JP4138762B2 - Heat sensor - Google Patents
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Description
本発明は、監視領域における熱を感知して警報等を行う熱感知器に関する。 The present invention relates to a heat detector that senses heat in a monitoring area and issues an alarm or the like.
従来から、火災の発生を、火災により発生する熱で感知する熱感知器が提案されている。このような熱感知器は、一般的に、監視領域における熱を感知する感熱部と、感熱部による感知状態に応じて警報を行う感知器本体とを備えて構成されている。 Conventionally, heat detectors that detect the occurrence of a fire with the heat generated by the fire have been proposed. Such a heat sensor is generally configured to include a heat-sensitive part that senses heat in a monitoring region, and a sensor body that issues an alarm according to the sensing state of the heat-sensitive part.
このうち、感熱部は、監視領域における熱を感知し、その感知状態を他の状態変化へ変換するセンサ部を備えて構成されている。このセンサ部には、温度上昇による空気の膨張により変形するダイヤフラム、温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタ、又は、温度に応じて所定方向に変形するバイメタル等が使用されている(例えば、特許文献1参照)。 Among these, the heat sensitive unit is configured to include a sensor unit that senses heat in the monitoring region and converts the sensed state into another state change. A diaphragm that deforms due to expansion of air due to temperature rise, a thermistor that changes its resistance value according to temperature, or a bimetal that deforms in a predetermined direction according to temperature is used for this sensor unit (for example, a patent) Reference 1).
図16は、従来のサーミスタ式の熱感知器の正面図、図17は、図16の熱感知器のD−D矢視断面図である。この熱感知器110は、概略的に、感知器本体111の一側面にサーミスタ112を立設して構成されていた。このようにサーミスタ112を立設するのは、感知器本体111からサーミスタ112を極力離すことで感知器本体111との間の熱伝導を防止すると共に、感知器本体111の外側からの気流をサーミスタ112に極力直接的に当てることにより、サーミスタ112の熱応答性を高めるためである。また、このように立設されたサーミスタ112を外部から保護するため、このサーミスタ112の周囲にはサーミスタガイド113が設けられていた。
FIG. 16 is a front view of a conventional thermistor type heat sensor, and FIG. 17 is a cross-sectional view of the heat sensor in FIG. The
しかしながら、このような従来の熱感知器110においては、サーミスタ112自体が嵩張ることに加えて、このサーミスタ112の周囲にサーミスタガイド113を設けていたので、熱感知器110が全体として比較的大型になってしまい、この熱感知器110の薄型化を図ることが困難になっていた。
However, in such a
このような問題を解決するため、本願発明者等により、温度が変化すると焦電効果によって焦電電流を出力する強誘電性物質であるセラミック素子を、熱感知素子として利用することが検討されている。このセラミック素子は薄膜状に成型できるため、これを熱感知素子として利用することで、熱感知器全体を小型化することが可能になる。 In order to solve such a problem, the inventors of the present application have examined the use of a ceramic element, which is a ferroelectric substance that outputs a pyroelectric current due to the pyroelectric effect when the temperature changes, as a heat sensing element. Yes. Since this ceramic element can be formed into a thin film, the entire heat sensor can be miniaturized by using this ceramic element as a heat sensing element.
ここで、熱感知器の熱応答性の観点からすれば、このようにセラミック素子を用いた場合においても、このセラミック素子に気流を極力直接当てることで、その熱応答性を高めることが好ましい。 Here, from the viewpoint of the thermal responsiveness of the heat detector, even when the ceramic element is used as described above, it is preferable to increase the thermal responsiveness by directly applying an air flow to the ceramic element as much as possible.
その一方、熱感知器の信頼性の観点からすれば、このセラミック素子に外側から何らからの原因によって荷重が加わった場合においても、このセラミック素子を破損等しないように保護するための措置を講じておくことが好ましい。しかしながら、単にセラミック素子の表面を保護部材等で覆ったのでは、セラミック素子に対する気流が妨げられることになり、上記熱応答性の要望に反することになる。 On the other hand, from the viewpoint of the reliability of the heat sensor, even if a load is applied to the ceramic element for some reason, measures are taken to protect the ceramic element from damage. It is preferable to keep it. However, if the surface of the ceramic element is simply covered with a protective member or the like, the air flow with respect to the ceramic element is hindered, which is contrary to the demand for the thermal response.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、セラミック素子等の熱感知素子の熱応答性を高めつつ、この熱感知素子を保護して信頼性を向上を高めた、熱感知器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and is a thermal sensor that improves the reliability by protecting the thermal sensing element while improving the thermal responsiveness of the thermal sensing element such as a ceramic element. The purpose is to provide.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1に記載の熱感知器は、監視領域の温度を感知する熱感知器であって、設置面に固定される感知器本体と、前記感知器本体に固定されるものであって、温度変化に応じて焦電電流を出力する強誘電性物質を焼結して平板状に形成されたセラミック素子である熱感知素子とを備え、前記感知器本体には開口部を形成すると共に、当該開口部に支持手段を形成し、前記熱感知素子を、前記開口部における前記支持手段よりも前記設置面から離れる外側の位置に配置し、前記支持手段を、非変形状態の前記熱感知素子に対して接触しない位置であって、所定量以上変形した状態の前記熱感知素子に対して接触することにより当該熱感知素子を支持する位置に配置したことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the thermal sensor according to claim 1 is a thermal sensor for sensing the temperature of the monitoring area, and a sensor body fixed to the installation surface; A heat sensing element that is fixed to the sensor body, and is a ceramic element formed into a flat plate by sintering a ferroelectric substance that outputs a pyroelectric current in response to a temperature change; An opening is formed in the sensor body, and support means is formed in the opening, and the heat sensing element is disposed at an outer position away from the installation surface than the support means in the opening, A position where the support means does not contact the heat sensing element in a non-deformed state, and a position where the heat sensing element is supported by contacting the heat sensing element in a state deformed by a predetermined amount or more. It is arranged.
また、請求項2に記載の熱感知器は、請求項1に記載の熱感知器において、前記支持手段には、所定量以上変形した状態の前記熱感知素子に対して面接触する小円板状の支持体を設け、又は、所定量以上変形した状態の前記熱感知素子に対して接触する複数の線状の支持体から形成される網目状の支持部を設けたことを特徴とする。 Further, the heat sensor according to claim 2 is the heat sensor according to claim 1, wherein the support means is a small disk that is in surface contact with the heat sensing element that is deformed by a predetermined amount or more. Or a mesh-like support portion formed of a plurality of linear support members that are in contact with the heat sensing element in a state of being deformed by a predetermined amount or more.
この発明によれば、熱感知素子が所定量以上変形した状態においては、熱感知素子の内側に支持手段が接触し、熱感知素子のそれ以上の変形が防止されるので、熱感知素子の破損等を防止でき、熱感知器の信頼性を向上させることができる。 According to the present invention, when the heat sensing element is deformed by a predetermined amount or more, the support means contacts the inside of the heat sensing element, and further deformation of the heat sensing element is prevented, so that the heat sensing element is damaged. Etc., and the reliability of the heat sensor can be improved.
また、この発明によれば、熱感知素子が非変形状態にある場合には、熱感知素子と支持手段とを非接触状態に維持することができ、両者間における熱伝導が防止されるため、熱感知素子の熱応答性を維持向上させることができる。 Further, according to the present invention, when the heat sensing element is in a non-deformed state, the heat sensing element and the support means can be maintained in a non-contact state, and heat conduction between the two is prevented. The thermal responsiveness of the heat sensing element can be maintained and improved.
また、この発明によれば、支持手段を熱感知素子に対して線又は面接触可能とすることで、熱感知素子に対する荷重を点から拡散させて、熱感知素子の破損等を防止でき、熱感知器の信頼性を向上させることができる。 Further, according to the present invention, the support means can be brought into line or surface contact with the heat sensing element, so that the load on the heat sensing element can be diffused from the point, and the heat sensing element can be prevented from being damaged. The reliability of the sensor can be improved.
また、この発明によれば、カバー手段を赤外線吸収部材から形成したので、このカバー手段によって熱感知素子を保護すると共に輻射熱を熱感知素子に伝導することができ、熱感知素子の保護とその熱応答性の向上という相反する課題を同時に達成することができる。 Further, according to the present invention, since the cover means is formed of the infrared absorbing member, the heat sensing element can be protected by the cover means and radiant heat can be conducted to the heat sensing element. The conflicting problem of improved responsiveness can be achieved at the same time.
以下に添付図面を参照して、この発明に係る熱感知器の各実施の形態を詳細に説明する。まず、〔I〕本発明の基本的構成を説明した後、〔II〕本発明の各実施の形態について説明し、〔III〕最後に、本発明の各実施の形態に対する変形例について説明する。 Embodiments of a heat sensor according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. [I] First, the basic configuration of the present invention will be described, then [II] each embodiment of the present invention will be described, and [III] Finally, modifications to each embodiment of the present invention will be described.
〔I〕本発明の基本的構成
まず、本発明の基本的構成について説明する。本発明は、監視領域の温度を感知する熱感知素子を感知器本体に収容して構成された熱感知器に関し、その熱応答性と信頼性を同時に高めることを目的としている。
[I] Basic Configuration of the Present Invention First, the basic configuration of the present invention will be described. The present invention relates to a heat sensor configured by housing a heat sensing element for sensing the temperature of a monitoring region in a sensor body, and an object thereof is to simultaneously improve the thermal response and reliability.
このうち、熱応答性の向上は、(1)熱感知素子又はその近接部材の少なくとも一部を外側に露出させること、及び、(2)熱感知素子を赤外線吸収部材から形成されたカバー手段にて覆うこと、によって達成している。また、信頼性の向上は、熱感知素子をその内側から支持する支持手段を設けたことによって達成している。すなわち、従来のサーミスタ式の熱感知器においては、熱感知素子であるサーミスタの保護をその外側から行っていたのに対して、本発明においては、熱感知素子の外側を露出する一方で、この熱感知素子の保護をその内側から行うこととし、これによって熱応答性と信頼性とを両立させたものである。なお、ここでは、内側とは、熱感知器の設置面に近接する方向であり、外側とは、熱感知器の各部を中心として内側と反対の方向である。 Among them, the improvement of the thermal response includes (1) exposing at least a part of the heat sensing element or its proximity member to the outside, and (2) the cover means formed of the infrared absorbing member. To achieve. Further, the improvement in reliability is achieved by providing support means for supporting the heat sensing element from the inside. That is, in the conventional thermistor type heat sensor, the thermistor that is the heat sensing element is protected from the outside, whereas in the present invention, the outside of the heat sensing element is exposed, while this The heat sensing element is protected from the inside, thereby achieving both heat response and reliability. Here, the inner side is a direction close to the installation surface of the heat sensor, and the outer side is a direction opposite to the inner side with respect to each part of the heat sensor.
〔II〕本発明の実施の形態
次に、本発明に係る熱感知器の各実施の形態について説明する。ただし、これら各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
[II] Embodiments of the Present Invention Next, embodiments of the heat sensor according to the present invention will be described. However, the present invention is not limited by these embodiments.
〔実施の形態1〕
まず、最初に、実施の形態1について説明する。図1は、本実施の形態1に係る熱感知器の正面図、図2は、図1の熱感知器のA−A矢視断面図、図3は、図1の熱感知器の背面図である。これら各図に示すように、本実施の形態1に係る熱感知器1は、概略的に、感知器本体10、本体カバー20、熱感知ユニット30、及び、回路基板40を備えて構成されている。
[Embodiment 1]
First, the first embodiment will be described. 1 is a front view of the heat sensor according to the first embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view of the heat sensor of FIG. 1 taken along the line AA, and FIG. 3 is a rear view of the heat sensor of FIG. It is. As shown in each of these drawings, the heat sensor 1 according to the first embodiment is roughly configured to include a
(感知器本体について)
このうち、感知器本体10の構成について説明する。この感知器本体10は、熱感知器1の構造体として機能するものであり、これら特許請求の範囲における感知器本体に対応する。この感知器本体10は、その内部に熱感知ユニット30及び回路基板40を収容することにより、これら熱感知ユニット30及び回路基板40を一体に保持すると共に外部から保護する。図4は、感知器本体10の正面図、図5は、図4の感知器本体10の側面図、図6は、図4の感知器本体10のB−B矢視断面図である。
(About sensor body)
Among these, the structure of the
これら各図に示すように感知器本体10は、略円環状のベース部11と、このベース部11の内円から外側に向けて略直角に立上る立上げ部12と、この立上げ部12に形成された支持部13とを備えて、これら各部をポリカーボネート等の樹脂にて一体成型して構成されている。
As shown in these drawings, the
このうち、ベース部11は、感知器本体10の基体として機能するもので、その両側方には一対の取付け孔11aが形成されている。そして、天井等の設置面に打設された図示しない取付けネジを、この取付け孔11aに挿通させることによって、熱感知器1を当該設置面に取付けることができる。また、立上げ部12の正面中心には開口部12aが形成されており、この開口部12aに支持部13が形成されている。この支持部13は、熱感知ユニット30をその内側から支持するもので、特許請求の範囲における支持手段に対応する。この支持部13の機能については後述する。また、開口部12aの周縁には熱感知ユニット30に略対応する径の段差部12bが形成されており、この段差部12bに熱感知ユニット30(図4〜6において図示せず)を配置し、この熱感知ユニット30を接着や超音波溶着によって段差部12bに固着することにより、熱感知ユニット30を感知器本体10に固定することができる。
Among these, the
(本体カバーについて)
次に、図1〜3の本体カバー20の構成について説明する。この本体カバー20は、感知器本体10を外部から保護するための保護手段である。図7は、本体カバー20の正面図、図8は、図7の本体カバー20のC−C矢視断面図である。これら各図に示すように、本体カバー20は、感知器本体10の外形に略対応した略円環状の正面形状をしており、その側方には、側壁21が一体に形成されており、この側壁21は、図2に示すように、感知器本体10の厚み(内側端部から外側端部に至る長さ)に略対応した厚みで形成され、感知器本体10の側方を略完全に覆うことが可能である。また、図7、8において、本体カバー20には開口部22が形成されており、この開口部22の内径は、図2に示すように、感知器本体10の立上げ部12の外径に略対応している。従って、図1〜3に示すように、本体カバー20を感知器本体10に取付けた場合においても、この立上げ部12の開口部22に固定された熱感知ユニット30は外部に露出される。このため、外部の気流を熱感知ユニット30に直接当てることができ、熱感知ユニット30の熱応答性を高めることができる。また、従来のサーミスタガイドを設けていた場合と異なり、熱感知ユニット30の周囲に気流を妨げるものが存在しないので、監視領域の気流をそのまま熱感知ユニット30に当てることができ、熱応答性を一層高めることができる。
(About the cover)
Next, the structure of the
(熱感知ユニットについて)
次に、図1〜3の熱感知ユニット30について説明する。この熱感知ユニット30は、監視領域における温度に応じた電流を出力することにより、この監視領域の熱感知を行うためのものである。図9は、熱感知ユニット30の正面図及び縦断面図を相互に関連させて示した図、図10は、図9の熱感知ユニット30に設けられるセラミック素子等の平面図及び縦断面図を相互に関連させて示した図である。
(About heat sensing unit)
Next, the
これら各図に示すように、熱感知ユニット30は、セラミック素子31と、このセラミック素子31の外側と内側とに設けた一対の電極32、33と、これらセラミック素子31及び電極32、33を覆う一対のラミネートフィルム34、35とを備えて構成されている。
As shown in these drawings, the
このうち、セラミック素子31は、その感知状態を他の状態変化へ変換するもので、特許請求の範囲における熱感知素子に対応する。このセラミック素子31は、監視領域の温度が変化すると焦電効果によって焦電電流を出力する強誘電性物質を薄膜状に焼結して形成されており、このように薄型のセラミック素子31を熱感知素子として用いることで、熱感知器1を全体的に薄型化することができる。特に、セラミック素子31を平板状に形成することで、従来のサーミスタのような点状部分による熱感知ではなく、面状部分による熱感知を行うことができ、熱応答性を高めることができる。
Of these, the
また、電極32、33は、セラミック素子31から出力された焦電電流を回路基板40へ図示しない電線を介して出力するための電極手段であり、金属板をセラミック素子31に接着することにより、あるいは、金属をセラミック素子31に蒸着すること等により形成されている。
The
また、ラミネートフィルム34、35は、セラミック素子31及び電極32、33を覆うものであって、特許請求の範囲におけるカバー手段に対応する。このラミネートフィルム34、35は、セラミック素子31及び電極32、33よりも大きい直径の略薄厚円板状のフィルム材であり、これらセラミック素子31及び電極32、33をその間に挟持した状態で相互に接着されることにより、これらセラミック素子31及び電極32、33に接触した状態で、これらセラミック素子31及び電極32、33を覆っている。なお、内側のラミネートフィルム35には切欠き部35aが形成されており、この切欠き部35aから一部露出した電極32、33に図示しない電線を直接半田付けすることにより、電線を電極32、33に電気的に接続することができる。
The
(回路基板について)
次に、図1〜3の回路基板40について説明する。この回路基板40は、熱感知器1の電気的構成要素を相互に電気的に接続するためのもので、感知器本体10の内部に収容されている。この回路基板40の内側には、熱感知器1に対して電力を供給するため及び熱感知器1からの出力を行うためのリード線41が接続されており、この電線は熱感知器1の外部の所定機器等に接続される。このようにリード線41が引き出された状態において、回路基板40の内側近傍空間は、シリコン系接着剤等の充填剤42にて封止されており、これによって回路基板40に対する水の浸入等が防止される。
(About circuit boards)
Next, the
(支持部の詳細について)
次に、熱感知ユニット30を支持する支持部13の構造及び機能をより詳細に説明する。この支持部13は、上述のように感知器本体10の立上げ部12の開口部12aに形成されており、この外側に熱感知ユニット30が配置されている。ここで、支持部13は、当該熱感知ユニット30が変形していない状態(非変形状態)においては相互に接触せず、かつ、当該熱感知ユニット30が所定量以上変形した状態においてのみ相互に接触するように、熱感知ユニット30に対して所定間隔を有する近傍位置に配置されている。
(Details of support part)
Next, the structure and function of the
図11は、非変形状態における熱感知ユニット30と支持部13との位置関係を示す拡大断面図、図12は、変形状態における熱感知ユニット30と支持部13との位置関係を示す拡大断面図である。図11に示すように、非変形状態における熱感知ユニット30と、支持部13とは、相互に間隔tを隔てて配置されている。従って、この状態において、これら支持部13と熱感知ユニット30とは相互に非接触であり、両者間における熱伝導が防止されるため、熱感知ユニット30の熱応答性を維持向上させることができる。また、図12に示すように、熱感知ユニット30に荷重Fが加わることによってこの熱感知ユニット30が間隔t以上変形した状態においては、変形した熱感知ユニット30の内側に支持部13が接触することにより、熱感知ユニット30のそれ以上の変形が防止される。ここで、間隔t(熱感知ユニット30の許容変形量)の具体的数値は任意であるが、温度変化による熱感知ユニット30の膨張量よりも大きく(温度変化による膨張時には支持部13が接触しないように)、かつ、熱感知ユニット30に破損等を生じさせる変形量よりも小さくなるように、数mm程度に設定されることが好ましい。
11 is an enlarged cross-sectional view showing the positional relationship between the
また、支持部13の具体的な正面形状は基本的に任意であるが、本実施の形態において支持部13は、図4に示すように、複数の直線状の支持体13aと曲線状の支持体13bとを組み合わせて一体に形成されており、これら複数の支持体13a、13bの相互間には、開口領域13cが形成されている。すなわち、支持部13を、立上げ部12の開口部12aの略全域を塞ぐように平板状に形成してもよいが、本実施の形態においては、直線状の支持体13aと曲線状の支持体13bのみを設けてその相互間を開放状としている。このため、支持部13の全体の体積を小さくしてその熱容量を低減でき、この支持部13が熱感知ユニット30に与える熱応答の影響を低減できて、熱感知ユニット30の熱応答性が損なわれることを防止できる。また、開口領域13cを介して、支持部13の外側から内側に至るように気体が流動自在となるため、熱感知ユニット30と支持部13との間に存在する気体が膨張等した場合においても、この気体が回路基板40側に逃げることにより、支持部13に圧力が加わって熱感知に悪影響が出ることを防止できる。さらに、開口領域13cが存在するので、回路基板40に比較的大きな電子素子を配置した場合においても、この電子素子と支持部13とが相互に干渉することを防止することができる。また、開口領域13cを介して、熱感知ユニット30の図示しない電線を回路基板40に接続することができる。
In addition, the specific front shape of the
また、本実施の形態においては、支持部13を熱感知ユニット30に対して線接触可能としている。すなわち、支持部13を棒状に形成したり、支持部13に突起を設けることで、熱感知ユニット30が変形した際にこの熱感知ユニット30に支持部13が点接触するようにしてもよいが、この場合には接触点という微小範囲に荷重が集中することになり、熱感知ユニット30の変形や破損等を招く可能性がある。このような危険性を低減するため、本実施の形態においては、複数の直線状の支持体13aを設けることで、熱感知ユニット30が変形した際にこの熱感知ユニット30に支持部13を線接触させ、荷重を点から線に拡散させて、熱感知ユニット30の破損等を防止している。
Further, in the present embodiment, the
さらに本実施の形態においては、熱感知ユニット30の変形量が最大になり易い正面中心位置の近傍に曲線状の支持体13bを配置しており、当該正面中心位置の周辺における支持体13a、13bの密度を高めることができるので、支持部13の剛性を向上させてその強度を高めることができる。また、このように曲線状の支持体13bを配置したことで、支持体13a、13bの密度を高めて実質的に面構造を形成し、熱感知ユニット30が変形した際にこの熱感知ユニット30に支持部13を実質的に面接触させている。このことにより、荷重を点から面に拡散させて、熱感知ユニット30の破損等を一層効果的に防止している。なお、この効果を最大化するため、上述した支持部13による熱応答の影響や気流の流動性を無視できる場合には、支持部13の全部又は一部を平板状に形成することで、支持部13を熱感知ユニット30に対して完全に面接触可能としてもよい。なお、この支持部13の材質や形成方法は任意であるが、例えば、感知器本体10と同じ材料で一体成型することにより、製造コストを低減することができる。
Further, in the present embodiment, the
(ラミネートフィルムの詳細について)
次に、図9のラミネートフィルム34、35の構造及び機能についてより詳細に説明する。本実施の形態におけるラミネートフィルム34、35は赤外線吸収部材から形成されており、さらに、このラミネートフィルム34、35の略全体が露出している。従って、従来の気流による熱伝達に加えて、監視領域の火災等において生じた赤外線がラミネートフィルム34、35に輻射されて吸収され、このラミネートフィルム34、35の温度を上昇させる。ここで、ラミネートフィルム34、35はセラミック素子31に直接的に又は電極32、33を介して間接的に接触しているので、このラミネートフィルム34、35の温度変化がセラミック素子31に効率よく伝導され、その熱応答性を一層高めることができ、熱感知速度を向上させることができる。すなわち、ラミネートフィルム34、35によって、セラミック素子31の保護とその熱応答性の向上という相反する課題を同時に達成することができる。
(About details of laminate film)
Next, the structure and function of the
このようなラミネートフィルム34、35の具体的材質は任意であるが、例えば、熱可塑性樹脂ポリカーボネートフィルムの一種であるレキサンフィルム(登録商標)、エポキシ、あるいは、ポリカーボネート等の樹脂や、硼珪酸ガラス、あるいは、アルミナ等のセラミックを用いることができる。たとえば、ポリカーボネートは、1μm以上の赤外線に対して高い吸収率を有するため、これをセラミック素子31や電極32、33に貼り付けることで、熱感知ユニット30を構成してもよい。あるいは、アルミナは中赤外線以上の波長を持つ赤外線に対して非常に高い吸収率を持つため、これをセラミック素子31や電極32、33に蒸着して薄膜として成形することにより、良好な赤外線吸収性を得ることができる。ただし、硬質の材料を用いた場合にはラミネートフィルム34、35が脆くなる可能性があり、外部の荷重がラミネートフィルム34に直接加わったような場合にその破損を招くことがあるので、耐久性の観点からは、軟性材料を用いることがより好ましい。
The specific material of the
特に、本実施の形態1において、ラミネートフィルム34、35は本体カバー20と略同様の概白色である。これは、熱吸収性の観点からは、ラミネートフィルム34、35を熱吸収率の高い黒色等にすることが好ましいが、一般住宅やオフィスビル等に設置される熱感知器1には、デザイン上の要求から黒色等が疎まれる傾向にあったためである。このように、ラミネートフィルム34、35を概白色にすることで、デザイン上の要求を満たしつつ、熱応答性を高めることができる。なお、このようにラミネートフィルム34、35を着色するための具体的方法は任意であるが、例えば、ポリカーボネートに顔料を混ぜることにより行うことができる。
In particular, in the first embodiment, the
このように実施の形態1によれば、外部の気流を熱感知ユニット30に直接当てることができ、また、セラミック素子31を平板状に形成して面状部分による熱感知を行うことで、その熱応答性を高めることができる。さらに、熱感知ユニット30が非変形状態にある場合には、両者間における熱伝導が防止されるため、熱感知ユニット30の熱応答性を維持向上させることができる。また、熱感知ユニット30が所定量以上変形した状態においては、熱感知ユニット30の内側に支持部13が接触し、熱感知ユニット30のそれ以上の変形が防止される。また、複数の支持体13a、13bの相互間に開口領域13cを形成したので、支持部13が熱感知ユニット30に与える熱応答の影響を低減できて、熱感知ユニット30の熱応答性が損なわれることを防止できると共に、気体が膨張等した場合においても、支持部13に圧力が加わって熱感知に悪影響が出ることを防止できる。さらに、支持部13を熱感知ユニット30に対して線又は面接触可能とすることで、熱感知ユニット30に対する荷重を点から拡散させて、熱感知ユニット30の破損等を防止できる。また、ラミネートフィルム34、35を赤外線吸収部材から形成したので、ラミネートフィルム34、35によって、セラミック素子31の保護とその熱応答性の向上という相反する課題を同時に達成することができる。
As described above, according to the first embodiment, an external airflow can be directly applied to the
〔実施の形態2〕
次に、実施の形態2について説明する。本実施の形態2は、実施の形態1とは異なる形状の支持部を設けたものである。ただし、特に説明なき構造については、上述した実施の形態1の構造と同様であり、必要に応じて、同一の構成には同一の符号を付して説明する。
[Embodiment 2]
Next, a second embodiment will be described. In the second embodiment, a support portion having a shape different from that of the first embodiment is provided. However, the structure that is not particularly described is the same as the structure of the first embodiment described above, and the same components are denoted by the same reference numerals as necessary.
図13は、本実施の形態2に係る感知器本体の正面図である。この図13に示すように、本実施の形態1に係る感知器本体50には支持部60が一体に形成されている。この支持部60は、複数の直線状の支持体60aと、これら支持体60aの交差位置に一体に形成された小円板状の支持体60bとを備えて構成されている。このように支持部60の一部を線状のみならず、面状に形成してもよい。このような構成において、図示しない熱感知ユニット30が変形した場合には、小円板状の支持体60bが熱感知ユニット30に面接触することにより、この熱感知ユニット30の荷重を分散しつつ、熱感知ユニット30のそれ以上の変形を防止することができる。
FIG. 13 is a front view of the sensor body according to the second embodiment. As shown in FIG. 13, the
このように実施の形態2によれば、支持部60が熱感知ユニット30に面接触することで、この熱感知ユニット30の荷重を分散しつつ、熱感知ユニット30のそれ以上の変形を防止することができる。
As described above, according to the second embodiment, the
〔実施の形態3〕
次に、実施の形態3について説明する。本実施の形態3は、実施の形態1とは異なる形状の支持部を設けたものである。ただし、特に説明なき構造については、上述した実施の形態1の構造と同様であり、必要に応じて、同一の構成には同一の符号を付して説明する。
[Embodiment 3]
Next, Embodiment 3 will be described. In the third embodiment, a support portion having a shape different from that of the first embodiment is provided. However, the structure that is not particularly described is the same as the structure of the first embodiment described above, and the same components are denoted by the same reference numerals as necessary.
図14は、本実施の形態3に係る感知器本体の正面図である。この図14に示すように、本実施の形態3に係る感知器本体70には支持部80が一体に形成されている。この支持部80は、複数の直線状の支持体80a、80bを所定方向に並設して構成されている。特に、中央位置に配置された支持体80aは、他の支持体80bに比べて広幅に形成されている。このように線状の支持体80a、80bを相互に異なる幅に形成してもよい。このような構成において、図示しない熱感知ユニット30が変形した場合には、特に広幅の支持体80bが熱感知ユニット30に面接触することにより、この熱感知ユニット30の荷重を分散しつつ、熱感知ユニット30のそれ以上の変形を防止することができる。
FIG. 14 is a front view of the sensor body according to the third embodiment. As shown in FIG. 14, a
このように実施の形態3によれば、支持部80が熱感知ユニット30に面接触することで、この熱感知ユニット30の荷重を分散しつつ、熱感知ユニット30のそれ以上の変形を防止することができる。
As described above, according to the third embodiment, the
〔実施の形態4〕
次に、実施の形態4について説明する。本実施の形態4は、実施の形態1とは異なる形状の支持部を設けたものである。ただし、特に説明なき構造については、上述した実施の形態1の構造と同様であり、必要に応じて、同一の構成には同一の符号を付して説明する。
[Embodiment 4]
Next, a fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, a support portion having a shape different from that of the first embodiment is provided. However, the structure that is not particularly described is the same as the structure of the first embodiment described above, and the same components are denoted by the same reference numerals as necessary.
図15は、本実施の形態3に係る感知器本体の正面図である。この図15に示すように、本実施の形態4に係る感知器本体90には支持部100が一体に形成されている。この支持部100は、多数の線状の金属性の支持体100aにて網目状に形成されている。このように支持部100を金属から構成してもよく、また、網目状に形成してもよい。このような構成において、図示しない熱感知ユニット30が変形した場合には、網目状の支持体101aが熱感知ユニット30に面接触することにより、この熱感知ユニット30の荷重を分散しつつ、熱感知ユニット30のそれ以上の変形を防止することができる。
FIG. 15 is a front view of the sensor body according to the third embodiment. As shown in FIG. 15, the
このように実施の形態4によれば、支持部100が熱感知ユニット30に面接触することで、この熱感知ユニット30の荷重を分散しつつ、熱感知ユニット30のそれ以上の変形を防止することができる。
As described above, according to the fourth embodiment, the
〔III〕実施の形態に対する変形例
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
[III] Modifications to Embodiments Although the embodiments of the present invention have been described above, the specific configuration and means of the present invention are within the scope of the technical idea of each invention described in the claims. Can be arbitrarily modified and improved. Hereinafter, such a modification will be described.
(本発明の適用分野について)
本発明の適用対象は、上述したような熱感知器1には限られず、監視領域における熱を感知する全ての機器、例えば、熱検出器にも適用できる。
(Regarding the field of application of the present invention)
The application target of the present invention is not limited to the heat sensor 1 as described above, and can be applied to all devices that sense heat in the monitoring region, for example, a heat detector.
(解決しようとする課題や発明の効果について)
また、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。例えば、熱感知器に対する保護が完全に達成されていない場合であっても、その熱応答性が若干でも向上している限りにおいて、本発明の課題が達成されている。
(About problems to be solved and effects of the invention)
In addition, the problems to be solved by the invention and the effects of the invention are not limited to the above-described contents, and the present invention solves the problems not described above or has the effects not described above. There are also cases where only some of the described problems are solved or only some of the described effects are achieved. For example, even if the protection against the heat sensor is not completely achieved, the object of the present invention is achieved as long as the thermal response is slightly improved.
(熱感知ユニットについて)
熱感知ユニット30の具体的構成についても種々の形態を取ることができ、例えば、ラミネートフィルム34、35による保護効果や赤外線吸収効果を無視できる場合には、このラミネートフィルム34、35を省略してもよい。また、ラミネートフィルム34、35に開口部を設け、この開口部からセラミック素子31を露出させることで、その熱応答性を一層高めてもよい。
(About heat sensing unit)
The specific configuration of the
(支持部について)
上記各実施の形態1〜4において、支持部を熱感知ユニット30に面接触させるものとして説明したが、熱感知ユニット30における破損等の可能性を無視できる場合には、多数の突起にて熱感知ユニット30を支持可能とする等、点状に接触させてもよい。また、支持部を感知器本体とは別体に構成して、両者を接着や超音波溶着等にて接続してもよい。
(About support part)
In each of the first to fourth embodiments described above, the support portion is described as being in surface contact with the
(ラミネートフィルムについて)
上記実施の形態1においては、一対のラミネートフィルム34、35にてセラミック素子31及び電極32、33をその両側から覆っているが、片側にのみ配置してもよい。また、両側にラミネートフィルム34、35を配置する場合においても、セラミック素子31及び電極32、33の外側には赤外線吸収部材にて形成されたラミネートフィルム34、35、内側には非赤外線吸収部材にて形成されたラミネートフィルム34、35を設けてもよい。また、ラミネートフィルム34、35を透明化又は任意の色に着色化することにより、このラミネートフィルム34、35が外側に露出した際の意匠性を向上させることができる。
(About laminated film)
In the first embodiment, the
この発明は、セラミック素子等の熱感知部の熱応答性を高めつつ、この熱感知器を保護して信頼性を向上を高めることができ、迅速かつ安定的に熱感知を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to improve the reliability by protecting the heat sensor while improving the thermal responsiveness of the heat sensing unit such as a ceramic element, and to perform heat sensing quickly and stably.
1、110 熱感知器
10、50、70、90、111 感知器本体
11 ベース部
11a 取付け孔
12 立上げ部
12a 開口部
12b 段差部
13、60、80、100 支持部
13a、13b、60a、60b、80a、80b、100a 支持体
13c 開口領域
20 本体カバー
21 側壁
22 開口部
30 熱感知ユニット
31 セラミック素子
32、33 電極
34、35 ラミネートフィルム
40 回路基板
41 リード線
42 充填剤
112 サーミスタ
113 サーミスタガイド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,110
Claims (2)
設置面に固定される感知器本体と、
前記感知器本体に固定されるものであって、温度変化に応じて焦電電流を出力する強誘電性物質を焼結して平板状に形成されたセラミック素子である熱感知素子とを備え、
前記感知器本体には開口部を形成すると共に、当該開口部に支持手段を形成し、
前記熱感知素子を、前記開口部における前記支持手段よりも前記設置面から離れる外側の位置に配置し、
前記支持手段を、非変形状態の前記熱感知素子に対して接触しない位置であって、所定量以上変形した状態の前記熱感知素子に対して接触することにより当該熱感知素子を支持する位置に配置したこと、
を特徴とする熱感知器。 A thermal sensor for sensing the temperature of the monitored area,
A sensor body fixed to the installation surface;
A heat sensing element that is fixed to the sensor body, and is a ceramic element formed into a flat plate by sintering a ferroelectric substance that outputs a pyroelectric current in response to a temperature change;
An opening is formed in the sensor body, and support means is formed in the opening.
The heat sensing element is disposed at an outer position away from the installation surface than the support means in the opening,
A position where the support means does not contact the heat sensing element in a non-deformed state, and a position where the heat sensing element is supported by contacting the heat sensing element in a state deformed by a predetermined amount or more. Arranged,
A heat sensor characterized by
を特徴とする請求項1に記載の熱感知器。 The support means is provided with a small disk-like support that comes into surface contact with the heat sensing element that is deformed by a predetermined amount or more, or is in contact with the heat sensing element that is deformed by a predetermined amount or more. Providing a mesh-like support portion formed from a plurality of linear supports,
The heat sensor according to claim 1.
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