に感じやすく、検知回路に対し不
安定な電流・電圧しか供給せず、またより高い電
圧用の高価なダイオードを要する。

一部の光は発光ダイオードＤ６につながつてい
る透明なプラスチツク製「光パイプ」を通つてパ
イロツト指示光としても用いられ、煙検知器の使
用者が煙検知器が通電していることが分かるよう
に、その光は目に見えるようになつている。

主要光ビーム１８は、光学センサーヘツド１６
内に設けられているレンズ２０を通つて煙検知室
２２に導かれる。煙があると、一対のフオトセル
の一方のセルＶ１Ａ上に光ビーム１８を反射させ
て入光させる。もう一方の光ビーム２６は、一対
のフオトセルＶの「補償」側のセルＶ１Ｂに導か
れる。

発光ダイオードＤ６を通つた電流は、リード線
１０３を通つてキヤパシタＣ１を充電し、リード
線１０４を通つてダイオードブリツジＢ１の出力
側にもどる。キヤパシタＣ１はリード線１０５か
らリード線１０４へ、定常直流電圧を供給する。
リード線１０５からリード線１０４へ流れる分路
電流によつてキヤパシタＣ１にかかる電圧が12V
を越えると、ツエナーダイオードＤ５が導通す
る。このツエナーダイオードＤ５分路は、煙警報
制御システム１０全体を12Vの定常直流電圧に調
整する。

一対のフオトセルＶは電圧分割回路に接続され
ている。検知用のフオトセルＶ１Ａはリード線１
０５と接続点１０６（六インバータHIのピン１）
との間に接続される。発光ダイオードＤ６からの
光を煙が検知用セルＶ１Ａの方に偏向させると、
セルＶ１Ａの抵抗が減少する。それにより、接続
点１０６の電位が、リード線１０５によつて供給
される電圧12Vに近づく。六インバータHIの入
力側に流入する電流は無視できるほど小さい。一
対のフオトセルの補償用セルＶ１Ｂの抵抗は煙粒
子によつては変化しない。

接続点１０６とリード線１０４との間の電圧が
約6Vより高く上がると、六インバータHIは接続
点１０７（六インバータのピン２）の電圧を、リ
ード線１０５によつて供給された12Vからリード
線１０４の電圧0Vまでスイツチする。接続点１
０７の電圧が下がると、発振器が作動して警報器
を鳴らす。一対のフオトセルの補償側のセルＶ１
Ｂは、本回路において平衡、効果を奏する。

交流電圧が端子Ｅ１から端子Ｅ２に上昇する
と、さらに大きな電流が発光ダイオードＤ６を流
れ、発光ダイオードＤ６は明るさを増す。一対の
フオトセルＶの双方は抵抗が減少し、それによつ
て互いに相殺する。接続点１０６の電圧は、それ
ゆえ変動しない。同様の効果が熱や、寒さ、湿
度、暗履歴その他に対しても生じ、煙以外の要素
についてすべて平衡がとられることになる。

発振器に関しては、接続点１０８（六インバー
タHIのピン１３）が約6Vのスレツシヨールド
（閾値）電圧を有している。接続点１０８は6V以
上で“High”レベルにあり、6V未満では
“Low”レベルにある。接続点１０８が“High”
レベルにあるとき、インバータの論理を考える
と、接続点１０９は“Low”レベル、接続点１
１０は“High”レベル、および接続点１１１は
“Low”レベルにさせられる。接続点１０８が
“Low”レベルにあれば、上記と逆の連鎖が起こ
る。

一対のフオトセルの検知用セルＶ１Ａによつて
煙が検知されないときには、接続点１０６は
“Low”レベルにあり、接続点１０７は“High”
レベルで12Vに堅持される。接続点１０７の電位
が接続点１０８の電位よりも高ければ、発振器の
トリガは順バイアスされたダイオードＤ７によつ
て約12Vに「クランプ」され、発振することがで
きない。

煙が検知されると、接続点１０６の電位が
“High”レベルになり、接続点１０７を“Low”
レベルにして、ダイオードＤ７が逆バイアスされ
るので、ダイオードＤ７は接続点１０８に対し何
ら効果を及ぼさない。接続点１０８は浮いている
ので、抵抗Ｒ３に引かれるべく、すなわち影響さ
れるべくオープンになつている。抵抗Ｒ３はリー
ド線１１２上にあるものを感じるのみである。要
するに、リード線１１２の電圧は接続点１０８に
直接送られる。まず初めに、キヤパシタＣ３がリ
ード線１１２を0Vまで引き下げるが、キヤパシ
タＣ３が充電されると、接続点１０９が“High”
レベルにあるのでリード線１１２の電圧が上昇す
る。リード線１１２の電圧が上昇すると、接続点
１０８は接続点１１０と同様に“High”レベル
になる。それから、キヤパシタＣ３が逆転して抵
抗Ｒ４を通して充電されると、リード線は再び
“Low”レベルになる。それにより、接続点１０
８も“Low”レベルに引き下げられる。抵抗Ｒ
４を通してキヤパシタＣ３をコンスタントに充放
電することが、基本的に継続する発振をひき起こ
す。

ドライバーの出力状態は、金属円板３８に結合
したピエゾセラミツク材料３６に連結されてい
る。接続点１１１はリード線１１３を通してピエ
ゾセラミツク材料の一方の側Ｓ２に接続する。接
続点１１０はリード線１１４を通してピエゾセラ
ミツク材料のＳ２とは反対側の電極Ｓ３に接続さ
れる。Ｓ２とＳ３は可動電極である。電極Ｓ２と
Ｓ３はインバータ原理により、常に互いに逆方向
に駆動される。それゆえ、電極Ｓ２は電極Ｓ３に
対し常に位相が180゜ずれている。ピエゾセラミツ
ク材料に接続された電極Ｓ１は、抵抗Ｒ６を通し
てリード線１１２の電圧を引くフイードバツク電
極である。電極Ｓ１は警報音出力を最大限にする
ために、発振器を前記特別のピエゾ／円板組立て
体と同一の固有の共振周波数の状態におく。接続
点１０８が自由に浮いているときはいつでも、警
報器が鳴る。第１図に示された本発明の実施例に
おいて、ピエゾ型警報器PAは約3000Hzで作動し、
10フイート離れたところで測つて85dB以上の大
きさの警報音を発する。出力ドライバーは、大き
な警報音を達成するために、ピエゾセラミツク円
板組立て体を駆動する十分に大きな電流を許容す
るそれぞれ並列に配設されて二つのインバータか
らなる。

第１図に示された回路の他の要素を参照する
と、抵抗Ｒ２とＲ７は低インピーダンスドライバ
ーを構成している。試験用スイツチTSを切り換
えると、常開接点Ｅ３とＥ４が閉じる。接続点１
０６の電圧は8.25Vに引き上げられ、接続点１１
５の電圧も8.25Vに引き上げられ、接続点１０７
は“Low”レベルになる。それによつて、接続
点１０８が「フロート」になり、したがつて警報
器が作動する。

キヤパシタＣ２は、ピエゾ発振器の変動が接続
点１０６に悪影響を与えるのを防ぐための蓄電器
として作用する。電源電圧が最初に煙検知器に供
給されたとき、警報音が短く鳴るのを防ぐため
に、キヤパシタＣ４、ダイオードＤ８，Ｄ９およ
び抵抗Ｒ８からなる調時回路が設けられている。
煙検知器が最初に励起されると、キヤパシタＣ４
にかかる電圧はゼロである。それゆえ、接続点１
１６はリード線１０４上の12Vになる。接続点１
１６は、接続点１０６への一対のフオトセル入力
に関係なく、発振器が作動するのを防げるべく、
ダイオードＤ８を通して接続点１０８をクランプ
する。キヤパシタＣ４は、その後、たとえば約２
分後に接続点１０８のクランプを解くために抵抗
Ｒ８を通して充電し、通常の動作ができるように
する。

電力に乱れが生ずると、抵抗Ｒ２，Ｒ７および
ダイオードＤ９を通してキヤパシタＣ４が急速に
放電して、電力修復に対するうるさい警報音を防
止する。発振器回路の抵抗Ｒ５はピエゾ型警報器
への電力を制限し、六インバータを保護する。

第２図に示すように、発光ダイオードＤ６はセ
ンサーヘツド１６によつて区切られた縦方向に延
びる通路４６内に装着されている。センサーヘツ
ド１６は、光密ではあるが周囲の空気がそこを循
環するのを許す筐体２４内に装着されている。そ
れによつて、周囲の空気中に存在するどんな煙粒
子も、後から詳述するように、光密筐体２４を通
つて循環することができる。センサーヘツド１６
は室４８をも区切り、一対のフオトセルＶは室４
８内に装着されている。したがつて、一対のフオ
トセルＶの作動面１５は露出側の位置にある。

第７図に概略的に示されているように、周囲の
空気中に煙（空中浮遊微粒子物質）がないときに
は、発光ダイオードＤ６から発せられる光は煙検
知光電セルＶの検知側区域Ｖ１Ａ上に反射されな
い。これは、通常の警報スレツシヨールドレベル
の光よりも明らかに低いレベルの「ノイズ」は、
システムの操作に影響を及ぼさないということと
理解される。センサーヘツド１６は光電セルＶの
補償側セルＶ１Ｂにつながつているトンネル、す
なわち通路２８をも区切つている。それにより、
この補償側セルＶ１Ｂは常時、発光ダイオードＤ
６から発せられる光ビーム２６にさらされてい
る。

図示されている本発明の好ましい実施例におい
て、光学フイルター３４が発光ダイオードＤ６と
一対の光電セルの補償側セルＶ１Ｂとの間に配設
されている。光学フイルター３４は好適などんな
光学フイルター材料からも形成され得て、発光ダ
イオードＤ６から光電セルの補償側部分Ｖ１Ｂへ
送られる光の量を減少する働きをする。センサー
ヘツド１６は、レンズ２０と一対の光電セルＶと
の間に延び、かつ、煙粒子が通路２８へ進入する
のを防ぐために、Ｖ１ＡとＶ１Ｂの中間の光電セ
ルＶの面１５に線接続して終わつている縦方向に
延びた壁５０を備えている。

レンズ２０は、第７図に示すように、発光ダイ
オードＤ６からの光を比較的細いビーム１８に絞
る。この光ビーム１８は、煙が雰囲気中に存在し
ないときには、通常、一対の光電セルのＶ１Ａ区
域上には反射されない。

センサーヘツド１６と、ピエゾ型警報器PAを
除いた前記すべての電気的構成要素は、好ましく
は回路基板５２上に装着され、その回路基板５２
は筐体２４内に装着される。前述したように、筐
体２４は光密ではあるが周囲の空気がその中を通
つて循環することは許すので、周囲の空気中に存
在しているどんな煙粒子も、発光ダイオードＤ６
から発せられる光ビーム１８を通つて循環する。

ピエゾ型警報器PAも、後から詳述するような
仕方で筐体２４に装着されているので、このピエ
ゾ型警報器PAから発せられる音は、付近にいる
どんな人にも容易に聞こえ得るだろう。

第３図から第８図に示すように、筐体２４は前
述したシステム１０の各要素を囲繞し支持するた
めに用いられている。この筐体２４は、通常５４
で示されるベースと、通常５６で示されるカバー
とからなつている。ベース５４とカバー５６は、
十分な強度と、意図する目的に適合する十分な物
理的性質とを備えたプラスチツク、あるいはその
他の適切な材料からできている。

上記図に示すように、ベース５４は実質的に平
板の背壁５８と、連続した側壁６４，６６に接合
された連続した上、下の壁６０，６２とを有して
いる。下壁６０はその中央部に空気入口開口部６
８を画成し、その入口開口部６８の上部に一般に
長方形のフイルター７０が載置されている。この
フイルター７０は、好ましくは、塵や埃はトラツ
プするが空気と煙は通過させる大きさの隙間をも
つた、連続気泡発泡体状プラスチツク材料から形
成される。フイルター７０は内側に突出したフラ
ンジ７２，７４および７６，７７，７８，８０の
ような筐体内の真直なバツフルによつて保持され
ている。このバツフル７６，７７，７８および８
０はベース５４と共に完全に形成されている。し
たがつて、空気がフイルター７０を通り抜けた
後、そこに含まれている空気と煙が筐体２４内に
入ることを可能にする。

回路基板５２は筐体２４とその内部のバツフル
によつて区切られた光密室２２内に装着されてい
る。側壁６４，６６は、第６図に示すように、ピ
エゾセラミツク警報器PAが装着される室８４を
区切るために、筐体２４内の壁およびバツフルと
共同で作用する。

ベース５４の上壁６２は、その中央部に空気出
口開口部８６を設けている。この空気出口開口部
８６の下部には、好ましくはフイルター７０と同
一の材料から形成された一般に長方形のフイルタ
ー８８が装着されている。このフイルター８８
は、空気と煙を通過させる間、雰囲気中に存在す
る塵や埃をトラツプする機能を有する。フイルタ
ー８８は、一般にＬ型のフランジ９０，９２およ
び出口開口部を９６と９８に分ける真直なフイガ
ー９４によつて、保持される。

カバー５６は一般に平坦な前壁４４と、連続し
た側壁２０４，２０６に接合した連続した上、下
壁２００，２０２とを有する。これらカバー５６
の上、下壁２０２，２００および側壁２０４，２
０６は、筐体２４が組み立てられるとき、ベース
５４の上、下壁６２，６０および側壁６４，６６
と重なり合う。

カバー５６の下壁２００は、ベース５４のフイ
ルター７０および入口開口部６８と同位置に並ん
だ空気入口開口部２０８を画成する。カバー５６
は、また、室２２と８４とを区切るためにベース
５４の内部バツフルおよび壁と共同で作用する内
側に突出したバツフルをも有している。カバー５
６の上壁２０２は、ベース５４の空気出口開口部
８６のフイルター８８と同位置に並んだ出口開口
部２１４を画成する。それによつて、カバー５６
とベース５４とは、周囲の空気とそこに含まれた
煙とが筐体２４を流れ抜けるのを可能にする、筐
体２４を通る曲がつた空気通路を共同で画成す
る。そして、システム１０の電気的諸要素から発
生する熱は、筐体２４によつてもたらされる上記
煙突効果を増強し、空気とそこに含まれた煙とが
筐体２４を通つて途切れずに流れることを保証す
る。

図示された本発明の好ましい実施例において、
前壁４４は、ピエゾセラミツクＡの上に位置する
凹んだ開口部２２０を有する。この開口部２２０
により、ピエゾ型警報器から発せられるどんな音
も、付近にいる人に容易に聞き取られ得る。

前壁４４は、また、スイツチTS投入用の円筒
状回転ノブ２２４を突き出させるための円状開口
部２２２を有している。回転ノブ２２４は、光パ
イプ４５を囲繞している。この光パイプ４５は、
透明な円筒状ブラスチツク棒からなり、発光ダイ
オードＤ６から発せられる光と通じており、煙検
知器の使用者が煙検知器が通電中であることが分
かるように、使用者に対し目に見えるようになつ
ている。

本発明の他の実施例は、第１１図に示すよう
な、前述したような仕方で筐体２４内に装着され
る光電型煙検知・警報システム３１０である。シ
ステム３１０は三十個の検知器が一つのシステム
内に結線されるのを許容しているので、そのうち
のどれか一つの検知器が煙を検知すると、すべて
の検知器のすべての警報器が作動する。

大きな家や商事ビルにおいては、最初に煙を検
知した検知器の警報では、火災の危険にさらされ
た居住者にとつてその警報音が聞こえるには遠す
ぎるということが理解されるだろう。第１１図に
示すような本発明の実施例では、第１図に示した
ような回路に少数の要素を付加することによつ
て、ある一つの位置にあるどんな検知器も速やか
に工場内の多位置検知器に通報することができ
る。すなわち、絶縁被覆線が接続され、検知器内
部の結線のように検知器の外部にも結線される。
第１１図に示す本発明の実施例においては、第１
図に示したシステムの要素のすべてを含み、その
ような諸要素は前述したような仕方で作動する。

さらに、第１１図に示す本発明の実施例におい
ては、ダイオードＤ１０，Ｄ１１、発光ダイオー
ドＤ１２、抵抗Ｒ９〜Ｒ１３、キヤパシタＣ５お
よびトランジスタＱ１を有している。

一群の検知器を直列に結線したとき、すべての
警報器のうちで最初に作動するのに信頼できる一
個の検知器を配置することが重要である。第１１
図に示す本発明の実施例において、システム内の
他のすべての検知器が発光ダイオードＤ１２を発
光させていない間、警報を引きおこすユニツトが
発光ダイオードＤ１２を発光させる。このような
構成は火災が発生し始めた場所を決定するのに有
用であり、あるいはうるさく警報を発する欠陥検
知器を発見するのに有用である。その一個の検知
器が作動した結果、多ユニツトシステムにおける
他のすべての検知器を作動させる。本発明のこの
実施例において、筐体のカバーに穴の形をした適
当な部材（光パイプ）が設けられている。この部
材によつて、発光ダイオードＤ１２から発せられ
た光が、その特別なユニツトが警報器を作動さ
せ、それによりシステムのすべての煙検知器が作
動したことを示すために、システムの使用者に容
易に見られることができる。

第１１図に示した本発明の実施例の作用におい
て、煙のない正常な状態では、接続点１０７は
12V（“High”レベル）であり、ダイオードＤ１
０は電流を流さないように逆バイアスされてい
る。しかし、電流は給電線１０５および抵抗Ｒ９
〜Ｒ１１を通して流れ、キヤパシタＣ５を充電す
る。電流はさらにリード線１１８を通つて0V線
１０４に流れ続ける。この作用によつて、キヤパ
シタＣ５は6V以上に十分充電され、トランジス
タＱ１は順バイアスダイオードＤ７を通して接続
点１０８をクランプする。トランジスタＱ１が接
続点１０８を6V以上の電圧にクランプすると、
発振器は作動しない（オフになつている）。

煙が検知されると、接続点１０７は0Vに下げ
られ（“Low”レベル）、ダイオードＤ１０は順
バイアスされる。抵抗Ｒ１０，Ｒ１１を通してキ
ヤパシタＣ５から電流が放出され、それによつて
接続点１１７の電圧はリード線１０４の電圧
（0V）近くまで低下させられる。トランジスタＱ
１は“オン”でなくなり（“オフ”になり）、ダイ
オードＤ７が逆バイアスされて接続点１０８のク
ランプをやめる。したがつて、ピエゾ型警報器
PAが鳴る。

相互連結端子Ｅ５は、抵抗Ｒ１２，Ｒ１０およ
びダイオードＤ１０を通じて電圧を低下させられ
る。この相互連結端子Ｅ５は、他の同一の検知器
の相互連結端子と接続される。したがつて、最初
に煙を検知した検知器は、相互連結端子Ｅ５を介
して他のすべての検知器のキヤパシタＣ５を放電
させる。その結果、これら他のすべての検知器の
トランジスタＱ１は、リード線１２０を通じて行
なつていた導通をやめる。そして、これら他のす
べての検知器の接続点１０８はクランプから解放
され、警報発振器は相伴つて“スレーブ”警報音
を鳴らす。

相互連結されたシステム全体が最初に電源を入
れられた時、キヤパシタＣ４がタイマー機能を発
揮して、すべての検知器の接続点１０８をクラン
プする。接続点１０７は（煙非検知時の）
“High”レベルになるので、キヤパシタＣ５は抵
抗Ｒ９〜Ｒ１１を通して充電される。その後、た
とえば約10秒後、キヤパシタＣ５は十分に充電さ
れて、接続点１１７を6V以上にする。その結果、
トランジスタＱ１がダイオードＤ７を通して接続
点１０８をクランプし始める。それによつて、ク
ランプ機能の他に調時するというキヤパシタＣ４
の機能を、トランジスタＱ１が引き継ぐ。それゆ
え、電源をシステムに最初に投入した時には、全
システムのピエゾ型警報器はけつして鳴らない
（誤報しない）。

煙がシステム内のある特定の検知器によつて検
出され、接続点１０７が0Vに低下させられると、
その特定の検知器は発光ダイオードＤ１２のみが
光を発して、システムの他のすべての検知器の発
光ダイオードＤ１２は発光しないので、システム
の使用者はどこで火災が発生しているか、その場
所を決定することができ、あるいはうるさく誤警
報を鳴らしている欠陥検知器を発見することがで
きるということが、理解されるだろう。

また、第１１図に示した本発明の実施例は、第
１図に示したシステムにただ一つの相互連結用端
子Ｅ５（を含む回路）を付加するだけで、煙検
知・警報という機能をシステム内の他の検知器に
伝え、かつ伝えられることを可能にするというこ
とも、理解されるだろう。

上記システム１０およびシステム３１０に用い
られている各要素の代表的な値・規格は次の通り
である。

Ｄ１〜Ｄ４：信号用ダイオード1N4148 Ｄ５：ツエナーダイオード1N5242 Ｄ６：亜砒化ガリウムアルミニウム発光ダイオ
ード Ｄ７〜Ｄ１１：信号用ダイオード1N4148 Ｄ１２：発光ダイオード Ｃ１：アルミ電解キヤパシタ（470μF＋50％，
−10％，16V耐圧、放射型リード線） Ｃ２：キヤパシタ（0.001μF±20％，50V耐圧、
軸型リード線） Ｃ３：キヤパシタ（0.0022μF±20％，50V耐
圧、軸型リード線） Ｃ４：アルミ電解キヤパシタ（100μF＋50％，
−20％，16V耐圧、低漏れ電流型） Ｃ５：キヤパシタ（0.1μF±20％，50V耐圧、
軸型リード線） Ｑ１：NPN型信号用トランジスタ2N3904（コ
レクタ電流―200mA，HFE最小−40） Ｒ１：巻線抵抗器（4.5KΩ、5W±10％，120V
用）あるいは炭素被膜抵抗器（430Ω，
1W±10％、交流／直流24V用） Ｒ２：ソリツド抵抗器（6.8KΩ，1/4Ｗ±10
％） Ｒ３：ソリツド抵抗器（1MΩ，1/4Ｗ±10％） Ｒ４：ソリツド抵抗器（270KΩ，1/4Ｗ±10
％） Ｒ５：ソリツド抵抗器（270Ω，1/4Ｗ±10％） Ｒ６：ソリツド抵抗器（56KΩ，1/4Ｗ±10％） Ｒ７：ソリツド抵抗器（15KΩ，1/4Ｗ±10％） Ｒ８：ソリツド抵抗器（5.6MΩ，1/4Ｗ±10
％） Ｒ９：ソリツド抵抗器（4.7MΩ，1/4Ｗ±10
％） Ｒ１０：ソリツド抵抗器（22KΩ，1/4Ｗ±10
％） Ｒ１１：ソリツド抵抗器（100KΩ，1/4Ｗ±10
％） Ｒ１２：ソリツド抵抗器（47KΩ，1/4Ｗ±10
％） Ｒ１３：ソリツド抵抗器（3.3KΩ，1/4Ｗ±10
％） Ｖ１Ａ，Ｖ１Ｂ：同一基板上に設けられた一対
のフオトセル HI：６個のインバータからなるIC（モトローラ
社のMC14069UB） 圧電セラミツク変換素子：NTK EC―F250―
355―Ｂ しかし、これらの数値や規格は、本発明の原理
を特別に応用することに応じて変化し得るという
ことが、理解されるだろう。たとえば、抵抗Ｒ１
の値は上記表中に示されたように調整し得るの
で、システムは120V以外の電圧―交流24V等―
でも作動できる。そして、システムが設計されて
いる交流電圧と等しい値の直流電圧を用いても、
システムは作動するということを理解しなければ
ならない。

以上図示し説明してきた本発明の好ましい実施
例の他にも、本発明の精神を逸脱しない範囲で、
様々な変更や変形がなされ得るということが理解
されなければならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例よりなる煙検知・警
報システムの電気回路図、第２図は第１図のシス
テムに設けられている煙検知器ヘツドの拡大縦断
面図、第３図は第１図のシステムの各要素を囲繞
し支持するために用いられる光密な筐体の斜視
図、第４図は第３図の筐体の平面図、第５図は第
３図の筐体の下面図、第６図は第３図の筐体から
カバーを外したときのベース内部の正面図、第７
図は煙が第３図の筐体内に存在しないときの光パ
ターンを説明するための正面図、第８図は煙が第
３図の筐体内に存在するときの光パターンを説明
するための正面図、第９図は第１図のシステムに
設けられているピエゾ型警報器の分解斜視図、第
１０図は第１図のシステムに設けられている一対
のフオトセルの拡大斜視図、および第１１図は本
発明の他の実施例よりなる煙検知・警報システム
の電気回路図である。 １０…煙検知・警報システム、１２…煙検知・
調時・発振回路、１６…光学センサーヘツド、１
８…主要光ビーム、２０…レンズ、２４…筐体、
２６…第二光ビーム、２８…通路、３６…ピエゾ
セラミツク円板、３８…金属薄円板、５４…筐体
のベース、５６…筐体のカバー、７０，８８…塵
埃フイルター、１０６〜１１１，１１７…回路の
接続点、３１０…相互連結可能な煙検知・警報シ
ステム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光密の内室を画成し、該内室とそれぞれ連通
   する入口開口部および出口開口部を有する筐体部
   材、空気および空中浮遊微粒子物質が入口開口部
   から前記内室に流入し、また出口開口部を通つて
   該内室から流出するのを許し、該内室に周囲から
   の光が入りこまない曲がつた通路を画成する複数
   のバツフルを有する前記筐体内の部材、前記筐体
   部材によつて支持される電気的に作動可能なピエ
   ゾセラミツク警報部材、前記内室内に装着される
   亜砒化ガリウム・アルミニウム発光ダイオードを
   有する照明回路、該発光ダイオードに直流電源を
   供給する部材、同一基板上に設けられ直列に接続
   され前記発光ダイオードへの直流電源供給部材に
   電気的に接続された二つの光電部材を有する煙検
   知回路、及び発光ダイオードに近接して前記内室
   内に該二つの光電部材を装着する部材を有し、該
   二つの光電部材が同一基板上で同時に製造され各
   導電率が入射光量の関数として変化する一対の同
   一の光電池であつて、常時該一対の光電池の一方
   に発光ダイオードから定常の光が入射し、空中浮
   遊微粒子物質が前記内室内に存在する時には他方
   の光電池に発光ダイオードから光が入射して他方
   の光電池の導電率を変化させ、該二つの光電部材
   の導電率の差に応じてピエゾセラミツク警報部材
   を作動させることを特徴とする煙検知・警報装
   置。 ２ 前記ピエゾセラミツク警報部材の作動を、所
   定の時間、遅らせるのに有効な調時部材を有する
   特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 該二つの光電部材の接続点に電気的に接続さ
   れ、かつ、前記筐体部材の外側で手動可能なテス
   トスイツチ部材を有する特許請求の範囲第２項記
   載の装置。 ４ 前記筐体の内側に配設され、かつ、該二つの
   光電部材に入射する光量を変化させる調整用ネジ
   部材を有する特許請求の範囲第３項記載の装置。