JP2020173490A - Flame sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、炎感知器に関し、特に受光素子のリード端子に飛び込む電磁ノイズを遮断するためのシールドケースを備えた炎感知器に適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to a flame detector, and more particularly to a technique applicable to a flame detector provided with a shield case for blocking electromagnetic noise jumping into a lead terminal of a light receiving element.
従来、炎感知器として、赤外線検出素子のような受光素子を備え、炎から発せられる所定の波長の光を検知することで炎を検出する炎感知器が知られている。
また、炎感知器には、2つの異なる波長域の赤外線を検知することで炎を検出するようにしているものがある(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, as a flame detector, a flame detector having a light receiving element such as an infrared detection element and detecting a flame by detecting light having a predetermined wavelength emitted from the flame is known.
Further, some flame detectors detect a flame by detecting infrared rays in two different wavelength ranges (see, for example, Patent Document 1).
炎感知器においては、受光素子を実装したプリント配線基板を、ドーム型のカバーを有するケース内に収納し、カバーに設けた開口部からケース内部の受光素子へ光が届くように構成されているものやカバーに設けた開口部から内部の受光素子が臨むように配設した構成を有している。そして、受光素子は、金属のケースに収納されるとともに、素子を実装した基板にはシールドとなる導電性のパターンが形成されることで、電磁ノイズを遮断するように構成されているものがある。 In the flame detector, the printed wiring board on which the light receiving element is mounted is housed in a case having a dome-shaped cover, and the light is configured to reach the light receiving element inside the case through the opening provided in the cover. It has a configuration in which the light receiving element inside faces through an opening provided in an object or a cover. Some of the light receiving elements are housed in a metal case, and the substrate on which the elements are mounted is formed with a conductive pattern that serves as a shield to block electromagnetic noise. ..
しかし、いずれの感知器も、受光素子を実装した基板を収納するカバーは合成樹脂で形成され、受光素子はリード端子がプリント配線基板の所定部位に半田により接続されており、受光素子は基板から浮いた状態で実装されることがある。その場合、外部から受光素子のリード端子へ電磁ノイズが飛び込んで誤動作を起こすおそれがあるという課題があることが分かった。
本発明は上記のような課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、基板に実装された状態でケースに収納されている受光素子のリード端子への電磁ノイズの飛び込みを防止することができるシールドケースの実装構造を提供することにある。
However, in each sensor, the cover for accommodating the substrate on which the light receiving element is mounted is made of synthetic resin, the lead terminal of the light receiving element is connected to a predetermined part of the printed wiring board by soldering, and the light receiving element is connected from the substrate. It may be implemented in a floating state. In that case, it has been found that there is a problem that electromagnetic noise may jump into the lead terminal of the light receiving element from the outside and cause a malfunction.
The present invention has been made by paying attention to the above problems, and an object of the present invention is to prevent electromagnetic noise from jumping into the lead terminals of a light receiving element housed in a case while being mounted on a substrate. The purpose is to provide a mounting structure for a shield case that can be used.
上記課題を解決するために、本発明は、
収納部を有し前記収納部の一方の面に開口部が形成されている本体ケースと、前記収納部内に収納された受光素子と、前記受光素子のリード端子が接続された回路基板と、を備えてなる炎感知器において、
前記受光素子は、前記開口部に検出部が臨むように前記収納部内に配設され、
前記回路基板は、前記収納部の前記開口部と反対側の壁体の背部に配設され、
前記受光素子のリード端子の周囲を覆うように電磁シールド材からなるシールドケースが設けられ、
前記シールドケースは、前記回路基板を貫通し当該回路基板に係止するための複数個の爪部を備え、前記複数個の爪部のうちいずれか1つの爪部において分割可能に構成され、前記複数個の爪部は前記回路基板に導通処理されているように構成したものである。
In order to solve the above problems, the present invention
A main body case having a storage portion and an opening formed on one surface of the storage portion, a light receiving element housed in the storage portion, and a circuit board to which a lead terminal of the light receiving element is connected. In the prepared flame detector
The light receiving element is arranged in the storage portion so that the detection portion faces the opening.
The circuit board is arranged on the back of the wall body opposite to the opening of the storage portion.
A shield case made of an electromagnetic shield material is provided so as to cover the periphery of the lead terminal of the light receiving element.
The shield case is provided with a plurality of claws for penetrating the circuit board and engaging with the circuit board, and is configured to be divisible by any one of the plurality of claws. The plurality of claws are configured so that the circuit board is conductively processed.
上記のような構成によれば、シールドケースは、両端部を突き合せた状態で爪部を回路基板の所定部位に挿入して実装すると受光素子のリード端子の周囲を覆う状態になるので、外部から受光素子のリード端子へ飛び込む電磁波を電磁シールド材からなるシールドケースで遮断することができ、回路基板上の検出回路が誤動作するのを防止することができる。
また、爪部以外の部位でシールドケースを分割すると、実装時に所望の形状を維持するためには、両端同士を半田付け等で接合したり、両端部を嵌め込み構造にしかつ実装前に両端部を嵌め合わせたりする作業を行うことが必要となるが、爪部において分割可能に構成することで、組付け作業を簡略化することができる。
According to the above configuration, when the shield case is mounted by inserting the claws into a predetermined portion of the circuit board with both ends abutting against each other, the shield case covers the periphery of the lead terminal of the light receiving element. The electromagnetic wave that jumps into the lead terminal of the light receiving element can be blocked by a shield case made of an electromagnetic shield material, and the detection circuit on the circuit board can be prevented from malfunctioning.
In addition, if the shield case is divided at a part other than the claw part, in order to maintain the desired shape at the time of mounting, both ends may be joined by soldering or the like, or both ends may be fitted into the structure and both ends may be joined before mounting. It is necessary to perform the work of fitting, but the assembling work can be simplified by configuring the claws so that they can be divided.
ここで、望ましくは、前記シールドケースは、前記複数個の爪部のうち分割可能な爪部に対応する部位で突き合わせ可能であり、突き合わせ端部同士が接合処理されているように構成する。
これにより、突き合わせた端部に隙間が生じて電磁ノイズが侵入するのを確実に防止することができる。また、爪部の回路基板への半田付け等の接合処理と同時に、突き合わせ端部に隙間が生じるのを防止するための半田付け等の接合処理を行うことができるため、作業性が向上する。
Here, preferably, the shield case can be abutted at a portion of the plurality of claw portions corresponding to the divisible claw portion, and the abutted end portions are joined to each other.
As a result, it is possible to reliably prevent electromagnetic noise from entering due to a gap formed at the abutted ends. Further, at the same time as the joining process such as soldering the claw portion to the circuit board, the joining process such as soldering to prevent the butt end portion from being formed can be performed, so that the workability is improved.
また、望ましくは、前記シールドケースは、前記複数個の爪部のうち分割可能な爪部に対応する部位で端部同士が重ね合わされた状態で前記回路基板に実装されているようにする。
かかる構成によれば、両端部を突き合せる方式に比べて端部に隙間が生じにくくなるとともに、突き合わせ端部の隙間を埋めるための半田付け処理が不要であるため、組付けに要する時間を短縮することができる。
Further, preferably, the shield case is mounted on the circuit board in a state where the end portions are overlapped with each other at a portion corresponding to the divisible claw portion among the plurality of claw portions.
According to this configuration, a gap is less likely to occur at the ends as compared with the method of butt-butting both ends, and since a soldering process for filling the gap at the butt ends is not required, the time required for assembly is shortened. can do.
また、望ましくは、前記シールドケースは、一方の端部に突出部が設けられ、他方の端部に前記突出部が嵌め込み可能なスリットが設けられ、前記突出部が前記スリットに嵌まり込んだ状態で前記回路基板に実装されているようにする。
かかる構成によれば、シールドケースの両端同士が離れてしまう故障をより確実に防止することができる。
Further, preferably, the shield case is provided with a protrusion at one end, a slit into which the protrusion can be fitted is provided at the other end, and the protrusion is fitted into the slit. Is mounted on the circuit board.
According to such a configuration, it is possible to more reliably prevent a failure in which both ends of the shield case are separated from each other.
さらに、望ましくは、前記回路基板には前記複数個の爪部がそれぞれ挿入される複数の係合穴が形成され、前記複数の係合穴の周囲には基準電位を印加可能に構成された導電性のランド部が設けられているようにする。
かかる構成によれば、爪部が設けられている複数の個所でシールドケースに基準電位が印加されるため、シールドケースの各部位の間の電位差が小さくなり、より確実に電磁ノイズを遮断することができる。
Further, preferably, a plurality of engaging holes into which the plurality of claws are inserted are formed in the circuit board, and a reference potential can be applied around the plurality of engaging holes. Make sure that a sex land section is provided.
According to this configuration, since the reference potential is applied to the shield case at a plurality of places where the claws are provided, the potential difference between each part of the shield case becomes small, and electromagnetic noise can be blocked more reliably. Can be done.
本発明によれば、炎感知器において、基板に実装されケースに収納されている受光素子のリード端子への電磁ノイズの飛び込みを防止することができるという効果がある。 According to the present invention, in the flame detector, there is an effect that electromagnetic noise can be prevented from jumping into the lead terminal of the light receiving element mounted on the substrate and housed in the case.
以下、図面を参照して、本発明を適用した炎感知器の一実施形態について説明する。図1(A)は炎感知器の一実施形態を示す平面図、図1(B)は(A)のB−B線に沿った断面正面図である。
本実施形態の炎感知器(以下、単に感知器と記す)10は、炎を感知可能な例えば赤外線検出素子のような受光素子を内蔵した炎感知器であり、建造物の天井面などに設置されて使用されるように構成されている。なお、以下の説明では、感知器10を建造物の天井面に設置した状態で上になる側を下側、下になる側を上側とする。
Hereinafter, an embodiment of a flame detector to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. FIG. 1 (A) is a plan view showing an embodiment of a flame detector, and FIG. 1 (B) is a front sectional view taken along line BB of (A).
The flame detector (hereinafter, simply referred to as a detector) 10 of the present embodiment is a flame detector having a built-in light receiving element such as an infrared detection element capable of detecting a flame, and is installed on the ceiling surface of a building or the like. It is configured to be used. In the following description, the upper side is the lower side and the lower side is the upper side when the
本実施形態の感知器10は、図1に示すように、回路基板13を保持し建造物の天井面等に設けられた感知器取付け基部(図示しない)に嵌合して取り付けられる本体ベース10Aと、ドーム状をなし前記本体ベース10Aの上側全体を覆う外カバー10Bとを備え、本体ベース10Aと外カバー10Bとにより内部に収容空間を有する筐体としての本体ケースが形成される。
また、上記外カバー10Bの中央には開口部が形成されており、本体ケース内部に収納される感知部に対して光を導入可能に構成されている。
As shown in FIG. 1, the
Further, an opening is formed in the center of the
上記外カバー10Bの内側には、感知部の収納空間を有する内側収納ケース11と、該内側収納ケース11の上側に設けられた円板状のフランジ部12と、上記本体ベース10Aにビス21によって固定され上記内側収納ケース11が結合される回路基板13とが収納されている。また、本体ベース10Aの下面には、接続端子22が設けられている。
図2および図3には炎感知器10の本体ケースの内部の感知部の詳細が示されている。
図2に示すように、内側収納ケース11は、受光素子を収納する収納部11Aと、収納部11Aの外側にあって回路基板13と結合するための一対の脚部11Bとを備える。前記収納部11Aは有底筒状をなし、互いに異なる波長域の光を検知する1組の受光素子14A,14Bが検知部を上向きにした状態で収納されている。
Inside the
2 and 3 show details of the sensing portion inside the main body case of the
As shown in FIG. 2, the
上記収納部11Aの上方には、受光素子14A,14Bへ光を誘導する導光部16が設けられている。また、受光素子14A,14Bと導光部16との間には、埃の侵入を防止するため透明な保護プレート17が配設されている。
一方、収納部11Aの底壁下面には、縁部に沿って所定の高さを有するリブ11aが形成され、このリブ11aの先端に回路基板13の上面が当接されている。また、収納部11Aの外周には、底壁内面とほぼ同一高さ位置に段差11bが形成されている。
Above the
On the other hand, a
上記回路基板13は、上面や下面に検出回路を構成する抵抗や容量、IC(半導体集積回路)などの電子部品(図示省略)が実装されるプリント基板により構成されている。
内側収納ケース11の上記一対の脚部11Bに対応する部位には、一対の係合穴13a,13bが形成されている。脚部11Bの先端(図では下端)には弾性を有する係止爪11cが設けられており、この係止爪11cが回路基板13の上記係合穴13a,13bに係合することで、内側収納ケース11と回路基板13とが結合されている。
The
A pair of
また、内側収納ケース11の収納部11Aの底壁には、実装される受光素子14A,14Bのリード端子41a,41bが挿通される複数の挿通穴11dが、また回路基板13にもリード端子41a,41bが挿通される複数の挿通穴が形成されており、これらの挿通穴を貫通したリード端子41a,41bの先端が、半田にて回路基板13の裏面の所定部位に溶着されている。
Further, a plurality of
また、収納部11Aの下部の外周には、上端が上記段差11bに接触し、下端が回路基板13の上面に接触するようにして、電磁ノイズを遮断するためのシールドケース15が装着されている。シールドケース15は、黄銅のような電磁シールド材の表面に錫等のメッキを施したものを変形させることによって、収納部11Aの外形に対応した形状(小判形)に形成されており、対向する部位に一対の係合爪51a,51bが設けられている。
Further, a
そして、回路基板13には、上記係合爪51a,51bに対応する部位に係合穴が形成されており、この係合穴にシールドケース15の係合爪51a,51bが係合され、係合穴を貫通した係合爪51a,51bの先端が、半田にて回路基板13の裏面の所定部位に溶着されている。なお、係合穴の周縁には、導電体からなるランドが形成されるとともに、係合穴の内側にもメッキ層が形成され挿入されたシールドケース15の係合爪51a,51bと上記ランドとが電気的に接続されるように構成されている。
Then, the
また、上記ランドは基板に形成された基準電位パターンと接続されており、このランドに係合爪51a,51bの先端が半田付けされることで、シールドケース15にランドを介して基準電位が印加され、電磁シールド効果を発揮するようになっている。さらに、回路基板13には、広範囲に亘って基準電位が印加される導電層パターン(グランドパターン)が形成されており、回路基板13の背部からリード端子41a,41bへ飛び込む電磁ノイズを遮断できるように構成されている。
Further, the land is connected to a reference potential pattern formed on the substrate, and the tips of the engaging
図4には、上記シールドケース15の具体例が示されている。
図4(A)に示すように、シールドケース15の対向する位置に、係合爪51a,51bが設けられている。そして、シールドケース15は一方の係合爪51aの中心に分割線を有するように形成されている。具体的には、シールドケース15は、図4(B)に示すような帯状をなす1枚の例えば黄銅板を、両端を突き合わせるように全体を湾曲させつつ環状に変形させることによって、上面視で小判形の枠をなすように形成されている。
FIG. 4 shows a specific example of the
As shown in FIG. 4A, engaging
上記のような構成のシールドケース15の場合、突き合わせ部に隙間があると、電磁ノイズの侵入を防ぎきれなくなるとともに、突き合わせ部の構造によってはシールド板の各部位間で電位差が生じ、アンテナ効果によって電磁ノイズを拾い易くなってしまうおそれがある。そこで、本実施形態のシールドケース15においては、次のような対策が施される。以下、電磁シールド効果を高める対策について、図5を用いて説明する。なお、図5においては、基板の図示を省略している。
In the case of the
第1の対策は、図5(A)に示すように、精度の高い板金加工によってシールドケース15の寸法を高精度に仕上げることで、突き合わせ部に隙間が生じないようにして、係合爪51a,51bのみを半田で基板側のランドに溶着するというものである。また、突き合わせ側の係合爪51aが挿入される基板の係合穴の寸法も係合爪51aの幅に合わせて精度よく形成しておくことで、突き合わせ部に隙間が生じないようにするのが良い。図5において、ハッチングが付されている範囲が半田付け部である。
As shown in FIG. 5A, the first measure is to finish the dimensions of the
第2の対策は、図5(B)に示すように、係合爪51aの半田付けの際に、突き合わせ部も半田付けして隙間が生じないようにするというものである。具体的には、突き合わせ側の係合爪51aが挿入される基板の係合穴の寸法も係合爪51aの幅よりも僅かに長くするとともに、スリットの幅を係合爪51aの厚みよりも若干大きく形成しておく。そして、半田付けの際に、係合爪51aと係合穴との隙間から突き合わせ部の隙間にも、溶融半田が入り込んで行くようにする。これによって、突き合わせ部全体が半田付けされて、突き合わせ部に隙間がなくなり、電磁シールド効果を高めることができる。また、突き合わせ部は、半田付けのみならずロウ付けや溶着等で隙間を塞ぐようにしても良い。
As shown in FIG. 5B, the second measure is to solder the butt portion as well when soldering the engaging
第3の対策は、図5(C)に示すように、シールドケース15の両端部を重ね合わせることで、突き合わせ部に隙間が生じないようにして、係合爪51aを半田で基板側のランドに溶着するというものである。この場合、突き合わせ側の係合爪51aが挿入される基板の係合穴のスリットの幅を、係合爪51aの厚みに合わせて精度よく形成しておくことで、重ね合わせた部分に隙間が生じないようにするのが良い。なお、両端部を重ね合わせた上で、さらに接合面を半田付けするようにしても良い。
As a third measure, as shown in FIG. 5C, the both ends of the
第4の対策は、図5(D)に示すように、シールドケース15の一方の端部に突出部52aを設けるとともに、他の方の端部に縦方向の平行スリット52bを形成して、突出部52aと平行スリット52bとの嵌め込み構造によって突き合わせ部に隙間が生じないようにして、係合爪51aを半田で基板側のランドに溶着するというものである。この場合、突出部52aの基部にシールド板の厚さ分の段差が生じるように突出部52aを折り曲げておくことで、端面同士が接触して隙間が生じないようにし、さらに端面同士が接触によって電気的に導通するように構成しても良い。
As a fourth measure, as shown in FIG. 5D, a protruding
以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では、シールドケース15の縁部に係合爪を2個設けているが、3個以上の係合爪を設けるように構成しても良い。
また、上記実施形態では、シールドケース15が黄銅製の板材で形成されていると説明したが、黄銅以外の電磁シールド材でも良いし、板材でなく網状のもので構成しても良い。
Although the present invention has been described above based on the embodiment, the present invention is not limited to that of the above embodiment and can be appropriately modified without departing from the gist thereof. For example, in the above embodiment, two engaging claws are provided on the edge of the
Further, in the above embodiment, it has been described that the
また、上記実施形態では、シールドケース15が係合爪51aで分割可能に形成されているが、係合爪51aと51bの2箇所で分割可能に形成されていても良い。また、小判形のシールドケース15を収納する際に、他の部品等と干渉する場合には、シールドケース15の対応する部位に、干渉防止用の切欠きを設けるようにしても良い。
さらに、上記実施形態では、本発明を、受光素子を有する炎感知器に適用したものを説明したが、本発明はそれに限定されず、サーミスタのような感熱素子あるいはCOなどの有害ガスを検知するガスセンサを備え熱あるいはガスを検出可能に構成された火災感知器にも利用することができる。
Further, in the above embodiment, the
Further, in the above embodiment, the present invention has been described in which the present invention is applied to a flame detector having a light receiving element, but the present invention is not limited thereto and detects a heat sensitive element such as a thermistor or a harmful gas such as CO. It can also be used for fire detectors equipped with a gas sensor and configured to detect heat or gas.
10 感知器(炎感知器)
10A 本体ベース
10B 外カバー
11 内側収納ケース
11A 収納部
12 フランジ部
13 回路基板
14A,14B 受光素子
41a,41b リード端子
15 シールドケース
51a,51b 係合爪
10 Sensor (flame detector)
10A
Claims (5)
前記受光素子は、前記開口部に検出部が臨むように前記収納部内に配設され、
前記回路基板は、前記収納部の前記開口部と反対側の壁体の背部に配設され、
前記受光素子のリード端子の周囲を覆うように電磁シールド材からなるシールドケースが設けられ、
前記シールドケースは、前記回路基板を貫通し当該回路基板に係止するための複数個の爪部を備え、前記複数個の爪部のうちいずれか1つの爪部において分割可能に構成され、前記複数個の爪部は前記回路基板に導通処理されていることを特徴とする炎感知器。 A main body case having a storage portion and an opening formed on one surface of the storage portion, a light receiving element housed in the storage portion, and a circuit board to which a lead terminal of the light receiving element is connected. It ’s a flame detector
The light receiving element is arranged in the storage portion so that the detection portion faces the opening.
The circuit board is arranged on the back of the wall body opposite to the opening of the storage portion.
A shield case made of an electromagnetic shield material is provided so as to cover the periphery of the lead terminal of the light receiving element.
The shield case is provided with a plurality of claws for penetrating the circuit board and engaging with the circuit board, and is configured to be divisible by any one of the plurality of claws. A flame detector characterized in that a plurality of claws are conductively processed on the circuit board.
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