JP3952003B2 - Fire detector - Google Patents
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Description
本発明は、温度変化を計測して火災を感知する火災感知器に関するものである。 The present invention relates to a fire detector that detects a fire by measuring a temperature change.
従来、この種の火災感知器は、温度変化に伴ってインピーダンスの変化する温度検出素子を備えた半導体式熱感知方式の火災感知器であり、例えば、図8(a)及び(b)に示すように、火災感知器101は、フィン102を一体に形成したカバー103と、カバー103に取着する基台104と、基台104に装着され、かつ、プリント基板105に接続する端子板106と、温度検出素子107を接続するプリント基板105とで構成されているものがあった(特許文献1)。
Conventionally, this type of fire detector is a semiconductor-type heat detection type fire detector provided with a temperature detection element whose impedance changes with temperature change, and is shown in FIGS. 8A and 8B, for example. As described above, the
また、図9に示ように、内部に回路収納部111aを形成すると共に下部に外カバー111bを有する感知器本体111と、プリント基板112が配設される回路収納部111aと、サーミスタ113が接続されるプリント基板112と、プリント基板112から感知器111の天井面側となる外部に引き出されるリード線114と、プリント基板112に配設され、サーミスタ113による検出温度が火災を判断する所定温度を超えたときに火災検出信号をリード線114から送出する感知器回路と、感知器本体111を貫通して外カバー111bの下部の火災による熱気流を受ける位置に先端を配置されるサーミスタ113とから構成されており、サーミスタ113の感知器本体111の貫通部分を、接着剤115による接着で密閉し、リード線114及びサーミスタ113を接続したプリント基板112が配設された回路収納部111aには、充填剤116としてウレタン樹脂を充填し、前記ウレタン樹脂の上面全面に防水性、耐酸、耐アルカリ性の樹脂をコーティング剤117としてコーティングしているものがあった(特許文献2)。
通常、火災感知器において、細長い棒状に形成される熱を検知する温度検出素子は、熱応答性を得るためにプリント基板から垂下して配置される。そのため、上述の前者のように、温度検出素子107とプリント基板105とが別々の部品で構成されている場合、温度検出素子107をプリント基板105の実装面に対して略垂直となるように電気的に接続する工程が必要となる。而して、製造工程が複雑になり、設備投資コストが増加するという問題があった。
In general, in a fire sensor, a temperature detection element that detects heat formed in an elongated bar shape is arranged to be suspended from a printed circuit board in order to obtain thermal response. Therefore, when the
一方、上述の後者では、プリント基板112を保護するために、回路収納部111aを形成し、回路収納部111a内に充填剤116を充填し、充填剤116の上面全面に亘ってコーティング剤117をコーティングしている。そのため、製造工程が複雑になるという問題があった。
On the other hand, in the latter case, in order to protect the printed
本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、製造工程を簡略化した安価な火災感知器を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described points, and an object thereof is to provide an inexpensive fire detector with a simplified manufacturing process.
上述の課題を解決するために、請求項1の発明では、中央下部に気流流入室を有する器体と、前記器体内に配設される回路基板部と、一端部に温度変化に伴ってインピーダンスが変化するサーミスタのチップを有する温度検知部とから構成され、前記温度検知部の他端部を前記回路基板部と電気的に接続するとともに前記温度検知部の一端部を前記気流流入室内の下部側に位置するように垂下させて配置している火災感知器において、前記温度検知部と、前記回路基板部とが、同一のリードフレームから打ち抜きされた配線回路パターンによって構成されていることを特徴とする火災感知器とした。
In order to solve the above-mentioned problems, in the invention of
請求項1の発明によれば、温度検知部と回路基板部とを、一体的に形成しているので、温度検知部と回路基板部とを別部材で形成する必要がなくなり、温度検知部を回路基板部と同一機材で製造できる。そのため、火災感知器の製造工程を簡略化することができ、製造コストを削減することができる。 According to the first aspect of the present invention, since the temperature detection part and the circuit board part are integrally formed, it is not necessary to form the temperature detection part and the circuit board part as separate members. Can be manufactured with the same equipment as the circuit board. Therefore, the manufacturing process of the fire detector can be simplified, and the manufacturing cost can be reduced.
請求項2の発明では、請求項1の発明の構成に加えて、前記温度検知部が、前記回路基板部に対して概ね垂直方向に折り曲げ形成されていることを特徴とする火災感知器とした。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the temperature detector is bent in a substantially vertical direction with respect to the circuit board portion. .
請求項2の発明によれば、温度検知部を回路基板部の実装面に対して概ね垂直方向に折り曲げ形成している。そのため、温度検知部を回路基板部の実装面に対して略垂直となるように電気的に接続する工程を必要としないため、火災感知器の製造工程を簡略化することができる。 According to the second aspect of the present invention, the temperature detection part is bent and formed in a direction substantially perpendicular to the mounting surface of the circuit board part. For this reason, the process of electrically connecting the temperature detection unit so as to be substantially perpendicular to the mounting surface of the circuit board unit is not required, and the manufacturing process of the fire detector can be simplified.
請求項3の発明では、請求項1の発明の構成に加えて、前記温度検知部の折曲基部を嵌め合わせて、前記温度検知部を前記回路基板部に固定する嵌合部を、前記回路基板部の樹脂成形部位と一体に形成していることを特徴とする火災感知器とした。 According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect of the present invention, a fitting portion for fitting the bent base portion of the temperature detection portion and fixing the temperature detection portion to the circuit board portion is provided as the circuit. The fire detector is characterized by being formed integrally with the resin molding portion of the substrate portion.
請求項3の発明のよれば、温度検知部と回路基板部とが折曲基部と嵌合部とを嵌め合わせることにより固定されているため、火災感知器の組立性が向上する。
According to the invention of
請求項4の発明では、請求項1の発明の構成に加えて、前記回路基板部は、前記配線回路パターンをインサートして、一面に前記配線回路パターンの一部を露出させた実装面を形成する1次成形層を有し、前記1次成形層に形成された、前記配線回路パターンを1次成形金型に位置決めする位置決めピンの跡孔を、2次成形樹脂で封止してなることを特徴とする火災感知器とした。 According to a fourth aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the circuit board portion inserts the wiring circuit pattern to form a mounting surface in which a part of the wiring circuit pattern is exposed on one surface. And a secondary molding resin that seals trace holes of positioning pins that are formed in the primary molding layer and that position the wiring circuit pattern on the primary molding die. The fire detector was characterized by
請求項4の発明によれば、1次成形層に形成された跡穴を2次成形樹脂で封止しているので、配線回路パターンが1次成形層から外部へ露出することを防止することができる。そのため、火災感知器の防水性が向上する。 According to invention of Claim 4, since the trace hole formed in the primary molding layer is sealed with secondary molding resin, it prevents that a wiring circuit pattern is exposed outside from a primary molding layer. Can do. Therefore, the waterproofness of the fire detector is improved.
請求項5の発明では、請求項4の発明の構成に加えて、前記回路基板部は、前記配線回路パターンをインサートして、一面に前記配線回路パターンの一部を露出させた実装面を形成する1次成形層を有し、前記1次成形層の側部から露出した前記配線回路パターンの切断面を、2次成形樹脂で封止してなることを特徴とする火災感知器とした。
According to the invention of
請求項5の発明によれば、1次成形層の側部から露出した配線回路パターンの切断面を2次成形層で封止しているので、配線回路パターンが外部へ露出することを防止することができる。そのため、さらに火災感知器の防水性が向上する。
According to the invention of
請求項6の発明では、請求項4又は5の発明の構成に加えて、前記回路基板部は、前記配線回路パターンをインサートして、一面に前記配線回路パターンの一部を露出して実装面を形成する1次成形層を有し、前記配線回路パターンの前記回路基板部の回路構成に不必要な部位を切り落とすタイバーカットにより、前記配線回路パターンに形成される孔を、2次成形樹脂で封止してなることを特徴とする火災感知器とした。 According to a sixth aspect of the invention, in addition to the configuration of the fourth or fifth aspect of the invention, the circuit board portion has the wiring circuit pattern inserted therein, and a part of the wiring circuit pattern is exposed on one side to be mounted. The hole formed in the wiring circuit pattern is formed with a secondary molding resin by tie bar cutting that cuts off a portion unnecessary for the circuit configuration of the circuit board portion of the wiring circuit pattern. The fire detector is characterized by being sealed.
請求項6の発明によれば、配線回路パターン及び1次成形層を貫通して形成された孔を、2次成形層で封止しているので、前記孔の内壁面に露出した配線回路パターンが外部へ露出することを防止することができる。そのため、さらに火災感知器の防水性が向上する。
According to the invention of
請求項7の発明では、請求項4乃至6何れかの発明の構成に加えて、前記1次成形層、もしくは前記2次成形樹脂で、前記配線回路パターンの外周部に沿って全周に亘り、前記実装面側に突出する凸状の外枠部を形成していることを特徴とする火災感知器とした。 According to a seventh aspect of the invention, in addition to the configuration of any of the fourth to sixth aspects of the invention, the primary molding layer or the secondary molding resin is used to extend over the entire circumference along the outer circumference of the wiring circuit pattern. The fire detector is characterized in that a convex outer frame portion protruding toward the mounting surface side is formed.
請求項7の発明によれば、配線回路パターンの外周部に沿って全周に亘り、1次成形層もしくは2次成形樹脂で、実装面側に突出する凸状の外枠部が形成してあるので、配線回路パターンが外部へ露出することを防止するとともに、前記外枠部内にウレタンやエポキシなどの樹脂を容易にポッティングして封止することができる。
According to the invention of
本発明は、温度検知部と回路基板部とを一体的に形成しているので、温度検知部と回路基板部とを別部材で形成する必要がなくなり、そのため製造工程を簡略化した安価な火災感知器を得ることができる。 In the present invention, since the temperature detection part and the circuit board part are integrally formed, it is not necessary to form the temperature detection part and the circuit board part as separate members, and therefore an inexpensive fire that simplifies the manufacturing process. A sensor can be obtained.
図1乃至7を用いて、本発明の火災感知器1について説明する。
The
本実施形態の火災感知器1は、図2に示すように、中央下部に気流流入室2aを有する器体2内に回路基板部3を配設するとともに、回路基板部3と一体に形成され、一端部に温度変化に伴ってインピーダンスが変化するサーミスタのチップを有する温度検知部4を、気流流入室2a内に温度検知部4の一端部を下側に位置して配設して構成されている。
As shown in FIG. 2, the
器体2は、有底の略円筒形状を有し、その底部の略中央部に貫通孔が形成され、前記底部の下面に前記下面から鉛直下方向に、複数の平板状のフィン2bが前記下面の略中央部から所定の間隔を有して放射状に配置され、フィン2bの下端部に、中央部に円形状の孔である気流流入口2cを有する円盤部2dが形成されている。前記底部、フィン2b、及び円盤部2dは器体2と一体的に形成され、前記底部、フィン2b、及び円盤部2dとで気流流入室2aを構成している。また、気流流入室2aと器体2内部とは、前記底部に形成された前記貫通孔により連通している。
The
回路基板部3は、温度検知部4と一体に形成され、2枚の端子板5と電気的に接続されている。この回路基板部3は、温度検知部4を前記貫通孔から気流流入室2a内へ配置するとともに器体2内に配設されている。
The
次に、本実施形態の回路基板部3及び温度検知部4の製造方法について説明する。
Next, the manufacturing method of the
回路基板部3及び温度検知部4は、後述する配線回路パターン6を有し、この配線回路パターン6は、打ち抜き工程において、図3(a)に示すような、ばね性を有する金属性のリードフレーム7を打ち抜いて、図3(b)に示すように一筆書きに形成してある。
The
この配線回路パターン6には、その略中央部から外側方向に延設される温度検知部4用の一対の端子部6a、及び火災感知器の信号処理に必要な電子部品を配設する回路基板部3用の回路部6bとから構成され、回路部6bの外周部には、端子板5溶接用の溶接部6cを設けている。また、一対の端子部6aの先端側の一端部及び略中央部に、後述する1次成形工程において、配線回路パターン6を1次成形金型に位置決め固定するための支持部6d、6d´をそれぞれ互いに対向するように一体形成してある。
In this
配線回路パターン6は、配線回路パターン6をリードフレーム7に仮保持するための保持部7a及び溶接部6cによって、リードフレーム7と一体的に接続されている。
The
前記1次成形工程において、まず、このようにして形成した配線回路パターン6を、1次成形金型内に載置する。
In the primary molding step, first, the
この1次成形金型は、その内部下面に、配線回路パターン6を鉛直方向に位置ずれしないように所定の位置に下面側から支持する位置決めピン、及び内部上面に配線回路パターン6を水平方向に位置ずれしないように所定の位置に保持する位置決めピンが設けられている。そのため、前記1次成形金型内に載置された配線回路パターン6は、上述の支持部6d、6d´を前記1次成形金型の内部下面に設けた位置決めピンで支持されるとともに、上述の2種の位置決めピンを用いて水平方向及び鉛直方向に所定の位置に位置決め固定されることとなる。
This primary molding die has a positioning pin for supporting the
次に、前記1次成形金型内に樹脂を注入して樹脂成形を行い、一面に配線回路パターン6の回路部6bの一部を露出させて実装面8を形成するとともに、両端子部6aの末端部の折曲部6eを露出させて、図1(a)に示すような、1次成形層9を形成する。
Next, resin is injected into the primary molding die to perform resin molding, and a mounting
このようにして1次成形した配線回路パターン6の1次成形層9には、図7(a)に示すように、前記1次成形金型に設けた位置決めピンの跡穴10が形成され、また、支持部6d、6d´を1次成形層9の側部から外部へ露出している。
In the
次に、タイバーカット工程において、配線回路パターン6の回路基板部3の回路構成に不用な部位を切り落として所望の回路構成を得るために、配線回路パターン6をタイバーカットする。
Next, in the tie bar cutting step, the
図1(b)にタイバーカット後の配線回路パターン6を示す。タイバーカットにより切り落とされた部位には、図7(b)に示すような、配線回路パターン6及び1次成形層9をともに貫通する孔からなるタイバーカット部11が形成されることとなる。
FIG. 1B shows the
2次成形工程において、上記のようにタイバーカットした配線回路パターン6及び1次成形層9を、2次成形金型内に載置した後に2次成形樹脂を注入して樹脂成形して2次成形層12を形成する。
In the secondary molding step, the tie bar cut
2次成形層12は、その表面側において、図1(c)に示すように、実装面8の一部、及び両端子部6aの先端側の一端部に形成された支持部6dを表面に、折曲部6eを外部に露出するとともに、両端子部6aの略中央部に形成された支持部6d´をその切断面も含めて封止している。
As shown in FIG. 1C, the
この2次成形層12は、図7(c)に示すように、跡穴10及びタイバーカット部11に2次成形樹脂が入り込んで、跡穴10及びタイバーカット部11から露出する配線回路パターン6を封止するとともに、配線回路パターン6の外周部に沿って全周に亘り実装面8側へ突出する凸状の外枠部12aを設けている。
As shown in FIG. 7 (c), the
以上により、回路部6bをインサートした成形部位により回路基板部3が形成されることになる。この回路基板部3は、その表面に実装面8の一部を露出させて、電子部品を実装するためのランドを形成している。一方、一対の端子部6aをインサートした成形部位により温度検知部4用の基体13が構成されることになる。この基体13は、先端側の一端部の表面に、両端子部6aの先端側の一端部に形成した支持部6dを一部露出して後述するサーミスタのチップ実装用のランドを形成するとともに、基体13の末端の折曲基部13aに、後述する嵌合部14と嵌め合される基台15が一体形成されている。
As described above, the
ここで、図4乃至6を用いて本実施形態の前記嵌合部14、及び基体13に一体成形される基台15について説明する。
Here, the base 15 integrally formed with the
基体13の折曲基部13aに一体成形される基台15は、図4(c)及び(d)に示すように平板状の台部15a、及び台部15aの上面に台部15aの平面上に収まるように形成された平板状の小台部15b、並びに図4(a)に示すように台部15aの左側面に形成され嵌合部14に圧入される凸部15cとが一体となって構成されている。
As shown in FIGS. 4 (c) and 4 (d), the base 15 integrally formed with the
この基台15は、小台部15bの略中央部から基体13が貫通するようにして、基体13と一体に2次成形樹脂で形成され、また凸部15cは、嵌合部14に圧入するために、図4(a)及び(b)並びに図6(a)に示すように基体13の上部に位置している。
The
嵌合部14は、図5に示すように平面方向の断面形状が略コ字形の柱状に形成され、その両側片間に上述の基台15の凸部15cが圧入される圧入部14aを有している。この圧入部14aは、凸部15cと対向するようにして設けられ、圧入部14aの長手方向の長さ寸法は、凸部15cの長手方向の幅よりも狭く形成されているため、凸部15cを圧入部14aに圧入固定できるようになっている。この嵌合部14は、回路基板部3の樹脂成形部位である2次成形層12に一体に形成されている。
As shown in FIG. 5, the
また、嵌合部14及び基台15はともに、図6(a)に示すように、基体13を折曲部6eで折り曲げる際の回転軸となる回転中心Oと所定の距離dを設けて形成されている。
Further, both the
すなわち、この所定の距離dは、回転中心Oと嵌合部14の上面との間の距離であり、嵌合部14の高さを上述の条件を満たすように形成するとともに、回転中心Oと基台15の台部15aの下面との間の距離を上記距離dとなるように、基台15は基体13の折曲基部13aに形成されている。
That is, the predetermined distance d is a distance between the rotation center O and the upper surface of the
上述のように基台15と嵌合部14を形成することで、基体13から露出させた折曲部6eを回転中心Oで折り曲げ形成して、基台15の凸部15cを嵌合部14の圧入部14aに圧入して基台15を嵌合部14に嵌め合わせる際に、図6(b)に示すように、基台15と嵌合部14とを隙間無く嵌合させることができる。
By forming the
次に、基体13及び回路基板部3に電子部品を実装するために、上述の基体13に形成されたサーミスタのチップ実装用のランド、及び上述の回路基板部3に形成された電子部品を実装するためのランドにペーストを塗布した後に、サーミスタのチップ実装用のランド間に温度変化に伴ってインピーダンスが変化するサーミスタのチップを載置するとともに、電子部品を実装するためのランドに電子部品を載置してリフロー半田付けを行う。この後に、基体13の一端部、及び実装面8の外枠部12aで囲まれる部位にエポキシ樹脂をポッティングして、前記サーミスタのチップ、及び前記電子部品を封止している。
Next, in order to mount electronic components on the
このようにして基体13に前記サーミスタのチップを実装してエポキシ樹脂で封止することで、温度検知部4は構成されている。
In this manner, the temperature detection unit 4 is configured by mounting the thermistor chip on the
以上により、温度検知部4及び回路基板部3が完成し、これらは同一の配線回路パターン6を有することとなる。
Thus, the temperature detection unit 4 and the
温度検知部4及び回路基板部3は、本実施形態の火災感知器1に使用する際に、図6(a)及び(b)に示すように、温度検知部4の基体13から露出させた折曲部6eを回転中心Oで、基体13が回路基板部3に対して垂直方向かつ、2次成形層12の嵌合部14が形成されている方向へと向くように折り曲げ形成して、上述のように基体13の基台15と嵌合部14とを嵌め合わせて、基体13を回路基板部3に固定した後、溶接部6cをリードフレーム7側、及び保持部7aを回路基板部3側で切断して、リードフレーム7から分断される。
The temperature detection unit 4 and the
そして、このようにして温度検知部4を折り曲げ形成した回路基板部3を、上述したように火災感知器1に配設することで、本実施形態の火災感知器1は形成されている。
And the
本実施形態の火災感知器1によれば、リードフレーム7から打ち抜き形成した配線回路パターン6を用いて、温度検知部4と回路基板部3とを一体に形成したため、温度検知部4と回路基板部3とを別部材で形成する必要がなくなる。また、温度検知部4を回路基板部3と同一機材で構成することができる。以上により、火災感知器1の製造工程を簡略化することができ、製造コストの低下を実現できる。
According to the
また、リードフレーム7としてばね性のある金属を用いているので、温度検知部4を回路基板部3に対して略垂直に破断することなく折り曲げることができる。
Further, since the spring metal is used as the
その上、温度検知部4の基体13に基台15を、回路基板部3に嵌合部14を、それぞれ2次成形工程時に2次成形層12と一体的に形成しているので、温度検知部4の基体13から露出させた折曲部6eを回転中心Oで回路基板部3に対して略垂直に折り曲げ形成して、温度検知部4の基台15を回路基板部3の嵌合部14に上述のように嵌め合わせることで、温度検知部4を回路基板部3に対して略垂直に固定することができる。そのため、温度検知部4を回路基板部3に半田付けなどで電気的に接続する工程を必要としない。これにより、火災感知器1の組立性が向上し、製造コストの低下を実現できる。
In addition, since the
なお、1次成形工程において1次成形層9に形成された1次成形金型の位置決めピンの跡穴10に露出した配線回路パターン6、1次成形層9から露出した支持部6d´、及びタイバーカット工程において所望の回路構成を得るために穿設したタイバーカット部11内に露出した配線回路パターン6を、2次成形工程において、2次成形樹脂で封止しているので、配線回路パターン6の外部への露出を防止している。そのため、火災感知器1の耐防水性、耐錆性、耐腐食性を高めることができる。
In addition, the
また、2次成形工程において、回路基板部3の外周部に沿って全周に亘る凸状の外枠部12aを2次成形層12と一体的に形成しているので、実装面8に実装した電子部品をエポキシやウレタン等の樹脂をポッティングして封止することが容易になる。
Further, in the secondary molding step, the convex
本実施形態では、外枠部12aを2次成形層12と一体に形成したが、例えば図7(d)に示すように、1次成形層9に、2次成形層12の外枠部12aと同様の効果を奏する外枠部9aを一体に形成することとしても良い。
In this embodiment, the
さらに、上述のようにエポキシ等の樹脂をポッティングする代わりに、回路基板部3全体を防水性を有する樹脂で覆っても良い。
Furthermore, instead of potting resin such as epoxy as described above, the
その上、回路基板部3の実装面8を露出させた表面をフラットな面に構成することで、シルク印刷により半田や導電性接着剤を塗布して部品実装をすることができる。また、1次成形工程時もしくは2次成形工程時に、火災感知器1の器体2と配線基板部3を勘合するための部位や、端子板、防水用リード線、光ガイドなどを位置決めするための部位を一体に形成しておくことで、上述のものの位置決めや、火災感知器1の組み立て等が容易となる。加えて、火災感知器1を構成する部品点数を削減することができる。
In addition, by configuring the surface of the
3 回路基板部
6 配線回路パターン
6a 端子部
6b 回路部
6c 溶接部
6d、6d´ 支持部
6e 折曲部
7 リードフレーム
7a 保持部
8 実装面
9 1次成形層
11 タイバーカット部
12 2次成形層
12a 外枠部
13 基体
13a 折曲基部
15 基台
15a 台部
15b 小台部
15c 凸部
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