特開 2022-123404 煙感知器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022123404

(43)【公開日】2022-08-24

(54)【発明の名称】煙感知器

(51)【国際特許分類】

   G08B 17/103 20060101AFI20220817BHJP

【ＦＩ】

G08B17/103

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021020703

(22)【出願日】2021-02-12

(71)【出願人】

【識別番号】000111074

【氏名又は名称】ニッタン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(74)【代理人】

【識別番号】100154070

【弁理士】

【氏名又は名称】久恒 京範

(74)【代理人】

【識別番号】100153280

【弁理士】

【氏名又は名称】寺川 賢祐

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 俊介

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 友雅

(72)【発明者】

【氏名】坂上 聡

【テーマコード（参考）】

5C085

【Ｆターム（参考）】

5C085AA03

5C085BA32

5C085DA08

5C085FA20

(57)【要約】

【課題】減光式煙感知器における煙の検出精度を向上させる。
【解決手段】発射光を発する送光素子１１と、発射光を再帰性反射板に向けて屈折させる送光レンズ１２と、再帰性反射板で発射光が反射して生じた反射光を受ける受光レンズ１４と、光軸が送光素子１１の光軸と一致しない位置、又は送光素子１１が発射光を発する向きと異なる向きに設けられており、受光レンズ１４を介して反射光を受ける受光素子１３と、を有し、受光レンズ１４は送光レンズ１２を内包している。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

発射光を発する送光素子と、
前記発射光を再帰性反射板に向けて屈折させる送光レンズと、
前記再帰性反射板で前記発射光が反射して生じた反射光を受ける受光レンズと、
光軸が前記送光素子の光軸と一致しない位置、又は前記送光素子が前記発射光を発する向きと異なる向きに設けられており、前記受光レンズを介して前記反射光を受ける受光素子と、
を有し、
前記受光レンズは前記送光レンズを内包している煙感知器。

【請求項2】

前記受光素子は、前記受光レンズの光軸上の位置に設けられており、
前記送光素子は、前記受光レンズの光軸と重なっていない前記送光レンズの光軸上の位置に設けられている、
請求項１に記載の煙感知器。

【請求項3】

前記受光素子は、前記送光レンズの光軸上において、前記送光素子が前記発射光を発する向きと反対の向きに前記反射光を受けるように設けられており、
前記煙感知器は、前記受光レンズを通過した前記反射光を前記受光素子に向けて反射する反射鏡をさらに有する、
請求項１に記載の煙感知器。

【請求項4】

前記送光レンズは、光軸が前記受光レンズの光軸と重なる位置に設けられている、
請求項３に記載の煙感知器。

【請求項5】

前記受光レンズを通過した前記反射光を反射する第１反射鏡と、
前記送光素子が発した前記発射光を前記送光レンズに向けて反射する第２反射鏡と、
前記第１反射鏡が反射した前記反射光を前記受光素子に向けて反射する第３反射鏡と、
を有する、
請求項１に記載の煙感知器。

【請求項6】

前記送光素子と前記受光素子とが対向する位置に設けられており、
前記第２反射鏡の裏面に前記第３反射鏡が設けられている、
請求項５に記載の煙感知器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、煙を感知する煙感知器に関する。

【背景技術】

【0002】

投光器から照射した光が再帰性反射板で反射した光の強度に基づいて煙を感知する減光式煙感知器が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実用新案出願公開昭６３－１４３９９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

減光式煙感知器は、多くの場合、大空間での火災検出に用いられる。再帰性反射板を用いる場合、送光部（受光部）と再帰性反射板は対向する離れた壁面等に設置され、その距離は最大１００ｍになることもある。したがって、再帰性反射板を用いる場合は、送光部と受光部が２００ｍ離れることになり、送光部より発した光は減衰して受光部に届くので、受光する光の量は僅かとなるため、Ｓ／Ｎ比を向上させる技術が望まれている。送光の光束を絞れば減衰量は減らすことができるが、光束を絞ると設置時に光軸調整の精度が必要になり、建物の歪みの影響も大きくなるため、経験上光束の拡散角は１～２度程度である。

【0005】

従来の再帰性反射板を利用する減光式煙感知器においては、送光部と受光部とそれぞれのレンズが並んで配置され、送光素子の光軸上における、送光素子が光を発する側と反対側の壁面等に再帰性反射板が設けられている。受光素子は、再帰性反射板で反射した光を送光素子の側方で受けるように構成されていた。その結果、筐体サイズを大型化せずに、受光素子のレンズ径を大きくすることができないため、受光素子の光軸方向に入射する反射光の量を多く取れずＳ／Ｎ比の改善による煙の検出精度向上が難しいという問題が生じていた。

【0006】

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、再帰性反射板を利用する減光式煙感知器における煙の検出精度を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１の態様の煙感知器は、発射光を発する送光素子と、前記発射光を再帰性反射板に向けて屈折させる送光レンズと、前記再帰性反射板で前記発射光が反射して生じた反射光を受ける受光レンズと、光軸が前記送光素子の光軸と一致しない位置、又は前記送光素子が前記発射光を発する向きと異なる向きに設けられており、前記受光レンズを介して前記反射光を受ける受光素子と、を有し、前記受光レンズは前記送光レンズを内包している。

【0008】

前記受光素子は、前記受光レンズの光軸上の位置に設けられており、前記送光素子は、前記受光レンズの光軸と重なっていない前記送光レンズの光軸上の位置に設けられていてもよい。前記受光素子は、前記送光レンズの光軸上において、前記送光素子が前記発射光を発する向きと反対の向きに前記反射光を受けるように設けられており、前記煙感知器は、前記受光レンズを通過した前記反射光を前記受光素子に向けて反射する反射鏡をさらに有してもよい。

【0009】

前記送光レンズは、光軸が前記受光レンズの光軸と重なる位置に設けられていてもよい。前記煙感知器は、前記受光レンズを通過した前記反射光を反射する第１反射鏡と、前記送光素子が発した前記発射光を前記送光レンズに向けて反射する第２反射鏡と、前記第１反射鏡が反射した前記反射光を前記受光素子に向けて反射する第３反射鏡と、を有してもよい。

【0010】

前記送光素子と前記受光素子とが対向する位置に設けられており、前記第２反射鏡の裏面に前記第３反射鏡が設けられていてもよい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、減光式煙感知器における煙の検出精度を向上させるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】従来の煙感知器の様子を示す。

【図2】第１の実施形態の煙感知器の構成を示す。

【図3】第２の実施形態の煙感知器の構成を示す。

【図4】第３の実施形態の煙感知器において本体部の構成を示す。

【図5】第１の参考例の煙感知器の構成を示す。

【図6】第２の参考例の煙感知器の構成を示す。

【発明を実施するための形態】

【0013】

［従来の煙感知器１００の構成］
本発明の煙感知器１００の前提となる技術を説明するために、従来の煙感知器１００についてまず説明する。図１は、従来の煙感知器１００の構成を示す。煙感知器１００は、筐体１に収容された送光素子１１と、送光レンズ１２と、受光素子１３と、受光レンズ１４とを備える。

【0014】

煙感知器１００は、発射光を再帰性反射板２に向けて発する。発射光の進む向きを図１中に矢印で示す。煙感知器１００は、再帰性反射板２で反射光が反射して生じた反射光を受ける。測定空間内に煙が存在する状態では、発射光及び反射光の光路が煙により遮られるため、煙感知器１００が受ける反射光の強さが低下する。煙感知器１００は、この反射光の低下量に基づいて、測定空間内の煙を感知する。

【0015】

再帰性反射板２は、煙感知器１００からの発射光を煙感知器１００へ反射させる。再帰性反射板２は、例えば、ガラスビーズ球を樹脂の中に多数混入させた構造を有する。再帰性反射板２は、この構造により、発射光とほぼ平行且つ逆方向へ発射光を反射させる。

【0016】

送光素子１１は、発射光を発する光源である。送光レンズ１２は、送光素子１１が発した発射光を再帰性反射板２に向けて屈折させる。受光素子１３は、受光レンズ１４を介して再帰性反射板２からの反射光を受ける。受光レンズ１４は、再帰性反射板２からの反射光を受ける。

【0017】

受光レンズ１４は、反射光を受光素子１３の位置に収束させる。図１の煙感知器１００では、煙感知器１００の同一の筐体内に送光レンズ１２及び受光レンズ１４が並べて設置されているため、筐体サイズに比べ受光レンズ１４の口径が小さくなる。このため、受光素子１３に入射する反射光の量が少なくＳ／Ｎ比が低下してしまい、煙の有無の検出精度が不足するという問題が生じていた。

【0018】

［第１の実施形態］
図２は、本発明の第１の実施形態の煙感知器１００の構成を示す。図２（ａ）は、煙感知器１００の構成（Ａ－Ａ線断面図）を示す。図２（ｂ）は、煙感知器１００を再帰性反射板２側から見た形状を示す。再帰性反射板２は、図１に示す再帰性反射板２と同様であるため、図２中では、再帰性反射板２を省略している。

【0019】

煙感知器１００は、筐体１に収容された送光素子１１と、送光レンズ１２と、受光素子１３と、受光レンズ１４とを備える。送光素子１１及び受光素子１３は、図１の送光素子１１及び受光素子１３と同様である。送光素子１１は、送光レンズ１２の光軸上の位置に設けられている。送光素子１１は、配線基板１５上に設けられている。配線基板１５は、例えばプリント基板である。

【0020】

受光素子１３は、受光レンズ１４の光軸上の位置に設けられている。受光素子１３は、その光軸が送光素子１１の光軸とは一致しない位置に設けられている。受光素子１３は、送光素子１１と同じ配線基板１５上に設けられている。

【0021】

送光レンズ１２は、図１と同様に、発射光を再帰性反射板２に向けて屈折させる。送光レンズ１２は、受光レンズ１４に内包されている。送光レンズ１２は、受光レンズ１４の光軸と受光レンズ１４の外縁との間に設けられている。送光レンズ１２は、例えば、受光レンズ１４の厚み方向における中央位置に設けられている。送光素子１１が発した発射光は、図２（ａ）中の破線及び矢印で示すように、送光レンズ１２において屈折してほぼ平行光となる。ほぼ平行光となった発射光は、再帰性反射板２の方向へ進む。

【0022】

図２（ｂ）は、送光レンズ１２及び受光レンズ１４を再帰性反射板２側から見た様子を示す。図２（ｂ）に示すように、送光レンズ１２の光軸Ａ１は、受光レンズ１４の光軸Ａ２と重なっていない。

【0023】

受光レンズ１４は、図１の受光レンズ１４と同様に、再帰性反射板２からの反射光を受ける。反射光は、図２（ａ）中の破線及び矢印で示すように、受光レンズ１４により屈折して受光素子１３に集まる。受光レンズ１４の焦点距離は、送光レンズ１２の焦点距離とほぼ同じとなり、各素子との距離に合う焦点距離になる。受光レンズ１４の焦点距離は、受光レンズ１４の厚み方向の中心位置から受光素子１３までの距離である。

【0024】

第１の実施形態の煙感知器１００では、送光レンズ１２が受光レンズ１４に内包されているので、送光レンズ１２及び受光レンズ１４を並べて設ける場合（図１）に比べて、受光レンズ１４を大きくすることができる。煙感知器１００は、大型の受光レンズ１４を用いることにより、受光素子１３の光軸方向に入射する反射光の量を増加させることができるので、煙感知器１００を大型化させることなく、Ｓ／Ｎ比を改善することにより煙の検出精度を向上させることができる。

【0025】

［第２の実施形態］
図３は、第２の実施形態の煙感知器１００を示す。第２の実施形態の煙感知器１００は、筐体１の内部に凹面を有する反射鏡を備える。ここでは、反射鏡は凹面としたが、凹面に限定しない。図３（ａ）は、煙感知器１００の構成（Ａ－Ａ線断面図）を示す。図３（ｂ）は、煙感知器１００を再帰性反射板２側から見た形状を示す。煙感知器１００は、筐体１に収容された送光素子１１、送光レンズ１２、受光素子１３、受光レンズ１４、配線基板１５及び反射鏡２１を備える。

【0026】

図３（ａ）に示す受光素子１３は、送光素子１１が配置されている配線基板１５において送光素子１１とは反対側の面に設置されている。受光素子１３は、送光素子１１が発射光を発する向きと異なる向きに設けられている。受光素子１３は、例えば、送光レンズ１２の光軸上において、送光素子１１が発射光を発する向きと反対の向きに反射光を受けるように設けられている。受光素子１３は、送光素子１１が発射光を発する方向と垂直な方向に反射光を受けるように設けられてもよい。

【0027】

送光レンズ１２は、その一部が受光レンズ１４の中央位置と重なるように設けられている。図３（ｂ）に示すように、送光レンズ１２は、例えばその光軸Ａ１が受光レンズ１４の光軸Ａ２と重なる位置に設けられている。

【0028】

反射鏡２１は、煙感知器１００内において受光素子１３に向かい合う位置に設けられている。反射鏡２１は、受光レンズ１４を通過した反射光を受光素子１３に向けて反射する。

【0029】

第２の実施形態の煙感知器１００は、反射鏡２１を介して受光素子１３へ反射光を入射させるので、受光素子１３と受光レンズ１４との距離は、受光レンズ１４の焦点距離よりも短くてよい。したがって、反射鏡２１を用いずに受光素子１３へ反射光を入射させる場合（図２）に比べて、煙感知器１００の筐体の厚さＬを小さくすることができる。

【0030】

また、第２の実施形態の煙感知器１００においては、送光素子１１と送光レンズ１２との距離を、受光素子１３と受光レンズ１４との距離、及び受光レンズ１４の焦点距離よりも小さくすることができる。したがって、煙感知器１００では、送光素子１１を送光レンズ１２に近付けることができるので、送光レンズ１２の口径を小さくすることができる。このため、受光レンズ１４の有効面積が大きくなり、Ｓ／Ｎ比を改善することができる。

【0031】

［第３の実施形態］
図４は、第３の実施形態の煙感知器１００の構成を示す。第３の実施形態の煙感知器１００は、筐体１の内部に第１反射鏡２２及び両面鏡２３を備える。送光素子１１は、配線基板１５ａに設けられている。受光素子１３は、配線基板１５ａとは異なる配線基板１５ｂに設けられている。受光素子１３は、送光素子１１と対向する位置に設けられている。

【0032】

第１反射鏡２２は、受光レンズ１４を通過した反射光を反射する。図４の例では、第１反射鏡２２は、反射光を両面鏡２３へ向けて反射する。

【0033】

両面鏡２３は、その表側を第２反射鏡として、送光素子１１が発した発射光を送光レンズ１２に向けて反射する。両面鏡２３は、その裏側を第３反射鏡として、第１反射鏡２２が反射した反射光を受光素子１３に向けて反射する。この第３反射鏡は、第２反射鏡の裏面に設けられている。第２反射鏡及び第３反射鏡は、両面鏡２３からなる例に限定されず、複数の反射鏡としてそれぞれ煙感知器１００内に配置されてもよい。

【0034】

第３の実施形態の煙感知器１００は、第１反射鏡２２及び両面鏡２３を有することにより、送光素子１１及び受光素子１３を、受光レンズ１４の光軸と重ならない位置に設けることができる。その結果、煙感知器１００の筐体の厚さＬを小さくすることができる。

【0035】

［第１から第３の実施形態の煙感知器１００による効果］
第１から第３の実施形態の煙感知器１００では、送光レンズ１２が受光レンズ１４に内包されているので、送光レンズ１２及び受光レンズ１４を並べて設ける場合（図１）に比べて、煙感知器１００を小型化することができる。煙感知器１００は、そのサイズを大きくすることを抑制しつつ、受光レンズ１４を大型化することができる。煙感知器１００は、大型の受光レンズ１４を用いることにより、受光素子１３の光軸方向に入射する反射光の量を増加させることができる。このため、煙感知器１００は、Ｓ／Ｎ比を改善することにより煙の検出精度を向上させることができる。

【0036】

［第１の参考例］
図５は、第１の参考例の煙感知器２００の構成を示す。煙感知器２００は、第１本体部３０及び第２本体部４０を備える。第１本体部３０は、送光素子１１、送光レンズ１２、配線基板１５ａ及び反射鏡２２を備える。第２本体部４０は、受光素子１３、受光レンズ１４、配線基板１５ｂ及び反射鏡２４を備える。

【0037】

送光素子１１は、配線基板１５ａに設けられている。反射鏡２２は、送光素子１１が発した発射光を送光レンズ１２に向けて反射させる。受光素子１３は、配線基板１５ｂに設けられる。反射鏡２４は、受光レンズ１４を通過した発射光を受光素子１３へ向けて反射させる。このようにして、送光素子１１と受光素子１３とが別の筐体に設けられることにより、個々の筐体を小型化することが可能になる。

【0038】

［第２の参考例］
図６は、第２の参考例の煙感知器２００の構成を示す。図６に示すように、煙感知器２００においては、第１本体部３０に、反射鏡２２ａ及び反射鏡２２ｂが設けられている。第２本体部４０に、反射鏡２４ａ及び反射鏡２４ｂが設けられている。

【0039】

反射鏡２２ａは、送光素子１１が発した発射光を反射鏡２２ｂへ向けて反射する。反射鏡２２ｂは、反射鏡２２ａが反射した発射光を送光レンズ１２へ向けて反射する。反射鏡２４ａは、受光レンズ１４を通過した発射光を反射鏡２４ｂへ向けて反射する。反射鏡２４ｂは、反射鏡２４ａが反射した発射光を受光素子１３へ向けて発射する。

【0040】

第１本体部３０は、反射鏡２２ａ及び２２ｂを用いて発射光を第２本体部４０へ向けて発することにより、その筐体を小型化することができる。第２本体部４０は、反射鏡２４ａ及び２４ｂを用いて発射光を受けることにより、受光レンズ１４から受光素子１３までの距離を確保しつつ、その筐体を小型化することができる。

【0041】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

【符号の説明】

【0042】

１ 筐体
２ 再帰性反射板
１１ 送光素子
１２ 送光レンズ
１３ 受光素子
１４ 受光レンズ
１５ 配線基板
１５ａ 配線基板
１５ｂ 配線基板
２１ 反射鏡
２２ 反射鏡
２２ａ 反射鏡
２２ｂ 反射鏡
２３ 両面鏡
２４ 反射鏡
２４ａ 反射鏡
２４ｂ 反射鏡
３０ 第１本体部
４０ 第２本体部
１００ 煙感知器
２００ 煙感知器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】