JP5512165B2 - 警報器 - Google Patents

Description

本発明は、検知部に流れ込む流体より環境の変化を表す環境値を測定して警報を報知する警報器に関するものである。

一般に、火災を報知する火災警報器として、室内の温度を検出する熱感知素子を備えた熱感知式の火災警報器（特許文献１参照）や、煙検知器を備えた煙検知式の火災警報器（特許文献２参照）や、両方式を備えた火災警報器（特許文献３参照）などが提供されている。そして、熱感知式の火災警報器は、特許文献１に示されるように、熱感知素子により検出された温度が高温となったときに、火災が発生したものと判断して、警報の発報を行う。一方、煙検知式の火災警報器は、特許文献２に示されるように、煙検知器が測定した煙量が多くなったときに、火災が発生したものと判断して、警報の発報を行う。

これらの火災警報器はそれぞれ、火災検知用に温度又は煙量を測定する検知部を構成する検知室を備えた、流体より周辺環境の変化を検出する感知器として構成される。又、ガス検知を行うガス警報器も同様、流体より周辺環境の変化を検出する感知器として構成される。このような流体により環境値を測定する各種警報器は、その周辺環境の変化を正確に検出するために、検知部内に測定対象となる流体を誘導するための構造を備える必要がある。

そのため、従来の警報器の多くは、特許文献１〜特許文献３に示すもののように、検知部として構成される検知室を筐体外部に突出させた構造として、測定対象となる加熱された流体や煙を積極的に検知室内に流入させている。即ち、特許文献１〜特許文献３に代表されるような構成の警報器においては、その内部に回路部品などを収納して保護する筐体から検知部を突出させた構造として、外環境（測定対象となる周辺環境）に検知部を配置させることで、外環境に近い状態の流体に対して測定を行うものとしている。

このように検知部を突出させた形状の警報器を室内に設置させたとき、室内のデザインに適合したものではないことから、その美観を損なう。そのため、近年、警報器を設置した室内のデザイン性をよくするために、その小型化や薄型化が求められている。そして、この警報器の小型化や薄型化を実現するために、外環境に検知室を突出させることなく、筐体内部に検知室を配置した警報器が提案されている。

特開平０９−０４４７６９号公報 特開２００５−３５２９３２号公報 特開２００２−３５２３４７号公報

しかしながら、警報器を筐体内部に検知室を配置した構成とした場合、装置の小型化や薄型化を実現できるものの、この検知室を突出させた構造のものと比べて、検知室内への流体の流入課程における障害が大きくなる。又、筐体内部において、検知室を構成として有する検知部の外側に、電源供給を行う電池や電源回路や、外部と電気的に接続するためのコネクタなどの突起物が設置されるため、この突起物が流体の流れの障害となってしまい、検知部への流入が遮られてしまう。

このような問題を鑑みて、本発明は、検知対象となる流体を警報器外部の高圧部分から流入して、警報器外部の低圧部分へ流出する構成として、検知部への流体の誘導を促進させた警報器を提案することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の警報器は、外部から流れ込む流体により周辺環境の物理量の変化を表す環境値を検出する検知部と、該検知部により検出された環境値に基づいて周辺環境における異常の判定を行う制御部と、を備える警報器において、設置面と当接する基台と、該基台の周縁から前記設置面より離れる方向に延設された側壁と、該側壁の前記基台と逆側の端部を覆う天板とで構成される筐体が、前記検知部及び前記制御部を内蔵し、前記筐体の前記基台側に、外部からの流体を該筐体内部に流入させる流入口が形成されるとともに、前記筐体の前記天板側に、前記検知部を通過した流体を前記筐体の外部に流出させる流出口が形成され、前記流入口から前記筐体内部に流入された流体が、前記検知部を前記基台側から前記天板側に流れた後、前記流出口から前記筐体外部へ流出し、前記流出口が、前記筐体の天板に設けられており、かつ、前記天板と平行な面方向において前記検知部と重なることのない位置に設けられていることを特徴とする。

このように、流出口を、前記筐体の天板に設け、かつ、前記天板と平行な面方向において前記検知部と重なることのない位置に設けることによって、前記検知部が光学式により煙量を検知する場合、前記検知部内部への迷光が外部から入光することを防止できる。

上述の警報器において、前記検知部が、流体の流量を検出する光学系を有するとともに、該光学系の光軸が、前記検知部を流れる流体の流れに交差する方向であるものとしてもよい。このように構成することで、流体の流入平面と光学系の光軸平面とを交差させることができるために、従来のラビリンス構造を除くことができ、前記検知部の小型化を図ることができる。

本発明によると、筐体内部において、検知対象となる流体が基台側から天板側へ流れる構成とし、筐体外部で圧力の高い位置から圧力の低い位置へ流体を流す構成としたため、検知対象となる流体を筐体内部の検知部に確実に誘導でき、検知部での検知感度を高めることができる。又、検知対象となる流体が、検知部内において、検知部の軸方向となる基台側から天板側へ流れるため、検知部の設置面積を小さくすることができ、装置の小型化を図れる。

は、本発明の第１の実施形態の警報器の構成を示す概略断面図である。 は、光学式の煙検知器とした場合の検知部の概略構成を示す図であり、（ａ）（ｂ）それぞれが発光素子と受光素子との配置関係を示す。 は、本発明の第２の実施形態の警報器の構成を示す概略断面図である。 は、第２の実施形態の警報器の別構成を示す概略断面図である。

＜第１の実施形態＞
本発明における第１の実施形態の警報器について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の警報器の構成を示す概略断面図である。

図１に示すように、本実施形態の警報器は、警報器全体を覆う筐体１の内部に、警報器の各動作を制御する不図示の制御部を構成する回路部品を搭載した回路基板２と、筐体１外部の周辺環境（外環境）を流れる流体が流入することで環境値の測定を行う検知部３と、外部に警報を発報する発音体４とを備える。そして、回路基板２には、検知部３及び発音体４が電気的に接続されるため、検知部３で測定された環境値が電気信号として、回路基板２上の不図示の制御部に与えられ、発音体４による警報の要否が判定される。この回路基板２上に構成された不図示の制御部において、警報の発報が必要である旨の判定がなされたとき、回路基板２に電気的に接続された発音体４の警報発報動作が制御され、発音体４による警報の発報がなされる。

この警報器において、筐体１は、天井や壁などの設置面に設置固定される略円盤状の基台１０と、この基台１０の周縁から設置面と逆側に立設される外周壁となる側壁１１と、この側壁１１の基台１０と逆側の端部に接続して側壁１１の開口面を覆う天板１２と、を備える。即ち、筐体１は、基台１０及び天板１２を両端面とする円筒形状となる。そして、この筐体１内部には、筐体１内の空間を筐体１の軸方向に対して分離させるべく、基台１０及び天板１２それぞれと平行となる分離板１３，１４が設置される。即ち、分離板１３が、検知部３の基台１０側に設けられるとともに、分離板１４が、検知部３の天板１２側に設けられることで、基台１０と分離板１３と側壁１１とで囲まれた第１空間と、分離板１３，１４と側壁１１とで囲まれた第２空間と、天板１２と分離板１４と側壁１１とで囲まれた第３空間とが、筐体１内部に構成される。

このように筐体１が構成されるとき、分離板１３，１４と側壁１１とで囲まれる第２空間には、検知部３が設置され、天板１２と分離板１４と側壁１１とで囲まれる第３空間には、回路基板２及び発音体４が設置される。又、分離板１４は、開口部が設けられ、回路基板２に接続された検知部３は、天板側から分離板１４の開口部に挿入されて、分離板１３，１４と側壁１１とで囲まれる第２空間に設置される。この検知部３が設置される第２空間には、警報器に電力供給を行う電池６を保持する電池ケース７が、分離板１４と接続するように立設される。尚、電池ケース７は、分離板１３，１４のいずれか一方と一体化された構成としてもよいし、分離板１３，１４のいずれとも別体となるように構成されるものとしてもよい。

そして、側壁１１は、その基台１０側の一部が開口されて、検知部３での検知対象となる流体を流入させる流入口１５が構成される。即ち、側壁１１の第１空間を覆う領域の一部に、開口部である流入口１５が設けられる。又、天板１２は、その一部が開口されて、検知部３で検知された流体を外部に排出する流出口１６が構成される。この天板１２は、更に、ブザー又はスピーカによって構成される発音体４からの音声による振動を外部の空気に伝達させるための音孔１７が設けられる。この発音体４が設置される第３空間は、その空間内に設置された発音体４からの音声振動に共鳴する共鳴空間となる。

更に、分離板１３及び回路基板２それぞれは、検知部３の設置位置に対応する領域に、開口部３１，３２それぞれを備える。即ち、開口部３１は、流入口１５が設けられた第１空間内の流体を、検知部２に誘導するために機能し、開口部３２は、検知部２で検知された流体を、流出口１６が設けられた第３空間に誘導するために機能する。又、開口部３１，３２それぞれの開口面積は、検知部３の分離板１３及び回路基板２それぞれへの設置面積よりも狭くなるように構成されることで、第２空間における検知部３の設置されていない領域へ流体が流れ込むことを防止できる。

このように構成する警報器は、その流入口１５が筐体１外部を流れる流体の流れに対向するように、設置されることによって、筐体１外部を流れる流体が、流入口１５より筐体１内部に流入する。よって、警報器の筐体１内部において、流入口１５から第１空間に流れこんだ流体は、分離板１３に設けられた開口部３１を介して検知部３に流入する。これにより、検知部３は、検知対象とする流体の温度又は流量を検知し、その検知結果となる電気信号を不図示の制御部に出力する。この検知部３内に流入して、その物理量が検知された流体は、回路基板２に設けられた開口部３２を通じて、第３空間へ流出した後、天板１２における流出口１６より、筐体１外部へ排出される。

警報器が壁又は天井に設置されるとき、筐体１の外部を流れる流体は、その設置面となる壁又は天井側（基台１０側）における流速が、設置面より離れた天板１２側における流速より遅くなる。よって、筐体１の外部において、基台１０側の圧力が、天板１２側の圧力より高くなる傾向にある。そのため、上述のように、流入口１５を側壁１１の基台１０側に設置し、且つ、流出口１６を天板１２に設置することによって、圧力の高い領域から低い領域へ流体を誘導することができる。これにより、筐体１内部の流入口１５から流出口１６への流路上に検知部３が設置されるため、検知対象となる流体の検知部３への誘導を促進することができる。

又、流入口１５を、流体の流れの上流側に設置し、流出口１６を、流体の流れの下流側に設置することによって、筐体１内部へ流入される流体の流量を増加させることができるため、検知部３への流体の流入量を増加させて、検知部３における感度を高めることができる。特に、床面から天井へ上昇する流体を検知対象とする警報器を壁に設置した場合において、流入口１５が床面に向くように警報器を設置することで、筐体１への流体の流入量を増加させることができる。

更に、検知部３が、光学式の煙検知器のように、流体の検知のために光学部材を備える場合、天板１２において、検知部３と対向する領域と異なる領域（検知部３の外周となる領域）に、流出口１６を設置する。即ち、流出口１６と開口部３２とが、設置面に対して平行な面方向において、重ならない位置に構成されるため、外部からの光が検知部３へ入光することを防止できる。又、開口部３１，３２には、検知部３へ塵埃や虫の侵入を防ぐために、網目上の防虫網を設けることが好ましい。尚、この防虫網は、流入口１５及び流出口１６に設置されるものであってもよい。

（検知部の構成例）
光学式の煙検知器で構成した検知部３の構成例について、図２（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。図２（ａ）及び図２（ｂ）はそれぞれ、検知部３の一構成例を示す、検知部３の軸方向に平行となる断面図であり、図２（ｃ）は、検知部３の別構成例を示す、検知部３の軸方向に垂直となる断面図である。

図２（ａ）に示す第１構成例による検知部３は、その両端面それぞれに開口部３１、３２を備えた円筒形状のケース３３内に、煙検知用の光学部材として、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光素子Ｌと、フォトダイオードなどの受光素子ＰＤとを配置した構成となる。このように構成することで、開口部３１からケース３３内に流入した流体は、ケース３３内で、その軸方向に沿って流れた後、開口部３２よりケース３３外に流出する。このとき、発光素子Ｌが、ケース３３内を流れる流体（煙粒子）に光を照射するため、受光素子ＰＤが流体により散乱した散乱光を受光し、受光した光の光量を受光信号に変換して、この受光信号を検知した煙量として制御部（不図示）に出力する。

この図２（ａ）に示す検知部３において、発光素子Ｌ及び受光素子ＰＤのそれぞれは、例えば、ケース３３の中心軸に対して対称となる位置のように、ケース３３の内周壁に沿うように配置される。更に、発光素子Ｌ及び受光素子ＰＤのそれぞれの光軸が、水平面（開口部３１，３２を構成する面と平行な面）に対して傾きを備えるとともに、ケース３３の中心軸上で交差するように、発光素子Ｌ及び受光素子ＰＤは、ケース３３内で固設される。このようにすることで、発光素子Ｌから照射された光が受光素子ＰＤへ直接入射することが防止される。

又、図２（ｂ）に示す第２構成例による検知部３は、図２（ａ）の構成例と異なり、ケース３３の中心軸に平行な方向に対して、受光素子ＰＤの位置を、発光素子Ｌの位置に比べて、発光素子Ｌの光軸を傾けた方向よりも逆側に配置し、発光素子Ｌと受光素子ＰＤとを異なる水平面上に配置する。即ち、図２（ｂ）の構成例では、発光素子Ｌと受光素子ＰＤとは、図２（ａ）と異なり、ケース３３の中心軸に対して対称となる位置とはならず、ケース３３の軸方向に対して異なる位置に設置される。又、発光素子Ｌ及び受光素子ＰＤそれぞれの光軸は、その傾きを異なるものとすることで、ケース３３の中心軸上で交差させる。このように構成することによって、発光素子Ｌから照射された光の受光素子ＰＤへの入射を、図２（ａ）に比べて、更に確実に防止できる。

更に、図２（ｃ）に示す第３構成例による検知部３は、図２（ａ），（ｂ）それぞれの構成例と同様、ケース３３の内周壁に沿って設置される。そして、水平面方向において、発光素子Ｌ及び受光素子ＰＤそれぞれの光軸がお互いに傾きを有するとともに、それぞれの光軸が、ケース３３の中止軸上で交差する。このように配置される発光素子Ｌ及び受光素子ＰＤは、図２（ａ）のように、同一水平面上に配置されるものであってもよいし、図２（ｂ）のように、異なる水平面上に配置されるものであってもよい。更に、同一水平面上に発光素子Ｌ及び受光素子ＰＤが配置される場合、発光素子Ｌ及び受光素子ＰＤそれぞれの光軸が水平面に平行となるようにして、ケース３３を軸方向についても小型化できるようにしてもよい。

尚、本実施形態の警報器を上述のように構成するとき、検知部３への流体の流入をより確実にするために、第１空間（基台１０と分離板１３と側壁１１とで囲まれる空間）において、流入口１５から開口部３１までの空間領域を、その他の領域から隔離することで、流入口１５から開口部３１まで流体を強制的に誘導する誘導路を形成するものとしてもよい。同様に、第３空間（天板１２と分離板１４と側壁１１とで囲まれる空間）において、流出口１６から開口部３２までの空間領域を、その他の領域から隔離することで、開口部３２から流出口１６まで流体を強制的に誘導する誘導路を形成するものとしてもよい。

＜第２の実施形態＞
本発明における第２の実施形態の警報器について、図面を参照して説明する。図３は、本実施形態の警報器の構成を示す概略断面図である。尚、図３に示す警報器において、図１に示す警報器と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

図３に示すように、本実施形態の警報器は、第１の実施形態の構成（図１参照）と異なり、側壁１１の天板１２側の一部が開口されて、流出口１６が設けられる。即ち、側壁１１の第３空間（天板１２と分離板１４と側壁１１とで囲まれる空間）を覆う領域の一部に、開口部である流出口１６が設けられる。このように構成することで、本実施形態の警報器についても、第１の実施形態の警報器と同様、筐体１内部を通過させる流体を、圧力の高い領域から低い領域へ誘導することができ、圧力の高い領域から低い領域へ流体を誘導することができる。

このように構成される警報器において、流入口１５及び流出口１６のそれぞれが、筐体１の軸方向を挟んで互いに対向する位置に、設置されるようにすることで、流体の流れの上流側に流入口１５を配置したときに、流体の流れの下流側に流出口１６を配置できる。又、この流入口１５及び流出口１６のそれぞれの位置関係は、この図３に示す位置関係によって限定されるものではなく、その他の位置関係としてもよい。即ち、筐体１外部を流れる流体は、流入口１５に向かって流れるとき、筐体１の側壁１２の外周面において、筐体１の中心軸を中心として、流入口１５から９０°〜１３５°の位置において、その流速が速くなる傾向にある。よって、図４に示すように、筐体１の側壁１２の外周面において、筐体１の中心軸を中心として、流入口１５から９０°〜１３５°の位置に、流出口１６を設置することで、より低圧となる領域に流出口１６が設置されることとなるため、筐体１から外部への流出をより確実なものとできる。

尚、本実施形態においても、第１の実施形態と同様、検知部３への塵埃や虫の侵入を防ぐために、開口部３１，３２、又は、流入口１５及び流出口１６に、網目上の防虫網を設けることが好ましい。又、検知部３を光学式の煙検知器で構成する場合、第１の実施形態で示す第１〜第３構成例（図２（ａ）〜（ｃ）参照）のように構成することで、検知部３を軸方向に流れる流体の量を検知可能な構成とすることができる。そして、この検知部３は、第１及び第２の実施形態における警報器において、外部からの入光のない位置に設置されているため、従来の検知部に使用されていたラビリンス壁のように、外部からの入光を防止するための構造が不要となる。

更に、本実施形態の警報器においても、第１の実施形態の警報器と同様、検知部３への流体の流入をより確実にするために、第１空間（基台１０と分離板１３と側壁１１とで囲まれる空間）において、流入口１５から開口部３１までの空間領域を、その他の領域から隔離することで、流入口１５から開口部３１まで流体を強制的に誘導する誘導路を形成するものとしてもよい。同様に、第３空間（天板１２と分離板１４と側壁１１とで囲まれる空間）において、流出口１６から開口部３２までの空間領域を、その他の領域から隔離することで、開口部３２から流出口１６まで流体を強制的に誘導する誘導路を形成するものとしてもよい。

本発明は、流体より環境値を取得する検知部を備えた警報器に適用可能である。特に、光電式の煙検知部や感熱素子を備えた火災警報器を構成する警報器や、ガス量を測定するためのガス警報器を構成する警報器などに適用することができる。

１ 筐体
２ 回路基板
３ 検知部
４ 発音体
６ 電池
７ 電池ケース
１０ 基台
１１ 側壁
１２ 天板
１３，１４ 分離板
１５ 流入口
１６ 流出口
１７ 音孔
３１，３２ 開口部

Claims (2)

1. 外部から流れ込む流体により周辺環境の物理量の変化を表す環境値を検出する検知部と、該検知部により検出された環境値に基づいて周辺環境における異常の判定を行う制御部と、を備える警報器において、
   設置面と当接する基台と、該基台の周縁から前記設置面より離れる方向に延設された側壁と、該側壁の前記基台と逆側の端部を覆う天板とで構成される筐体が、前記検知部及び前記制御部を内蔵し、
   前記筐体の前記基台側に、外部からの流体を該筐体内部に流入させる流入口が形成されるとともに、
   前記筐体の前記天板側に、前記検知部を通過した流体を前記筐体の外部に流出させる流出口が形成され、
   前記流入口から前記筐体内部に流入された流体が、前記検知部を前記基台側から前記天板側に流れた後、前記流出口から前記筐体外部へ流出し、
   前記流出口が、前記筐体の天板に設けられており、かつ、前記天板と平行な面方向において前記検知部と重なることのない位置に設けられていることを特徴とする警報器。
2. 請求項１において、
   前記検知部が、流体の流量を検出する光学系を有するとともに、
   該光学系の光軸が、前記検知部を流れる流体の流れに交差する方向であることを特徴とする警報器。
   

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