JP2017033608A - 熱式火災警報器 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化及び小型化と火災検知速度とを効果的に両立させることができる火災警報器を提供する。
【解決手段】熱式火災警報器１は、熱検知センサ２５の先端部２５ａには熱検知部２６が設けられており、この熱検知センサ２５の先端部２５ａが、ケース１０における正面側を向く正面壁部１５と表パネル３１との間に配置されている。表パネル３１における熱検知センサ２５の先端部２５ａが対向する箇所には、雰囲気取込孔３２が設けられている。そして、正面視で熱検知センサ２５を囲むように、ケース１０の正面壁部１５に設けられたケース凹部１６を有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、雰囲気の熱に基づいて火災の発生を検出して警報を発する熱式火災警報器に関するものである。

従来の熱式火災警報器として、例えば、箱形のケースに熱検知センサとしてのサーミスタ部が実装された基板回路が収容され、サーミスタ部の先端がケースにおける正面側を向く壁部に設けられた開口から外部に突出して配置された構成のものが知られている。

しかしながら、このような火災警報器では、サーミスタ部の先端がむき出しに配置されているので、美観が損なわれ外観上好ましくない。そこで、熱検知センサを目立たないようにした火災警報器が、例えば、特許文献１などに開示されている。

特許文献１に開示されている熱式の火災警報器８０１は、図７に示すように、ケースとしての箱形の本体８１０に、熱検知センサ８２５が実装された回路基板８１３が収容されている。また、表パネルとしての平板状の整流板８３０が、本体８１０における正面側（図中左側）を向く壁部８１１と間隔をあけて平行に配置されている。そして、熱検知センサ８２５の先端部８２５ａが、本体８１０の壁部８１１に設けられた開口から整流板８３０に向けて突出して配置されている。この熱式の火災警報器８０１によれば、整流板８３０によって壁部８１１から突出された熱検知センサ８２５を隠すことで美観を向上させている。

また、図８（ａ）〜（ｃ）に示す他の熱式の火災警報器９０１は、正面視円形上の箱形のケース９１０と、ケース９１０における正面側（図８（ａ）の手前側、（ｂ）の上方側（ｃ）の左方側）を向く壁部９１１と間隔をあけて平行に配置された円板状の表パネル９３１と、ケース９１０の壁部９１１と表パネル９３１とを互いに固定する支柱部９３４と、先端部９２５ａがケース９１０の壁部９１１から表パネル９３１に向けて突出された熱検知センサ９２５と、ケース９１０の壁部９１１と表パネル９３１とを互いに固定する支柱部９３４と、を有している。熱検知センサの先端部９２５ａは、表パネル９３１とケース９１０との間に配置されている。表パネル９３１における熱検知センサ９２５の先端部９２５ａが対向する箇所には、火災警報器９０１の正面側から流動してくる雰囲気を表パネル９３１とケース９１０との間の空間Ｋに取り込んで熱検知センサ９２５に導く雰囲気取込孔９３２が設けられている。

この火災警報器９０１によれば、表パネル９３１によって熱検知センサ９２５を隠すことで美観を向上させるとともに、表パネル９３１に雰囲気取込孔９３２を設けることで正面側から流動してくる雰囲気に対する火災検知速度を確保していた。

特開２００９−３０１３９５号公報

火災警報器の近年の傾向として、形状の薄型化、小型化が進んでいる。そして、上述した火災警報器９０１のような構成の火災警報器において、薄型化、小型化を実現しようとすると、表パネル９３１とケース９１０との間隔が狭まり、そのため、図８（ｃ）に矢印Ｆで示すように、雰囲気取込孔９３２から表パネル９３１とケース９１０との間の空間Ｋに取り込まれた雰囲気が当該空間Ｋに滞留することなく外部に流れ出てしまっていた。これにより、熱検知センサ９２５に雰囲気の熱が十分に伝わらず、特に火災警報器９０１が水平方向に対して傾斜して接地された場合に火災の検知に時間を要してしまい、火災警報器の薄型化及び小型化と火災検知速度とを両立させることができないという問題があった。

本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、薄型化及び小型化と火災検知速度とを効果的に両立させることができる火災警報器を提供することを目的としている。

請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、箱形のケースと、前記ケースにおける正面側を向く壁部と間隔をあけて配置された表パネルと、雰囲気の熱を検知する熱検知部の設けられた先端部が前記ケースの前記壁部から前記表パネルに向けて突出するように配置された熱検知センサと、を有し、前記表パネルにおける前記熱検知センサの先端部が対向する箇所に、前記ケースの前記壁部と前記表パネルとの間の空間に雰囲気を取り込む雰囲気取込孔が設けられた熱式火災警報器において、正面視で前記熱検知センサを囲むように、前記ケースの前記壁部に設けられたケース凹部を有していることを特徴とする熱式火災警報器である。

本発明によれば、熱検知センサの先端部には熱検知部が設けられており、この熱検知センサの先端部が、ケースにおける正面側を向く壁部と表パネルとの間に配置されている。表パネルにおける熱検知センサの先端部が対向する箇所には、雰囲気取込孔が設けられている。そして、正面視で熱検知センサを囲むように、ケースの上記壁部に設けられたケース凹部を有している。そのため、熱検知センサの周囲においてケースと表パネルとの間隔が広がり、雰囲気取込孔からケースと表パネルとの間の空間に取り込まれた雰囲気が熱検知センサの周囲で滞留して、熱検知センサに雰囲気の熱が十分に伝わる。これにより、火災の検知に要する時間が短縮され、薄型化及び小型化と火災検知速度とを効果的に両立させることができる。

本発明の一実施形態の熱式火災警報器であって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図である。 図１（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 図１の熱式火災警報器が備えるカバー部であって、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図である。 図１の熱式火災警報器が備える表パネル及びそれと一体の複数の支柱部であって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は背面図であり、（ｄ）は、（ａ）のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。 熱式火災警報器の設置状態の一例を示す図であって、（ａ）は天井設置状態（傾斜角度０度）を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の状態から４５度傾けた状態（傾斜角度４５）を示す図である。 熱式火災警報器の設置角度と熱応答時間との関係を示すグラフである。 従来の熱式火災警報器の断面図である。 従来の他の熱式火災警報器であって、（ａ）は、正面図であり、（ｂ）は、側面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＺ−Ｚ線に沿う断面図である。

以下、本発明の一実施形態の熱式火災警報器について、図１〜図６を参照して説明する。熱式火災警報器は、屋内の天井や天井付近の壁面などに設置されて、雰囲気の熱に基づき火災を検出して警報を行う装置である。

図１は、本発明の一実施形態の熱式火災警報器であって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図である。図２は、図１（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。図３は、図１の熱式火災警報器が備えるカバー部であって、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図である。図４は、図１の熱式火災警報器が備える表パネル及びそれと一体の複数の支柱部であって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は背面図であり、（ｄ）は、（ａ）のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。図５は、熱式火災警報器の設置状態の一例を示す図であって、（ａ）は天井設置状態（傾斜角度０度）を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の状態から４５度傾けた状態（傾斜角度４５）を示す図である。図６は、熱式火災警報器の設置角度と熱応答時間との関係を示すグラフである。

図１、図２に示すように、熱式火災警報器（図中、符号１で示す）は、ケース１０と、回路基板２０と、熱検知センサ２５と、表パネル３１と、複数の支柱部３４と、を備えている。

ケース１０は、例えば、合成樹脂を材料として正面視略円形の中空箱形に形成されている。ケース１０は、背面側のベース１１及び正面側のカバー１４が組み合わされて構成されている。

ベース１１は、略円板状に形成された背面壁部１２と、背面壁部１２の周縁から立設されたベース周壁部１３と、を備えている。

カバー１４は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、正面壁部１５と、カバー周壁部１８と、を有している。正面壁部１５は、円環平板状の周縁部分１５ａと、周縁部分１５ａの内縁に段差部１５ｂを設けて一体に連接された円環平板状の中間部分１５ｃと、中間部分１５ｃの内縁にさらに同方向に段差部１５ｄを設けて一体に連接された円形平板状の中央部分１５ｅと、がそれぞれ同心に配置されて構成されている。

中央部分１５ｅの中心には、該中央部分１５ｅを貫通して形成されたセンサ挿通孔１５ｆが設けられ、このセンサ挿通孔１５ｆの周縁から正面側（図３（ｂ）の手前側）に向けて円筒状のセンサ支持部１５ｇが立設されている。

正面壁部１５の段差部１５ｄと中央部分１５ｅとによって、センサ挿通孔１５ｆ及びセンサ支持部１５ｇを囲むケース凹部１６が形成されている。

中間部分１５ｃには、矩形板状に形成された導入柱１７が中間部分１５ｃの内縁部に周方向全周にわたって等間隔で立設されている。本実施形態において、複数の導入柱１７は８本設けられている。これら複数の導入柱１７は、それぞれ幅方向が中央部分１５ｅの半径方向（後述する円周Ｅの半径方向）に向けられている。つまり、複数の導入柱１７は、それぞれの幅方向を中央部分１５ｅの中心に向けて放射状に配置されている。これにより、熱式火災警報器１の外部から流動してきた雰囲気は、導入柱１７に当たると中央部分１５ｅの中心に向けて誘導される。

カバー周壁部１８は、正面壁部１５の周縁部分１５ａの外縁から段差部１５ｂと同方向に立設されている。また、カバー周壁部１８の内径は、ベース１１のベース周壁部１３の外径と略同一になるように形成されており、カバー周壁部１８とベース周壁部１３とには、例えば互いに係止可能な図示しない係止爪部及び係止爪受部などが設けられている。

ベース１１とカバー１４とは、カバー周壁部１８の内側にベース周壁部１３が挿入されて、カバー周壁部１８の内周面とベース周壁部１３の外周面とが密に重ねられるとともに、図示しない係止爪部及び係止爪受部が互いに係止することで、一体に組み合わせて固定される。または、このような係止爪部及び係止爪受部に代えて、例えば、図示しないタップねじ及び該タップねじが螺合される固定用ボスなどの固定手段によって、ベース１１とカバー１４とを一体に組み合わせて固定する構成としてもよい。

回路基板２０は、表面に配線パターンが形成されたプリント基板上に、後述する熱検知センサ２５、及び、熱検知センサ２５の出力に基づいて火災を検出して警報を行うための周辺回路を成す電子部品（図示なし）などが実装されて構成されている。回路基板２０は、上述したベース１１及びカバー１４に設けられた複数のリブ１９ａや複数のボス１９ｂによって、ケース１０内に正面壁部１５と平行（略平行含む）に固定された状態で収容されている。

熱検知センサ２５は、例えば、サーミスタなどの熱検知素子を含む熱検知部２６が先端部２５ａに設けられており、この熱検知部２６が検知した温度に応じた電圧を出力する電子部品である。熱検知センサ２５は、回路基板２０におけるカバー１４の正面壁部１５側を向く面２０ａに立設して実装されている。また、熱検知センサ２５は、先端部２５ａが正面壁部１５のセンサ挿通孔１５ｆ及びセンサ支持部１５ｇに挿通されて正面壁部１５の外側に突出され、先端部２５ａを支える柱部２５ｂが、センサ支持部１５ｇによって支持されている。

表パネル３１は、図４に示すように、例えば、合成樹脂を材料としてカバー１４の正面壁部１５における中間部分１５ｃの外径と略同一の外径の円板形状に形成されている。表パネル３１の中心には、該表パネル３１を貫通する円形の雰囲気取込孔３２が設けられている。雰囲気取込孔３２は、熱検知センサ２５の先端部２５ａの直径より若干大きい径となるように形成されている。また、表パネル３１の裏面３１ａ（カバー１４の正面壁部１５側を向く面）における雰囲気取込孔３２の周囲には、平面視円形状の表パネル凹部３３が形成されている。

複数の支柱部３４は、矩形板状に形成され、表パネル３１と一体に設けられている。複数の支柱部３４は、表パネル凹部３３の周囲に立設されている。本実施形態において、複数の支柱部３４は４本設けられ、互いに等間隔で配置されている。これら複数の支柱部３４は、それぞれ幅方向が表パネル３１の半径方向（後述する円周Ｅの半径方向）に向けられている。つまり、複数の支柱部３４は、それぞれの幅方向を表パネル３１の中心に向けて放射状に配置されている。これにより、熱式火災警報器１の外部から流動してきた雰囲気は、支柱部３４に当たると中央部分１５ｅの中心に向けて誘導される。複数の支柱部３４は、長さ及び幅ともに上述したカバー１４の複数の導入柱１７より若干大きく形成されている。

表パネル３１は、該表パネル３１と一体に設けられた複数の支柱部３４の先端３４ａが、それらに対応してカバー１４の中間部分１５ｃに設けられた複数の取付孔１５ｈに嵌合されて、ケース１０に固定される。

表パネル３１とケース１０とが固定されると、表パネル３１は、カバー１４の正面壁部１５と平行（略平行含む）に配置される。また、正面壁部１５のセンサ挿通孔１５ｆと、熱検知センサ２５の先端部２５ａと、表パネル３１の雰囲気取込孔３２と、のそれぞれが熱検知センサ２５の柱部２５ｂの軸心を通る直線上に並んで配置される。また、複数の支柱部３４が、正面視において熱検知センサ２５を中心とする円周Ｅ上に等間隔に配置され、複数の導入柱１７が、円周Ｅの内側に沿って等間隔に配置され、複数の支柱部３４が、互いに隣接する２つの導入柱１７の中間位置に配置される。

表パネル３１は、主に熱検知センサ２５を隠すための装飾部材であり、熱式火災警報器１が屋内の天井又は天井付近に設けられて下方から若干の角度をつけて見上げられたときに、熱検知センサ２５が視認されない程度の大きさにされている。また、表パネル３１は、カバー１４の正面壁部１５との間に空間Ｋを形成して、当該空間Ｋ内に配置された熱検知センサ２５の先端部２５ａに雰囲気を導く整流部材としても機能する。また、表パネル３１は、熱検知センサ２５を保護する保護部材としても機能する。

次に、上述した熱式火災警報器１の本発明に係る機能（作用）を、図２を参照して説明する。

図２に示すように、正面側（図中左側）から熱式火災警報器１に向かって流動してきた雰囲気Ｆは、雰囲気取込孔３２を通って表パネル３１とケース１０（具体的には、カバー１４の正面壁部１５）との間の空間Ｋに進入する。そして、空間Ｋ内に進入した雰囲気Ｆは、ケース凹部１６内に進み、カバー１４の中央部分１５ｅに当たってその半径方向外側に進行方向を変えたのち、段差部１５ｄに当たって表パネル３１側に進行方向を変える（即ち、反転流となる）。そのあと、雰囲気Ｆの一部Ｆ１が表パネル３１の裏面３１ａの表パネル凹部３３に当たって雰囲気取込孔３２側に進行方向を変えて、新たに雰囲気取込孔３２から空間Ｋに進入してきた雰囲気と合流して再度ケース凹部１６内に進む。これにより、ケース凹部１６と表パネル凹部３３とで囲まれた空間部分がバッファーとなって雰囲気が熱検知センサ２５の周囲に滞留する。また、熱式火災警報器１では、雰囲気が正面側（図中左側）から熱式火災警報器１に向かって流動してきたとき以外、つまり、表パネル３１に対して直交する方向から流動してきたとき以外に、雰囲気が表パネル３１に対して斜め方向から流動してきたときにも、上記と同様の作用となる。

本実施形態の熱式火災警報器１は、箱形のケース１０と、ケース１０における正面側を向く正面壁部１５と間隔をあけて配置された表パネル３１と、雰囲気の熱を検知する熱検知部２６の設けられた先端部２５ａがケース１０の正面壁部１５から表パネル３１に向けて突出するように配置された熱検知センサ２５と、を有し、表パネル３１における熱検知センサ２５の先端部２５ａが対向する箇所に、ケース１０の正面壁部１５と表パネル３１との間の空間Ｋに雰囲気を取り込む雰囲気取込孔３２が設けられている。そして、正面視で熱検知センサ２５を囲むように、ケース１０の正面壁部１５及び表パネル３１の裏面３１ａに設けられたケース凹部１６及び表パネル凹部３３を有している。

以上より、本実施形態によれば、熱検知センサ２５の先端部２５ａには熱検知部２６が設けられており、この熱検知センサ２５の先端部２５ａが、ケース１０における正面側を向く正面壁部１５と表パネル３１との間に配置されている。表パネル３１における熱検知センサ２５の先端部２５ａが対向する箇所には、雰囲気取込孔３２が設けられている。そして、正面視で熱検知センサ２５を囲むように、ケース１０の正面壁部１５及び表パネル３１の裏面３１ａに設けられたケース凹部１６及び表パネル凹部３３を有している。そのため、熱検知センサ２５の周囲においてケース１０と表パネル３１との間隔が広がり、雰囲気取込孔３２からケース１０と表パネル３１との間の空間Ｋに取り込まれた雰囲気が熱検知センサ２５の周囲で滞留して、熱検知センサ２５に雰囲気の熱が十分に伝わる。これにより、火災の検知に要する時間が短縮され、薄型化及び小型化と火災検知速度とを効果的に両立させることができる。

以上、本発明について、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明の熱式火災警報器は上記実施形態の構成に限定されるものではない。

例えば、上述した実施形態では、ケース凹部１６及び表パネル凹部３３をともに有する構成であったが、これに限定されるものではなく、ケース１０の正面壁部１５に形成されたケース凹部１６のみを備える構成であってもよく、このような構成の熱式火災警報器においても、上述した実施形態と同様の作用効果を奏する。即ち、本発明の熱式火災警報器は、熱検知センサ２５を囲むようにケース１０の正面壁部１５に設けられたケース凹部１６を少なくとも有している構成であればよい。このような構成を有することにより、熱検知センサ２５の周囲においてケース１０と表パネル３１との間隔が広がる。そのため、雰囲気取込孔３２からケース１０と表パネル３１との間の空間Ｋに取り込まれた雰囲気が熱検知センサ２５の周囲で滞留して、熱検知センサ２５に雰囲気の熱が十分に伝わる。その結果、火災の検知に要する時間が短縮され、薄型化及び小型化と火災検知速度とを効果的に両立させることができる。

また、上述した実施形態では、ケース１０が正面視略円形状の中空箱形に形成されているものであったが、これに限定されるものではなく、例えば、正面視楕円形状や多角形状など、その内部に警報器に必要な部材を収容できる箱形であれば、本発明の目的に反しない限り、ケースの形状は任意である。

また、上述した実施形態では、ケース１０のカバー１４に複数の導入柱１７が設けられた構成であったが、これに限定されるものではなく、これら複数の導入柱１７を省略した構成であってもよい。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の熱式火災警報器の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

（評価）
本発明者らは、本発明の効果を確認するために、以下の実施例１及び比較例１に示す熱式火災警報器を作成して、以下の評価試験を実施した。

（実施例１）
実施例１の熱式火災警報器は、上述した実施形態の熱式火災警報器１において、ケース１０の正面壁部１５の中間部分１５ｃと表パネル３１の裏面３１ａとの間隔を８ｍｍとし、雰囲気取込孔３２の直径を７ｍｍとし、ケース凹部１６の直径を３４ｍｍ、深さを３ｍｍとし、表パネル凹部３３の直径を３０ｍｍ、深さを０．５ｍｍとして作製した。

（比較例１）
比較例１の熱式火災警報器は、上記実施例１の熱式火災警報器において、ケース１０の正面壁部１５の中間部分１５ｃを円形平板状として、ケース凹部１６（即ち、段差部１５ｄ及び中央部分１５ｅ）を省略し、さらに、表パネル３１の裏面３１ａを全体的に１つの平面状として、表パネル凹部３３を省略した以外は、上記実施例１と同一の構成として作製した。

（評価試験）
天井設置型の熱式火災警報器においては、８１．２５度の温度の風速１メートル毎秒の垂直気流に投入したとき、４０秒以内で火災警報を発することが求められる。さらに、天井設置状態から４５度傾斜させた状態においても、適正な監視状態を継続し、かつ、火災警報を発する必要がある（総務省消防庁「定温式住宅用火災警報器に係る技術ガイドライン」より）。

そこで、熱式火災警報器を下方に向けた天井設置状態を０度（図５（ａ））として、熱式火災警報器の角度を４５度（図５（ｂ））まで段階的に傾斜させた各設置状態において、実施例１及び比較例１の熱式火災警報器を、温度が８１．２５度で風速が１メートル毎秒の上方に向かう垂直気流に投入したときの投入から警報までに要した時間（熱応答時間）を計測して、以下の評価基準に基づいて評価を行った。
○・・・熱式火災警報器の角度を０度〜４５度まで変化させた全ての設置状態において、熱応答時間が４０秒以内であった。
×・・・熱式火災警報器の角度を０度〜４５度まで変化させた各設置状態のうち少なくとも１つの設置状態において、熱応答時間が４０秒超であった。

（評価結果）
実施例１・・・○
比較例１・・・×
評価結果のグラフを図６に示す。

図５に示すように、実施例１では、０度〜４５度の全ての設置状態において、熱応答時間が４０秒を超えることがなく、良好な結果が得られた。一方、比較例１では、熱式火災警報器を２５度に傾斜させた設置状態において、熱応答時間が４０秒を超えてしまった。これは、実施例１の構成では、雰囲気取込孔３２に対して斜め方向から雰囲気が進入しても、ケース凹部１６の段差部１５ｄに雰囲気が当たって、その進行方向が熱検知センサ２５側に折り返されるためと考えられ、一方、比較例１の構成では、雰囲気取込孔３２に対して斜め方向から雰囲気が進入すると、その進行方向が熱検知センサ２５側に折り返されることなく外部に流れ出てしまうためと考えられる。

このように、実際に熱式火災警報器を用いて行った評価試験においても、本発明の効果を確認することができた。

１ 熱式火災警報器
１０ ケース
１１ ベース
１４ カバー
１５ 正面壁部（ケースにおける正面側を向く壁部）
１６ ケース凹部
１７ 導入柱
１８ カバー周壁部
２０ 回路基板
２５ 熱検知センサ
２５ａ 熱検知センサの先端部
２６ 熱検知部
３１ 表パネル
３１ａ 表パネルの裏面（表パネルにおけるケースの正面側を向く壁部と相対する面）
３２ 雰囲気取込孔
３３ 表パネル凹部
３４ 支柱部
Ｆ 雰囲気
Ｋ ケースと表パネルの間の空間

Claims (1)

1. 箱形のケースと、前記ケースにおける正面側を向く壁部と間隔をあけて配置された表パネルと、雰囲気の熱を検知する熱検知部の設けられた先端部が前記ケースの前記壁部から前記表パネルに向けて突出するように配置された熱検知センサと、を有し、前記表パネルにおける前記熱検知センサの先端部が対向する箇所に、前記ケースの前記壁部と前記表パネルとの間の空間に雰囲気を取り込む雰囲気取込孔が設けられた熱式火災警報器において、
   正面視で前記熱検知センサを囲むように、前記ケースの前記壁部に設けられたケース凹部を有していることを特徴とする熱式火災警報器。

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