JP6875943B2 - 煙感知器 - Google Patents

Description

本発明は煙感知器に関し、特に、発光部等及び受光部が設けられている基板を備えている煙感知器に関する。

従来の煙感知器には、遮光機能を有するラビリンス壁と、ラビリンス壁の上側に設けられている基板と、基板に設けられている煙検出用の光学素子を収容する一対のカバーとを備えているものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。なお、光学素子は、発光素子及び発光素子の光を受光する受光素子を含む。特許文献１の煙感知器の一対のカバー内には、煙が流入する検煙空間が形成されている。

特許第５５６２０９７号公報（例えば、図１）

特許文献１に記載の煙感知器の一対のカバーは、光学素子が実装済みの基板を挟み込んでいる。一般的な発光素子であるＬＥＤから出射する光は発光素子の光軸から離れる方向にも進むので、発光素子から出射された光には検煙空間を経由せずに受光素子に入射する光（以下、ノイズ光）も存在している。したがって、当該構成の煙感知器では、本来受光するべき煙粒子による散乱光とは違うノイズ光が受光部で検出されてしまい、煙の検出精度が低下してしまう、という課題がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ノイズ光を防いで、煙の検出精度を向上させることができる煙感知器を提供することを目的としている。

本発明に係る煙感知器は、開口部及び開口部から流入する煙が流れる煙通路を有する筐体と、発光部及び発光部の光を受光する受光部を有し、筐体に収容されている基板と、発光部が臨む第１の孔部及び受光部が臨む第２の孔部を有し、内側に煙通路の煙が流入する検煙空間が形成され、周囲に基板が設けられ、筐体に収容されている壁部と、を備え、壁部には、検煙空間側から基板側へ突出する遮光部が形成され、基板には、遮光部が挿入されているスリットが形成されている。

本発明に係る煙感知器は、基板に設けられ、受光部を収容するシールドケースを更に備え、シールドケースは、受光部の上部に設けられている天面部と、貫通孔が形成され、受光部と壁部との間に設けられ、上端が天面部に接続されている正面部とを有し、正面部の下端は、基板のうち受光部が設けられている面よりも、下側に延びている。

本発明に係る煙感知器は、遮光部は発光部に併設されている。

本発明に係る煙感知器は、発光部及び受光部は、基板上に載置されている。

本発明に係る煙感知器は、筐体に収容されている光学台カバーと、光学台カバーが設けられている光学台と、光学台に設けられ、光学台カバーに収容されているラビリンス壁とを更に備え、光学台には、光学台カバー内の空間と検煙空間とを連通する貫通孔が形成され、光学台の下側には、光学台カバー及びラビリンス壁が設けられ、光学台の上側には、検煙空間、基板及び壁部が設けられている。

本発明に係る煙感知器によれば、上記構成を備えているので、煙の検出精度を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係る煙感知器の外観を示す図である。 図１（ｂ）に示すＡ−Ａ断面図である。 図２に示すＢ−Ｂ断面図である。 ベース部及び基板を下側から見たときの分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係る煙感知器のシールドケース等の説明図である。 本発明の実施の形態に係る煙感知器の変形例である。

実施の形態．
以下、本発明に係る煙感知器の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

図１は、実施の形態に係る煙感知器１００の外観を示す図である。図１（ａ）は煙感知器１００の外観を示す側面図であり、図１（ｂ）は煙感知器１００の外観を示す下面図である。図２は、図１（ｂ）に示すＡ−Ａ断面図である。図３は、図２に示すＢ−Ｂ断面図である。図４は、ベース部３及び基板６を下側から見たときの分解斜視図である。

煙感知器１００は、例えば家屋の室内等の監視空間に設置される。図１に示すように、煙感知器１００は例えば天井２００に取り付けられる。また、図１及び図２に示すように、煙感知器１００は、有底筒状の第１のカバー１１及び第１のカバー１１の蓋となる第２のカバー１２とを含む筐体１０を備えている。また、図２に示すように、煙感知器１００は、筐体１０に収容され、筐体１０内の空間を上下に区画するベース部３と、ベース部３に設けられている蓋部４と、蓋部４に設けられている光学台カバー５と、光学台カバー５内に収容され、遮光機能を有するラビリンス壁Ｌｂとを備えている。更に、図２及び図３に示すように、煙感知器１００は、ベース部３と蓋部４との間に設けられている基板６と、基板６に設けられている各種回路の動作電力を供給する電池７と、音声等を出力するスピーカ８とを備えている。基板６には、発光部６Ａと、発光部６Ａの光を受光する受光部６Ｂとを含む（図５参照）。

図１（ａ）及び図２に示すように、筐体１０の第１のカバー１１には、周方向に延びる開口部１が形成されている。開口部１は上下に２列形成されている。開口部１は筐体１０内の煙通路ＳＰに連通している。また、第１のカバー１１は、スピーカ穴１１Ａ１が形成されている平板状の下面部１１Ａと、円筒状の側面部１１Ｂと、下面部１１Ａと側面部１１Ｂとを接続する環状の角部１１Ｃとを備えている。下面部１１Ａはベース部３に対向している。筐体１０の第２のカバー１２は、第１のカバー１１の上部に設けられている。

図２〜図４に示すように、ベース部３は、内側に煙通路ＳＰの煙が流入する検煙空間３３が形成されている壁部３Ａと、壁部３Ａの上端が接続している上面部３Ｂとを備えている。また、ベース部３は、電池７が収容されている凹状の電池収容部３Ｃと、スピーカ８が収容されている凹状のスピーカ収容部３Ｄとを備えている。壁部３Ａは、周囲に基板６が設けられている。壁部３Ａは、壁部ａ、壁部ｂ、壁部ｃ及び壁部ｄを備えている。壁部ａは、壁部ｃの一端部及び壁部ｄの一端部に接続されている。壁部ｂは、壁部ｃの他端部及び壁部ｄの他端部に接続されている。壁部ｃには発光部６Ａが臨む第１の孔部３１が形成され、壁部ｄには受光部６Ｂが臨む第２の孔部３２が形成されている。また、壁部３Ａには発光部６Ａの直進光が受光部６Ｂに入射することを防止する１対の突出部３４が設けられている。

図３に示すように、ベース部３は、電池７が配置されている側と基板６が設けられている側とを区画する区画壁３Ｅ１を備えている。また、図３及び図４に示すように、ベース部３は、壁部３Ａに接続されている区画壁３Ｅ２を備えている。区画壁３Ｅ２の下端の直下には基板６が設けられている。区画壁３Ｅ２は発光部６Ａの光を遮る機能を有している。ここで、区画壁３Ｅ２と基板６とは別体である。したがって、区画壁３Ｅ２の下端と基板６の上面（実装面６ａ）との間には隙間が形成されてしまう。発光部６Ａの光が当該隙間から漏れないように、煙感知器１００は遮光機能を有する遮光部３０を備えている。遮光部３０は上下方向に延びる板状部材である。つまり、遮光部３０はスリット６Ｅの下側にまで伸びている。このため、区画壁３Ｅ２の下端と基板６の上面（実装面６ａ）との間の隙間から発光部６Ａを見ようとしても、遮光部３０によって発光部６Ａが隠れる。このように、遮光部３０は発光部６Ａの光を遮り、発光部６Ａの光が区画壁３Ｅ２の下端と基板６の上面（実装面６ａ）との間の隙間から漏れることを抑制している。

遮光部３０には例えば平板状部材を採用することができる。遮光部３０は検煙空間３３側から基板６側へ突出するように形成されている。遮光部３０は発光部６Ａに併設されている。つまり、遮光部３０から発光部６Ａまでの距離の方が遮光部３０から受光部６Ｂまでの距離よりも短い。また、遮光部３０は壁部３Ａに接続されており、発光部６Ａの光が遮光部３０と壁部３Ａとの境目から漏れないようになっている。なお、遮光部３０は壁部ｂと壁部ｃとの接続部分に接続されている。遮光部３０は発光部６Ａの例えば光軸に平行に延びている。

図２に示すように、蓋部４は、光学台カバー５が設けられている光学台４Ａと、光学台４Ａに形成されている貫通孔４Ｂとを備えている。光学台４Ａの下側には、光学台カバー５及びラビリンス壁Ｌｂが設けられている。また、光学台４Ａの上側には、検煙空間３３、基板６及び壁部３Ａが設けられている。貫通孔４Ｂは、光学台カバー５内の空間と検煙空間３３とを連通している。また、図３に示すように、蓋部４は、壁部３Ａ等を収容する壁部収容部４Ｃを備えている。壁部収容部４Ｃは壁部３Ａ等の周囲に設けられている。
光学台カバー５は、椀状部材である。光学台カバー５の側面部は、円筒状である。光学台カバー５には、煙が通過する孔が複数形成されている。光学台カバー５は、ラビリンス壁Ｌｂを収容している。

基板６は水平方向に平行に設けられている。また、図４に示すように、基板６は、発光部６Ａ及び受光部６Ｂが配置される光学系配置部６Ｃを備えている。光学系配置部６Ｃは、壁部３Ａの周面形状に合わせて形成された凹状の切欠部である。光学系配置部６Ｃは壁部３Ａの周囲に設けられている。具体的には、光学系配置部６Ｃは、壁部ｂの外周面、壁部ｃの外周面及び壁部ｄの外周面に設けられている。光学系配置部６Ｃは、発光部６Ａが配置される発光部配置部６Ｄ１と、受光部６Ｂが配置される受光部配置部６Ｄ２とを含む。また、基板６は、遮光部３０が挿入されるスリット６Ｅが形成されている。スリット６Ｅは遮光部３０の水平断面形状に合わせた形状を有している。

図５は、実施の形態に係る煙感知器１００のシールドケース６Ｆ等の説明図である。なお、図５の楕円形の点線で囲った部分は正面部６Ｆ２の拡大正面図を示している。発光部６Ａは例えばＬＥＤ等から構成することができる。また、受光部６Ｂは、フォトダイオード等から構成することができる。発光部６Ａ及び受光部６Ｂは、基板６の実装面６ａ上に載置されている。つまり、発光部６Ａ及び受光部６Ｂは、リード部を有さないチップタイプの構成となっている。より詳細には、発光部６ＡはチップタイプのＬＥＤを含み、受光部６Ｂはチップタイプのフォトダイオードを含む。これにより、基板６を薄型化することができるようになっている。

煙感知器１００は、受光部６Ｂでノイズを検出してしまうことを防止する機能を有するシールドケース６Ｆを備えている。シールドケース６Ｆは基板６上に固定されている。シールドケース６Ｆは受光部６Ｂを収容している。また、基板６には受光部６Ｂで検出した信号を増幅する増幅回路（図示省略）が設けられている。シールドケース６Ｆは基板６の増幅回路も収容している。

シールドケース６Ｆは基板６の一部を覆うように設けられている。シールドケース６Ｆは、例えば一面が開放されている箱形状で構成することができる。シールドケース６Ｆは、受光部６Ｂの上部に設けられている天面部６Ｆ１と、円形の貫通孔６Ｆ３が形成されている正面部６Ｆ２とを備えている。天面部６Ｆ１は、基板６の実装面６ａに向かい合っている。正面部６Ｆ２は受光部６Ｂと壁部ｄとの間に設けられている。第２の孔部３２の中心と貫通孔６Ｆ３の中心とは一致している。正面部６Ｆ２の上端は天面部６Ｆ１に接続されている。また、正面部６Ｆ２の下端６Ｆ４は、基板６のうち受光部６Ｂが設けられている面よりも下側に延びている。つまり、正面部６Ｆ２の下端６Ｆ４は、実装面６ａよりも下側に延びている。正面部６Ｆ２の下端６Ｆ４は、基板６の実装面６ａの例えば裏面６ｂまで延びている。

次に、図１〜図５を参照して、煙感知器１００の動作について説明する。火災等が発生すると、煙が筐体１０の開口部１を介して煙通路ＳＰに流入する。煙通路ＳＰに流入した煙は、光学台カバー５の孔を介して光学台カバー５内の空間に流入する。光学台カバー５内の空間に流入した煙は、ラビリンス壁Ｌｂを通り抜けた後に、蓋部４の貫通孔４Ｂに流入する。貫通孔４Ｂに流入した煙は、検煙空間３３に流入する。なお、煙には微細な粒子が混ざっている。この粒子は煙よりも重たいため、上昇しにくい。このため、この粒子は光学台カバー５に留まり、煙が検煙空間３３に流入する。これにより、煙感知器１００は火災の検出精度が向上している。

発光部６Ａは第１の孔部３１を介して検煙空間３３内へ光を照射している。ここで、発光部６Ａから照射された光の大部分は検煙空間３３内へ入射する。しかし、発光部６Ａから照射された光の一部は、発光部６Ａの光軸から離れる方向に進み、検煙空間３３内へ入射しない。検煙空間３３内へ入射しなかった光は遮光部３０によって遮られ、検煙空間３３内へ入射しない光が区画壁３Ｅ２と基板６との間の隙間から漏れることが抑制されている。検煙空間３３に煙が流入すると、発光部６Ａから照射された光が散乱する。受光部６Ｂがこの散乱した光を検出することで、煙感知器１００は火災を感知する。

次に、実施の形態の効果について説明する。実施の形態に係る煙感知器１００の壁部３Ａには、検煙空間３３側から基板６側へ突出する遮光部３０が形成されている。これにより、発光部６Ａから出射された光であって検煙空間３３内へ入射しなかった光が、遮光部３０によって遮られる。このため、発光部６Ａから出射された光であって検煙空間３３内へ入射しなかった光が、区画壁３Ｅ２と基板６との間の隙間を介して、受光部６Ｂで検出されてしまうことを抑制することができる。したがって、煙感知器１００は煙の検出精度を向上させることができる。

従来の煙感知器では、光学素子等を一対のカバーに予め収容し、カバーより出てくる光学素子のリード線を基板に接続する構成であった。このため、光学素子にはリード線付きのものが必要で機器の薄型化や小型化の障害になっていた。また、作業者は光学素子のリード線を基板上の所定挿入孔を探して挿入しなければならず、従来の煙感知器は組立性が損なわれている。しかし、煙感知器１００の基板６が壁部３Ａの周囲に設けられており、つまり発光部６Ａ及び受光部６Ｂは壁部３Ａの外側に設けられている。また、基板６の光学系配置部６Ｃ及びスリット６Ｅの切欠の形状が壁部ｂ及び遮光部３０の形状と一致している。したがって、煙感知器１００は組立性が損なわれることを抑制することができる。

実施の形態に係る煙感知器１００の基板６には、遮光部３０が挿入されているスリット６Ｅが形成されている。このため、煙感知器１００の製造者はスリット６Ｅに遮光部３０を挿入すれば、基板６をベース部３に取り付けることができる。つまり、基板６にはスリット６Ｅが形成されているので、煙感知器１００の製造者は基板６をベース部３に取り付けるときの基板６の位置決めを行いやすい。このため、煙感知器１００は組立性が向上している。

煙を精度良く検出するためには、発光部６Ａの高さ位置と受光部６Ｂの高さ位置とを合わせるとよい。したがって、発光部６Ａがチップタイプである場合には、発光部６Ａの位置が低くなる分、受光部６Ｂの位置も低くする必要がある。受光部６Ｂの位置を低くする場合には、受光部６Ｂの高さ位置に合わせて、第２の孔部３２の高さ位置、及び、貫通孔６Ｆ３の高さ位置も低くする必要がある。ここで、シールドケース６Ｆの正面部６Ｆ２の下端６Ｆ４が実装面６ａよりも上側であると、正面部６Ｆ２に貫通孔６Ｆ３を形成するときに正面部６Ｆ２が変形してしまう可能性がある。また、シールドケース６Ｆの正面部６Ｆ２の下端６Ｆ４が実装面６ａよりも上側であると、正面部６Ｆ２に貫通孔６Ｆ３を形成できなくなる可能性がある。正面部６Ｆ２が変形したり貫通孔６Ｆ３の形状が変形したりすると、受光部６Ｂの受光特性が変化し、煙感知器１００が煙を精度良く検出することができなくなる。実施の形態に係る煙感知器１００のシールドケース６Ｆの正面部６Ｆ２の下端６Ｆ４は、基板６のうち受光部６Ｂが設けられている面よりも、下側に延びている。このため、正面部６Ｆ２に貫通孔６Ｆ３を形成するときに正面部６Ｆ２が変形してしまうことを抑制することができる。また、貫通孔６Ｆ３の形状をより確実に予め定められた形状、例えば円形にすることができる。したがって、煙感知器１００は、煙の検出精度が低下することを抑制することができる。なお、発光部６Ａ及び受光部６Ｂがチップタイプではなくても、煙感知器１００は煙の検出精度が低下することを抑制する効果を得ることができるが、発光部６Ａ及び受光部６Ｂがチップタイプであれば効果は更に高まる。

シールドケース６Ｆの正面部６Ｆ２の下端６Ｆ４は、基板６のうち受光部６Ｂが設けられている面よりも、下側に延びている、すなわち実装面６ａよりも、下側に延びている。このため、遮光部３０によって遮きれなかったノイズ光が区画壁３Ｅ２と基板６との間の隙間を介して受光部６Ｂ側へ進入してきたとしても、受光部６Ｂでノイズ光が検出されてしまうことを更に抑制することができる。

受光部６Ｂの周辺には増幅回路等が設けられている。このため、受光部６Ｂの周辺の配線数は、発光部６Ａの周辺の配線数よりも多い。遮光部３０を受光部６Ｂに併設すると、受光部６Ｂの周辺にスリット６Ｅを形成する必要がある。したがって、遮光部３０を受光部６Ｂに併設すると、スリットを迂回する分、受光部６Ｂの周辺の配線長が長くなったり、配線パターンが複雑化したりする。実施の形態に係る煙感知器１００の基板６の遮光部３０は発光部６Ａに併設されている。このため、煙感知器１００は、受光部６Ｂの周辺の配線長が長くなったり、配線パターンが複雑化したりすることを抑制することができる。

実施の形態に係る煙感知器１００の発光部６Ａ及び受光部６Ｂは、基板６上に載置されている。発光部６Ａ及び受光部６Ｂは、リード部を有していないチップタイプである。発光部６Ａがチップタイプである場合には、発光部６Ａの位置が低い分、区画壁３Ｅ２の下端（図４参照）と基板６の上面との間の隙間から発光部６Ａの光が漏れやすい。煙感知器１００の遮光部３０はスリット６Ｅに挿入されている。つまり、遮光部３０は基板６の上下にわたって設けられている。このため、遮光部３０は、発光部６Ａの光が区画壁３Ｅ２の下端と基板６の上面との間の隙間へ至ることを抑制することができる。また、発光部６Ａ及び受光部６Ｂはリード部を有していないチップタイプであるので、煙感知器１００の基板６は薄型化されている。

従来の煙感知器の中には、ラビリンス壁の空間に検煙空間を形成したものが提案されている（例えば、特開２００５−３５２９３２号公報）。この従来の煙感知器は光学素子を収容する検煙部カバーを備えている。そして、検煙部カバーは、基板とラビリンス壁との間に介在している。このため、基板とラビリンス壁とは、検煙部カバーの上下方向の幅の分、離れる。したがって、従来の煙感知器は光学素子のそれぞれにリード部を設け、光学素子をラビリンス壁に近づけている。ここで、光学素子を検煙部カバーに収容するためには、光学素子のリード部を曲げる等の製造工程が必要となる。実施の形態に係る煙感知器１００の光学台４Ａの下側には光学台カバー５及びラビリンス壁Ｌｂが設けられ、光学台４Ａの上側には検煙空間３３、基板６及び壁部３Ａが設けられている。つまり、煙感知器１００において、検煙空間３３とラビリンス壁Ｌｂの空間とは独立している。更に、煙感知器１００の基板６は、内側に検煙空間３３が形成されている壁部３Ａの周囲に設けられている。このため、煙感知器１００の発光部６Ａ及び受光部６Ｂは、リード部がなくても、検煙空間３３に臨むことができる。したがって、煙感知器１００は、リード部を曲げる製造工程が不要であるため、組立性が向上している。

図６は、実施の形態に係る煙感知器１００の変形例である。遮光部３０は複数設けられていてもよい。変形例の煙感知器は、遮光部３０に加えて遮光部３０Ｂが設けられている。遮光部３０Ｂは受光部６Ｂ側に設けられている。つまり、遮光部３０Ｂから受光部６Ｂまでの距離の方が、遮光部３０Ｂから発光部６Ａまでの距離よりも、短い。遮光部３０Ｂはシールドケース６Ｆに付設されている。また、図示を省略しているが、基板６には遮光部３０Ｂが挿入されるスリットが形成されている。更に、遮光部３０Ｂは壁部ｂと壁部ｄとの接続部分に接続されている。変形例の煙感知器では、発光部６Ａから出射された光であって検煙空間３３内へ入射しなかった光が受光部６Ｂで検出されてしまうことをより確実に抑制することができる。

１ 開口部、３ ベース部、３Ａ 壁部、３Ｂ 上面部、３Ｃ 電池収容部、３Ｄ スピーカ収容部、３Ｅ１ 区画壁、３Ｅ２ 区画壁、４ 蓋部、４Ａ 光学台、４Ｂ 貫通孔、４Ｃ 壁部収容部、５ 光学台カバー、６ 基板、６Ａ 発光部、６Ｂ 受光部、６Ｃ 光学系配置部、６Ｄ１ 発光部配置部、６Ｄ２ 受光部配置部、６Ｅ スリット、６Ｆ シールドケース、６Ｆ１ 天面部、６Ｆ２ 正面部、６Ｆ３ 貫通孔、６Ｆ４ 下端、６ａ 実装面、６ｂ 裏面、７ 電池、８ スピーカ、１０ 筐体、１１ 第１のカバー、１１Ａ 下面部、１１Ａ１ スピーカ穴、１１Ｂ 側面部、１１Ｃ 角部、１２ 第２のカバー、３０ 遮光部、３０Ｂ 遮光部、３１ 第１の孔部、３２ 第２の孔部、３３ 検煙空間、３４ 突出部、１００ 煙感知器、２００ 天井、Ｌｂ ラビリンス壁、ＳＰ 煙通路、ａ 壁部、ｂ 壁部、ｃ 壁部、ｄ 壁部。

Claims (5)

1. 開口部及び前記開口部から流入する煙が流れる煙通路を有する筐体と、
   発光部及び前記発光部の光を受光する受光部を有し、前記筐体に収容されている基板と、
   前記発光部が臨む第１の孔部及び前記受光部が臨む第２の孔部を有し、内側に前記煙通路の煙が流入する検煙空間が形成され、周囲に前記基板が設けられ、前記筐体に収容されている壁部と、
   を備え、
   前記壁部には、前記検煙空間側から前記基板側へ突出する遮光部が形成され、
   前記基板には、前記遮光部が挿入されているスリットが形成されている
   ことを特徴とする煙感知器。
2. 前記基板に設けられ、前記受光部を収容するシールドケースを更に備え、
   前記シールドケースは、前記受光部の上部に設けられている天面部と、貫通孔が形成され、前記受光部と前記壁部との間に設けられ、上端が前記天面部に接続されている正面部とを有し、
   前記正面部の下端は、前記基板のうち前記受光部が設けられている面よりも、下側に延びている
   ことを特徴とする請求項１に記載の煙感知器。
3. 前記遮光部は前記発光部に併設されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の煙感知器。
4. 前記発光部及び前記受光部は、前記基板上に載置されている
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の煙感知器。
5. 前記筐体に収容されている光学台カバーと、
   前記光学台カバーが設けられている光学台と、
   前記光学台に設けられ、前記光学台カバーに収容されているラビリンス壁とを更に備え、
   前記光学台には、前記光学台カバー内の空間と前記検煙空間とを連通する貫通孔が形成され、
   前記光学台の下側には、前記光学台カバー及び前記ラビリンス壁が設けられ、
   前記光学台の上側には、前記検煙空間、前記基板及び前記壁部が設けられている
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の煙感知器。

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