JP4061453B2 - 無線送信器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は異常の発生に伴って検出した異常信号を無線で送信する無線送信器に係り、さらに詳しくは主として無線送信器における送信用のアンテナの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、集合住宅の各住戸や戸建て住戸の天井等に設けられる従来型の異常を検出する異常検出器、例えば火災感知器は、それぞれ回線により各住戸内に設置されたホームコントローラ又は住宅情報盤等の受信機に接続されている。そして、異常が発生すると住戸内に設けられた異常検出器が異常を検出して、検出した異常信号が回線を介して受信機に送られて異常の発生が表示されると共に、その異常信号はホームコントローラからホームコントローラを管理する警備会社へ、あるいは住宅情報盤が住棟受信機に接続されていれば住宅情報盤から住棟受信機へ送られるようになっている。従来の異常検出器の信号伝達手段にはほとんど有線が利用されており、無線方式の異常検出器は少なく、この方式の異常検出器ではアンテナを異常検出器外に露出させたり、異常検出器内のプリント基板上に配線パターンで形成させたりしているのが現状であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、無線方式の異常検出器において、アンテナを異常検出器外に露出させると見映えが悪く、アンテナだけが突出するためアンテナに物を引っかけたりした。また、プリント基板上の配線パターンによるアンテナではプリント基板上に搭載された電子部品やプリント基板の銅箔がじゃまをして指向性特性を悪くしていた。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、小型かつコンパクトで、建物の天井面等に取り付けられる無線送信器のアンテナから発振される電波の放射効率を効果的な配置位置に選定した新規な無線送信方式の無線送信器を実現することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、天井面等に設置されたベースに着脱可能に取り付けられる下方を開口させたほぼ有蓋円筒状の本体と、本体内に収容された電子部材に電源を供給する電池と、異常の発生を検出する異常検出手段と、異常検出手段で検出した異常信号をアンテナを介して外部に送信する無線送信手段と、本体に設けられ無線送信手段を実装したプリント基板とを備えた無線送信器であって、無線送信手段から導出した弾性を備えた線状のアンテナを、本体の周壁の先端の内周面に設けられアンテナの線径より幾分大きく切り口を広げたＵ字溝を上向きと下向きに交互に開口させた保持リブへ弾性的に係着させて本体における周壁の内周面に懸回させた無線送信器を構成したものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１の構造を示す断面図、図２は実施の形態１の外観を示す説明図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は底面図、図３は本体の筐体の形状を示す説明図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は底面図、図４は本体内部の構造を示す説明図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は底面図ある。図１乃至図４において、１は天井Ｗ等に取り付けられて火災を検出する無線送信器である。２は本体、３はカバー、４はベースで、これらにより無線送信器１（以下、送信器１）が構成されている。５と６は本体２内の上部と下部に配置された電池とプリント基板（ＰＣ板）、７はＰＣ板６の上面に実装されてアンテナ７ａを導出した送信回路や制御回路等で構成された送信モジュール、８は異常検出手段（火災検出手段）の一部である光学系である。
【０００７】
送信器１の筐体にはＡＢＳのような難燃性の樹脂が用いられ、本体２とベース４の筐体２ａと４ａは共に下方を開口させたほぼ有蓋円筒状で、カバー３の筐体３ａは皿形に成型されている。そして、本体２を挟んで、カバー３とベース４が着脱自在に本体２の下部と上部に組み付けられている。１１は筐体２ａを上，下２部分に区画する蓋板（以下、主として図１，３）、１２は蓋板１１の周辺部で段部を介して下方の底面側に延長された周壁、１３は蓋板１１上に突出して設けられた環状の内壁、１４は内壁１３の外側で蓋板１１の２箇所に穿設された広狭の２段幅の円弧状の嵌合溝、１５と１６は蓋板１１に連続して形成された第１と第２の陥没部である。
【０００８】
第１陥没部１５は内壁１３の一部を分断し、底面を貫通する大小２つの貫通孔１５ａ，１５ｂが設けられている。第２陥没部１６は内壁１３に囲まれた長方形に形成されて、並列接続されて一体化された２本の電源用の電池５を収納する収納室Ｒ１を構成する。１７は第２陥没部１６の両側の長辺に対向した一対の上部フックで、電池５を収納室Ｒ１内に挾着して収納する。図３の（ｂ）に示された２１と２２は周壁１２の軸方向にそれぞれ１８０゜と１２０゜の等角間隔に形成された２つの案内溝と両側のスリ割により半径方向の弾性が付与された３つの可動片で、詳しくは示されていないが可動片２２の可動端の付近には四角形の係止穴２３（２点鎖線の引出線のみで図示）が設けられている。
【０００９】
２５はＰＣ板６の取付機構（総称）で、筐体２ａの底面側に設けられた次の３部材からなる組合せた構造になっている。２６は第２陥没部１６の底面側（底面側は膨出部１６ａ）の一方の長辺の側壁に添って膨出部１６ａから底面側に延びた２個の下部フック、２７は周壁側で両下部フック２６にそれぞれ対向する２個の引掛具、２８は２本の細い位置決め棒である。組合せ構造の下部フック２６と引掛具２７には共に蓋板１１の底面側に突設した２つの受け台２６ａと２７ａが設けられ、これらの受け台２６ａと２７ａに対して下部フック２６と引掛具２７はＰＣ板６の厚さに対応する隙間を空けてそれぞれ対向している。そして、追って説明する手順でＰＣ板６が組み込まれると、３部材からなる取付機構２５によって筐体２ａ内の底面側に位置決めされて水平状態でＰＣ板６が着脱自在に装着される。
【００１０】
また、３０はアンテナ７ａの保持機構（３０は総称…図５）で、アンテナの線径より幾分大きく切り口を広げたＵ字溝３０ａを上向きと下向きに交互に開口させた複数の例えば２対の保持リブ３１，３２で構成されている。これらの保持リブ３１と３２は、周壁１２の先端の内周面に交互に間隔を隔てて縦方向（軸方向）に設けられている。アンテナ７ａを導出した送信モジュール７のＰＣ板６への実装状態が図４（ｂ）に平面的に示され、一対の保持リブ３１と３２の側面図が図５の左，右に記載されている。図５に示すように、アンテナ７ａは送信器１が天井Ｗ面に設置された時、ＰＣ板６よりも下になるように保持リブ３１と３２で保持されている。送信モジュール７から導出されたアンテナ７ａには、外力が解除されると速やかに直線状の記憶形状に復元するニッケル・チタン合金のような弾性を備えた金属線材が用いられている。切り口を広めたＵ字溝３０ａでアンテナ７ａを保持するので、線径の変化に対応できる。
【００１１】
ＰＣ板６に装着されたアンテナ７ａの記憶した伸張状態が、図６に示されている。ここでは、送信信号の波長をλとして、アンテナ長をＬとすると、Ｌ＝λ／４に設定されている。なお、図６の３３は位置決め孔で、上記の位置決め棒２８に対応してＰＣ板６の２箇所に穿設されている。また、ＰＣ板６上で送信モジュール７と並んだ変形六角形に表示された電子部材は、シールドケースに覆われて増幅器を備えた後述する火災検出回路９１の実装状態を示している。３４と３５はＰＣ板６の弧状辺と直線辺で、弧状辺３４の円弧は本体２の周壁１２の内接円を形成するように作られている。
【００１２】
図７はベース４（筐体２ａと共通）の形状を示す説明図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図である。図７の（ａ）〜（ｃ）において、３６は天井Ｗへの固定用のネジ３７（図１）が挿通される挿通孔、３８は円弧状の成型用の２つの捨て孔、３９は捨て孔３８内の設けられて底面側に突出した２個の鍵形片、４１はベース４の周壁、４２は底面側で周壁４１と同心的で対称的な円弧壁である。鍵形片３９は本体２に設けられた嵌合溝１４に対応し、円弧壁４２は本体２の内壁１３に外接する。そして、嵌合溝１４を鍵形片３９に嵌め合わせて本体２をベース４に組み付けると、円弧壁４２が内壁１３に外接して嵌合溝１４の溝長に関連する角θ内〔図４（ｂ）〕を回動する。
【００１３】
図１，２に戻り、Ｒ２は皿形のカバー３の糸切り部内に形成された光学系８の収納室、４５はカバー３の周壁、４６は傾斜面の下方に形成された６枚の放射リブ（フィン）、４７は放射リブ４６に連結した覆板、４８は煙流入口である。覆板４７は収納室Ｒ２の下面を覆って、内部に収納された光学系３を保護する。図示を省略したが、周壁４５の内周面には筐体２ａに形成された２つの案内溝２１と３つの係止穴２３に対応する突条と三角状の突起（共に、不図示）が軸方向に設けられている。そして、２組の突条と案内溝２１同志の結合によりカバー３の本体２への相対位置がガイドされ、３組の突起と係止穴２３同志の嵌合によってカバー３の抜け止め機能が果たされるようになっている。
【００１４】
また、５１は光学系８の防虫網、５２は防虫網５１に包囲されたラビリンスである。ラビリンス５２の内部には図示されていない投，受光素子が設けられて火災の煙によって生じる散乱光を検出する煙検出部が構成されている。５３，５４は火災・無線送信の２つの表示灯で、光学系８の側面にＰＣ板６から導出して垂下されている。後で説明するが、表示灯５３は火災時と無線送信時に赤色に点灯し、表示灯５４は電源用電池５の電圧降下等の故障状態で黄色に点灯してそれぞれの状態を視覚的に確認させる。なお、図１と図４の（ｂ）に送信器１の軸線Ｏ−Ｏと軸心Ｏが示され、θは本体２とベース４との着脱時における回動角を示す。また、図４（ａ）の５６は電池５のコネクタプラグ、５７と５８はＰＣ板６に実装されたコネクタソケットと送信周波数チャンネル設定用のロータリスイッチである。
【００１５】
図８は実施の形態１の回路部の構成を示すブロック図である。図８において、９は送信器１の回路部で、ＰＣ板６に実装された電子部品等で構成されている。９０は回路部９内を制御する制御回路、９１は煙による散乱光を検出する光学系８を含む火災検出回路、９２は電池切れ検出回路、９３は調計・登録設定用スイッチ回路、９４はチャンネル設定用スイッチ回路である。また、９５と９６は前記表示灯５３，５４の点灯回路、９７は火災信号をアンテナ７ａから無線送信させる送信回路、９８は電池５の電源を定電圧にして制御回路９０等に供給する定電圧回路である。
【００１６】
上述構成の送信器１の動作の概要を、図８のブロック図を併用して次に説明する。
Ａ．通常の監視時の動作
通常時は“火災”および“電池切れ”が検出されていないので、制御回路９０は所定時間毎に送信回路９７を介してアンテナ７ａにより無線で受信機（例えば、ホームコントローラ）に正常信号を送信する。
【００１７】
Ｂ．火災検出時
火災によって生じる煙，熱，炎，ガス又はガス漏れが検出されると、その検出信号が制御回路９０に入力され、受信機に無線送信される。そのとき、表示灯５３が赤色点灯する。なお、火災が復旧すると、その時点で表示灯５３が消灯されて通常の監視時に復旧する。
【００１８】
Ｃ．電池切れ検出時
送信時の電池電圧が所定値を下回ったときは、所定間隔で電池切れ検出を行う。電池切れを検出すると、電池切れ信号を送信回路９７を介して受信機へ無線送信する。表示灯５４は、電池切れを検出すると点滅する。なお、電池切れの検出で所定値を上回ったときに、通常監視時に復旧する。
【００１９】
次に、送信器１の組立手順と分解手順を例示する。
Ａ．組立手順
予め、ベース４が図７（ｂ）のように鍵形片３９を突出させて、天井Ｗ面等に固定用ネジ３７（図１）で固定されていると共に、ＰＣ板６には図６に示されたように、送信モジュール７や光学系８等の電子部品や電子回路が実装されているものとする。
１．底面側を上向きにして、本体２を机上などの上に載置する。載置された本体２の上から光学系８を上にしてやや傾斜させたＰＣ板６を宛い、弧状辺３４を本体２の周壁１２に設けられた引掛具２７と受け台２７ａとの隙間に差し込む。その際、ＰＣ板６におけるアンテナ７ａに近い方の位置決め孔３３を位置決め棒２８に挿入する。
【００２０】
２．弧状辺３４の隙間への差込後、対向する直線辺３５側を押し下げて２つの下部フック２６の鍵形の傾斜に接触させる。ＰＣ板６の直線辺３５との接触で下部フック２６の自由端が外側に傾き、直線辺３５の付近を押し付けて鍵形フックの顎の下に落とし込み、受け台２６ｂと下部フック２６で押さえ込む。取付機構２５のこの操作で、ＰＣ板６が本体２の内部の所定の位置に水平方向に保持されて組み込まれることになる。
３．上記の取付でＰＣ板６が組み込まれると、送信モジュール７から導出されたアンテナ７ａが周壁１２側の位置決め棒２８の付近から斜め上方に引き出される。引き出されたアンテナ７ａの導出部の付近を屈曲させて、保持機構３０の最初の保持リブ３１に導いて上向きのＵ字溝３０ａに係着する。このアンテナ７ａの最初の係着位置から離れた先端側を幾分押し下げて、次の保持リブ３２の下向きのＵ字溝３０ａに弾性的に引っ掛ける。
【００２１】
４．上記した（３．）の係着操作をアンテナ７ａの先端に向かって順に行い、アンテナ７ａを上と下を互い違いに複数対の保持リブ３１，３２からなる保持機構３０に交互に保持させる。この結果、直線状に導出されたアンテナ７ａを、軸心Ｏを中心とする円形の周壁１２に沿わせて弾性的に懸回させることができる。
５．次いで、本体２にカバー３を被せる。このとき、本体２の周壁１２に設けられた案内溝２１と可動片２２内の係止穴３が、それぞれカバー３の本体２への装着時の案内とロック機能を果たすことになる。
【００２２】
６．その後、一対の嵌合溝１４を一対の鍵形片３９に嵌め合わせてθ角回動すれば、本体２をベース４に取付ることができる。
こうして、天井Ｗに取り付けられた送信器１によって、垂直軸を中心とした床面への監視範囲内の火災の発生の監視動作が行われる。一方、長さＬのアンテナ７ａが筐体における最外側で最大径の周壁１２に沿ってほぼ水平方向で円形に弾性的に懸回されているので、振動等で動揺することなく周辺に放射される電波の指向性を高めた効果的な火災信号の送信が可能になる。
【００２３】
Ｂ．分解手順
基本的には、上記の組立の逆手順になる。
１．カバー３と一体になった本体２を取付時と逆方向に角θ回動して、ベース４から外す。
２．本体２に被されたカバー３を取り除く。この場合、本体２とカバー３との嵌合面に薄板等を差し込んで、筐体２ａの可動片２２の自由端側を軸心側に傾ければカバー３を本体２から分離し易い。
３．上，下交互に保持している保持リブ３１，３２から、アンテナ７ａを先の方から次々に外す。アンテナ７ａが直線状に復元する。
【００２４】
４．２つの下部フック２６を倒しながらＰＣ板６の直線辺３５側を持ち上げて、フックの顎下から開放する。そして、位置決め孔３３と位置決め棒２８との嵌め合いも解除して、ＰＣ板６の弧状辺３４側を引掛具２７から引き抜く。この操作で、ＰＣ板６が取付機構２５から取り外される。
５．このほか、必要により本体２を裏返しにして、コネクタプラグ５６をソケット５７から引き抜いて、一対の上部フック１７を拡げて電池５を収納室Ｒ１から外すこともできる。
【００２５】
実施の形態２．
図９は本発明の実施の形態２の構造を示す説明図で、（ａ）は送信器１の側面図、（ｂ）は底面図である。この実施の形態２で実施の形態１と異なる点は、火災を感知するための原理的な構成部材にある。実施の形態１では火災時の煙を検出する光学系８が用いられているが、その代わりに図９ではサーミスタのように火災発生時の熱的な変化に感知する熱感知部８ａが設けられている。熱感知部８ａを利用すれば、光学系８に比較して感知部の構成が簡単化できる。送信器１の組立・分解手順や送信動作等はほぼ前述の実施の形態１に準じるので、再説明を省略する。
【００２６】
なお、上述の本発明の実施の形態では火災感知器である煙感知器と熱感知器を例示して説明したが、火災によって生成されるイオン、炎、或いは特定なガスや燃焼生成物等を検出するための異なる原理を利用した火災検出手段（異常検出手段）の場合にも本発明を適用することができる。さらに、火災感知器だけでなく、異常を検出し、その異常信号を送信する異常検出器、例えば防犯・防盗検出器にも適用することができる。また、アンテナ長Ｌを、Ｌ＝１／２に設定して周壁のほぼ全周に懸回させるようにしてもよい。このように構成すれば、電波の放射方向を拡張することが可能になる。また、電池を鍵形のフックにより収納室内に収容したが、電池の外径に沿った円弧部を有するフック等を利用してもよく、本体やカバー等の筐体相互の結合手段についても必ずしも実施の形態に限定するものではない。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、天井面等に設置されたベースに着脱可能に取り付けられる下方を開口させたほぼ有蓋円筒状の本体と、本体内に収容された電子部材に電源を供給する電池と、異常の発生を検出する異常検出手段と、異常検出手段で検出した異常信号をアンテナを介して外部に送信する無線送信手段と、本体に設けられ無線送信手段を実装したプリント基板とを備えた無線送信器であって、無線送信手段から導出した弾性を備えた線状のアンテナを、本体の周壁の先端の内周面に設けられアンテナの線径より幾分大きく切り口を広げたＵ字溝を上向きと下向きに交互に開口させた保持リブへ弾性的に係着させて本体における周壁の内周面に懸回させた無線送信器を構成した。したがって、アンテナが電池や電子部品を実装したＰＣ板を収容した本体側方を取り巻く周壁の内周面に設けられているので、送信器を薄型でコンパクトに構成できる。
また、所定長のアンテナが電子部品類を内部に収容した筐体の最外側で最大径の周壁に沿って天井面設置時にＰＣ板よりも下にほぼ水平方向で円形に懸回されているので、天井や、ＰＣ板の電子部品や電池から可及的に離れてアンテナが位置していてアンテナより下に光学系を除いて金属部品をなくしているため、多方面に放射される電波の無指向性を高めた効果的な異常信号の送信が可能になる。
また、線状のアンテナを互い違いに設けられた開口部に懸架しているので、保持と取り外しが容易で構成も極めて簡素化される。
さらに、アンテナを係着する開口部を切り口を拡げたＵ字溝に形成したので、線径の異なるアンテナにもそのまま適用できる利点もある。
【００２８】
よって、本発明によれば、小型かつコンパクトで、建物の天井面等に取り付けられる異常送信器の電波の放射効率を効果的な配置位置に選定した無線送信器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の構造を示す断面図である。
【図２】実施の形態１の外観を示す説明図である。
【図３】本体の筐体の形状を示す説明図である。
【図４】本体内部の構造を示す説明図である。
【図５】アンテナの保持機構の部分側面図である。
【図６】アンテナを装着したプリント基板の平面図である。
【図７】ベースの筐体の形状を示す説明図である。
【図８】実施の形態１の回路構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態２の構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 無線送信器 ２ 本体 ２ａ 筐体
３ カバー ３ａ 筐体 ４ ベース
５ 電池 ６ プリント基板（ＰＣ板）
７ 送信モジュール ７ａ アンテナ ８ 光学系
８ａ 熱感知部 ９ 回路部
１１ 蓋板 １２ 周壁 １３ 内壁
１４ 嵌合溝 １７ 上部フック ２１ 案内溝
２５ 取付機構 （ＰＣ） ２６ 下部フック ３０ 保持機構（ＡＮＴ）
３０ａ Ｕ字溝 ３１ 保持リブ（上開）３２ 保持リブ（下開）
３９ 鍵形片 ９０ 制御回路 ９１ 火災検出回路
９２ 電池切れ検出回路 ９５ 点灯回路 ９６ 点灯回路
９７ 送信回路 ９８ 定電圧回路 Ｌ アンテナ長
Ｏ 軸心 Ｏ−Ｏ 軸線 Ｒ１ 収納室（電池）
Ｒ１ 収納室（光学系） θ 回動角

Claims (1)

1. 天井面等に設置されたベースに着脱可能に取り付けられる下方を開口させたほぼ有蓋円筒状の本体と、該本体内に収容された電子部材に電源を供給する電池と、異常の発生を検出する異常検出手段と、該異常検出手段で検出した異常信号をアンテナを介して外部に送信する無線送信手段と、前記本体に設けられ該無線送信手段を実装したプリント基板とを備えた無線送信器であって、
   前記無線送信手段から導出した弾性を備えた線状のアンテナを、前記本体の周壁の先端の内周面に設けられ前記アンテナの線径より幾分大きく切り口を広げたＵ字溝を上向きと下向きに交互に開口させた保持リブへ弾性的に係着させて前記本体における前記周壁の内周面に懸回させたことを特徴とする無線送信器。

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