JP3366098B2 - 多機能センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、ガス検出機
能、温度検出機能、湿度検出機能など複数の検出機能を
有する多機能センサに係り、建物内部の環境監視に用い
て好適な多機能センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】近時の住宅などの建物では、室内でのガ
ス漏れ及び発火を検知して発報する警報装置や、空気の
汚れ、温度上昇及び湿度上昇を検知して換気を行うため
の換気コントローラが用いられている。この警報装置、
換気コントローラは、室内でのＬＰＧなどの漏れや、室
内の空気の汚れを検知する雑ガスセンサ、室内空気の所
定以上温度を検知する温度センサ及び室内の所定以上の
湿度を検知する湿度センサ等の各種屋内環境監視用セン
サを天井に取り付けて用いている。

【０００３】さらに、警報装置は、雑ガスセンサ、温度
センサとともに人の室内進入を検知するマグネットセン
サ又は赤外線センサが宅内交換機に接続したシステム、
いわゆる、セキュリティ宅内電話システムとしても用い
られている。また、換気コントローラでは、予め設定し
た値の空気の汚れや、温度、湿度の上昇時に、例えば、
空気清浄器や換気扇が動作するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来におい
ては、雑ガスセンサは、温度センサや湿度センサなどか
ら遠く離されて個別に天井に取り付けられていることが
多い。これは、雑ガスセンサが、例えば、固体熱伝導式
であり、白金線コイルへの通電による発熱を伴って、各
種のガスを検知しており、この発熱が周囲の空気温度を
検知するサーミスタなどの温度センサや空気中に含まれ
る水分の割合を検知する湿度センサに影響を与えて、誤
った値で検出しないようにするためである。この場合、
二つ以上のセンサを取り付ける工事が必要となり、これ
に伴い、配線も二系統以上になって、その施工性が悪く
煩雑であるという欠点がある。

【０００５】一方、住宅等の建物の居室天井は、照明器
具、空気調和装置のルーバ状吹出口等の多種の機器ある
いは機器部分が取り付けられており、さらに、雑ガスセ
ンサや温度センサ等の屋内環境監視用センサを個別に取
り付けるのでは、天井面の配置構成が煩雑化し、天井の
美観を損なう虞がある。この意匠上の不都合を解消する
手段として、従来から、雑ガスセンサ、温度センサ、湿
度センサ等の複数の屋内環境監視用センサを単一の化粧
筐体に組み込みんだものが提供されている。しかしなが
ら、雑ガスセンサや温度センサの煩雑な配置状態を上記
化粧筐体で隠すことによって意匠上の不都合は多少解消
するにしても、上記したように、雑ガスセンサの発熱
が、温度センサの発熱に影響を与えないように、雑ガス
センサと温度センサとの間を、大きく離間させなければ
ならないという技術上の不都合は解決されない。それ
故、化粧筐体の外形は、小型化できず、外観美の追求に
も限界があり、人によっては、天井に取り付けられた化
粧筐体から圧迫感を受けることを余儀なくされていた。

【０００６】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、発熱を伴う雑ガスセンサなどと、環境温度や湿
度を検知するセンサの検知動作が安定して維持され、か
つ、常に新しい空気雰囲気中での正確な検出が可能にな
るとともに、施工性が向上して、コストが低減され、さ
らに、天井表裏面の煩雑な印象を避けることが出来ると
ともに、室内での人の活動に伴う破損を確実に阻止でき
る多機能センサを提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、空気雰囲気中で発熱して第
１種の検出対象の検出を行う第１種の検出素子と、非発
熱により空気雰囲気中で第２種の検出対象の検出を行う
第２種の検出素子とを備えてなる多機能センサであっ
て、上記第１種の検出素子と第２種の検出素子との間
に、空気の通流を妨げる通流阻止部材が設けられてい
る。

【０００８】また、請求項２記載の多機能センサは、上
記通流阻止部材が、垂直下向きの状態で所定の長さ突出
して上記第１種の検出素子と上記第２種の検出素子との
間に設けられる中央突出部分と、対流する空気を上記中
央突出部分を挟んで左右両方向に振り分けて通流させる
ため、上記中央突出部分を挟んで左右両方向に延在し、
かつ、離間する方向に厚さが低減して傾斜するととも
に、当該部材の一方に第１種の検出素子が設けられ、か
つ、当該部材の他方に第２種の検出素子が配置される二
つの傾斜部分とを有してなる構成としている。

【０００９】また、請求項３記載の多機能センサは、少
なくとも上記二つの傾斜部分を覆い、かつ、上記中央突
出部分を挟んだ左右両方向で、上記二つの傾斜部分の方
向に空気をそれぞれ取り入れて通流させるための第１の
開口部と、上記二つの傾斜部分の延在方向の端部に、第
１種の検出素子の発熱及び通流した空気を放出するため
の第２の開口部とが設けられた覆い部材を備えてなる構
成としている。

【００１０】さらにまた、請求項４記載の多機能センサ
は、上記第１種の検出素子は、所定のガスを検出するた
めのガスセンサであり、上記第２種の検出素子は、上記
空気雰囲気中の温度を検出するための温度センサ又は／
及び上記空気雰囲気中の湿度を検出するための湿度セン
サであることを特徴としている。

【００１１】

【作用】請求項１記載の多機能センサは、発熱して空気
雰囲気中で、例えば、ガス漏れ、空気の汚れの検出を行
う第１種の検出素子と、非発熱により空気雰囲気中で例
えば、温度上昇又は湿度上昇を個別に検出する二つの検
出素子からなる第２種の検出素子との間での空気の通流
が、通流阻止部材によって妨げられる。したがって、発
熱を伴うセンサからの熱が第２種の検出素子に回り込ま
なくなり、環境温度や湿度を検知するセンサの検知動作
が安定に維持されて、その検出が正確に行われる。

【００１２】請求項２記載の多機能センサは、中央突出
部分を挟んで左右両方向に延在した傾斜部分を通じて、
対流してきた空気を中央突出部分を挟んで左右両方向に
振り分けて通流させている。したがって、第１種及び第
２種の検出素子のそれぞれの方向に通流する空気の向き
が反対になり、かつ、通流する空気が傾斜によって確実
に導出（放出）されるため、第１種及び第２種の検出素
子での検出が、常に新しい空気雰囲気中で行われる。さ
らに、第１種の検出素子の発熱が第２種の検出素子に対
流しなくなって、第２種の検出素子での誤った値の検出
がなくなり、その検出が正確に行われる。

【００１３】請求項３記載の多機能センサは、覆い部材
の第１の開口部を通じて二つの傾斜部分方向に、それぞ
れ空気を導入して取り入れ、かつ、傾斜部分における延
在方向の端部の第２の開口部から、それぞれ通流した空
気を放出（導出）している。したがって、第１種及び第
２種の検出素子のそれぞれの方向に、確実に空気が取り
入れられて、その検出が正確かつ確実に行われる。

【００１４】なお、当該多機能センサを天井に取り付け
られる際には、第１種の検出素子の検出面と第２種の検
出素子の検出面とを、天井下面から、少なくとも１５ミ
リメートル下方に離隔して配置するのが好ましい。この
ようにすれば、第１種及び第２種の検出素子が、天井面
から垂直下向きの状態で突出した部材などで滞留した空
気雰囲気中で、ガス漏れ及び発火の検知と、空気の汚
れ、温度上昇及び湿度上昇などを誤った値で検出せず
に、対流する空気雰囲気中をもって、その正確かつ確実
な検出が可能になる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例につ
いて説明する。図１は、この発明の一実施例である多機
能センサを分解して示す斜視図である。図１において、
この多機能センサは、天井にはめ込まれる本体取付用ボ
ックス２と、以降で説明するように多種のガス状物質を
空気雰囲気中で検出するガスセンサ（雑ガスセンサ）、
温度センサ及び湿度センサが配置されるとともに、ガス
センサの白金線コイル、温度センサのサーミスタ、湿度
センサの櫛形電極などへ給電したり、上記各種センサか
らの検知信号を波形成形、増幅及びレベル比較などで処
理して警報装置などに送出したり、換気扇などを動作さ
せる駆動信号を送出する本体４が設けられている。

【００１６】さらに、この多機能センサには、本体４を
本体取付用ボックス２に固定するためのケース内蓋６
と、以降で詳細に説明するようにガスセンサ、温度セン
サ及び湿度センサへの空気の通流を確実にする機能とと
もに、表面デザインを向上させるために、本体４の図示
される下面及びケース内蓋６を覆う化粧プレート８とが
設けられている。

【００１７】本体取付用ボックス２は、天井内部にはめ
込まれる収納部２ａと、天井部材に固定するための鍔部
２ｂとを有している。また、本体４は、本体取付用ボッ
クス２の収納部２ａに配置され、各種センサからの検知
信号を波形成形、増幅及びレベル比較などで処理して送
出する信号処理部４ａと、この信号処理部４ａの図にお
ける下方の開口部を覆うとともに、中央部に向かって隆
起し、その先端部面に、長方形状の平坦部を有したリブ
４ｂが形成されるセンサ取付部材５を有している。この
センサ取付部材５の平坦部は、例えば、透明部材が嵌め
込まれ、リブ４ｂ内に設けられた発光素子（ＬＥＤ）３
３の点灯（動作を表示）が見えるようになっている。こ
のセンサ取付部材５のリブ４ｂで振り分けた一方の傾斜
部位５ａにガスセンサ１２が配置され、他方の傾斜部位
５ｂに温度センサ１４及び湿度センサ１６が配置されて
いる。

【００１８】また、ケース内蓋６は、本体４の信号処理
部４ａを本体取付用ボックス２の収納部２ａに収めて固
定する際に、センサ取付部材５が嵌め込まれる開口部６
ａと、本体取付用ボックス２の鍔部２ｂに、例えば、ね
じで固定し、又は、当該部材板を差し込んで嵌め込むた
めの周囲部位６ｂとを有している。

【００１９】化粧プレート８は、四角形状に窪んだ凹部
８ａと、この凹部８ａと、例えば、プラスチック成形で
一体的に作製され、凹部８ａの周囲に形成される覆い部
位８ｂとを有している。凹部８ａは中央部に本体４にお
けるリブ４ｂの下端部が嵌め込まれた際に、傾斜部位５
ａ，５ｂの方向にそれぞれ空間を画成して配置される開
口部２０と、覆い部位８ｂからの凹部８ａの四辺の立ち
下がり部位に、それぞれ内側に貫通して設けられるスリ
ット開口部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄとが設けら
れている。

【００２０】この化粧プレート８は、図２をもって説明
するように、本体４におけるセンサ取付部材５のリブ４
ｂの図における下端部の左右側縁が、化粧プレート８の
開口部２０の図における左右に対向する内側縁に接合し
ている。さらに、化粧プレート８の端部（周囲）の内側
がケース内蓋６の端部面に、例えば、人の手などで圧入
して固定されるようになっている。

【００２１】図２は、図１に示した多機能センサを天井
に取り付けた際の化粧プレート８から見た構成を示す正
面図であり、図３は図１及び図２の構成を一部断面で示
す側面図である。図２及び図３において、本体４におけ
るセンサ取付部材５のリブ４ｂの下端部（図における左
右の側面端部）が、化粧プレート８の開口部２０の両側
の淵（図における左右）に圧入して接合（固定状態）さ
れる。この場合、リブ４ｂは、図における左右方向の幅
に対して上下方向の幅が狭くなっており、開口部２０に
リブ４ｂの下端部に嵌め込まれた際に、図における上下
方向、すなわち、リブ４ｂを挟んで振り分けた部分が、
二つの空間（以下、空気取り入れ口２８ａ，２８ｂと記
載する）になっている。

【００２２】この場合、化粧プレート８の開口部２０の
両側の淵に接合するようにリブ４ｂの下端部をＬ字状に
形成し、この段差で位置決めするようにしても良く、ま
た、下端部を緩やかな傾斜に形成して接合するようにし
ても良い。換言すれば、化粧プレート８の開口部２０近
傍の部材が、外圧でガスセンサ１２、温度センサ１４及
び湿度センサ１６の方向に変位して接触しないようにす
る。

【００２３】空気取り入れ口２８ａからの空気は、リブ
４ｂで振り分けた一方の傾斜部位５ａに配置したガスセ
ンサ１２に通流し、また、空気取り入れ口２８ｂからの
空気は、リブ４ｂで振り分けた他方の傾斜部位５ｂに配
置した温度センサ１４及び湿度センサ１６に通流するよ
うになっている。ここで、化粧プレート８は、天井から
圧迫感、煩雑感を受けることのない快適居室空間を具現
するために、小型サイズに形成されている。例えば、天
井の取り付け面が１２０ｍｍ×１２０ｍｍ以内に設定さ
れ、天井面から下方へ露出している部分の厚みは２０ｍ
ｍ以内に設定されている。したがって、本体取付用ボッ
クス２、ケース内蓋６も、この化粧プレート８のサイズ
に適合した形状になされている。

【００２４】図４は、図１及び図２に示す多機能センサ
を天井に取り付けた状態を示す斜視図である。図４にお
いて、この例は、キッチンの天井に、当該多機能センサ
４０が取り付けられている。この場合、多機能センサ４
０がガスレンジ４１で焼き物を行った際の煙を検知し
て、例えば、レンジフード４２内の換気扇を自動的に動
作させるようになっている。また、炊飯時や湯水使用時
における湿気の上昇を、多機能センサ４０で検知して、
同様にレンジフード４２内の換気扇を自動的に動作させ
て換気を行うようになっている。

【００２５】次に、この実施例の動作及び機能について
説明する。図１から図４に示す多機能センサは、図４に
示すよう、キッチン、リビング、洗面所などのように、
ガス漏れ、発火の恐れがある場所、また、煙などで空気
が汚れ易い場所や、温度及び湿度が上昇し易い場所に設
置されている。ここでガスセンサ１２が、都市ガス又は
ＬＰＧなどのガス漏れ検知用である場合、そのガス漏れ
をリブ４ｂの一方の傾斜部位５ａに配置したガスセンサ
１２が検知した際に、ここからの検知信号に基づいて、
警報装置のブザーなどが鳴動して非常報知を行う。ま
た、発火などの高温をリブ４ｂの他方の傾斜部位５ｂに
配置した温度センサ１４が検知した際に、その検知信号
に基づいて警報装置のブザーなどを鳴動して非常報知を
行う。

【００２６】また、当該多機能センサが換気コントロー
ラとして用いられ、しかも、当該多機能センサを構成す
るガスセンサには煙などの空気の汚れも検知できるガス
センサ（煙センサ）である場合、例えば、タバコの煙な
どの空気の汚れをリブ４ｂの一方の傾斜部位５ａに配置
されたガスセンサ１２が検知した際に、ここからの検知
信号に基づいて、図４に示したガスレンジ４１の換気扇
を自動的に動作させて、その室内を換気し、また、ガス
センサ１２が空気の汚れを検出しなくなると、ガスレン
ジ４１の換気扇を自動的に停止させる。

【００２７】また、温度上昇をリブ４ｂの他方の傾斜部
位５ｂに配置された温度センサ１４が検知した場合も、
同図に示したガスレンジ４１の換気扇を自動的に動作さ
せて、その室内を換気し、また、温度低下を検出した場
合は、ガスレンジ４１の換気扇を自動的に停止させる。
さらに、炊飯時や湯水使用時、所定以上の湿度を、湿度
センサ１６を検知した場合も、同図に示したガスレンジ
４１の換気扇を自動的に動作させて、その室内を換気
し、また、湿度低下を検出した際に、ガスレンジ４１の
換気扇を自動的に停止させる。

【００２８】この場合のガスセンサ１２は、例えば、固
体熱伝導式であり、白金線コイルへの通電によって発熱
して、都市ガス又はＬＰＧなどのガス漏れ、又は空気の
汚れを検出している。このガスセンサ１２自体に生じた
熱は、図３に示すように、空気取り入れ口２８ａから導
いて取り入れた空気Ａｒａに与えられ、暖められた空気
Ａｒｂとなって、傾斜部位５ａの傾斜で、その対流を妨
げないようにしてスリット開口部２１ａから導出（放
出）される。

【００２９】また、図３に示すように空気取り入れ口２
８ｂから導いて取り入れた空気Ａｒａが、傾斜位５ａの
傾斜をもって、その対流を妨げないようにし、スリット
開口部２１ａから導出（放出）される。同時に、この通
流する空気Ａｒａから温度センサ１４及び湿度センサ１
６が、それぞれ温度及び湿度を検出する。

【００３０】このように、ガスセンサ１２、温度センサ
１４及び湿度センサ１６は、検出時にリブ４ｂの両側の
空気取り入れ口２８ａ，２８ｂから、それぞれ個別に取
り入れた空気Ａｒａを傾斜位５ａ，５ｂで、それぞれ反
対方向に導いて放出している。このため、ガスセンサ１
２自体の発熱が、温度センサ１４及び湿度センサ１６に
対流、すなわち、回り込まなくなる。したがって、ガス
センサ１２自体の発熱による、温度センサ１４での温度
検出に影響を与えない。換言すれは、ガスセンサ１２自
体の発熱を誤検出して、空気雰囲気中の温度を高く検出
してしまうことがなくなる。

【００３１】また、ガスセンサ１２、温度センサ１４及
び湿度センサ１６を、本体４内に配置している。すなわ
ち、一つの筐体に配置しているため、この多機能センサ
と、警報装置、換気コントローラと接続する際に一系統
の配線ですむことになる。例えば、一本の多芯ケーブル
で、その接続が可能になる。したがって、従来、ガスセ
ンサ１２と温度センサ１４及び湿度センサ１６とを二つ
の多機能センサに区分けして天井に配置し、二系統で配
線していた場合に比較して、その工事が容易になる。さ
らに、当該多機能センサが比較的小型であるため、従
来、ガスセンサ１２と温度センサ１４及び湿度センサ１
６とを二つの多機能センサに区分けして配置していた場
合に比較して、その天井面の煩雑な印象を避けることが
出来るようになり、人に圧迫感を与えないようになると
ともに、天井面も美麗となる。

【００３２】また、リブ４ｂの下端部が、化粧プレート
８の開口部２０の両側の淵に圧入して接合している。す
なわち、固定状態になるため、ガスセンサ１２と、温度
センサ１４及び湿度センサ１６の方向に化粧プレート８
の部材が変位しなくなる。このため、化粧プレート８に
室内での人の活動に伴う外圧が加わっても、ガスセンサ
１２、温度センサ１４及び湿度センサ１６に化粧プレー
ト８が当接せずに、その破損を阻止でき、この破損を考
慮した保守作業が不要になって、メンテナンスフリーが
達成される。さらに、空気取り入れ口２８ａ，２８ｂ
を、この化粧プレート８に設けている。すなわち、一つ
の部品で化粧プレートと、空気取り入れ機能を共用化し
ているため、部品点数の増加を抑えることができ、その
生産管理などが容易になる。以上、この発明の実施例を
図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例
に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない
範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１記載の多機能センサによれば、発熱して空気雰囲気中
で検出を行う第１種の検出素子と、非発熱により空気雰
囲気中で検出する二つの検出素子からなる第２種の検出
素子との間での空気の通流が、通流阻止部材によって妨
げられるので、発熱を伴うセンサからの熱が第２種の検
出素子に回り込まなくなり、環境温度や湿度を検知する
センサの検知動作が安定に維持されて、その検出が正確
に行われるという効果を有する。また、無理なく小型化
できるので、居室空間を狭めることもなく、天井面の美
観を損なうこともない。

【００３４】請求項２記載の多機能センサによれば、中
央隆起部分を挟んで左右両方向に延在した傾斜部分を通
じて、対流してきた空気を中央隆起部分を挟んで左右両
方向に振り分けて通流させている。この通流で、第１種
及び第２種の検出素子のそれぞれの方向に通流する空気
の向きが反対になり、かつ、通流する空気が傾斜によっ
て確実に導出（放出）されるため、第１種及び第２種の
検出素子での検出が、常に新しい空気雰囲気中で出来る
とともに、第１種の検出素子の発熱が第２種の検出素子
に対流しなくなって、第２種の検出素子での誤った値で
の検出がなくなり、その検出が正確に出来る。

【００３５】請求項３記載の多機能センサによれば、覆
い部材の第１の開口部を通じて二つの傾斜部分方向に、
それぞれ空気を導入して取り入れ、かつ、傾斜部分にお
ける延在方向の端部の第２の開口部から、それぞれ通流
した空気を放出（導出）しているため、第１種及び第２
種の検出素子のそれぞれの方向に、確実に空気が取り入
れられて、その検出が正確かつ確実に出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例である多機能センサを分解
して示す斜視図である。

【図２】同多機能センサを天井に取り付けた際の化粧プ
レート側から見た構成を示す正面図である。

【図３】図１及び図２の構成を一部断面で示す側面図で
ある。

【図４】同多機能センサを天井に取り付けた状態を示す
斜視図である。

【符号の説明】

４ｂ リブ（通流阻止部材、中央隆起部分、傾斜部
分） ５ａ，５ｂ 傾斜部位（傾斜部分） ８ 化粧プレート（覆い部材） ８ａ 凹部（窪み） １２ ガスセンサ（第１種の検出素子） １４ 温度センサ（第２種の検出素子） １６ 湿度センサ（第２種の検出素子） ２０ 開口部（第１の開口部） ２１ａ〜２１ｄ スリット開口部（第２の開口部） ２８ａ，２８ｂ 空気取り入れ口（第１の開口部）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G08B 17/00 - 31/00 G01K 1/14 G01N 27/14 G01N 27/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気雰囲気中で発熱して第１種の検出対
   象の検出を行う第１種の検出素子と、非発熱により空気
   雰囲気中で第２種の検出対象の検出を行う第２種の検出
   素子とを備えてなる多機能センサであって、 前記第１種の検出素子と第２種の検出素子との間に、空
   気の通流を妨げる通流阻止部材が設けられていることを
   特徴とする多機能センサ。
2. 【請求項２】 前記通流阻止部材は、垂直下向きの状態
   で所定の長さ突出して前記第１種の検出素子と前記第２
   種の検出素子との間に設けられる中央突出部分と、対流
   する空気を前記中央突出部分を挟んで左右両方向に振り
   分けて通流させるため、前記中央突出部分を挟んで左右
   両方向に延在し、かつ、離間する方向に厚さが低減して
   傾斜するとともに、当該部材の一方に第１種の検出素子
   が設けられ、かつ、当該部材の他方に第２種の検出素子
   が配置される二つの傾斜部分とを有してなることを特徴
   とする請求項１記載の多機能センサ。
3. 【請求項３】 少なくとも前記二つの傾斜部分を覆い、
   かつ、前記中央突出部分を挟んだ左右両方向で、二つの
   傾斜部分方向に空気をそれぞれ取り入れて通流させるた
   めの第１の開口部と、前記二つの傾斜部分の延在方向の
   端部に、第１種の検出素子の発熱及び通流した空気を放
   出するための第２の開口部とが設けられた覆い部材を備
   えてなることを特徴とする請求項２記載の多機能セン
   サ。
4. 【請求項４】 前記第１種の検出素子は、所定のガスを
   検出するためのガスセンサであり、前記第２種の検出素
   子は、前記空気雰囲気中の温度を検出するための温度セ
   ンサ又は／及び前記空気雰囲気中の湿度を検出するため
   の湿度センサであることを特徴とする請求項２記載の多
   機能センサ。