JP2015179303A - 防水型機器 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な金型を必要とせず、部品点数及び製造工数が減少する防水型機器を提供する。【解決手段】防水型機器１は、電池６０から電源が供給される基板４０を収容する保護カバー２０と、保護カバー２０と密閉され、電池６０の上面に接触する機器本体１０と、保護カバー２０と機器本体１０との間の収容空間６２に収容され、電池６０の下面を支持し、保護カバー２０と機器本体１０とが積層された積層方向に弾性力を備えた電池ホルダ３０と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、内部への水の浸入を防止する防水型機器に関する。

防水型機器の用途として、例えば防水型の感知器等が提案されている。特許文献１には、収容された電気回路の設定を行う設定部材が紐部材に支持されることにより、設定部材が筐体から落下することを防止する防水型機器が開示されている。この従来技術は、筐体の内部に２個の電池が収納されており、これらの２個の電池から供給される電源によって、電気回路が駆動されている。

特開２０１１−１１８８０２号公報（第６頁〜第７頁、図７）

電池は、製造工程において、外形寸法のばらつきが比較的大きい。このため、防水型機器の筐体の内部に電池が収容される場合、電池と筐体との間にスポンジ等の緩衝材を使用して、外形寸法のばらつきの分を吸収しようとする技術が提案されている。しかし、この場合、防水型機器の部品点数及び製造工数が増加する。また、電池の外形寸法のばらつきを吸収するために、電池をフック形状等の保持部材で保持しようとすると、その保持部材を製造する上で、複雑な金型が必要となる。更に、特許文献１に開示された防水型機器は、筐体の内部に２個の電池が収納されているが、電池の外形寸法のばらつきについては、何ら配慮されていない。

本発明は、上記のような課題を背景としてなされたもので、複雑な金型を必要とせず、部品点数及び製造工数が減少する防水型機器を提供するものである。

本発明に係る防水型機器は、電池から電源が供給される基板を収容する保護カバーと、保護カバーと密閉され、電池の上面に接触する機器本体と、保護カバーと機器本体との間の収容空間に収容され、電池の下面を支持し、保護カバーと機器本体とが積層された積層方向に弾性力を備えた電池ホルダと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、電池ホルダが弾性力を備えているため、電池の外形寸法がばらついても、電池ホルダによって、そのばらつきの分が吸収される。このように、本発明は、電池の外形寸法のばらつきを吸収するために、弾性力を備えた電池ホルダを用いるだけでよいため、本発明は、複雑な金型を必要とせず、部品点数及び製造工数を減少させることができる。

実施の形態１に係る防水型機器１を示す分解斜視図である。 実施の形態１に係る防水型機器１を示す上面図である。 実施の形態１に係る防水型機器１を示す底面図である。 実施の形態１における電池ホルダ３０を示す図である。 実施の形態１におけるスイッチカバー１３を示す正面断面図である。 実施の形態１における電池ホルダ３０を示す正面断面図である。 実施の形態１に係る防水型機器１の作用を示す正面断面図である。 実施の形態１に係る防水型機器１の作用を示す正面断面図である。

以下、本発明に係る防水型機器の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る防水型機器１を示す分解斜視図である。この図１に基づいて、防水型機器１について説明する。図１に示すように、防水型機器１は、感知器であって、機器本体１０と、保護カバー２０と、電池ホルダ３０とを備えており、そのほかに、基板４０、プロテクタ５０、電池６０を有している。

（機器本体１０）
図２は、実施の形態１に係る防水型機器１を示す上面図である。機器本体１０は、天井等の取付面に取り付けられ、電池６０の上面に接触するものである。機器本体１０は、例えば、有底円筒状をなしている。図２に示すように、機器本体１０の周縁部に本体ネジ穴１２が４個設けられており、４個のネジ７０を用いて、機器本体１０に保護カバー２０が固定される。そして、機器本体１０には、電池６０の上部を収容する収容部１１が設けられており、収容部１１は、例えば電池６０の外形に沿って凹状に形成されている。

（保護カバー２０）
保護カバー２０は、機器本体１０と密閉され、電池６０から電源が供給される基板４０を収容するものである。保護カバー２０は、例えば、有底円筒状をなしており、その周縁部にカバーネジ穴２５が４個設けられている。また、この保護カバー２０は、内壁の底面である底面２０ａから上方（矢印Ｚ方向）に延びる２個のピン２１を備えている。そして、２個のピン２１は、基板４０を挟むように対向して設けられている（図６参照）。

図３は、実施の形態１に係る防水型機器１を示す底面図である。図３に示すように、保護カバー２０の底面２０ａにはＬＥＤ開口部２０ｂが設けられており、そのＬＥＤ開口部２０ｂにＬＥＤ２３が設置されている。なお、図１に示すように、このＬＥＤ２３には、ＬＥＤキャップ２４が取り付けられており、保護カバー２０のＬＥＤ開口部２０ｂが塞がれている。そして、保護カバー２０と機器本体１０とが密閉される際に、これらの保護カバー２０と機器本体１０との間に、Ｏリング２２を介在させ、その密閉性を向上させている。これにより、保護カバー２０と機器本体１０との間の空間に水が侵入することが防止される。

（基板４０）
基板４０は、前述の如く、保護カバー２０に収容されるものであり、電池コネクタ６１を介して電池６０と接続され、この電池６０から電源が供給されるものである。基板４０は、例えば矩形状をなしており、防水型機器１の各種の設定を行うためのスイッチ４１が複数（例えば３個）設けられている。これらのスイッチ４１は、例えば、防水型機器１の起動を行うために使用される。また、そのほかに、防水型機器１が正常に動作するかを試験するために使用されたり、また、防水型機器１が子機として使用される場合に、親機への登録等を行うために使用される。

また、基板４０は、アンテナ４２に接続されており、アンテナ４２は、基板４０から発信された送信信号を親機等に送信し、また、基板４０に向けて送信された受信信号を受信するものである。なお、アンテナ４２は、周状に延びる金属線からなり、保護カバー２０の底面２０ａの近傍に配置されている。基板４０の中央部には、火災を検出するセンサ、例えばサーミスタ（図示せず）が設けられており、このサーミスタは、温度を検出するものである。このサーミスタは、棒状をなしており、保護カバー２０の中央部に設けられた貫通孔に、サーミスタが挿通され、サーミスタの先端は、保護カバー２０から露出されている。

火災等が発生した場合、その熱によって、サーミスタにおいて検出された温度が閾値を超えると、基板４０は、アンテナ４２を介して、親機等の外部に信号を送信する。これにより、防水型機器１が設置された場所を管理する親機等は、火災等の発生を把握することができる。このように、防水型機器１は、感知器のうち、定温式スポット型熱感知器として使用することも可能である。なお、防水型機器１は、熱感知器だけではなく、例えば、赤外線等で炎を感知する炎感知器としてもよい。

（プロテクタ５０）
図３に示すように、保護カバー２０の下面２０ｃには、プロテクタ５０が取り付けられている。このプロテクタ５０は、保護カバー２０から露出したサーミスタを保護するものである。また、プロテクタ５０は、円錐状をなしており、その上面５０ａが、保護カバー２０の下面２０ｃに接触して取り付けられている。そして、プロテクタ５０の側面は、一部がプロテクタ開口部５０ｂとなっており、火災等が発生した場合に、熱気流がこのプロテクタ開口部５０ｂを通過してサーミスタに到達する。

（電池ホルダ３０）
図４は、実施の形態１における電池ホルダ３０を示す図である。図４（ａ）は、電池ホルダ３０の背面図、図４（ｂ）は、電池ホルダ３０の左側面図、図４（ｃ）は、電池ホルダ３０の平面図、図４（ｄ）は、電池ホルダ３０の右側面図、図４（ｅ）は、電池ホルダ３０の正面図、図４（ｆ）は、電池ホルダ３０の斜視図、図４（ｇ）は、電池ホルダ３０の底面図である。電池ホルダ３０は、保護カバー２０と機器本体１０との間の収容空間６２（図６参照）に収容され、電池６０の下面を支持し、保護カバー２０と機器本体１０とが積層された積層方向（矢印Ｚ方向）に弾性力を備えたものである。図４（ａ）〜（ｇ）に示すように、電池ホルダ３０は、載置部３１と、載置部３１の両側端に設けられた２個の足部３５とから構成されており、例えば樹脂からなる。

載置部３１は、電池６０が載置されるものであり、電池６０の外形に沿った形状を備えている。電池６０は、例えば断面楕円形状をなしており、この場合、載置部３１は、平坦部３２と、この平坦部３２の両側端から上方（矢印Ｚ方向）に湾曲して延びる曲面部３３とを備えている。これらの２箇所の曲面部３３によって、平坦部３２に載置された電池６０が、側方（矢印Ｘ方向）にずれることが抑制される。また、平坦部３２の４辺において、曲面部３３が形成されていない２辺には、上方（矢印Ｚ方向）に延びる突出部３４が設けられている。これらの２個の突出部３４は、平坦部３２に載置された電池６０が、突出部３４が設けられた方向（矢印Ｙ方向）にずれることを抑制するものである。即ち、平坦部３２に載置された電池６０は、これらの曲面部３３及び突出部３４によって、ずれが抑制される。

足部３５は、載置部３１を支持し、保護カバー２０に載置されたものであり、例えば、載置部３１から湾曲しつつ延び、弾性力を備えた湾曲部３６と、湾曲部３６から延び、載置部３１を支持する支持部３７と、支持部３７の下端に設けられた脚部３８とを備えている。具体的には、湾曲部３６は、載置部３１における曲面部３３の上端から湾曲しており、この湾曲部３６から、更に、保護カバー２０に向かって支持部３７が延び、支持部３７の下端に脚部３８が設けられている。脚部３８は、保護カバー２０の面にほぼ平行である水平面（ＸＹ平面）を備えており、これらの面同士が接触している。また、脚部３８には、ガイド穴３９が設けられており、保護カバー２０に設けられたピン２１は、このガイド穴３９の内部に挿入される。なお、このガイド穴３９は、電池ホルダ３０の側方（矢印Ｘ方向）に延びた楕円形状をなしているため、ピン２１は、ガイド穴３９に対して、移動可能に挿通されることになる。

（スイッチカバー１３）
なお、機器本体１０は、スイッチ開口部１０ａとスイッチカバー１３とを備えている。図５は、実施の形態１におけるスイッチカバー１３を示す正面断面図であり、図２におけるＡ−Ａ断面図である。図５に示すように、スイッチ開口部１０ａは、基板４０に設けられたスイッチ４１の上方の位置に設けられたものである。また、スイッチカバー１３は、スイッチ開口部１０ａを塞ぎつつスイッチ４１を覆う弾性体からなるものである。即ち、スイッチカバー１３は、基板４０が収容された保護カバー２０と機器本体１０とが密閉されたときに、３個のスイッチ４１を覆う。これにより、スイッチカバー１３とスイッチ４１とが接触し、このため、スイッチ４１は、スイッチカバー１３を介した状態で押下されることが可能である。なお、スイッチカバー１３は、例えば熱可塑性エラストマ等の弾性体からなり、射出成型によって形成される。そして、射出成型されたスイッチカバー１３は、熱溶着等によって機器本体１０に溶着される。

次に、本実施の形態１に係る防水型機器１の組み立て工程について説明する。先ず、保護カバー２０に基板４０を載置する。そして、保護カバー２０と基板４０とは、熱溶着によって固定されるが、固定方法はこれだけに限らず、例えば保護カバー２０上に基板４０を係止するフックを設けることで、保護カバー２０と基板４０とを固定してもよい。そのとき、サーミスタが保護カバー２０から露出された状態になる。この状態で、次に、保護カバー２０のピン２１に、電池ホルダ３０のガイド穴３９を挿通させることで、保護カバー２０に電池ホルダ３０を載置し、更に、電池ホルダ３０に電池６０を載置する。そして、電池６０と基板４０とを電池コネクタ６１によって接続する。このとき、電池ホルダ３０の載置部３１は、基板４０の上側に位置する。その後、Ｏリング２２を介して、機器本体１０を被せ、機器本体１０における４個の本体ネジ穴１２と保護カバー２０における４個のカバーネジ穴２５とに、ネジ７０を挿通し、機器本体１０と保護カバー２０とを係合させる。そして、保護カバー２０の下面にプロテクタ５０を取り付ける。これにより、防水型機器１が組み立てられる。

図６は、実施の形態１における電池ホルダ３０を示す正面断面図であり、図２におけるＢ−Ｂ断面図である。図６に示すように、機器本体１０と保護カバー２０とが係合されると、電池６０は、機器本体１０と電池ホルダ３０との間で保持される。なお、防水型機器１は、機器本体１０と電池ホルダ３０との間の保持空間６３の高さ方向（矢印Ｚ方向）の距離が、電池６０の上面と下面との距離、即ち厚さの最小許容寸法Ｄｍｉｎと等しくなるように、設計されている。また、電池６０の厚さが最小許容寸法Ｄｍｉｎのとき、保護カバー２０のピン２１は、電池ホルダ３０のそれぞれのガイド穴３９の外側に位置するように設計されている。

次に、本実施の形態１に係る防水型機器１の作用について説明する。図７及び図８は、実施の形態１に係る防水型機器１の作用を示す正面断面図である。防水型機器１の組み立て時において、電池ホルダ３０が保護カバー２０に載置され、更に、機器本体１０と保護カバー２０とが密閉されようとすると、図７に示すように、電池ホルダ３０に載置された電池６０の上面と機器本体１０における収容部１１とが接触する。前述の如く、保持空間６３の高さ方向（矢印Ｚ方向）の距離は、電池６０の厚さの最小許容寸法Ｄｍｉｎと等しくなるように設計されている。このため、電池６０の厚さが最小許容寸法ＤｍｉｎよりもΔＤだけ大きいと、機器本体１０と保護カバー２０とが密着せず、機器本体１０がΔＤだけ上方（矢印Ｚ方向）に浮く。

この状態から、機器本体１０と保護カバー２０とを接続すると、電池６０が機器本体１０に押圧される。これにより、電池６０が下方に押圧されると、電池ホルダ３０の湾曲部３６が弾性力を有するため、電池ホルダ３０の湾曲部３６が撓んで、電池ホルダ３０が下方（矢印Ｚ方向）に沈む。その際、電池ホルダ３０の足部３５における脚部３８が、ガイド穴３９と、保護カバー２０に設けられたピン２１とによって、電池ホルダ３０の幅方向（矢印Ｘ方向）に移動する。即ち、電池ホルダ３０が下方（矢印Ｚ方向）に沈むと、脚部３８は、それぞれが外側に向かって移動する。このように、電池ホルダ３０の足部３５は、電池６０が機器本体１０に押圧されるとき、ピン２１に沿って移動しつつ、湾曲部３６が撓む。これにより、図８に示すように、機器本体１０と電池ホルダ３０とによって電池６０が保持されつつ、機器本体１０と保護カバー２０とが密閉される。

なお、電池６０の厚さが最大許容寸法Ｄｍａｘの場合、保護カバー２０のピン２１は、電池ホルダ３０のそれぞれのガイド穴３９の内側に位置するため、電池６０の厚さが最小許容寸法Ｄｍｉｎの場合と比較して、脚部３８が外側に開いた状態となる。また、電池６０の厚さが最小許容寸法Ｄｍｉｎのときに、足部３５は、下方（矢印Ｚ方向）に向かうにつれて外側に開くように、全体として傾くように形成されてもよい。これにより、電池６０の厚さに応じて、脚部３８が位置を移動し易くなる。

以上説明したように、防水型機器１における電池ホルダ３０は、弾性力を備えているため、電池６０の外形寸法がばらついても、電池ホルダ３０によって、そのばらつきの分が吸収される。これにより、電池６０は、機器本体１０と電池ホルダ３０とによって、適切に保持される。そして、本実施の形態１は、電池６０の外形寸法のばらつきを吸収するために、弾性力を備えた電池ホルダ３０を用いるだけでよいため、複雑な金型を必要とせず、部品点数及び製造工数を減少させることができるという効果を奏する。また、電池６０が（電池ホルダ３０を介して）保護カバー２０側に設けられているため、電池が機器本体側に設けられている機器（特許文献１）と比較して、電池６０の電池コネクタ６１を基板４０に接続し易くなる。

更に、本実施の形態１に係る防水型機器１は、スイッチカバー１３を備えている。防水型機器１は、内部への水の浸入を防ぐため、密閉されている。このため、防水型機器１が設置された周囲の温度が急激に変化した場合、防水型機器１の内部に気圧の変動が生じる。スイッチカバー１３は、熱可塑性エラストマ等からなる弾性体であるため、防水型機器１の内部の気圧が低下して収縮しても、スイッチカバー１３が下方に向かう曲面となるように変形することによって、防水型機器１内部の気圧の低下を吸収することができる。

一方、防水型機器１の内部の気圧が上昇して膨張しても、スイッチカバー１３が上方に向かうように変形することによって、防水型機器１内部の気圧の上昇を吸収することができる。このように、スイッチカバー１３を設けることによって、防水型機器１内部の圧力の調整が可能となり、防水型機器１の破損を防止することができる。

なお、上記においては、電池ホルダ３０が２個の足部３５を備えるものとして例示したが、足部３５は１個としてもよい。この場合、一方の足部３５の代わりに、弾性力を備えていない柱を設け、この柱によって、載置部３１の一側部が支持される。そして、足部３５によって、載置部３１の他側部が支持される。この場合、電池６０が機器本体１０に押圧されるとき、柱は移動せず、足部３５のみが移動しつつ撓み、載置部３１は若干斜めになるが、この場合においても、上記効果を同様に奏する。

また、電池ホルダ３０の足部３５における脚部３８に設けられたガイド穴３９は、電池ホルダ３０の側方に延びた楕円形状をなしているものとして例示したが、ガイド穴３９は、ピン２１よりも大きければ、その形状は円形としてもよいし、矩形状としてもよい。更に、電池ホルダ３０の材質を樹脂として例示したが、電池ホルダ３０の材質は金属としてもよく、セラミックとしてもよく、弾性力を備えたものであればよい。

なお、上記では、防水型機器１を感知器に適用したものを例示したが、本発明の適用範囲はこれに限らない。

１ 防水型機器、１０ 機器本体、１０ａ スイッチ開口部、１１ 収容部、１２ 本体ネジ穴、１３ スイッチカバー、２０ 保護カバー、２０ａ 底面、２０ｂ ＬＥＤ開口部、２０ｃ 下面、２１ ピン、２２ Ｏリング、２３ ＬＥＤ、２４ ＬＥＤキャップ、２５ カバーネジ穴、３０ 電池ホルダ、３１ 載置部、３２ 平坦部、３３ 曲面部、３４ 突出部、３５ 足部、３６ 湾曲部、３７ 支持部、３８ 脚部、３９ ガイド穴、４０ 基板、４１ スイッチ、４２ アンテナ、５０ プロテクタ、５０ａ 上面、５０ｂ プロテクタ開口部、６０ 電池、６１ 電池コネクタ、６２ 収容空間、６３ 保持空間、７０ ネジ。

Claims (4)

1. 電池から電源が供給される基板を収容する保護カバーと、
   前記保護カバーと密閉され、前記電池の上面に接触する機器本体と、
   前記保護カバーと前記機器本体との間の収容空間に収容され、前記電池の下面を支持し、前記保護カバーと前記機器本体とが積層された積層方向に弾性力を備えた電池ホルダと、を有する
   ことを特徴とする防水型機器。
2. 前記電池ホルダは、
   前記電池が載置される載置部と、
   前記載置部を支持し、前記保護カバーに載置された足部と、を有し、
   前記足部は、
   前記載置部から湾曲しつつ延び、弾性力を備えた湾曲部と、
   前記湾曲部から延び、前記載置部を支持する支持部と、
   前記支持部の下端に設けられた脚部と、を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の防水型機器。
3. 前記脚部には、ガイド穴が設けられており、
   前記保護カバーは、
   前記ガイド穴の内部に移動可能に挿入されるピンを有し、
   前記足部は、
   前記電池が前記機器本体に押圧されるとき、前記ピンに沿って移動しつつ、前記湾曲部が撓む
   ことを特徴とする請求項２記載の防水型機器。
4. 前記機器本体は、
   前記基板に設けられたスイッチの上方の位置に設けられたスイッチ開口部と、
   前記スイッチ開口部を塞ぎつつ前記スイッチを覆う弾性体からなるスイッチカバーと、を有し、
   前記スイッチは、前記スイッチカバーを介した状態で押下されることを可能とする
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の防水型機器。

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