JP6541662B2 - 熱感知器 - Google Patents

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Description

本願発明は、熱警報装置に関する。
例えば火事から、熱を検知するための熱警報装置は、当該技術において周知である。
従来、そのような熱警報装置は、制御及び駆動回路を含む本体と、本体から延在している熱センサーと、前記熱センサーを超えて空気の自由な流れを可能にする方法で熱センサーの周りに位置したケージと、を備える。前記ケージは剛体であり、センサーの邪魔にならないようにセンサーから離れている寸法で製造されており、それによって、その熱質量は、周囲温度における上昇に対してセンサーの応答における最小限のインパクトを有する。
ケージは、熱警報装置の電子機器及び本体の巨大な熱質量(thermal mass)から取り除かれた位置において熱センサーを提供するために必要がある一方で、損傷から熱センサーを保護し、(電源に取り付けられるであろう)熱センサーが人間によって偶然に接触されることを防ぐ。
センサーは略中央に位置する。それによって、本体の熱質量の効果は、熱が発生した方向に関わりなく実質的に等しくなり(例えば、センサーをオフセットすることによって生成されたヒートシャドー(heat shadow)が存在しない)、保護ケージは一般的に、空気がセンサーの周りに自由に循環することができるように、センサーに対して非常に大きくなる。
本願発明の第1の態様によれば、本体を画定するハウジングと、前記本体に位置したセンサー装着パネルと、前記センサー装着パネルから延在している熱センサーと、温度上昇を前記熱センサーで検出するように構成された制御回路であって、それに応じて警報信号を出力するように構成された制御回路と、を備えている熱警報装置が提供される。熱センサーがそこから延在するセンサー装着パネルの少なくとも表面はダークカラーである。
好ましい配置構成において、前記センサー装着パネルの前記表面のカラーは、中間色であるか紫色から緑色までの色相範囲を有しており、マンセル表色系で3以下の値を有する。より具体的には、前記センサー装着パネルの前記表面のカラーは、マンセル表色系で2以下の値、又は1以下の値を有してもよい。
表面のためのダークカラーを維持することによって、熱警報装置が配置される環境の熱における変化に対するセンサーの応答時間、或いは近隣の熱源からの放射された熱又は空気温度の熱のいずれかにおける変化に対するセンサーの応答時間は、警報装置がより早い応答時間で危険を示すことができるように増加する。
熱センサーがそこから延在しているセンサー装着パネルの表面には任意選択的に、複数のエンボス特徴又は複数の刻印特徴が設けられてもよい。これらのエンボス特徴又は刻印特徴は、前記表面から延在している複数のピラミッド形状の特徴又は前記表面内に延在している複数のピラミッド状の刻印を備えてもよい。しかしながら、他の形状も使用されてもよい。火災の場合に、熱が特定の方向からやってくる可能性があるので、その結果、複数の鋭角的な突出部又は凹部を有することは、熱源に対する視角のための装着パネルの面積を増大させるであろう。それ故に、放射熱の進入角度が増大し、このことは、装着パネルの熱吸収及び装着パネルからの熱放射を改善するであろう。空気が複数の表面特徴の上を通過する場合に、複数の表面特徴により熱伝達を増大させることも考えられる。効果は測定可能であり、且つ実証することができ、本願明細書に記載された利点のメカニズムが正確であると考えられているけれども、それらは、疑いなく証明されておらず、効果は、述べられた理由以外の理由であってもよい。
一の配置構成において、センサー装着パネルは凹状であってもよい。また、このことは、反射した熱、放射された熱、及び吸収された熱の手助けをするように考えられており、熱センサーが温度変化を記録する速度を一緒に増大させる。さらに、凹状のセンサーを有することは、反射された熱及び放射された熱の大部分が、センサー装着パネルの中心に実質的に位置する熱センサーの方向において反射/放射されるであろうことを意味する。
センサー装着パネルは色付きのプラスチックの成型体を備えており、又は代替的には、センサー装着パネルは、それに着色コーティング(例えば、ペイント)を有してもよい。
保護ケージは好ましくは、ハウジングから延在しており、保護ケージとセンサー装着パネルとの間に筐体を形成し、熱センサーが前記筐体内に位置する。熱センサーが装着パネルから延在するので、空気を循環させるために、熱警報装置が配置された環境から自由空気を必要としており、ケージの目的は2つの要素からなる。第一に、保護ケージは、熱センサーを損傷から保護する。第2に、保護ケージは、フィンガ又は同様のものがセンサーと接触状態になることを防止するのを手助けすることによって、熱警報装置の電気的安全性に貢献する。
前記センサー装着パネルは、前記ハウジング内に埋め込まれてもよく、このことは、その中のセンサーの保護に貢献するのを手助けする。
本願発明の第2の態様によれば、熱警報装置のための熱検知モジュールが提供される。この熱検知モジュールは、センサー装着パネルと、前記センサー装着パネルから延在している熱センサーと、前記熱センサーで温度上昇を検出するように構成された制御回路であって、それに応じて警報信号を出力するように構成された制御回路と、を備える。前記熱センサーがそこから延在している前記センサー装着パネルの少なくとも表面がダークカラーである。
前記センサー装着パネルの前記表面のカラーは好ましくは、本願発明の第1の態様に関して、上記に記載されたものと同じである。
熱センサーがそこから延在している前記センサー装着パネルの前記表面には、複数のエンボス特徴又は複数の刻印特徴が設けられてもよい。複数のエンボス特徴又は刻印特徴は、前記表面から延在している複数のピラミッド形状の特徴又は前記表面内に延在している複数のピラミッド状の刻印を備えてもよい。
前記センサー装着パネルは凹状とされることができる。前記センサー装着パネルは色付きのプラスチックの成型体を備えており、代替的には、前記センサー装着パネルは、それに着色コーティングを有してもよい。
好ましくは、保護ケージは前記ハウジングから延在しており、前記保護ケージと前記センサー装着パネルとの間の筐体を形成し、前記熱センサーは筐体内に位置する。
本願発明の特定の実施形態は図面を参照して例として以下に記載される。
本願発明による熱警報装置の第1の実施形態の斜視図を示す。 図1の熱警報装置の部分的な分解図を示す。 図1の熱警報装置の断面図を示す。 図1の警報装置の分解断面図を示す。 検知モジュールが省略された状態の図1の警報装置の上部の斜視図を示す。 センサー装着パネルの異なる仕様によって図1の熱警報装置の応答時間を示す。 本願発明の第2の態様による熱検知モジュールの分解断面図を示す。 本願発明の第2の態様による熱検知モジュールの断面図を示す。 本願発明の第2の態様による組み立てられた熱検知モジュールの斜視図を示す。 本願発明の警報装置のための取付プレートを示す。 本願発明の第1の態様の第2の実施形態の分解図を示す。 本願発明の第2の実施形態のハウジング本体の上部の斜視図を示す。 本願発明の第2の実施形態のハウジング本体のボタンの斜視図を示す。 本願発明の第2の実施形態のセンサーボタンアセンブリの分解図を示す。
図1〜図9を参照すると、熱警報装置10が示される。熱警報装置は、例えばサーミスタである熱センサー12を有しており、その熱センサー12は、使用時に熱警報装置が位置する環境の温度変化を検出し、温度変化を示すためにスピーカー14を介して警報を鳴らす。熱警報装置は火災を検出するために使用されてもよい。ハウジング本体16は、ベース300に取り付けられる(図10を参照する)。
熱警報装置は本体16を有し、当該本体16は、熱センサー12に電力を供給し、且つ検出された熱変化に応じてスピーカー14を介して警報を発するための電子回路34を取り囲む。電子回路は、検知されている事前に規定された温度に基づいて、検知されている昇温速度に基づいて、それらの2つの組み合わせに基づいて、又は当該技術分野において周知であり、且つ火災表示器として有益な他の温度検出又は変化基準に基づいて、警報を発生させることができる。
本体16は、その中央において凹部18を有しており、その凹部18内には、検知モジュール20が受容される。検知モジュールは、基部22と保護手段24とを有し、当該基部22及び当該保護手段24は、熱センサー12がその中に位置した筐体を一緒に画定する。基部22はその中に孔を有し、その孔を通じて熱センサー12は筐体内へ突出する。保護手段24は、約2cmの直径の凹状面を有する剛体中央部分26と、ケージ状の構造を形成するために、剛体中央部分から延在している複数のケージ状のリブ28と、を備える。
使用時に、空気は、複数のリブ28の間に自由に通過することができ、それによって、熱センサー12は、空気温度の変化を検出することができる。
基部22及び保護手段24又はケージは、筐体を形成するために一緒にクリップ留めされ、保護手段24の外側表面にバネクリップ30が設けられる。バネクリップが保護手段24に取り付けられたものとして示されるけれども、当然のことながら、バネクリップ30が本願発明から逸脱することなく基部22に設けられてもよい。
バネクリップ30は、最大限の移動を制限するが、複数の溝38の方向において凹部18内における制限された移動を可能にする方法で、凹部18内に設けられた複数の溝38内に位置する。
熱センサー12は、回路基板32に取り付けられる。当該回路基板32は、クリップ36によって基部22の底部にクリップ留めされ、検知モジュールの一部を形成する。回路基板32は、検知モジュール20の一部を形成する。
この方法において、検知モジュール20全体は凹部18内でスライドすることができる。バネ40は、検知モジュール20が本体16から最大位置で延在される最も外側の位置に検知モジュールを付勢し、凹部に向けた方向における保護手段24の圧力は、バネの付勢に対して複数の溝38内で検知モジュールを移動させる。
バネ40は、本体16と同じプラスチック成型体の一部として形成される片持ちバネに取り付けられた小さなボスを備える。3つのバネ40は、凹部18内に対称的に位置付けられ、それによって、均一な付勢力が検知モジュール20に提供される。けれども、変形後に延在位置に戻るのに十分な付勢力が検知モジュールに提供される場合には、当然ながら、異なる種類又は異なる数のバネが使用される場合がある。
基部22の内部表面22Aには、複数の隆起した四角錐を備えている表面テクスチャが設けられる。それらの表面テクスチャは、基部の表面積を増大させ、筐体内へ入る放射熱が内部表面22Aに作用するであろう角度を特に増大させる。このことは、検知モジュール内に位置したセンサー12の応答時間を有益に減少させる。
熱センサー12が基部から延在する基部22の少なくとも内部表面は、ダークカラーである。ダークカラーによって、そのカラーが中間色(つまりグレースケール)であるか又は紫色から緑色までの色相範囲を有し、それがマンセル表色系で3以下の値を有することを意味する。カラーが暗くなればなるほど、応答がより良好になり、それによって、当然のことながら、マンセル表色系で2の色相又は1の色相を有するカラーが好ましい。特に、黒い表面が使用されてもよい。基部22の少なくとも内部表面は、ダークカラーでプリントされてもよい。代替的には、基部22は、暗い色のポリマー材料、例えば黒色のポリマー材料から成型されてもよい。この効果は、図6に関して以下に記載される。
また、凹部18内に設けられたものは、ボタンアクチュエータの板バネ42であり、当該ボタンアクチュエータの板バネ42は板バネから垂れ下がっているアクチュエータ延在部44を有する。このアクチュエータ延在部44は、電子回路34上のテスト/リセットボタン46に隣接して位置付けられるように、且つ電子回路34上のテスト/リセットボタン46から離隔されるように位置合わせされる。
検知モジュール20の基部22には、複数のアクチュエータフィンガ48が設けられており、これらのアクチュエータフィンガ48は、回路基板32を通じて延在する。それによって、検知モジュールが本体16に向けて移動させるようにバネ40に対して押し下げられた場合に、アクチュエータフィンガ48はボタンアクチュエータの板バネ42を押圧し、次いでボタンアクチュエータの板バネ42はテスト/リセットボタン46を押圧するために撓む。
上記に記載された実施形態において、熱感知器には、巨大な検知モジュールが設けられている。この巨大な検知モジュールは、熱センサーを保護するために保護手段又はケージ24を含み、巨大な検知モジュールはまた、テスト/リセットボタンの役割も兼ねている(double up as)。このことは、装置のテスト又はリセットを実施するための巨大な目標物を提供し、それ自体は容易に作動可能であり、例えば、長い棒、例えば、箒の柄又はステッキによってテスト/リセットボタンを押すことができる。凹状面は、多くの場合に凸状の丸い端部を有するステッキによる押圧を容易にする。このことは、以前の設計におけるオフセットした小さなテスト/リセットボタンに到達するために、使用者が階段又はイスに登る必要性を減少させるので、体の不自由な人がそのような熱警報装置を使用することを非常に容易にする。さらに、検知モジュールをテスト/リセットボタンとして使用することによって、巨大なボタンは、熱警報装置の残りの部分の寸法を増大させずに達成されることができる。このことは、巨大なボタンが警報の対称性を妨害することなく使用されることを可能にし、この警報の対称性は、類似のスタイルのボタンが熱感知器の警報装置における現在の設計の熱センサーと同時に配置された場合に引き起こされるであろうヒートシャドー効果を減少させる点で有利である。
熱感知器12の性能を改善するために、熱センサー12に面する基部22の面には、表面テクスチャが設けられている。示された例において、この表面テクスチャは、この実施形態において四角錐である複数の浅いピラミッドを備える。けれども、当然ながら、他の表面テクスチャ又異なる形状のベースを有するピラミッドが使用されてもよい。隆起した表面テクスチャとして示されるけれども、当然ながら、これらの特徴は他の形状、例えば、隆起したドームであってもよく、代替的には、表面内へエンボス加工されてもよい。ピラミッドの表面は好ましくは、艶消しのダークカラー、例えば、艶消しの黒色である。それらの幾何学形状を使用すること及び艶消しの暗い色の表面を使用することが図6に示されるように温度センサーの応答時間を増大させることができることが示された。同一の試験条件の下で、サーミスタ12によって測定された温度は外部温度が増加するにつれて時間経過とともに記録された。
明らかに証明されるように、サーミスタ12に面する基部22の表面のカラーを黒色に変更すること及びファセットされた面の方法で表面テクスチャを導入することの両方は、センサー12が温度上昇を測定することができた速度を増大させた。理解されるように、火災を検出する際に、システムの応答時間は非常に重要であり、それ故にそれらの特徴は増加した応答時間を可能にする。
図11〜図14に参照すると、本願発明の第2の実施形態200が示される。この実施形態は、検知モジュール220が異なる方法でハウジング本体216内に装着される点で、図1〜5に示された実施形態と異なっている。当然ながら、図12、図13、及び図14に示された部品は、本体ハウジングのうちの1つの半体のみを示しており、実際には、下部分が図1〜図10に示されるように熱警報装置の内部空間を取り囲むために提供されるであろう。
最初に図14を参照すると、検知モジュール220が示されており、この検知モジュール220は、4つの部品、つまり保護ケージ224と、表面特徴のアレイ、例えば複数の四角柱のアレイが任意選択的に設けられることができる凹状反射面を有する基部222(図11に示される)と、回路基板232と、熱センサー212とを備える。基部222には、1つ又は複数の孔256が設けられている。熱センサー212の電気コネクタは、組み立てられた場合に、熱センサー212の検知部分が基部222の凹状面と保護ケージ又は保護手段224との間に形成された空間内に位置するように、それらの孔256を通過することができ、それらの電気コネクタは、その他の側においてそれらを回路基板232と電気的に接触させることができるように、基部における孔56を通過することができる。反射面が凹状であるように示され且つ記載されるけれども、当然ながら、平坦な反射面が前回の実施形態に関して記載されるように使用されることもできる。
基部は延在部258を有する。当該延在部258は、保護ケージ224の凹部260内に受容され、回転位置合わせにおいて2つの部品を位置する。保護ケージ224は、1つ又は複数のバネクリップ230を有し、当該バネクリップ230は、2つの部品が接合されるように弾性的に変位し、それらの2つの部品が完全に接合された場合に、基部222を保持するために元の位置に跳ね返って戻る。保護手段224は、少なくとも2cmの直径の凹状面を有する剛体中央部分226と、ケージ状の構造を形成するために剛体中央部分から延在している複数のケージ状のリブ228と、を備える。それらの構成要素は、組み立てられたセンサーモジュール220を一緒に形成する。
図12及び図13を次いで参照すると、ハウジング本体216は凹状部分218を有し、この凹状部分218は検知モジュール220を受容する。この凹部は下部表面262を有しており、この下部表面262は、凹状部分218の周りに位置した複数の板バネ型のバネ240によってハウジング本体216によって弾性的に保持され、これらの板バネ型のバネ240はそれぞれ、一方の端部240Aでハウジング本体216に取り付けられ、且つ他方の端部240Bで下部表面262に取り付けられる。この方法において、下部表面262は、凹部の中心軸の方向に沿ってそれに付加された力がその方向において下部表面262を移動させ、移動させる力が除去された場合に、下部表面がその本来の位置に弾性的に戻るであろう方法で、凹部218内に弾性的に保持される。
下部表面262は円形であり、その周りに側壁を有する。側壁264の周りで離隔されるものは、複数の階段状の特徴である。これらの複数の階段状の特徴において、側壁の高さは第1の減少した高さ266まで下がり、次いで第2の減少した高さ268までさらに下がる。それらの階段状の区画は、検知モジュール220が凹部218内に位置した場合に、延在部258と一致するように離隔されている。第2の段差266と位置合わせされ、且つ側壁270に取り付けられるものは、側壁264の半径方向外側に位置し、且つ側壁264に隣接して位置した複数の突出部272である。この自然な位置において、つまりバネが変形していない位置において、第1の階段状の特徴266の上部と突出部272の下部表面との間の垂直方向の距離は、検知モジュール220の延在部258の厚さより小さい。
ユニットを組み立てるために、センサーモジュール220は、突出部258が第1の窪んだ段差266と位置合わせされた状態で凹部内へ挿入される。検知モジュールは次いで、バネ240を変形させるために凹部内へ押圧される。それによって、第1の窪んだ段差266の上部と突出部272の底面との間の垂直方向の距離を増大させ、それによって、その垂直方向の距離は検知モジュール220の延在部258の厚さよりも大きくなる。検知モジュール220は次いで、第2の窪んだ段差268と位置合わせ状態でそれらの延在部258を移動させるために回転させ、次いで解放される。検知モジュール220はそれ故に、凹部内にしっかりと保持され、熱感知器を分解することなく容易に取り外されることができない。
第1の実施形態及び第2の実施形態に関連して記載されるように、ハウジングは、熱警報装置に電力を提供し、且つ熱警報装置を制御するために電子回路を含むであろう。図13に示され得るように、スイッチポスト244は、下部表面262の底部から延在しており、図4に示された延在部44に関して記載される方法と同様の方法で操作する。つまり、検知モジュールが押圧された場合に、延在部244はハウジング内の回路基板におけるスイッチを押圧する。
本願発明の全ての実施形態は通常、性質上天井に取り付けられるであろう。けれども、それらは、壁に取り付けられてもよい。図10に示されるように、取付プレート300は示される。取付プレート300には複数の固定孔302が設けられており、それらの固定孔302によって壁又は外側表面に取り付けられることができ、熱警報装置には、クリップ54又は154が設けられており、そのクリップによって、取付プレート300に取り付けられる。
10 熱警報装置
12 サーミスタ、熱感知器、熱センサー
14 スピーカー
16 ハウジング、本体
18 凹部
20 検知モジュール
22 基部
22A 内部表面
24 保護手段、保護ケージ
26 剛体中央部分
28 リブ
30 バネクリップ
32 回路基板
34 電子回路
36 クリップ
38 溝
40 バネ
42 板バネ
44 アクチュエータ延在部、延在部
46 テスト/リセットボタン
48 アクチュエータフィンガ
54 クリップ
56 孔
212 熱センサー
216 ハウジング本体
218 凹部、凹状部分
220 センサーモジュール、検知モジュール
222 基部
224 保護手段、保護ケージ
226 剛体中央部分
228 リブ
230 バネクリップ
232 回路基板
240 バネ
240A、240B 端部
244 延在部、スイッチポスト
256 延在部
256 孔
258 突出部、延在部
260 凹部
262 下部表面
264 側壁
266 第1の窪んだ段差
268 第2の窪んだ段差
270 側壁
272 突出部
300 取付プレート、ベース
302 固定孔

Claims (19)

  1. 本体を画定するハウジングと、
    前記本体に位置したセンサー装着パネルと、
    前記センサー装着パネルから延在している熱センサーと、
    温度上昇を前記熱センサーで検出するように構成された制御回路であって、それに応じて警報信号を出力するように構成された制御回路と、を備え、
    前記熱センサーが延在する前記センサー装着パネルの少なくとも表面がダークカラーであり、
    前記センサー装着パネルの表面が凹状であるか、当該表面に複数の鋭角的な突出部若しくは凹部が設けられているか、又は、当該表面が凹状でありかつ当該表面に複数の鋭角的な突出部若しくは凹部が設けられている、熱警報装置。
  2. 前記センサー装着パネルの前記表面のカラーは、中間色であるか又は紫色から緑色までの色相範囲を有しており、マンセル表色系で3以下の値を有する、請求項1に記載の熱警報装置。
  3. 前記センサー装着パネルの前記表面のカラーは、マンセル表色系で2以下の値を有する、請求項2に記載の熱警報装置。
  4. 前記センサー装着パネルの前記表面のカラーは、マンセル表色系で1以下の値を有する、請求項3に記載の熱警報装置。
  5. 記複数の鋭角的な突出部又は凹部はエンボス特徴又は刻印特徴を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の熱警報装置。
  6. 前記複数のエンボス特徴又は前記複数の刻印特徴は、前記表面から延在している複数のピラミッド形状の特徴又は前記表面内に延在している複数のピラミッド状の刻印を備える、請求項5に記載の熱警報装置。
  7. 前記センサー装着パネルは色付きのプラスチックの成型体を備える、請求項1〜のいずれか一項に記載の熱警報装置。
  8. 前記センサー装着パネルは、それに着色コーティングを有する、請求項1〜のいずれか一項に記載の熱警報装置。
  9. 前記ハウジングから延在している保護ケージであって、前記保護ケージと前記センサー装着パネルとの間に筐体を形成する保護ケージをさらに備え、
    前記熱センサーは、前記筐体内に位置する、請求項1〜のいずれか一項に記載の熱警報装置。
  10. 前記センサー装着パネルは前記ハウジング内に埋め込まれている、請求項1〜のいずれか一項に記載の熱警報装置。
  11. 熱警報装置のための熱検知モジュールであって、前記熱検知モジュールは、
    センサー装着パネルと、
    前記センサー装着パネルから延在している熱センサーと、
    前記熱センサーで温度上昇を検出するように構成された制御回路であって、それに応じて警報信号を出力するように構成された制御回路と、を備え、
    前記熱センサーが延在する前記センサー装着パネルの少なくとも表面は、ダークカラーであり、
    前記センサー装着パネルの表面が凹状であるか、当該表面に複数の鋭角的な突出部若しくは凹部が設けられているか、又は、当該表面が凹状でありかつ当該表面に複数の鋭角的な突出部若しくは凹部が設けられている、熱検知モジュール。
  12. 前記センサー装着パネルの前記表面のカラーは、中間色であるか又は紫色から緑色までの色相範囲であり、マンセル表色系で3以下の値を有する、請求項11に記載の熱検知モジュール。
  13. 前記センサー装着パネルの前記表面のカラーは、マンセル表色系で2以下の値を有する、請求項12に記載の熱検知モジュール。
  14. 前記センサー装着パネルの前記表面のカラーは、マンセル表色系で1以下の値を有する、請求項13に記載の熱検知モジュール。
  15. 前記複数の鋭角的な突出部又は凹部はエンボス特徴又は刻印特徴を有する、請求項11〜14のいずれか一項に記載の熱検知モジュール。
  16. 前記複数のエンボス特徴又は前記複数の刻印特徴は、前記表面から延在している複数のピラミッド形状の特徴又は前記表面内へ延在している複数のピラミッド状の刻印を備える、請求項15に記載の熱検知モジュール。
  17. 前記センサー装着パネルは、色付きのプラスチックの成型体を備える、請求項11〜16のいずれか一項に記載の熱検知モジュール。
  18. 前記センサー装着パネルは、それに着色コーティングを有する、請求項11〜17のいずれか一項に記載の熱検知モジュール。
  19. ハウジングと、前記ハウジングから延在している保護ケージであって、前記保護ケージと前記センサー装着パネルとの間に筐体を形成する保護ケージと、をさらに備え、
    前記熱センサーは、前記筐体内に位置する、請求項11〜18のいずれか一項に記載の熱検知モジュール。
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