JP2004220156A - 散乱光式煙感知器 - Google Patents
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Abstract
【課題】発光部後方からの漏れ光の受光部への入射を部品点数を増やすことなく防止する。
【解決手段】検煙部カバーの組み付けにより内部に検煙空間を形成し、発光部および受光部を検煙空間内に突出することなく開口部を設けて埋設した検煙部本体５とを備えた散乱光式煙感知器であり、検煙部本体５の背面側に、発光部のの後方の発光部取付部２１から出る漏れ光の受光部側への入射を阻止する漏れ光防止リブ２４を一体に設ける。また漏れ光防止リブ２４に対応して組付け側の端子盤に嵌合溝が設けられ、組立時の位置合わせに用いられる。
【選択図】 図７
【解決手段】検煙部カバーの組み付けにより内部に検煙空間を形成し、発光部および受光部を検煙空間内に突出することなく開口部を設けて埋設した検煙部本体５とを備えた散乱光式煙感知器であり、検煙部本体５の背面側に、発光部のの後方の発光部取付部２１から出る漏れ光の受光部側への入射を阻止する漏れ光防止リブ２４を一体に設ける。また漏れ光防止リブ２４に対応して組付け側の端子盤に嵌合溝が設けられ、組立時の位置合わせに用いられる。
【選択図】 図７
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部から流入した検煙空間内の煙粒子による光の散乱光を受光して火災を検出する散乱光式煙感知器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の散乱光式煙感知器としては例えば図８のものがある（特許文献１）。図８（Ａ）において、感知器本体１００の下部にカバー１０２が装着され、その内部に煙が流入する検煙空間１０３を形成している。検煙空間１０３内の感知器本体１００側にはホルダー１０４が装着され、ホルダー１０４には開口１１０，１１２を介して発光部１０６と受光部１０８が収納される。
【０００３】
この構造にあっては、図８（Ｂ）に示すように、発光部１０６は光軸１１４の方向に光を出し、流入した煙に光が当たることによる散乱光を光軸１１６の方向から受光部１０８で受光している。
【０００４】
ここで発光部１０６と受光部１０８は、感知器における仮想的な水平面上で光軸１１４，１１６が斜めに交差するように配置し、光軸交点１１８の散乱角θを所定の角度に設定している。ここで、散乱角θに対する補角となる光軸の交差角δを構成角と呼び、θ＝１８０°−δの関係にある。
【０００５】
更に間に二枚の遮光板１２０，１２２を配置し、遮光板１２０で受光部１０８に向かう直接光を遮り、次の遮光板１２２で手前の遮光板１２０の先端に当たった光の反射光を遮るための光トラップを形成している。
【０００６】
尚、この従来構造にあっては、図８（Ａ）のように、発光部１０６と受光部１０８の光軸を３°〜５°程度下向きにして光軸交点が検煙空間１０３の上部面に近づきすぎないように調整している。
【０００７】
しかしながら、このような従来の散乱光式煙感知器の構造にあっては、感知器内部の煙が流入する検煙空間１０３に発光部１０６、受光部１０８、遮光板１２０，１２２等が突出しており、外部からの煙の流入に方向性を持つ可能性が高いという不具合がある。
【０００８】
そこで検煙空間１０３への煙流入に方向性を持たないようにするため、例えば図９のような散乱光式煙感知器が知られている（特許文献２）。
【０００９】
図９において、感知器本体２００の下部にカバー２０２が装着され、その内部に煙が流入する検煙空間２０３を形成している。検煙空間２０３内の感知器本体２００側にはホルダー２０４が装着され、ホルダー２０４には開口２１０，２１２を介して発光部２０６と受光部２０８が埋め込まれ、検煙空間２０３に飛び出すことのない構造となっており、煙の流入特性に方向性が無い構造をとっている。
【００１０】
発光部２０６は光軸２１４の方向に光を出し、流入した煙に光が当たることによる散乱光を光軸２１６の方向に設置された受光部２０８で受光する。このため感知器内の仮想的な鉛直面に、発光部２０６と受光部２０８を対向しないように光軸２１４，２１６を斜め下向きに配置し、光軸交点２１８の散乱角θを所定の角度に設定している。なお、構成角δは、θ＝１８０°−δの関係にある。
【００１１】
一方で、火災による煙の種類は燃焼する材料等により、煙の粒子径は比較的大きなものから小さなものまで様々である。このため、様々な粒子径の煙に対し、極力感度に差のないようにすることがひとつの課題とされている。
【００１２】
煙粒子径に対し、感度差の少ない散乱角θは６０〜９０°程度（構成角δでは９０〜１２０°）であることが知られている（特許文献３）。
【００１３】
しかし、図９の従来構造にあっては、煙粒子径に対する感度差を少なくするために散乱角θを例えば６０°というように大きくすると、ホルダー２０４の設置面に対し光軸交点２１８’のように下にさがり、その分、感知器の高さを大きくしなければならず、さらに天井面からの反射光の影響を避けるため感知器（検煙部）を薄型化できないために、鉛直面上で散乱角θを６０〜９０°といった適切な角度範囲とすることができない。
【００１４】
この場合、散乱角を６０〜９０°とするために発光部２０６と受光部２０８の間隔を狭くすれば、薄型化が可能であるが、受光部に対する電気的な誘導や直接の漏れ光の影響の問題が発生する。すなわち発光部と受光部は極力遠ざけて配置する必要があるため、検煙空間の高さを変えずに散乱角を６０°〜９０°にしようとすると、検煙部を薄型にすることができない。
【００１５】
そこで本願出願人にあっては、検煙部を更に薄型に構成し、かつ散乱角を自在に設定可能とし、検煙空間への煙流入に方向性が無く、更に発光部と受光部を極力遠ざけて配置できる光電式煙感知器を提案している（特願２００２−４２２１）。
【００１６】
この散乱光式煙感知器は、検煙部の取付側に発光部および受光部を、検煙空間内に突出することなく発光側開口部と受光側開口部を開けて埋設し、検煙空間に向かう発光部からの光軸と検煙空間内の煙粒子によって散乱されて受光部に向かう散乱光の光軸が、水平方向に所定の角度で交差し且つ鉛直方向に所定の角度で交差するように、発光部と受光部をホルダーに固定している。
【００１７】
ところで、このようなホルダーに発光部と受光部を組込んだ構造の散乱光式煙感知器にあっては、ホルダーの背面側に組込まれた発光部からは、その後方に常に大きな漏れ光があり、この発光部からの漏れ光がホルダー背面から受光部側に入射する場合がある。
【００１８】
そこでホルダーに発光部と受光部を組込んだ第１の光学系ホルダーの背後に別部品として作られた第２の光学系ホルダーを装着し、発光部の後方からの漏れ光を防止した光電式煙感知器もある（特許文献４）。
【００１９】
【特許文献１】
実公昭５９−１０６０６号公報
【特許文献２】
特開昭６０−１０３９３号
【特許文献３】
特開平７−７２０７３号
【特許文献４】
特開平７−１２１７８５号公報
【特許文献５】
実開昭６３−１０３１９０号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の発光部後方からの漏れ光を防止する構造にあっては、発光部及び受光部を組込んだホルダー以外に漏れ光を防止するためのホルダーが別部品として必要であり、検煙部構造の部品点数が多くなり、製造工数、部材管理工数が増加し、コストアップの原因となっている。
【００２１】
本発明は、発光部後方からの漏れ光の受光部への入射を部品点数を増やすことなく防止する散乱光式煙感知器を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は次のように構成する。本発明は、検煙空間に向けて光を発する発光部と、検煙空間内の煙粒子による前記発光部からの光の散乱光を受光する受光部と、外部からの煙を流入すると共に外部からの光を遮断するラビリンス部材を周囲に配置した検煙部カバーと、検煙部カバーの組み付けにより内部に検煙空間を形成し、発光部および受光部を前記検煙空間内に突出することなく開口部を設けて埋設した検煙部本体と、検煙部本体の背後に配置される端子盤とを備えた散乱光式煙感知器であって、検煙部本体の背面に、発光部の後方から出る漏れ光の受光部側への入射を阻止する漏れ光防止部材を一体に設けたことを特徴とする。
【００２３】
ここで検煙部本体は、背面の外周側半径方向に発光部及び受光部を埋設するホルダー部を張り出し形成し、漏れ光防止部材として、ホルダー部の発光部埋設側の側端から外周端に至る漏れ光防止リブを背面に起立したことを特徴とする。
【００２４】
このように本発明にあっては、検煙部本体の背後には発光部後方からの漏れ光の受光部への入射を防止する漏れ光防止部材として、例えば漏れ光防止リブを一体に設けたことで、部品点数を増加させることなく、検煙部本体と検煙部カバーとの２部品で発光部後方からの漏れ光の受光部への入射を確実に防止できる。
【００２５】
更に検煙部本体の背面であって漏れ光防止リブの外周端に嵌合リブを形成し、これに対応して端子盤は、検煙部本体の組付け面に、環状リブを起立すると共に、嵌合リブに相対した環状リブの位置に縦方向に嵌合溝を形成し、嵌合リブが嵌合溝に相対する位置で検煙部本体を端子盤に嵌め入れて組み付ける構造を備えたことを特徴とする。このように本発明で検煙部本体の背面に設けた漏れ光防止リブは、端子盤に組付ける際の位置決め部材としての機能を合わせ持つこととなる。
【００２６】
本発明の別の形態にあっては、検煙部と端子盤との組立が適切にできるための構造を備えた散乱光式煙感知器を提供する。即ち本発明は、検煙空間に向けて光を発する発光部と、検煙空間内の煙粒子による発光部からの光の散乱光を受光する受光部と、外部からの煙を流入すると共に外部からの光を遮断するラビリンス部材を周囲に配置した検煙部カバーと、検煙部カバーの組み付けにより内部に検煙空間を形成し、前記発光部および受光部を設けた検煙部本体と、検煙部本体の背後に配置される端子盤とを備えた散乱光式煙感知器であって、
検煙部本体は、背面の外周側半径方向に第１嵌合リブを形成すると共に前記第１嵌合リブを挟み込む少なくとも一対の第２嵌合リブを形成し、
端子盤は、前記検煙部本体の組付け面に、環状リブを起立すると共に、前記第１嵌合リブ及び第２嵌合リブに相対した前記環状リブの位置に縦方向に第１嵌合溝及び第２嵌合溝を形成し、
第１及び第２嵌合リブは、外周側先端のエッジ部分に環状リブの先端面に摺設する矩形切欠を形成し、矩形切欠を環状リブに嵌め合わせた状態で相対回転させ、第１及び第２嵌合リブが前記第１及び第２嵌合溝に相対する位置で検煙部本体を端子盤に嵌め入れて組み付ける構造を備えたことを特徴とする。
【００２７】
このため検煙部本体と端子盤を任意の位置で押し合わせた状態で片方を回転させて行くと、嵌合リブと嵌合溝が相対した位置に回転したときにリブが溝に入り込んで組立状態が得られ、組立ロボット等を用いた自動組立に好適な構造を実現している。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による散乱光式煙検知器の実施形態を示した断面図である。図１において、散乱光式煙感知器は、感知器本体１とカバー２で構成される。感知器本体１は、検煙部本体５、検煙部カバー６及び端子盤１３で構成されている。
【００２９】
検煙部本体５の下部に配置された検煙部カバー６内には、検煙空間４が形成されている。検煙空間４の周囲には検煙部カバー６と一体にラビリンス１４が形成され、外部からの煙を容易に流入させる経路をつくると同時に、外部からの光の入射を遮っている。
【００３０】
このラビリンス１４の周囲に位置するカバー２の部分には煙流入口３が開口されている。更に検煙部本体５に相対した検煙部カバー６の内面には光トラップ１１が形成されている。
【００３１】
検煙部本体５は上部に回路基板１２を配置すると共に、検煙空間４側に発光部７と受光部８を設けており、それぞれのリード線を回路基板１２に接続し、発光駆動及び受光処理を行うようにしている。
【００３２】
発光部７は発光側開口部９を介して検煙空間４に光を照射し、検煙空間４に煙が流入した際の煙粒子に光があたった時に生ずる散乱光を、受光側開口部１０を介して受光部８に入射するようにしている。
【００３３】
ここで本発明にあっては、検煙空間４に向かう発光部７からの光軸と、検煙区間内の煙粒子によって散乱されて受光部８に向かう散乱光の光軸が水平方向に所定の角度αで交差し、且つ鉛直方向に所定角度βで交差するように検煙部本体５に発光部７と受光部８を配置している。
【００３４】
図２は図１の散乱光式煙感知器の組立分解図である。図２において、感知器本体１は、検煙部本体５に対し下側から検煙部カバー６を組み付けた後に、検煙部本体５を端子盤１３に組み付けている。組立の済んだ感知器本体１はカバー２に収納され、図１のような組立状態を得ることができる。
【００３５】
なお、検煙部本体５の端子盤１３に対する組付けは、検煙部本体５の背面に形成している嵌合リブ２８，３０の切欠２８ａ，３０ａと端子盤１３の嵌合溝２８ｂ，３０ｂにより行われるが、その詳細は後の説明で明らかにする。また検煙部本体５の背面には、漏れ光防止リブ２４が一体に設けられているが、この点も後の説明で明らかにする。
【００３６】
図３は本発明における検煙部本体５を検煙空間側から見た斜視図である。検煙部本体５の検煙空間側の面には発光側開口部９と受光側開口部１０が形成されている。
【００３７】
図４は本発明における検煙部本体５と検煙部カバー６を組み合わせた検煙部アッセンブリの断面図であり、図１、図２に対し上下を逆にして示している。図４において、検煙部本体５の背後に一体形成されたホルダー部２０の中に発光部７と受光部８が埋設されている。発光部７及び受光部８は検煙空間４に向かう発光部７からの発光光軸２５と、検煙空間４内の煙粒子によって散乱された受光部８に向かう散乱光の受光光軸２６が、後の説明で明らかにするように、水平方向に所定の角度αで交差し、且つ鉛直方向に角度βで交差するように配置している。
【００３８】
また発光部７の収納部に続いては円筒孔１５が形成され、この円筒孔１５に続いて開口凹部１６が形成され、円筒孔１５は開口凹部１６の内壁面に開口している。同様に受光部８側についても受光孔１８と開口凹部１９が形成され、開口凹部１９に受光孔１８が開口している。
【００３９】
図５（Ａ）は図３の検煙部本体５に設けている発光部７と受光部８の設置位置に対応した光学的な位置関係を３次元座標空間で模式的に表している。
【００４０】
図５（Ａ）において、発光部７による発光点Ｐからの発光光軸２５をベクトルで示し、光軸交点Ｏからの散乱光が入射する受光光軸２６を受光部８の受光点Ｑに対するベクトルで示している。
【００４１】
この発光点Ｐ、光軸交点Ｏ及び受光点Ｑを結ぶ三角形が本発明の煙感知器構造における散乱光式煙検知のための仮想的な光学面であり、三角形ＰＯＱを形成する面はｘｙ平面となる水平面及びｚｘ平面となる鉛直面のそれぞれに対し、ある角度を持って配置されている。
【００４２】
説明を簡単にするため発光点Ｐのｘ軸上への投影を投影点Ａとなるように配置しており、従って発光光軸１４の鉛直方向の傾斜角φは、この場合ｘ軸に対する角度となる。
【００４３】
ここで発光光軸２５と受光光軸２６をｘｙ平面となる水平面から見ると図５（Ｂ）のように、投影点Ａが発光点Ｐに対応し、投影点Ｂが受光点Ｑに対応する。すなわち発光光軸２５と受光光軸２６は、水平方向において、所定の角度αをもって交差している。一方、発光光軸２５と受光光軸２６を面ＡＢＱＰに投影すると、発光光軸と受光光軸が鉛直方向において、所定の角度βをもって交差する。
【００４４】
例えば垂直方向の傾斜角φ＝３０°に設定し、水平面でのみかけ上の構成角α＝１２０°とすると、構成角δ＝９７°となる。また水平面でのみかけ上の構成角αをα＝１２０°、傾斜角φをφ＝９．８°に設定していると、構成角δはδ＝１１７°となる。
【００４５】
これをまとめると、みかけ上の構成角α＝１２０°を一定に保った場合の傾斜角φ＝９．８°，３０°に対し、実際の構成角δ＝１１７°，９７°となり、発光点Ｐと受光点Ｑの水平方向での位置を変化させない場合、垂直方向の傾斜角φを大きくすれば、逆に実際の構成角δを小さくする関係が得られる。もちろん垂直方向の傾斜角φを小さくすれば光軸交点Ｏの高さが低くなることから、より薄型化することになる。
【００４６】
図５のような発光から受光までの光軸の３次元関係に基づき、本発明の実施形態では、発光光軸２５と受光光軸２６の構成角δを略１１０°としている。もちろんこの構成角δ＝１１０°に対応する散乱角θはθ＝１８０°−δ＝７０°である。
【００４７】
このように本発明にあっては、発光部７の光軸２５と受光部８の光軸２６を構成角δ＝１１０°に設定した状態で水平面におけるみかけ上の構成角α及び垂直面における傾斜角φをもつように検煙部本体５内に埋め込み配置することで、煙粒子の大きさに対する感度の影響の少ない最適な角度配置を行っても、煙に対する光軸交点の飛び出し量を低く抑え、感知器の薄型構造を実現できる。
【００４８】
図６は本発明における検煙部本体５の背面から見た平面図である。図６（Ａ）において、検煙部本体５の背面中央にはホルダー部２０が張り出し形成され、後方に開口した発光部取付部２１に図４のように発光部７が組み込まれるが、後方は閉鎖されていないことから、発光部７の発光駆動による漏れ光が後方に出る。
【００４９】
一方、ホルダー部２０の反対側には受光部取付部２２が設けられ、ここに図４のように受光部８が組み込まれるが、受光部８の後方は閉鎖されていないため、このままでは発光部７の後方からの漏れ光が入射してしまう可能性が高い。
【００５０】
そこで本発明にあっては、発光部取付部２１に近いホルダー部２０の側面から検煙部本体５の外周端に至る漏れ光防止リブ（第１嵌合リブ）２４を背面に起立して一体に形成している。
【００５１】
この漏れ光防止リブ（第１嵌合リブ）２４は、図２のように検煙部本体５を端子盤１３に組付けた際に、端子盤１３に形成している環状リブ３２の嵌合溝（第１嵌合溝）２７ｂにリブ先端が嵌り込んで隔壁を形成し、発光部取付部２１からの漏れ光が受光部取付部２２に向かうのを確実に防止する。
【００５２】
図６（Ｂ）は漏れ光防止リブ２４を取出して示した側面図であり、漏れ光防止リブ（第１嵌合リブ）２４における外周側先端のエッジ部分に矩形の切欠２７ａを形成している。
【００５３】
また検煙部本体２５の背面の中心に対し対称となる位置には、嵌合リブ（第２嵌合リブ）２８，３０が一体に形成されている。嵌合リブ（第２嵌合リブ）２８，３０は平面から見て外に開いたＵ字形にリブを起立しており、Ｕ字形のリブ外周側先端のエッジ部分に図６と同じ矩形の切欠２８ａ，３０ａを形成している。
【００５４】
図７は、図６の検煙部本体５が組み付けられる端子盤１３の平面図である。端子盤１３の検煙部本体５の組付け面には環状リブ３２が形成され、環状リブ３２の中心に対し対称となる位置に２つを一組にして嵌合溝（第２嵌合溝）２８ｂ，３０ｂを形成している。この第２嵌合溝２８ｂ，３０ｂは図６（Ａ）の嵌合リブ２８，３２の各Ｕ形の先端リブ位置に対応している。
【００５５】
また嵌合溝２８ｂに近い位置に嵌合溝（第１嵌合溝）２７ｂが形成され、この嵌合溝２７ｂは図６（Ａ）の漏れ光防止リブ２４の先端リブ位置（第１嵌合リブ）に対応している。
【００５６】
このような検煙部本体５の背後の嵌合リブ２８，３０及び漏れ光防止リブ２４と、それぞれに対応した端子盤１３の嵌合溝２８ｂ，３０ｂ及び２７ｂにより、図２の組立の際に、各リブの矩形の切欠２７ａ，２８ａ，３０ａを端子盤１３の環状リブ３２の先端面に任意の位置で嵌め合わせ、端子盤１３に検煙部本体５を軽く押しつけた状態で回して行くと、リブ先端と嵌合溝があったときに、リブ先端が溝に入り、組立状態が得られる。
【００５７】
このため検煙部本体５を端子盤１３に押し当てて回すという操作により、位置合わせを必要とすることなく簡単に正しい位置で組み合わせることができる。
【００５８】
なお、上記の実施形態にあっては、漏れ光防止リブ２４をホルダー部２０における発光部取付部２１に近い位置に設けているが、角度αを与えるホルダー部２０の側面側であれば、任意の位置に設けても良い。また漏れ光防止リブ２４を端子盤１３側に設けるようにしても良い。
【００５９】
更に発光部後方からの漏れ光の受光部への入射を防止するためには、本発明による漏れ光防止リブ２４に加え、検煙部本体５の背面側に配置される回路基板１２を黒色系とするレジストやシルクを使用し、更にまた、端子盤１３についても黒色系とすることが望ましい。
【００６０】
なお、本願発明では端子盤と検煙部本体との組立について実施形態の説明を行ったが、端子盤とは受信機からの電源および信号をやりとりするための電気的な接続端子を有しているものに限られず、検煙部本体を固定できる部材であれば良い。
【００６１】
また本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明によれば、検煙部本体の背面に、発光部後方からの漏れ光の受光部への入射を防止する漏れ光防止部材として、例えば漏れ光防止リブを一体に設けたことで、部品点数を増加させることなく、検煙部本体と検煙部カバーとの２部品で発光部後方からの漏れ光の受光部への入射を確実に防止できる。
【００６３】
また検煙部本体の第１及び第２嵌合リブは、外周側先端のエッジ部分に端子盤の環状リブの先端に摺設する矩形切欠を形成し、この矩形切欠を環状リブに嵌め合わせた状態で相対回転させ、第１及び第２嵌合リブが第１及び第２嵌合溝に相対する位置で検煙部本体と端子盤を組み合わせる構造を備えたことで、組立ロボット等を用いた自動組立を効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による散乱光式煙感知器の実施形態を示した断面図
【図２】図１の散乱光式煙感知器の組立分解図
【図３】本発明における検煙部本体の検煙空間側から見た斜視図
【図４】本発明における検煙部本体と検煙部カバーを組み合わせた検煙部アッセンブリの断面図
【図５】本発明における発光部と受光部の位置関係の説明図
【図６】本発明における検煙部本体を背面側から示した平面図
【図７】本発明における端子盤の検煙部組付け側から見た平面図
【図８】従来の感知器構造の説明図
【図９】検煙空間に発光部、受光部等を突出させない従来構造の説明図
【符号の説明】
１：感知器本体
２：カバー
３：煙流入口
４：検煙空間
５：検煙部本体
６：検煙部カバー
７：発光部
８：受光部
９：発光側開口部
１０：受光側開口部
１１：光トラップ
１２：回路基板
１３：端子盤
１４：ラビリンス
１５：円筒孔
１６，１９：開口凹部
２０：ホルダー部
２１：発光部取付部
２２：受光部取付部
２４：漏れ光防止リブ
２５：発光光軸
２６：受光光軸
２８，３０：嵌合リブ（第１嵌合リブ）
２７ａ，２８ａ，３０ａ：切欠
２７ｂ，２８ｂ，３０ｂ：嵌合溝
３２：環状リブ
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部から流入した検煙空間内の煙粒子による光の散乱光を受光して火災を検出する散乱光式煙感知器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の散乱光式煙感知器としては例えば図８のものがある（特許文献１）。図８（Ａ）において、感知器本体１００の下部にカバー１０２が装着され、その内部に煙が流入する検煙空間１０３を形成している。検煙空間１０３内の感知器本体１００側にはホルダー１０４が装着され、ホルダー１０４には開口１１０，１１２を介して発光部１０６と受光部１０８が収納される。
【０００３】
この構造にあっては、図８（Ｂ）に示すように、発光部１０６は光軸１１４の方向に光を出し、流入した煙に光が当たることによる散乱光を光軸１１６の方向から受光部１０８で受光している。
【０００４】
ここで発光部１０６と受光部１０８は、感知器における仮想的な水平面上で光軸１１４，１１６が斜めに交差するように配置し、光軸交点１１８の散乱角θを所定の角度に設定している。ここで、散乱角θに対する補角となる光軸の交差角δを構成角と呼び、θ＝１８０°−δの関係にある。
【０００５】
更に間に二枚の遮光板１２０，１２２を配置し、遮光板１２０で受光部１０８に向かう直接光を遮り、次の遮光板１２２で手前の遮光板１２０の先端に当たった光の反射光を遮るための光トラップを形成している。
【０００６】
尚、この従来構造にあっては、図８（Ａ）のように、発光部１０６と受光部１０８の光軸を３°〜５°程度下向きにして光軸交点が検煙空間１０３の上部面に近づきすぎないように調整している。
【０００７】
しかしながら、このような従来の散乱光式煙感知器の構造にあっては、感知器内部の煙が流入する検煙空間１０３に発光部１０６、受光部１０８、遮光板１２０，１２２等が突出しており、外部からの煙の流入に方向性を持つ可能性が高いという不具合がある。
【０００８】
そこで検煙空間１０３への煙流入に方向性を持たないようにするため、例えば図９のような散乱光式煙感知器が知られている（特許文献２）。
【０００９】
図９において、感知器本体２００の下部にカバー２０２が装着され、その内部に煙が流入する検煙空間２０３を形成している。検煙空間２０３内の感知器本体２００側にはホルダー２０４が装着され、ホルダー２０４には開口２１０，２１２を介して発光部２０６と受光部２０８が埋め込まれ、検煙空間２０３に飛び出すことのない構造となっており、煙の流入特性に方向性が無い構造をとっている。
【００１０】
発光部２０６は光軸２１４の方向に光を出し、流入した煙に光が当たることによる散乱光を光軸２１６の方向に設置された受光部２０８で受光する。このため感知器内の仮想的な鉛直面に、発光部２０６と受光部２０８を対向しないように光軸２１４，２１６を斜め下向きに配置し、光軸交点２１８の散乱角θを所定の角度に設定している。なお、構成角δは、θ＝１８０°−δの関係にある。
【００１１】
一方で、火災による煙の種類は燃焼する材料等により、煙の粒子径は比較的大きなものから小さなものまで様々である。このため、様々な粒子径の煙に対し、極力感度に差のないようにすることがひとつの課題とされている。
【００１２】
煙粒子径に対し、感度差の少ない散乱角θは６０〜９０°程度（構成角δでは９０〜１２０°）であることが知られている（特許文献３）。
【００１３】
しかし、図９の従来構造にあっては、煙粒子径に対する感度差を少なくするために散乱角θを例えば６０°というように大きくすると、ホルダー２０４の設置面に対し光軸交点２１８’のように下にさがり、その分、感知器の高さを大きくしなければならず、さらに天井面からの反射光の影響を避けるため感知器（検煙部）を薄型化できないために、鉛直面上で散乱角θを６０〜９０°といった適切な角度範囲とすることができない。
【００１４】
この場合、散乱角を６０〜９０°とするために発光部２０６と受光部２０８の間隔を狭くすれば、薄型化が可能であるが、受光部に対する電気的な誘導や直接の漏れ光の影響の問題が発生する。すなわち発光部と受光部は極力遠ざけて配置する必要があるため、検煙空間の高さを変えずに散乱角を６０°〜９０°にしようとすると、検煙部を薄型にすることができない。
【００１５】
そこで本願出願人にあっては、検煙部を更に薄型に構成し、かつ散乱角を自在に設定可能とし、検煙空間への煙流入に方向性が無く、更に発光部と受光部を極力遠ざけて配置できる光電式煙感知器を提案している（特願２００２−４２２１）。
【００１６】
この散乱光式煙感知器は、検煙部の取付側に発光部および受光部を、検煙空間内に突出することなく発光側開口部と受光側開口部を開けて埋設し、検煙空間に向かう発光部からの光軸と検煙空間内の煙粒子によって散乱されて受光部に向かう散乱光の光軸が、水平方向に所定の角度で交差し且つ鉛直方向に所定の角度で交差するように、発光部と受光部をホルダーに固定している。
【００１７】
ところで、このようなホルダーに発光部と受光部を組込んだ構造の散乱光式煙感知器にあっては、ホルダーの背面側に組込まれた発光部からは、その後方に常に大きな漏れ光があり、この発光部からの漏れ光がホルダー背面から受光部側に入射する場合がある。
【００１８】
そこでホルダーに発光部と受光部を組込んだ第１の光学系ホルダーの背後に別部品として作られた第２の光学系ホルダーを装着し、発光部の後方からの漏れ光を防止した光電式煙感知器もある（特許文献４）。
【００１９】
【特許文献１】
実公昭５９−１０６０６号公報
【特許文献２】
特開昭６０−１０３９３号
【特許文献３】
特開平７−７２０７３号
【特許文献４】
特開平７−１２１７８５号公報
【特許文献５】
実開昭６３−１０３１９０号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の発光部後方からの漏れ光を防止する構造にあっては、発光部及び受光部を組込んだホルダー以外に漏れ光を防止するためのホルダーが別部品として必要であり、検煙部構造の部品点数が多くなり、製造工数、部材管理工数が増加し、コストアップの原因となっている。
【００２１】
本発明は、発光部後方からの漏れ光の受光部への入射を部品点数を増やすことなく防止する散乱光式煙感知器を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は次のように構成する。本発明は、検煙空間に向けて光を発する発光部と、検煙空間内の煙粒子による前記発光部からの光の散乱光を受光する受光部と、外部からの煙を流入すると共に外部からの光を遮断するラビリンス部材を周囲に配置した検煙部カバーと、検煙部カバーの組み付けにより内部に検煙空間を形成し、発光部および受光部を前記検煙空間内に突出することなく開口部を設けて埋設した検煙部本体と、検煙部本体の背後に配置される端子盤とを備えた散乱光式煙感知器であって、検煙部本体の背面に、発光部の後方から出る漏れ光の受光部側への入射を阻止する漏れ光防止部材を一体に設けたことを特徴とする。
【００２３】
ここで検煙部本体は、背面の外周側半径方向に発光部及び受光部を埋設するホルダー部を張り出し形成し、漏れ光防止部材として、ホルダー部の発光部埋設側の側端から外周端に至る漏れ光防止リブを背面に起立したことを特徴とする。
【００２４】
このように本発明にあっては、検煙部本体の背後には発光部後方からの漏れ光の受光部への入射を防止する漏れ光防止部材として、例えば漏れ光防止リブを一体に設けたことで、部品点数を増加させることなく、検煙部本体と検煙部カバーとの２部品で発光部後方からの漏れ光の受光部への入射を確実に防止できる。
【００２５】
更に検煙部本体の背面であって漏れ光防止リブの外周端に嵌合リブを形成し、これに対応して端子盤は、検煙部本体の組付け面に、環状リブを起立すると共に、嵌合リブに相対した環状リブの位置に縦方向に嵌合溝を形成し、嵌合リブが嵌合溝に相対する位置で検煙部本体を端子盤に嵌め入れて組み付ける構造を備えたことを特徴とする。このように本発明で検煙部本体の背面に設けた漏れ光防止リブは、端子盤に組付ける際の位置決め部材としての機能を合わせ持つこととなる。
【００２６】
本発明の別の形態にあっては、検煙部と端子盤との組立が適切にできるための構造を備えた散乱光式煙感知器を提供する。即ち本発明は、検煙空間に向けて光を発する発光部と、検煙空間内の煙粒子による発光部からの光の散乱光を受光する受光部と、外部からの煙を流入すると共に外部からの光を遮断するラビリンス部材を周囲に配置した検煙部カバーと、検煙部カバーの組み付けにより内部に検煙空間を形成し、前記発光部および受光部を設けた検煙部本体と、検煙部本体の背後に配置される端子盤とを備えた散乱光式煙感知器であって、
検煙部本体は、背面の外周側半径方向に第１嵌合リブを形成すると共に前記第１嵌合リブを挟み込む少なくとも一対の第２嵌合リブを形成し、
端子盤は、前記検煙部本体の組付け面に、環状リブを起立すると共に、前記第１嵌合リブ及び第２嵌合リブに相対した前記環状リブの位置に縦方向に第１嵌合溝及び第２嵌合溝を形成し、
第１及び第２嵌合リブは、外周側先端のエッジ部分に環状リブの先端面に摺設する矩形切欠を形成し、矩形切欠を環状リブに嵌め合わせた状態で相対回転させ、第１及び第２嵌合リブが前記第１及び第２嵌合溝に相対する位置で検煙部本体を端子盤に嵌め入れて組み付ける構造を備えたことを特徴とする。
【００２７】
このため検煙部本体と端子盤を任意の位置で押し合わせた状態で片方を回転させて行くと、嵌合リブと嵌合溝が相対した位置に回転したときにリブが溝に入り込んで組立状態が得られ、組立ロボット等を用いた自動組立に好適な構造を実現している。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による散乱光式煙検知器の実施形態を示した断面図である。図１において、散乱光式煙感知器は、感知器本体１とカバー２で構成される。感知器本体１は、検煙部本体５、検煙部カバー６及び端子盤１３で構成されている。
【００２９】
検煙部本体５の下部に配置された検煙部カバー６内には、検煙空間４が形成されている。検煙空間４の周囲には検煙部カバー６と一体にラビリンス１４が形成され、外部からの煙を容易に流入させる経路をつくると同時に、外部からの光の入射を遮っている。
【００３０】
このラビリンス１４の周囲に位置するカバー２の部分には煙流入口３が開口されている。更に検煙部本体５に相対した検煙部カバー６の内面には光トラップ１１が形成されている。
【００３１】
検煙部本体５は上部に回路基板１２を配置すると共に、検煙空間４側に発光部７と受光部８を設けており、それぞれのリード線を回路基板１２に接続し、発光駆動及び受光処理を行うようにしている。
【００３２】
発光部７は発光側開口部９を介して検煙空間４に光を照射し、検煙空間４に煙が流入した際の煙粒子に光があたった時に生ずる散乱光を、受光側開口部１０を介して受光部８に入射するようにしている。
【００３３】
ここで本発明にあっては、検煙空間４に向かう発光部７からの光軸と、検煙区間内の煙粒子によって散乱されて受光部８に向かう散乱光の光軸が水平方向に所定の角度αで交差し、且つ鉛直方向に所定角度βで交差するように検煙部本体５に発光部７と受光部８を配置している。
【００３４】
図２は図１の散乱光式煙感知器の組立分解図である。図２において、感知器本体１は、検煙部本体５に対し下側から検煙部カバー６を組み付けた後に、検煙部本体５を端子盤１３に組み付けている。組立の済んだ感知器本体１はカバー２に収納され、図１のような組立状態を得ることができる。
【００３５】
なお、検煙部本体５の端子盤１３に対する組付けは、検煙部本体５の背面に形成している嵌合リブ２８，３０の切欠２８ａ，３０ａと端子盤１３の嵌合溝２８ｂ，３０ｂにより行われるが、その詳細は後の説明で明らかにする。また検煙部本体５の背面には、漏れ光防止リブ２４が一体に設けられているが、この点も後の説明で明らかにする。
【００３６】
図３は本発明における検煙部本体５を検煙空間側から見た斜視図である。検煙部本体５の検煙空間側の面には発光側開口部９と受光側開口部１０が形成されている。
【００３７】
図４は本発明における検煙部本体５と検煙部カバー６を組み合わせた検煙部アッセンブリの断面図であり、図１、図２に対し上下を逆にして示している。図４において、検煙部本体５の背後に一体形成されたホルダー部２０の中に発光部７と受光部８が埋設されている。発光部７及び受光部８は検煙空間４に向かう発光部７からの発光光軸２５と、検煙空間４内の煙粒子によって散乱された受光部８に向かう散乱光の受光光軸２６が、後の説明で明らかにするように、水平方向に所定の角度αで交差し、且つ鉛直方向に角度βで交差するように配置している。
【００３８】
また発光部７の収納部に続いては円筒孔１５が形成され、この円筒孔１５に続いて開口凹部１６が形成され、円筒孔１５は開口凹部１６の内壁面に開口している。同様に受光部８側についても受光孔１８と開口凹部１９が形成され、開口凹部１９に受光孔１８が開口している。
【００３９】
図５（Ａ）は図３の検煙部本体５に設けている発光部７と受光部８の設置位置に対応した光学的な位置関係を３次元座標空間で模式的に表している。
【００４０】
図５（Ａ）において、発光部７による発光点Ｐからの発光光軸２５をベクトルで示し、光軸交点Ｏからの散乱光が入射する受光光軸２６を受光部８の受光点Ｑに対するベクトルで示している。
【００４１】
この発光点Ｐ、光軸交点Ｏ及び受光点Ｑを結ぶ三角形が本発明の煙感知器構造における散乱光式煙検知のための仮想的な光学面であり、三角形ＰＯＱを形成する面はｘｙ平面となる水平面及びｚｘ平面となる鉛直面のそれぞれに対し、ある角度を持って配置されている。
【００４２】
説明を簡単にするため発光点Ｐのｘ軸上への投影を投影点Ａとなるように配置しており、従って発光光軸１４の鉛直方向の傾斜角φは、この場合ｘ軸に対する角度となる。
【００４３】
ここで発光光軸２５と受光光軸２６をｘｙ平面となる水平面から見ると図５（Ｂ）のように、投影点Ａが発光点Ｐに対応し、投影点Ｂが受光点Ｑに対応する。すなわち発光光軸２５と受光光軸２６は、水平方向において、所定の角度αをもって交差している。一方、発光光軸２５と受光光軸２６を面ＡＢＱＰに投影すると、発光光軸と受光光軸が鉛直方向において、所定の角度βをもって交差する。
【００４４】
例えば垂直方向の傾斜角φ＝３０°に設定し、水平面でのみかけ上の構成角α＝１２０°とすると、構成角δ＝９７°となる。また水平面でのみかけ上の構成角αをα＝１２０°、傾斜角φをφ＝９．８°に設定していると、構成角δはδ＝１１７°となる。
【００４５】
これをまとめると、みかけ上の構成角α＝１２０°を一定に保った場合の傾斜角φ＝９．８°，３０°に対し、実際の構成角δ＝１１７°，９７°となり、発光点Ｐと受光点Ｑの水平方向での位置を変化させない場合、垂直方向の傾斜角φを大きくすれば、逆に実際の構成角δを小さくする関係が得られる。もちろん垂直方向の傾斜角φを小さくすれば光軸交点Ｏの高さが低くなることから、より薄型化することになる。
【００４６】
図５のような発光から受光までの光軸の３次元関係に基づき、本発明の実施形態では、発光光軸２５と受光光軸２６の構成角δを略１１０°としている。もちろんこの構成角δ＝１１０°に対応する散乱角θはθ＝１８０°−δ＝７０°である。
【００４７】
このように本発明にあっては、発光部７の光軸２５と受光部８の光軸２６を構成角δ＝１１０°に設定した状態で水平面におけるみかけ上の構成角α及び垂直面における傾斜角φをもつように検煙部本体５内に埋め込み配置することで、煙粒子の大きさに対する感度の影響の少ない最適な角度配置を行っても、煙に対する光軸交点の飛び出し量を低く抑え、感知器の薄型構造を実現できる。
【００４８】
図６は本発明における検煙部本体５の背面から見た平面図である。図６（Ａ）において、検煙部本体５の背面中央にはホルダー部２０が張り出し形成され、後方に開口した発光部取付部２１に図４のように発光部７が組み込まれるが、後方は閉鎖されていないことから、発光部７の発光駆動による漏れ光が後方に出る。
【００４９】
一方、ホルダー部２０の反対側には受光部取付部２２が設けられ、ここに図４のように受光部８が組み込まれるが、受光部８の後方は閉鎖されていないため、このままでは発光部７の後方からの漏れ光が入射してしまう可能性が高い。
【００５０】
そこで本発明にあっては、発光部取付部２１に近いホルダー部２０の側面から検煙部本体５の外周端に至る漏れ光防止リブ（第１嵌合リブ）２４を背面に起立して一体に形成している。
【００５１】
この漏れ光防止リブ（第１嵌合リブ）２４は、図２のように検煙部本体５を端子盤１３に組付けた際に、端子盤１３に形成している環状リブ３２の嵌合溝（第１嵌合溝）２７ｂにリブ先端が嵌り込んで隔壁を形成し、発光部取付部２１からの漏れ光が受光部取付部２２に向かうのを確実に防止する。
【００５２】
図６（Ｂ）は漏れ光防止リブ２４を取出して示した側面図であり、漏れ光防止リブ（第１嵌合リブ）２４における外周側先端のエッジ部分に矩形の切欠２７ａを形成している。
【００５３】
また検煙部本体２５の背面の中心に対し対称となる位置には、嵌合リブ（第２嵌合リブ）２８，３０が一体に形成されている。嵌合リブ（第２嵌合リブ）２８，３０は平面から見て外に開いたＵ字形にリブを起立しており、Ｕ字形のリブ外周側先端のエッジ部分に図６と同じ矩形の切欠２８ａ，３０ａを形成している。
【００５４】
図７は、図６の検煙部本体５が組み付けられる端子盤１３の平面図である。端子盤１３の検煙部本体５の組付け面には環状リブ３２が形成され、環状リブ３２の中心に対し対称となる位置に２つを一組にして嵌合溝（第２嵌合溝）２８ｂ，３０ｂを形成している。この第２嵌合溝２８ｂ，３０ｂは図６（Ａ）の嵌合リブ２８，３２の各Ｕ形の先端リブ位置に対応している。
【００５５】
また嵌合溝２８ｂに近い位置に嵌合溝（第１嵌合溝）２７ｂが形成され、この嵌合溝２７ｂは図６（Ａ）の漏れ光防止リブ２４の先端リブ位置（第１嵌合リブ）に対応している。
【００５６】
このような検煙部本体５の背後の嵌合リブ２８，３０及び漏れ光防止リブ２４と、それぞれに対応した端子盤１３の嵌合溝２８ｂ，３０ｂ及び２７ｂにより、図２の組立の際に、各リブの矩形の切欠２７ａ，２８ａ，３０ａを端子盤１３の環状リブ３２の先端面に任意の位置で嵌め合わせ、端子盤１３に検煙部本体５を軽く押しつけた状態で回して行くと、リブ先端と嵌合溝があったときに、リブ先端が溝に入り、組立状態が得られる。
【００５７】
このため検煙部本体５を端子盤１３に押し当てて回すという操作により、位置合わせを必要とすることなく簡単に正しい位置で組み合わせることができる。
【００５８】
なお、上記の実施形態にあっては、漏れ光防止リブ２４をホルダー部２０における発光部取付部２１に近い位置に設けているが、角度αを与えるホルダー部２０の側面側であれば、任意の位置に設けても良い。また漏れ光防止リブ２４を端子盤１３側に設けるようにしても良い。
【００５９】
更に発光部後方からの漏れ光の受光部への入射を防止するためには、本発明による漏れ光防止リブ２４に加え、検煙部本体５の背面側に配置される回路基板１２を黒色系とするレジストやシルクを使用し、更にまた、端子盤１３についても黒色系とすることが望ましい。
【００６０】
なお、本願発明では端子盤と検煙部本体との組立について実施形態の説明を行ったが、端子盤とは受信機からの電源および信号をやりとりするための電気的な接続端子を有しているものに限られず、検煙部本体を固定できる部材であれば良い。
【００６１】
また本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明によれば、検煙部本体の背面に、発光部後方からの漏れ光の受光部への入射を防止する漏れ光防止部材として、例えば漏れ光防止リブを一体に設けたことで、部品点数を増加させることなく、検煙部本体と検煙部カバーとの２部品で発光部後方からの漏れ光の受光部への入射を確実に防止できる。
【００６３】
また検煙部本体の第１及び第２嵌合リブは、外周側先端のエッジ部分に端子盤の環状リブの先端に摺設する矩形切欠を形成し、この矩形切欠を環状リブに嵌め合わせた状態で相対回転させ、第１及び第２嵌合リブが第１及び第２嵌合溝に相対する位置で検煙部本体と端子盤を組み合わせる構造を備えたことで、組立ロボット等を用いた自動組立を効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による散乱光式煙感知器の実施形態を示した断面図
【図２】図１の散乱光式煙感知器の組立分解図
【図３】本発明における検煙部本体の検煙空間側から見た斜視図
【図４】本発明における検煙部本体と検煙部カバーを組み合わせた検煙部アッセンブリの断面図
【図５】本発明における発光部と受光部の位置関係の説明図
【図６】本発明における検煙部本体を背面側から示した平面図
【図７】本発明における端子盤の検煙部組付け側から見た平面図
【図８】従来の感知器構造の説明図
【図９】検煙空間に発光部、受光部等を突出させない従来構造の説明図
【符号の説明】
１：感知器本体
２：カバー
３：煙流入口
４：検煙空間
５：検煙部本体
６：検煙部カバー
７：発光部
８：受光部
９：発光側開口部
１０：受光側開口部
１１：光トラップ
１２：回路基板
１３：端子盤
１４：ラビリンス
１５：円筒孔
１６，１９：開口凹部
２０：ホルダー部
２１：発光部取付部
２２：受光部取付部
２４：漏れ光防止リブ
２５：発光光軸
２６：受光光軸
２８，３０：嵌合リブ（第１嵌合リブ）
２７ａ，２８ａ，３０ａ：切欠
２７ｂ，２８ｂ，３０ｂ：嵌合溝
３２：環状リブ
Claims (4)
- 検煙空間に向けて光を発する発光部と、
前記検煙空間内の煙粒子による前記発光部からの光の散乱光を受光する受光部と、
外部からの煙を流入すると共に外部からの光を遮断するラビリンス部材を周囲に配置した検煙部カバーと、
前記検煙部カバーの組み付けにより内部に前記検煙空間を形成し、前記発光部および受光部を設けた検煙部本体と、
前記検煙部本体の背後に配置される端子盤と、
を備えた散乱光式煙感知器に於いて、
前記検煙部本体の背面に、前記発光部の後方から出る漏れ光の前記受光部側への入射を阻止する漏れ光防止部材を設けたことを特徴とする散乱光式煙感知器。 - 請求項１記載の散乱光式煙感知器において、前記検煙部本体は、背面の外周側半径方向に前記発光部及び受光部を埋設するホルダー部を張り出し形成し、前記漏れ光防止部材として、前記ホルダー部の発光部埋設側の側端から外周端に至る漏れ光防止リブを背面に起立したことを特徴とする散乱光式煙感知器。
- 請求項１記載の散乱光式煙感知器において、前記検煙部本体の背面であって前記漏れ光防止リブの外周端に嵌合リブを形成し、
前記端子盤は、前記検煙部本体の組付け面に、環状リブを起立すると共に、前記嵌合リブに相対した前記環状リブの位置に縦方向に嵌合溝を形成し、
前記嵌合リブが前記２嵌合溝に相対する位置で前記検煙部本体を端子盤に嵌め入れて組み付ける構造を備えたことを特徴とする散乱光式煙感知器。 - 検煙空間に向けて光を発する発光部と、
前記検煙空間内の煙粒子による前記発光部からの光の散乱光を受光する受光部と、
外部からの煙を流入すると共に外部からの光を遮断するラビリンス部材を周囲に配置した検煙部カバーと、
前記検煙部カバーの組み付けにより内部に前記検煙空間を形成し、前記発光部および受光部を設けた検煙部本体と、
前記検煙部本体の背後に配置される端子盤と、
を備えた散乱光式煙感知器に於いて、
前記検煙部本体は、背面の外周側半径方向に一対の第１嵌合リブを形成すると共に前記第１嵌合リブを挟み込む少なくとも一対の第２嵌合リブを形成し、
前記端子盤は、前記検煙部本体の組付け面に、環状リブを起立すると共に、前記第１嵌合リブ及び第２嵌合リブに相対した前記環状リブの位置に縦方向に第１嵌合溝及び第２嵌合溝を形成し、
前記第１及び第２嵌合リブは、外周側先端のエッジ部分に前記環状リブの先端面に摺設する矩形切欠を形成し、前記矩形切欠を前記環状リブに嵌め合わせた状態で相対回転させ、前記第１及び第２嵌合リブが前記第１及び第２嵌合溝に相対する位置で前記検煙部本体を端子盤に嵌め入れて組み付ける構造を備えたことを特徴とする散乱光式煙感知器。
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