JP6329378B2

JP6329378B2 - 可搬型ガス警報器

Info

Publication number: JP6329378B2
Application number: JP2014018287A
Authority: JP
Inventors: 山田　健太郎; 健太郎山田
Original assignee: Riken Keiki KK
Current assignee: Riken Keiki KK
Priority date: 2014-02-03
Filing date: 2014-02-03
Publication date: 2018-05-23
Anticipated expiration: 2034-02-03
Also published as: JP2015146095A

Description

本発明は、検知対象ガスが検知されたときに作動する圧電ブザーによる警報報知機構を具えた可搬型ガス警報器に関する。

一般に、例えば地下の工事現場や坑道、その他の人が立ち入る場所や作業領域などにおいて、その環境の空気中に一酸化炭素ガスや硫化水素ガスなどの危険性ガスが含有されるおそれがある場合や、空気中の酸素ガス濃度が低下しているおそれがある場合など、環境雰囲気の空気が危険な状態となっている可能性あるいは危険な状態となる可能性がある場合が少なくない。
そして、環境雰囲気の空気において、含有される危険性ガスの濃度が高いことにより、または酸素ガス濃度が低いことにより、人に対して危険な状態となったときには、そのことを直ちに知ることが必要であり、このような要請から、ガスセンサによって検知対象ガスが検知されたときに作動する警報用ブザーからの警報音による警報報知機構を具えてなる可搬型のガス警報器が広く使用されている（特許文献１参照）。

通常、警報用ブザーを有する可搬型のガス警報器においては、ハウジングに警報音放音用開口部を形成すると共に、この警報音放音用開口部の開口に通ずるようブザー配置部を設けてこれに例えば圧電ブザーを配置し、警報音放音用開口部の開口を塞ぐよう、無数の微小な貫通孔を有する防塵メッシュを設けた構成とされている。

而して、警報用ブザーを備えた可搬型ガス警報器においては、大きな警報音が発せられることが望まれているが、警報音放音用開口が防塵メッシュおよび防水シートにより塞がれた構造上、ブザー音の伝達が大きく阻害されて十分に高い音圧レベル（大きな音量）の警報音を発することができない、という問題がある。

特開２００４−１３３６９１号公報

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、大気中の水滴などの水が制御用回路基板等の電子部品が配置されたハウジングの内部空間に進入することを確実に防止することができ、しかも、十分な大きさの音圧レベルを有する警報音を発することのできる可搬型ガス警報器を提供することを目的とする。

本発明の可搬型ガス警報器は、正面に警報音放音用開口が形成されたケーシングを備え、当該ケーシングの内部には、制御用回路基板が当該ケーシングの表面および裏面に沿って延びるよう配設されており、当該ケーシングの内部における前記警報音放音用開口に対向する位置に圧電ブザーが前記制御用回路基板の表面上に実装されて配設されていると共に当該警報音放音用開口を覆うよう防水フィルタが設けられており、
前記ケーシングの内面における警報音放音用開口の開口縁部に、当該警報音放音用開口の周囲を囲む遮音壁が前記圧電ブザーの外周に位置されるよう形成されており、
前記遮音壁の端面は、弾性体よりなるシート状のパッキンを介して前記制御用回路基板の表面に当接されており、当該制御用回路基板および当該遮音壁によって警報音放音用開口を介して外部と連通する音響空間が画成されていることを特徴とする。

本発明の可搬型ガス警報器によれば、圧電ブザーの周囲を囲む遮音壁によって、圧電ブザーのブザー音がケーシングの内部に伝播されることが防止されると共にブザー音が反響されて警報音放音用開口を介して外部に発せられるので、警報音放音用開口が防水フィルタにより塞がれて所期の防水構造が確保されたものでありながら、十分に高い音圧レベルの警報音を発することができる。

さらに、制御用回路基板および遮音壁によって画成された音響空間が形成された構成とされていることにより、圧電ブザーのブザー音のケーシングの内部空間（回路基板が配置される空間）への伝播を確実に防止することができ、上記効果を一層確実に得ることができる。

本発明の可搬型ガス警報器の一例における構成を示す正面図である。図１に示す可搬型ガス警報器の構成を、電池室カバー蓋を取り外した状態で示す背面図である。図１に示す可搬型ガス警報器の分解斜視図である。表面側ケーシング部材の構成を示す裏面側から見た斜視図である。図１におけるＡ−Ａ線切断面の要部を示す拡大断面図である。図２におけるＢ−Ｂ線切断面の要部を示す拡大断面図である。制御用回路基板が裏面側ケーシング部材に仮固定された状態を示す部分断面図である。裏面側ケーシング部材、制御用回路基板およびパネル状表示機構の三者が固定された状態を示す部分断面図である。

図１は、本発明の可搬型ガス警報器の一例における構成を示す正面図、図２は、図１に示す可搬型ガス警報器の構成を、電池室カバー蓋を取り外した状態で示す背面図、図３は、図１に示す可搬型ガス警報器の分解斜視図、図４は、表面側ケーシング部材の構成を示す裏面側から見た斜視図である。
この可搬型ガス警報器１０は、手で握って保持可能な大きさとされた、全体が略箱型形状のケーシング１５を備えており、正面中央部に表示部１１を有すると共に表示部１１の下方領域に操作部１２を有する。そして、正面における表示部１１の上方領域およびこれに続く上面の正面側領域に警報用発光部１３を有する。図１における符号１２ａ、１２ｂは、操作部１２を構成する、「ＰＯＷＥＲ」および「ＭＯＤＥ」が二段に表示されたメインスイッチとモード切替えスイッチを兼ねた第１の操作用ボタン、「ＡＩＲ」と表示された機能調整用の第２の操作用ボタンである。

ケーシング１５は、表面側ケーシング部材２０と、この表面側ケーシング部材２０に対して複数（例えば４つ）の固定用ネジ４６によって連結固定される裏面側ケーシング部材３０とにより構成されている。裏面側ケーシング部材３０の背面には、基板配置用空間と区画された、後方に開口する電池室３１が形成されており、この電池室３１の開口部に、電池室カバー蓋４５が着脱自在に装着される。

ケーシング１５の内部には、平板状の制御用回路基板５０が、当該ケーシング１５の正面に沿って延びる状態で配設されている。制御用回路基板５０の表面上には、その中央部に液晶表示パネル（ＬＣＤ）からなるパネル状表示機構５５が配置されており、パネル状表示機構５５の上方における左側領域に圧電ブザー６０が実装されている。パネル状表示機構５５は、コネクタケーブル５７により制御用回路基板に電気的に接続されている。
そして、圧電ブザー６０と並んだ位置において、円柱状のガスセンサ６５が裏面側ケーシング部材３０の内面側に形成された、正面方向に開口する略円筒状のセンサ保持部３２に保持固定されて配置されている。ガスセンサ６５としては、検知対象ガスの種類に応じたガスセンサ素子を用いることができ、例えば酸素ガスを検知するガルバニ型ガスセンサ素子、一酸化炭素ガスを検知する定電位電解式ガスセンサ素子、硫化水素ガスを検知する定電位電解式ガスセンサ素子などを挙げることができる。

表面側ケーシング部材２０は、透明な樹脂材料よりなる基体２１の外表面に導電性樹脂（制電性樹脂）よりなるカバー部材２３が被覆成形された一体物により構成されている。
この可搬型ガス警報器１０においては、カバー部材２３が被覆されないことによって外部に露出された基体部分（透明樹脂）によって、後述するパネル状表示機構（ＬＣＤ）を外部から視認可能な表示窓２１ａが形成されており、これにより表示部１１が構成されている。
基体２１を構成する樹脂材料としては、例えばポリカーボネート樹脂などを用いることができる。
カバー部材２３を構成する導電性樹脂としては、例えばＰＣ／ＡＢＳアロイ（ポリカーボネート樹脂とＡＢＳ樹脂とのアロイ樹脂）などを用いることができる。

基体２１における周側壁の外面には、外方に向かって突出する突起よりなる引っ掛かり部２２が全周にわたって延びるよう形成されている。このような構成とされていることにより、カバー部材２３が基体２１より剥がれることを防止することができ、十分な一体性を確保することができる。

表面側ケーシング部材２０の正面には、圧電ブザー６０と対向する位置に警報音放音用開口２５が形成されていると共に、ガスセンサ６５と対向する位置にガス導入用開口２６が形成されている。

表面側ケーシング部材２０の内面には、図５に示すように、通音性を有するシート状の防水フィルタ４７が警報音放音用開口２５を内面側から塞ぐよう張設されて設けられている。
防水フィルタ４７は、例えばポリエステルよりなる多孔質膜により構成されており、その外周縁部が例えば接着されることによって表面側ケーシング部材２０の内面に固定されている。

また、表面側ケーシング部材２０の裏面側端面（平坦な対接面）の四隅の位置には、それぞれ、固定用ネジ装着用孔２７が形成されている共に固定用ネジ装着用孔２７を挟んだ位置に２つの円柱状の係合用突起２８が形成されている。

裏面側ケーシング部材３０の正面には、パネル状表示機構５５の配置領域と対向する領域の４隅の位置の各々に、円筒状のボス３３が前方（表面側）に向かって延びるよう形成されている。各々のボス３３は、各々先端縁より軸方向に延びるよう形成された２つのすり割り溝３５によって径方向外方に拡開可能に形成された複数の分割片３４を有する。
また、各々のボス３３の先端部には、径方向外方に突出する係合爪部３６が形成されている。

裏面側ケーシング部材３０における正面側端面（平坦な対接面）の四隅の位置には、それぞれ、表面側ケーシング部材２０の固定用ネジ装着用孔２７および係合用突起２８に対向して固定用ネジ装着用孔３７および凹所による被係合部３８が形成されている。従って、表面側ケーシング部材２０および裏面側ケーシング部材３０の両者は、表面側ケーシング部材２０の係合用突起２８が裏面側ケーシング部材３０の対応する被係合部３８に係合されて端面同士が対接された状態において各固定用ネジ装着用孔２７，３７に装着される４本の固定用ネジ４６によって固定される。

電池室３１には、例えば２本の単四型電池（ＡＡＡサイズ）が、正極および負極が互いに逆方向を向くよう平行に並んだ状態で直列に接続されて、装着される。電池室３１は、各々の電池をその周面における上方部に接してこれを支持する受容支持部３１ａを有し、各々の受容支持部３１ａの両端面における各々の電池の電極に対応する位置に、各々、渦巻バネよりなる電池用接続端子４０が配設されている。一端面側の２つの電池用接続端子４０は、共通の端子ホルダ４１によって保持されており、他面側の２つの電池用接続端子４０についても、共通の端子ホルダ４１によって保持されている。

電池室３１には、図６に示すように、電池用接続端子４０と制御用回路基板５０における電源端子とを電気的に接続する中継端子４２が裏面側ケーシング部材３０にインサート成形によって一体に設けられており、電池室３１と基板配置空間とが互いに液密状態で区画された状態で、給電構造が形成されている。
具体的には、中継端子４２は、断面Ｌ字型の板状のものであって、長辺部の一部が電池室３１内に露出されて電池用接続端子４０が電気的に接続されていると共に、短片部の一部が基板配置空間内に露出されてバネ接片４３を介して制御用回路基板５０の電源端子と電気的に接続されている。このような構成とされていることにより、電池の電解液が漏れた場合であっても、当該電解液が基板配置空間内に侵入することがなく、従って、所期の防爆構造を有するものとなる。

上述したように、ケーシング１５の内部には、平板状の制御用回路基板５０が配設されており、この制御用回路基板５０には、各々厚み方向に貫通して延びる複数（例えば４つ）の取り付け用孔５１が形成されている。
この可搬型ガス警報器１０における制御用回路基板５０の保持構造について具体的に説明すると、先ず、図７−Ａに示すように、裏面側ケーシング部材３０に形成されたボス３３が制御用回路基板５０に形成された取り付け用孔５１に挿通されることによりボス３３の係合爪部３６が制御用回路基板５０の表面に係合される。これにより、制御用回路基板５０が、圧電ブザー６０が警報音放音用開口２５の直下に位置されると共にガスセンサ６５がガス導入用開口２６の直下に位置されるよう位置決めされた状態で、裏面側ケーシング部材３０に仮固定される。この状態において、図７−Ｂに示すように、制御用回路基板５０の表面側に位置されるパネル状表示機構５５の裏面に形成された柱状突起（支持脚部）５６が裏面側ケーシング部材３０のボス３３の孔内に嵌入されることにより、ボス３３の各分割片３４が拡開されて各分割片３４によって制御用回路基板５０の取り付け用孔５１の内面が押圧される。これにより、裏面側ケーシング部材３０、制御用回路基板５０およびパネル状表示機構５５の三者が固定される。

而して、上記の可搬型ガス警報器１０においては、表面側ケーシング部材２０の内表面における警報音放音用開口２５の開口縁部には、警報音放音用開口２５の周囲（四方）を囲む矩形筒状の遮音壁２９が、圧電ブザー６０の外周に位置されるよう内方（背面側）に向かって延びる状態で形成されている。
この例においては、遮音壁２９の端面は、弾性体からなるシート状のパッキン４８を介して制御用回路基板５０の表面に押圧状態で当接されており、これにより、制御用回路基板５０および遮音壁２９によって画成された、警報音放音用開口２５を介して外部と連通する音響空間Ｓが基板配置空間と気密に区画されて形成されている。
ここに、圧電ブザー６０の表面と表面側ケーシング部材２０の内表面との間の離間距離は、例えば１〜５ｍｍであり、圧電ブザー６０の周面と遮音壁２９の内周面との間の離間距離は、例えば０．５〜２ｍｍである。また、警報音放音用開口２５の開口径は、例えばφ７ｍｍである。

上記構成の可搬型ガス警報器１０においては、環境雰囲気の空気が拡散してガスセンサ６５に到達し、目的とするガスについてその濃度検知が行われ、その結果がパネル状表示機構５５に表示される。そして、検知対象ガスの濃度が当該ガスについて設定された基準値を超えたときには警報動作信号が発せられ、これにより、圧電ブザー６０のブザー音および警報用発光部１３の発光により、警報が発せられる。
例えば、検知対象ガスが酸素ガス（Ｏ_２ガス）の場合には、基準値は例えば１８．０体積％（ｖｏｌ％）とされ、それ以下となったときに警報動作信号が発せられる。また、基準値は、検知対象ガスが炭化水素ガス（ＨＣガス）の場合には、例えば１０％ＬＥＬ（爆発下限界濃度に対するガス濃度）とされ、一酸化炭素ガス（ＣＯガス）の場合には例えば２５ｐｐｍとされ、硫化水素ガス（Ｈ_２Ｓガス）の場合には例えば１０ｐｐｍとされ、当該基準値を超えたときに警報動作信号が発せられる。

而して、上記構成の可搬型ガス警報器１０によれば、圧電ブザー６０の周囲を囲む遮音壁２９によって、圧電ブザー６０のブザー音が基板配置空間に伝播されることが防止されると共にブザー音が制御用回路基板５０および遮音壁２９によって画成された音響空間Ｓにおいて反響されて警報音放音用開口２５を介して外部に発せられる。従って、警報音放音用開口２５が防水フィルタ４７により塞がれて所期の防水構造が確保されたものでありながら、十分に高い音圧レベルの警報音を発することができる。具体的には、遮音壁２９を有さない構成のものに比して音圧レベルを５ｄＢ以上高くすることができる。
また、遮音壁２９が表面側ケーシング部材に一体に形成されていることにより、表面側ケーシング部材を装着しさえすれば、遮音壁を所定の位置に配置することができるので、警報音放音用開口および圧電ブザーに対する位置合わせ等の作業が不要であり、所期の機能を有する可搬型ガス警報器を容易に作製することができる。

さらにまた、上記の可搬型ガス警報器においては、次のような効果が得られる。すなわち、制御用回路基板５０のケーシング１５に対する固定およびパネル状表示機構５５の固定に際して、ネジ等の締結部材を使用していないので、工具を用いることなく、内部部品の組配（ガス検知器の作製）および分解を容易に行うことができ、しかも、制御用回路基板５０の固定に際して、可搬型ガス検知器の構成に必要な内蔵部品であるパネル状表示機構５５が用いられるので、基板固定部材を別個に設ける必要がなく、また、使用されるネジの数を減らすことができるので、低コスト化を図ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、遮音壁は表面側ケーシング部材に一体に形成されている必要はなく、表面側ケーシングとは別個の部材により構成されていてもよい。

１０可搬型ガス警報器
１１表示部
１２操作部
１２ａ第１の操作用ボタン
１２ｂ第２の操作用ボタン
１３警報用発光部
１５ケーシング
２０表面側ケーシング部材
２１基体
２１ａ表示窓
２２引っ掛かり部
２３カバー部材
２５警報音放音用開口
２６ガス導入用開口
２７固定用ネジ装着用孔
２８係合用突起
２９遮音壁
３０裏面側ケーシング部材
３１電池室
３１ａ受容支持部
３２センサ保持部
３３ボス
３４分割片
３５すり割り溝
３６係合爪部
３７固定用ネジ装着用孔
３８被係合部
４０電池用接続端子
４１端子ホルダ
４２中継端子
４３バネ接片
４５電池室カバー蓋
４６固定用ネジ
４７防水フィルタ
４８パッキン
５０制御用回路基板
５１取り付け用孔
５５パネル状表示機構
５６柱状突起（支持脚部）
５７コネクタケーブル
６０圧電ブザー
６５ガスセンサ
Ｓ音響空間

Claims

正面に警報音放音用開口が形成されたケーシングを備え、当該ケーシングの内部には、制御用回路基板が当該ケーシングの表面および裏面に沿って延びるよう配設されており、当該ケーシングの内部における前記警報音放音用開口に対向する位置に圧電ブザーが前記制御用回路基板の表面上に実装されて配設されていると共に当該警報音放音用開口を覆うよう防水フィルタが設けられており、
前記ケーシングの内面における警報音放音用開口の開口縁部に、当該警報音放音用開口の周囲を囲む遮音壁が前記圧電ブザーの外周に位置されるよう形成されており、
前記遮音壁の端面は、弾性体よりなるシート状のパッキンを介して前記制御用回路基板の表面に当接されており、当該制御用回路基板および当該遮音壁によって警報音放音用開口を介して外部と連通する音響空間が画成されていることを特徴とする可搬型ガス警報器。