JP5781598B2 - 煙を検出する装置およびセンサ室組立体ならびにセンサ室組立体を較正する方法 - Google Patents

Description

本発明は、特に家庭環境で使用される煙を検出するための煙警報器に関する。

典型的な従来の煙警報器は、電池式であり、取付板および／または基部および取り外し可能なカバーからなるハウジングを備える。ハウジングの取付板は、警報器の基部を貫通するネジ等によって天井などの平らな面に直接取り付けられるようになっている。取り外し可能なカバーまたは横に枢動するカバーが設けられて、バッテリーを交換するためにハウジング内部へのアクセスが可能となる。警報器の構成要素は、主としてハウジング内のプリント回路基板（ＰＣＢ）上に支持される。バッテリーは、通常端子パッドに簡単にクリップ留めすることにより取り付けられている。バッテリーのほかに、１つまたは複数のセンサが、通常音響器および制御回路を含む警報器の他の構成要素と共にＰＣＢの一側に取り付けられている。ＰＣＢの他側は通常基部に取り付けられている。

基部および／または取り外し可能なカバーには、孔が設けられ、センサによって検出されるために煙および／または他の空気汚染物質が進入することができる。さらに警報器が多機能的な装置である場合、警報器の異なる機能および作用のための１または複数のボタンを設けることができる。このタイプの警報器は特許文献１に記載されている。

このタイプの警報器の問題は、警報器の筐体内におけるＰＣＢ上の構成要素および他の機構の存在がセンサへの煙の流れを妨害するということである。警報器が煙を検出するのにかかる時間は、煙の警報器への進入方向に依存して変化する場合があるという１つの結果がある。この問題に対する解決策は、特許文献２に提案されている。この解決策は、装置の他の構成要素とは反対側のＰＣＢ上にセンサを配置し、ハウジングから天井取付板に向かってセンサの一部が突出するようにハウジング内にＰＣＢを設置するということを含む。天井取付板およびハウジングの間に空間が設けられ、煙が通過する流路を設けられるようにハウジングを天井取付板に取り付けるためのアタッチメントが提供される。この流路に沿って流れる煙は、アタッチメントの周囲を流れ、センサ内に入ることができる。

この解決策の問題は、ハウジング設計の複雑さが増し、かつＰＣＢの両側へ構成要素を取り付ける必要があるということである。これは、製造費用を増加させ、かつ警報器の形状は、分厚く、より目立つようになってしまう。

国際公開第ＷＯ２００８／１２５８３４号パンフレット 国際公開第ＷＯ０１／４３０９７号パンフレット

本発明の目的は、周囲から装置への煙の進入に対するより均一の反応性を有し、より薄型で、かつ製造費用が低減された警報器を提供することである。

本発明によると、煙を検出する警報器が提供され、該警報器は、煙がハウジングに進入するための孔を有するハウジングと、ハウジング内に設置され、かつセンサ室に前記煙が進入するための孔を有するセンサ室であって、２つの部分を備えるセンサ室と、センサ室内に取り付けられたセンサ手段と、センサによって感知された場合に前記煙を検出するための検出手段を含む警報回路と、少なくとも部分的に２つのセンサ室部分の間に挟まれるようにセンサ室によって支持されるプリント回路基板（ＰＣＢ）とを備えており、ＰＣＢは、センサ室を、一方はＰＣＢの上に、かつ他方はＰＣＢの下に配置された２つの部分に分割するように、前記センサ室の途中までＰＣＢの端が延在し、前記ＰＣＢは、警報回路およびＰＣＢに取り付けられたセンサ手段を有し、かつセンサ手段は、前記端に、近くに、または隣接して取り付けられている。

ハウジング孔は、ハウジングの外縁の周囲に分配されて、ハウジングを通る煙の通路のために実質的に平面的な流路を形成する。この場合、センサ室には、少なくとも一部が平面的な流路内にあるように設置された孔が好ましく設けられており、それによってハウジング孔を介してハウジングに入る煙は、平面的な流路に沿ってセンサ室内に流れることができる。一方の前記室が実質的に平面的な流路内にあり、かつ他方の室が平面的な流路に対してオフセットされるように、ＰＣＢは、前記平面的な流路に平行かつ隣接して設置されることができる。他方のセンサ室は、実質的に中実であるため、室への煙の進入は、平面的な流路にある孔を経由する。

警報器ハウジングは、共に結合してバッテリーおよび音響器を収容するための密閉された空間を提供する上部および下部を好都合に有し、かつバッテリーおよび音響器がハウジングの平面的な流路の実質的に外側になるように上部に固定されるよう、上部および下部の寸法が決められている。ハウジングの外面および特に下部は、目立たない薄型形状となるように好ましく形成されている。

センサ手段は、放射線をセンサ室へ導く放射線放出変換器と、センサ室にある煙から反射された放射線を感知するための放射線感知変換器とを備えることができる。本発明によると、警報器のためのセンサ室組立体がさらに設けられ、センサ室組立体は、センサ室組立体への煙の進入を許容する孔と、センサ室内に取り付けられたセンサ手段と、センサによって感知された場合に前記煙を検出するための検出手段を含む警報回路と、その端が前記センサ室の途中まで延在するようにセンサ室によって支持されるプリント回路基板（ＰＣＢ）とを備え、前記ＰＣＢは、そこに取り付けられた警報回路を有し、かつセンサ手段は、前記端の上、近く、または隣接して取り付けられている。

本発明によると、ハウジング、バッテリーおよび音響器を有する、警報器装置のためのセンサ室組立体を較正する方法がさらに提供され、センサ室組立体は、センサ室への煙の進入を許容する孔を有するセンサ室と、センサ室内に取り付けられたセンサ手段と、センサによって感知された場合に前記煙を検出する検出手段を含む警報回路と、その端が前記センサ室への途中まで延在するようにセンサ室によって支持されるプリント回路基板（ＰＣＢ）とを備え、前記ＰＣＢは、そこに取り付けられた警報回路を有し、かつセンサ手段は、前記端の上、近く、または隣接して取り付けられ、当該方法は、それぞれのハウジング内のそれぞれのバッテリーおよび音響器と一緒に設置する前に、複数または多数の前記センサ室組立体を同時に較正するステップを備える。

警報器の動作を制御するためのマイクロプロセッサーを備えることができる警報回路は、ＰＣＢに配線され、および既知の方法によってバッテリーおよび音響器に接続される。ハウジングは、上部および下部に形成されることができ、「上部」とは、取り付けられた場合に天井近くに設置される部分のことを示す。上部および下部は、警報器の構成要素を収容するための密閉された空間を設けるように共に結合する。上部には、取付板に設けられた対応する部材と連結係合するための係合手段が好ましく設けられ、該取付板は、天井への取り付けを容易にするための固定具を有する。したがって、初めに取付板を天井に固定し、その後ハウジングを取付板に連結することにより、警報器は、天井に取り付けられる。上部はまた、警報器のバッテリーおよび音響器、ならびにセンサ室の第２部分のための取付面を設けることができる。ハウジングの下部は、警報器の構成要素を覆うための見た目が良い形のカバーを備える。平面的な流路を形成する孔は、上部の外周の周りに分配される。

取付板は、上面と、前記取付手段を略平らな面に固定するためのネジなどの固定具を受容する貫通開口部とを有することができる。貫通開口部は、細長くすることができ、かつ貫通開口部を通り固定具のヘッド部が通過するための拡大された部分と、前記ヘッドを保持するための狭い部分と、それらの間のネック部分とを有することができる。

本発明の実施形態は、バッテリーおよび音響器がハウジングに取り付けられるため必要なＰＣＢの量を少なくすることができ、ＰＣＢは、実質的に警報回路の構成要素のために確保されるという利点を有する。ＰＣＢは、効果的にセンサ室の第１および第２部分の間に挟まれ、第２の孔が一方の部分にあり、かつ中実な室壁が他方の部分に設けられる。ＰＣＢがセンサ室の途中まで延在するため、１または複数のセンサは、平面的な流路に沿って流れる煙の流路の近く、または内部に配置されることができる。この結果、材料に関する製造費用および構造上の複雑さが低減される。センサ室の２つの半分または部分の間にＰＣＢを挟み、ＰＣＢ−センサ室組立体を作ることは、センサまたはセンサ室から離してＰＣＢを固定する従来技術の装置よりも製造中の取り扱いが容易である。さらに、ＰＣＢ−センサ室組立体に警報回路を設けることは、１回の較正でより多くの組立体を調整することができ、結果として製造が改善されるということである。本発明の実施形態は、目立たない薄型形状を有しながら、全ての方向から邪魔なものがない広い平面的な煙の流れの中での中立方向依存性および効率的な通気を組み合わせた警報器を容易にする。本発明は、添付の図面を参照しながら本発明の例を説明することによって、示されるだろう。

天井に取り付けられた場合に下から見た本発明の実施形態による警報器の斜視図である。 取付板を示した図１の警報器のハウジング上部の斜視図である。 取付板のない上部の斜視図である。 警報器の構成要素の取り付けを示す上部ハウジングの内部の図である。 図４にセンサ室の一部を追加したである。 図５のセンサ室のさらなる一部、プリント回路基板およびバッテリーを追加した図ある。 センサ室の半分が取り除かれた図６ａに類似した図である。 センサ室の第２の孔および装置を通過する煙の流路を示すために上部の第１の孔が取り除かれた警報器の側面図である。

図面を参照すると、図１は、本発明による警報器１の好ましい形状の斜視図を示す。警報器は、壁または天井などの平らな面に取り付けるのに適しているが、ここでは、天井への取り付けに関して説明する。図１に示す警報器の図は、天井に取り付けられた場合の下からの図である。示された本発明の特定の態様は、警報器の詳細設計を含み、ここに詳細に説明される。

図２は、他側、すなわち天井に固定する側からの警報器１を示す。警報器１は、ハウジングと、ハウジングを天井に取り付けるための取付手段とを備える。取付手段は、略円形かつ平面状の取付板２の形である。ハウジングは、上部ハウジング部分または部材３、および下部ハウジング部分または部材４を有する。上部および下部という語句は、相対的なもので、警報器の向きに依存するが、ここでは、警報器が天井に取り付けられている場合に適用される意味で使用されている。

図示された警報器は、見た目が良い外観のドーム型構造を有する円形である。

下部ハウジング部材４は、実質的に滑らかな外面９０および縁９２を有する略円形のドーム型構造を有する。警報器が平らな面に取り付けられる場合、このハウジング部材４は、平らな面から一番遠くなる。天井に取り付ける場合、例えばハウジング部材４は床を向く。部材４は、ドームの頂点に、またはその付近に配置される「試験機能」および「停止」ボタン５（ボタンは、この設計の警報器のみに設けられる）を含む。ハウジング部材４はまた、ドームの表面のボタン５のすぐ下に孔６を有する。スピーカーまたは音響器（図３〜図７参照）が孔６に隣接して警報器のハウジング内部に取り付けられる。下部ハウジング４にはまた、警報器１の機能状態を表す表示灯７が設けられる。上部ハウジング部材３は、略円形であり、かつ全周に亘って延在する外向きおよび下方へ傾いた側壁５０を有する底部またはベースプレート８の形の略平面の基部を含む。側壁５０は、ベースプレート８の外周に離間した多数の開口部９を有する。これらは、側壁５０に沿って、任意の適切な間隔にすることができるが、好ましく等しい角度で間隔があけられ、任意の方向から警報器１に入射する煙または汚染物質が進入することができる。

下部ハウジング部材４および上部ハウジング部材３は、突起および受容アセンブリが協同する形の留め具手段によって好ましく共にスナップ式に取り付けられる。図４および図５は、下部ハウジング部材４の対応する（図示せず）受容部に係合するための、ハウジング部材３の外周の周りのポイントに配置された位置決め部１０および突起１１を示す。この実施形態において、突起および受容アセンブリは、２つのハウジング部材を共にスナップするように、ハウジング部材３および４のそれぞれの面周りに間隔が空いている。警報器の内部の機構は、組み立ての誤りを防ぐ（ポカヨケ）ように既知の方法で配置および構成されている。図４から明らかなように、突起１１は、フック状端部を有して形成される。これは、下部ハウジング部材４の対応する受容部に形成された肩部にスナップ式の取付方法で係合する。

ハウジング部材３および４が共に留められる場合、それらの間に空間が形成され、その空間に警報回路、スピーカーまたは音響器および警報器の他の構成要素を収容することができる。図４〜図６を参照して以下により詳細に説明されるように、これらを上部ハウジング部材３に取り付けるために適切な取付手段が設けられる。

図２に示す取付板２には、ネジによって板２を壁または天井へ取り付けることを容易にするための開口部１２ａおよび１２ｂが設けられている。取付板２から分離した上部ハウジング部材３が図３に示されている。ハウジング部材３のベースプレート８には、取付板２に設けられた対応する留め具（図示せず）に連結するフック状部材１３が設けられている。フック状部材１３を受容するために取付板の留め具と関連する角状切欠き１４が設けられ、それによって壁または天井に取付板が取り付けられた後で上部ハウジング部材３を取付板２に固定することができる。

図４は、バッテリー１６（図６参照）を支持するバッテリー支持部１５ａおよび１５ｂが設けられた上部ハウジング３の内部を示す。バッテリー支持部１５ａおよび１５ｂは、放射状に設置されているため、矢印Ａの方向から上部ハウジング３に入る煙または汚染物質を妨げない。煙または汚染物質が警報器１によって感知された場合に音の警報を発生させるために圧電型音響器１７が設けられている。

図５は、上部ハウジング３の基部２３に位置するセンサ室の第１室部分２２の位置を示す。これは、第１室部分２２に設けられた一対のフック状突起（図示せず）および基部２３に設けられた対応する開口部（図示せず）の間のロッキング係合によって達成される。第１室部分２２は、それぞれ要素２４ａおよび２４ｂの２つのグループを備える離間した細長い要素から形成された実質的に円形の周壁を備える。要素２４ａおよび２４ｂのこれらのグループは、離間しかつ室部分２２に向かって内向きに先細りになり、基部２３平面において任意の方向から上部ハウジング３の第１の孔９を介して警報器１の内部に入ってくる煙または汚染物質の流路を提供するような孔を形成する。要素２４ａの一方グループは、上部ハウジング３に略内側に向かい、かつ他方のグループは、略外側に向かっており、互いに異なる形状を有する。

この実施形態において、一対のコリメータハウジング２６ａおよび２６ｂの一方（２６ａ）内にダイオードセンサ２５が示されている。エミッタダイオード（図示せず）が他方のコリメータハウジング２６ｂ内に収容される。ダイオードセンサ２５およびダイオードエミッタは、第１室部分２２の中心に向けられて、室に流れる煙または他の汚染因子の存在を光学的に検出する。要素２４ａの第１グループの形状は、センサ室２２中心に向かって内向きに先細りになっている。要素２４ｂの第２グループの形状は、内側に向いたテーパー状の部分２７ａと、外側に向いた羽根２７ｂを備えて、外の光を捕捉するよう構成されているため、光は直接センサを照らさず、センサ２５またはエミッタを妨げない。ダイオードセンサ２５およびエミッタ間の直接的な光の伝播を遮るように、邪魔板または遮蔽部２８がセンサ室２２の中心に配置される。ダイオードエミッタは、光を放出し、光は、センサ室内の煙の存在によってセンサダイオード２５に向かって反射するようになっている。遮蔽部２８は、ブレードの１つに付着した汚染デブリが誤った反射を生じることを防ぐための二重ブレード形状を備える。

図６ａは、バッテリー支持部１５ａおよび１５ｂに位置するバッテリー１６を示す。これらは、上部ハウジング３の基部２３に対して離間した位置にバッテリー１６を支持するため、ゆとりのある空間ができ、矢印Ａの方向から孔９に入る煙または他の汚染物質がセンサ室に流れることができる。図６ａは、第１室部分２２に取り付けられた第２室部分２６を示す。第２室部分２６は、実質的に中実な壁を有し、したがって警報器を通る煙または他の汚染物質の流れに対して開口している第１室部分２２の上に閉じた室を形成する。

第１および第２室部分２２および２６は共に、警報器１のセンサ室を形成する。センサ室は、第１および第２室部分２２および２６によってそれぞれ形成された２つの室部分を形成する。プリント回路基板（ＰＣＢ）２９がセンサ室の途中まで延在するように第１および第２室部分２２および２６の間に設けられる。ＰＣＢは、好都合に第１および第２室部分の間で締め付けられる、または「間に挟まれる」。これは、図６ｂから明らかであり、図６ｂは、センサ室の内部および第１室部分２２に対するＰＣＢ２９の位置を露出するために第２室部分２６が取り除かれている以外は図６ａに類似している。エミッタおよびレシーバ／センサ２５ダイオードは、ＰＣＢ２９の前縁３０に、または隣接して取り付けられ、その前縁３０は、実質的にセンサ室の中間まで（この実施形態では、中間ではない）延在することができ、第１および第２室部分２２および２６を部分的に分離している。前縁３０は、センサ室の直径に実質的に位置合わせすることができ、かつ略Ｃ字形状とすることができる。「Ｃ字形の前縁」の自由端部に、またはその近くにコリメータハウジング２６ａ，２６ｂ（エミッタおよびレシーバ２５ダイオードをそれぞれ支持する）を取り付けることによって、エミッタおよびレシーバダイオード２５は、センサ室２２の中心に向けられる。ＰＣＢ２９は、一側で警報回路３２を支持し、該一側は、下部ハウジング４に面する／広がるため、上部ハウジング３を通る煙または他の汚染物質の流路外にある。ＰＣＢ２９自体は、上部ハウジング３を通る煙または他の汚染物質の流れを妨げないように、基部２３に平行な平面内に置かれるが、基部から離間されるように第１室２２に取り付けられる。実際、ＰＣＢ２９の位置は、感知されるべき物質の流れをセンサ室内に導く補助をする。

この構成は、エミッタおよびセンサ両方をセンサ室内に（窓を通りアクセスするのとは対照的に）ＰＣＢに一体に取り付けられることを可能にする。この構成は、高い信頼性と共に製造の簡素化を可能にする。センサがセンサ室内にあるため、光室外部で生じる任意のものによって影響を受ける可能性が低くなり、ＰＣＢ上でそれらを組み込み、２つの半分の間にこれを挟むことによって、ＰＣＢを挿入より前に完全に試験することができ、かつ組立が簡単である。

図７は、センサ室の第１室部分２２の第２の孔３４および装置を通過する煙の流路を示すために、上部の第１の孔９が取り除かれた警報器１の側面図である。流路は、矢印Ｃによって示され、実質的に平面的な流路であり、それによって上部ハウジング３の第１の孔を介してハウジングに入る煙または他の汚染物質は、平面的な流路に沿って流れ、第２の孔を介してセンサ室に入ることができる。上述した実施形態の構造は、警報器に入射することがある煙または他の汚染物質の流れに対して、警報器の全方向からの改善された方向性を提供する。これは、改善された応答時間につながる。さらに、上述した一例のような本発明を具現化する警報器は、製造がより簡単であり、かつ材料に関してより経済的である。第１および第２室部分２２，２６の間に挟まれるＰＣＢ２９を設けることにより、煙感知電子機器をハウジングの外部で安全に扱うことができるため、より簡単に較正を行うことができる。

１ 警報器
２ 取付板
３ 上部ハウジング部材
４ 下部ハウジング部材
８ ベースプレート
９ 孔
１５ａ，１５ｂ バッテリー支持部
１６ バッテリー
１７ 圧電型音響器
２２ 第１室部分
２３ 基部
２４ａ 要素
２４ｂ 要素
２５ センサ
２６ 第２室部分
２６ａ，２６ｂ コリメータハウジング
２８ 遮蔽部
２９ プリント回路基板（ＰＣＢ）
３０ 前縁
３２ 警報回路
３４ 第２の孔
５０ 側壁

Claims (12)

1. 煙を検出する装置であって、
   ハウジングに前記煙が進入することができる孔を有するハウジングと、
   前記ハウジング内に設置されるセンサ室であって、第１室部分および第２室部分によって画定され、かつ該センサ室に前記煙が進入することができる孔を有するセンサ室と、
   前記センサ室内に取り付けられたセンサ手段と、
   前記センサによって感知された場合に前記煙を検出するための検出手段を含む警報回路と、
   少なくとも部分的に前記第１室部分および前記第２室部分の間に挟まれるように前記第１室部分および前記第２室部分によって支持されるプリント回路基板であって、前記センサ室を、一方は前記プリント回路基板の上に、かつ他方は前記プリント回路基板の下に配置された前記第１室部分および前記第２室部分に分割するように、該プリント回路基板の端が前記センサ室の途中まで延在し、前記プリント回路基板は、前記警報回路および該プリント回路基板に取り付けられた前記センサ手段を有し、かつ前記センサ手段は、前記端に、近くに、または隣接して取り付けられている、プリント回路基板と、
   を備える、装置。
2. 前記ハウジングは、上部および下部ハウジング部分を有し、および前記プリント回路基板は、前記第２室部分と前記下部ハウジング部分との間において前記警報回路を支持する、請求項１に記載の装置。
3. 前記ハウジングの孔は、前記ハウジングの外縁の周囲に分配されて、前記ハウジングを通る煙の通路のために実質的に平面的な流路を形成している、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記センサ室には、孔が設けられ、
   前記センサ室に設けられた前記孔は、少なくとも部分的に前記平面的な流路内にあるように設置され、
   それによって前記ハウジングの孔を介して前記ハウジングに入る煙が前記平面的な流路に沿って前記センサ室内に流れることができる、請求項３に記載の装置。
5. 前記第１室部分および前記第２室部分の一方が実質的に前記平面的な流路内にあり、かつ前記第１室部分および前記第２室部分の他方が前記平面的な流路に対してオフセットされるように、前記プリント回路基板が前記平面的な流路に平行かつ隣接して設置されている、請求項４に記載の装置。
6. 前記センサ室の前記他方の部分が実質的に中実であり、前記センサ室への煙の進入が、前記平面的な流路にある前記孔を経由する、請求項５に記載の装置。
7. 前記ハウジングが上部および下部を有し、該上部および下部は、共に結合してバッテリーおよび音響器を収容するための密閉された空間を提供し、かつ前記バッテリーおよび音響器の前記上部への取り付けによって、前記バッテリーおよび音響器が前記ハウジングの前記平面的な流路の実質的に外側になるように、前記上部および下部の寸法が決められている、請求項３〜６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記バッテリーを支持するための支持部が設けられ、かつ煙の流路への妨害を最小減にするために実質的に放射状に設置されている、請求項７に記載の装置。
9. 前記センサ手段が、放射線を前記センサ室へ導く放射線放出変換器と、前記センサ室に存在する煙から反射された放射線を感知する放射線感知変換器とを備えている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
10. 煙が前記警報回路によって検出された場合に、警報音を発生するスピーカまたは音響器をさらに備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置のセンサ室として使用するセンサ室組立体であって、該センサ室組立体は、第１室部分および第２室部分によって画定されるセンサ室と、前記センサ室組立体へ煙が進入することができる孔と、前記センサ室内に取り付けられたセンサ手段と、前記センサによって感知された場合に前記煙を検出するための検出手段を含む警報回路と、少なくとも部分的に前記第１室部分および第２室部分の間に挟まれるように前記センサ室組立体によって支持されるプリント回路基板であって、前記センサ室を、一方は前記プリント回路基板の上に、かつ他方は前記プリント回路基板の下に配置された２つの部分に分割するように、該プリント回路基板の端が前記センサ室の途中まで延在し、前記プリント回路基板は、前記警報回路およびそこに取り付けられたプリント回路基板を有し、かつ前記センサ手段は、前記端に、近くに、または隣接して取り付けられている、プリント回路基板と、を備える、センサ室組立体。
12. 請求項１１に記載のセンサ室組立体を較正する方法であって、
    該方法は、それぞれのハウジング内にそれぞれのバッテリーおよび音響器と一緒に設置する前に、複数または多数の前記センサ室組立体を同時に較正するステップを備える、方法。

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