JP7433062B2 - 感知器 - Google Patents

Description

本発明は、感知器の水抜き構造に関し、例えば熱や煙を検出するための検出素子を備えた火災感知器に適用して有効な技術に関する。

火災感知器は、一般に建造物の天井面に設置されており、配管の中や天井裏に敷設されている一対の電線を介して受信機または中継器に接続され、電源や信号の授受を行っている。天井裏は昼夜の寒暖差が室内に比べて大きいため、温度変化や湿度変化により天井裏に敷設されている配管や電線に結露が発生し、それが電線を伝わって位置的に一番低い感知器へ流れ落ちることがある。
流れ落ちた水は、感知器構成部品（特に端子部や筐体を構成するケースやカバーの嵌合部等）の隙間を通って、感知器内部に侵入してしまう。そして、時間の経過により感知器内部に溜まり続け、やがて電子部品に触れて電子機器の誤動作や故障という不具合を招いてしまうおそれがある。

従来、上記不具合の対策として、天井に取り付けた状態の感知器の筐体の下部に相当する部位に、内部に溜まった水を排出する水抜き穴を設けることが行われている。水抜き穴を設けた火災感知器としては、例えば特許文献１や２に記載されているものがある。
また、感知器カバーにリング状の光透過部材からなる作動表示灯を設けた感知器において、リング状の光透過部材と感知器カバーとの隙間から積極的に水抜きを行う構造を設けるようにした発明もある（特許文献３）。なお、従来、火災感知器の作動表示灯には、点発光タイプのものもあるが、特許文献３に記載されているようなリング状の表示灯は、あらゆる方向から見えるため、視認性に優れ、取付方向性の考慮が不要となるので感知器の設置作業や施工も容易になるという利点がある。

特開２００１－２１６５７８号公報 特開２０１８－４５６５３号公報 特開２０１８－８８２０１号公報

家屋やビルなどの建造物においては、天井裏の空間と室内空間との間で気圧差（バックプレッシャーと呼ぶ）が発生し、感知器等の取り付け部から下方へ向かう気流が生じることがある。そして、この下降気流により、火災により発生した煙や熱気流が遮られ、感知器の作動を遅らせてしまう原因になることが知られている。このような現象の対策として、感知器筐体の上部の天井裏に面した部分に隙間を作らない工夫や、感知器下方への気流が発生しても感知器の作動に影響を与えない方向へ気流を導く工夫が要求されている。

しかるに、特許文献１や２に記載されている火災感知器のように水抜き穴を設けたものにあっては、水抜き穴を設けたことにより、バックプレッシャーに伴う気流の一部が水抜き穴を通して漏れ、感知部へ向かう煙や熱気流を乱し感知器の作動を遅らせてしまうおそれがあるとともに、感知器の外観を損なうおそれがあるといった課題があった。
また、近年、特に共同住宅向けの熱感知型火災感知器（いわゆる熱感知器）においては小型化への要求があるが、リング状の光透過部材からなる作動表示灯は感知器の小型化の妨げとなる。そこで、感知器の小型化のためにリング状の作動表示灯を省略して、点発光の作動表示灯にすることも考えられるが、特許文献３に記載されているような、外観を損なわない水抜き構造を採用することができないとともに、感知器の設置時に取付方向性の考慮が必要になるという課題がある。

本発明は上記のような課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、外観を損なうことなく筐体内に溜まった水を排出するための水抜き穴を設けることができる感知器を提供することにある。
本発明の他の目的は、感知器の取付方向性の課題を解決し、水抜きを行なえしかも小型化を図ることができる熱感知型の火災感知器を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明は、
本体ケースと該本体ケースの開口側を覆う本体カバーとからなる筐体の内部に、熱、煙、有害ガスなどの事象を検出するための検出素子および検出回路を構成する部品が実装された回路基板が収納され、前記本体カバーには前記検出素子に対応した位置に開口が形成されているとともに、外側の空気が流入可能な流入口を形成する複数の整流フィンが設けられている感知器において、
前記複数の整流フィンの少なくとも一つには、一方の口が前記筐体の内部空間に臨み他方の口が前記本体カバーの外側空間に臨む水抜き穴が設けられているように構成したものである。

上記のような構成を有する感知器によれば、整流フィンの内部に水抜き穴が設けられている構成であるため、水抜き穴の出口が見えにくくなり、外観を損なうことなく筐体内部の水抜きを行う水抜き穴を設けることができる。

ここで、望ましくは、前記水抜き穴は、鉛直方向に対して斜めに形成され、前記他方の口は前記一方の口よりも前記筐体の中心に近い部位に位置しているように構成する。
上記のような構成によれば、水抜き穴の出口が、検出素子（感熱素子）の先端が臨む検知空間への空気の流入経路の下部に近い部位に位置することとなるため、水抜き穴の出口に形成される水滴が整流フィン間の気流に与える影響を小さくすることができる。その結果、検知感度が低下するのを回避することができる。

あるいは、前記水抜き穴は、鉛直方向に対して斜めに形成され、前記他方の口は前記一方の口よりも前記筐体の前記開口から遠い部位に位置しているように構成する。
かかる構成によれば、水抜き穴の全長が短くなり、流出抵抗が小さくなって筐体内部に溜まった水を排出し易くすることができる。

また、望ましくは、前記検出素子は感熱素子であり、
前記本体カバーには、当該本体カバーの前記開口を囲むように前記複数の整流フィンが放射状に配設されたプロテクタ部が設けられており、
上部に前記感熱素子の径よりも内径の大きな挿通穴を有し該挿通穴の下端から下方へ向かって外側へ広がるすり鉢状のテーパ部と該テーパ部の下端から水平方向外側へ延びる鍔部とを備えた素子サポート部材が、前記挿通穴に前記感熱素子が挿通された状態で前記回路基板に装着され、
前記素子サポート部材は光透過材料で形成され、前記鍔部には光導入部が設けられ、
前記回路基板の前記光導入部に対向する部位に発光素子が実装され、
前記水抜き穴の前記一方の口は、前記本体カバーと前記素子サポート部材とに囲まれた空間に臨む位置に形成されているように構成する。

上記のような構成によれば、感知器の中心部に位置する素子サポート部材が表示灯を兼ねる構成であるため、設置時における取付方向性の考慮を不要とし、水抜きを行なえしかも感知器の小型化を図ることができるとともに、部品点数を減らしコストダウンを達成することができる。

さらに、望ましくは、前記素子サポート部材は、上部に前記挿通穴を有する円筒部が形成され、前記円筒部の内側には樹脂が充填されているように構成する。
かかる構成によれば、素子サポート部材の円筒部に充填された樹脂によって感熱素子の基部を支えることができるとともに、検出素子（感熱素子）の先端が臨む検知空間から前記挿通穴を通って回路基板の収容空間内に埃や湿気が入りこむのを防止することができ、外部からの埃や湿気が検出回路の動作に悪影響を及ぼすのを抑止することができる。

本発明に係る感知器によれば、外観を損なうことなく筐体内に溜まった水を排出するための水抜き穴を設けることができる。また、設置時における取付方向性の考慮を不要とし、水抜きを行なえしかも小型化を図ることができる熱感知型の火災感知器を実現することができるという効果がある。

（Ａ）は本発明に係る熱感知器の一実施例を示す正面断面説明図、（Ｂ）はその底面図である。 （Ａ）は実施例の熱感知器の第１の変形例を示す正面断面説明図、（Ｂ）はその底面図である。 （Ａ）は実施例の熱感知器の第２の変形例を示す正面断面説明図、（Ｂ）はその底面図である。 （Ａ）は実施例の熱感知器の第３の変形例を示す正面断面説明図、（Ｂ）はその底面図である。 （Ａ）は実施例の熱感知器の第４の変形例を示す正面断面説明図、（Ｂ）はその底面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る火災感知器の実施形態について説明する。
（第１実施例）
図１（Ａ）および（Ｂ）には本発明を熱感知型の火災感知器（熱感知器）に適用した場合の実施例の正面断面説明図および下方から見た図（底面図）が示されている。なお、図１（Ａ）は、図１（Ｂ）におけるＡ－Ａ線に沿った断面を示している。
本実施例の熱感知器１０は、感熱素子としてサーミスタ１１を用い火災に伴い発生した熱によって熱せられた空気がサーミスタ１１に接触することで生じる電気抵抗の変化を検出して火災を検知可能な感知器であり、サーミスタ１１の先端が下向きとなる姿勢で建造物の天井面などに設置されて使用されるように構成されている。

本実施例の熱感知器１０は、図１（Ａ）に示すように、熱を検出する回路を構成する部品を収容するための収容凹部を有し建造物の天井面に設けられている取付け用開口に設置可能な有底円筒形の本体ケース１２と、中央部にサーミスタ１１の先端部を覆い、整流フィン１３ｃと一体化したプロテクタ部１３Ａを備え前記本体ケース１２の下側の開口部を覆うように本体ケース１２に結合される本体カバー１３とを備え、本体ケース１２と本体カバー１３とにより内部に収容空間を有する筐体が形成される。

なお、本体ケース１２の上部には、天井裏面に配設された配線と筐体内部の回路基板１４とを電気的に接続するための端子台１８が設けられている。この端子台１８の内部には回路基板１４に接続された複数の端子および各端子に対して付勢された状態で接合されている複数の端子用板バネが配設されているとともに、端子台１８の側壁には電線の端部を挿入するための複数の挿入穴１８ａが形成されており、挿入穴１８ａに電線の端部を挿入すると芯線が端子と板バネとの間に挟持されて導通がとられるように構成されている。
上記のような構成の場合、天井裏に敷設されている電線を伝わって来た水は、この挿入穴１８ａより端子台１８内に侵入し、さらに端子および該端子や回路基板１４を本体ケース１２に結合するボルトの挿通穴等を伝わって本体ケース１２内へ侵入するおそれがあるが、本実施例の熱感知器は、後述するように、本体カバー１３に設けられている水抜き穴から、筐体内部に侵入した水を外部へ排出させることができるように構成されている。

また、熱感知器１０は、前記本体ケース１２の収容凹部内に収容され後述するようにネジによって本体ケース１２底部のボス部に固定された回路基板１４を備え、該回路基板１４のほぼ中央に前記サーミスタ１１が実装され、該サーミスタ１１が挿通可能な円筒部１５ａを有し上記回路基板１４の表面にサーミスタ１１の基部を挿通した状態にて接合された逆すり鉢状の素子サポート部材１５が設けられている。なお、サーミスタ１１は回路基板１４に実装されているとともに、サーミスタ１１の基部が挿通される素子サポート部材１５の上部の円筒部１５ａ内に樹脂１６が充填、固化されることでサーミスタ１１の基部を支えるように構成されている。樹脂１６を充填しない構成も可能である。

本体カバー１３は、全体としてほぼ平坦な円板状をなす本体部を有し、この本体部の中央に円形状の開口１３Ｂ（図１（Ｂ）参照）が形成され、この開口１３Ｂを下側から覆うようにプロテクタ部１３Ａが設けられている（図１（Ａ）参照）。
上記回路基板１４は、上面や下面に熱感知（火災検出）のための電子回路を構成する抵抗や容量、ＩＣ（半導体集積回路）などの電子部品が実装されたプリント配線基板により構成され、図１（Ａ）に示すように、回路基板１４のほぼ中央にサーミスタ１１の２本のリード端子の先端が回路基板１４を貫通して上面より突出し、半田付け等によって回路基板１４に接続されている。
また、回路基板１４の所定部位には、ＬＥＤ（発光ダイオード）のような発光素子１７が実装されている。

上記素子サポート部材１５は、ポリカーボネート等の透光性材料で形成されており、サーミスタ１１を挿通するための円筒部１５ａと、該円筒部１５ａから斜め下方へ向かって広がるテーパ部１５ｂと、テーパ部１５ｂの下端から水平方向外側へ延びる鍔部１５ｃと、鍔部１５ｃの上面から上方へ向かって立設され先端に外向きの爪を有する複数本（例えば３本）の取付け用の係止片１５ｄとが設けられている。
そして、回路基板１４の対応する部位には、前記係止片１５ｄの爪が挿通可能な係合穴が、係止片１５ｄの数に対応した数だけ形成されおり、係止片１５ｄによって素子サポート部材１５が回路基板１４に装着されるようになっている。なお、図１（Ａ）においては、図示の都合で、複数本（３本）の係止片１５ｄのうち１本のみを示し、他の係止片の図示を省略している。ただし、係止片１５ｄは１本のみでも良い。また、係止片１５ｄの形成位置は鍔部１５ｃの上面でなくテーパ部１５ｂの周面であっても良い。

上記のように、素子サポート部材１５は、すり鉢状のテーパ部１５ｂを有するため、サーミスタ１１が実装された回路基板１４に対して素子サポート部材１５を装着する際の組み立て性が良好であるとともに、円筒部１５ａにサーミスタ１１を挿通させるようにして素子サポート部材１５を回路基板１４に装着した後、テーパ部１５ｂの内側へディスペンサーのノズルを臨ませることでサーミスタ挿通用の円筒部１５ａ内へ容易に樹脂を充填することができる。

さらに、本体カバー１３の円板状本体部の開口縁部の上面にはリブ１３ｂが設けられ、このリブ１３ｂの内側に素子サポート部材１５の鍔部１５ｃが接合されるように構成されている。
また、素子サポート部材１５の鍔部１５ｃの上面には、回路基板１４に実装された前記発光素子１７の位置に対応して、凹面状をなす導光部１５ｅが設けられている。なお、導光部１５ｅに対応する表面部（図では下面部）に、アルミなどの光反射率の良い膜もしくは層からなる光反射部を設け、導光部１５ｅに入射された光を反射するように構成しても良い。

本体カバー１３と一体に形成されたプロテクタ部１３Ａは、図１（Ｂ）に示すように、本体カバー１３の開口１３Ｂの縁からそれぞれ放射状に広がる複数（例えば６枚）の整流フィン１３ｃと、これらの整流フィン１３ｃの先端（図１（Ａ）では下端）同士を結合する円環状のヘッドカバー１３ｄとを備え、上記複数の整流フィン１３ｃとヘッドカバー１３ｄとに囲まれた空間にサーミスタ１１の先端部が位置し、各整流フィン１３ｃ間を気流が通過するように構成されている。なお、ヘッドカバー１３ｄは、その径がプロテクタ部１３Ａの基部（図では上部）の径よりも小さくされ、感知器を側方から見た際に全体的に逆台形状をなすように形成されている。なお、特に限定されるものでないが、整流フィン１３ｃも側方から見た際にそれぞれ逆台形状をなすように形成されている。

そして、本実施例においては、図１に示すように、６枚の整流フィン１３ｃのうち２枚に、鉛直方向に貫通する水抜き穴１３ｅが形成されており、本体ケース１２と本体カバー１３と素子サポート部材１５のテーパ部１５ｂとで囲まれた空間に溜まった水を、水抜き穴１３ｅを通して下方へ排出できるように構成されている。しかも、本実施例では、水抜き穴１３ｅを整流フィン１３ｃに設けているため、設置状態の感知器を下方から見た際に、従来のように本体カバー１３に設けたものに比べて、水抜き穴を目立たなくすることができ、これにより外観が損なわれるのを回避することができる。なお、水抜き穴１３ｅを設ける整流フィン１３ｃの数は２枚に限定されず、いずれか１枚でも良いし、３枚あるいはすべての整流フィンに設けても良い。

また、上記のような構成を有する本実施例の熱感知器においては、建造物の天井面に設置された状態で発光素子１７が点灯されると、素子サポート部材１５の導光部１５ｅに入射された光が反射を繰り返しながら内部を伝わってテーパ部１５ｂ全体が発光し、その光が複数の整流フィン１３ｃ間すなわち３６０°いずれの方向からも見える状態になるので視認の方向性がない。そのため、天井面への設置の際に取付方向性の考慮を不要とし角度を気にする必要がなくなり、短時間に設置作業を完了することができるとともに、テーパ部１５ｂから出た光が整流フィン１３ｃの表面にも当たって反射することで見かけ上の発光面が大きくなるため、視認性が向上する。さらに、特許文献４に記載されている、リング状の光透過部材からなる表示灯を備えた感知器に比べて、リング状の光透過部材を設けなくて済む分、部品点数を減らすとともに小型化を達成することができるという利点がある。

さらに、本実施例の熱感知器１０は、比較的大きな開口を有するすり鉢状の素子サポート部材１５を設けてサーミスタ１１を挿通させる構成であるため、組み立て作業性が向上するとともに、素子サポート部材１５の円筒部１５ａの内壁とサーミスタ１１の基部との隙間に樹脂を充填しているため、サーミスタ１１を安定な状態で支持できるとともに、回路基板の収容空間内に埃や湿気が入りにくくなり、埃や湿気が回路基板に悪影響を及ぼすのを抑止することができる。なお、テーパ部１５ｂの外側周面には、多数の細い線状の溝からなる微細加工を施すことによって、溝に当たった光が反射することでテーパ部１５ｂの内周面全体がより明るく発光するように構成しても良い。また、素子サポート部材１５の形成材料内に光を乱反射させる微粒子を混入しておくようにしても良い。

（変形例）
図２～図５には、上記実施例の熱感知器の変形例が示されている。
このうち図２は第１の変形例を示す。上記実施例の熱感知器では整流フィン１３ｃに設けた水抜き穴１３ｅを鉛直方向に真っ直ぐに形成しているのに対し、この変形例の熱感知器においては、入り口は上記実施例と同じ位置（素子サポート部材１５の鍔部１５ｃの外側）であるが、出口はヘッドカバー１３ｄに近づくように内側へ傾斜して形成されている。
上記のように、水抜き穴１３ｅを斜めに形成することによって、水抜き穴１３ｅの出口が、感熱素子１１の先端が臨む空間への空気の流入口の下部に近い部位に位置することとなるため、水抜き穴１３ｅの出口に形成される水滴やバックプレッシャーによる気流が整流フィン１３ｃ間の熱気流に与える影響を小さくすることができる。

また、図３は第２の変形例を示す。この変形例においては、入り口は上記実施例や第１変形例と同じ位置であるが、出口が整流フィン１３ｃの基部すなわち本体カバー１３の本体部に近い位置に来るよう第１変形例とは逆方向へ斜めにように水抜き穴１３ｅが形成されている。
このように、水抜き穴１３ｅの出口が整流フィン１３ｃの基部に近い位置に来るように形成することによって、水抜き穴の全長が短くなり、水の流出抵抗が小さくなって筐体内部に溜まった水を排出し易くすることができる。

図４は第３の変形例を示す。この変形例においては、水抜き穴１３ｅは上記第２変形例と同じであるが、整流フィン１３ｃの尾根に沿って、水抜き穴１３ｅの出口と連続した導水溝１３ｆが形成されている。
このように、整流フィン１３ｃの尾根に沿って導水溝１３ｆを形成することによって、水抜き穴１３ｅから出た水が導水溝１３ｆを伝わって下方すなわちヘッドカバー１３ｄの近傍まで流れ、水滴となってしたたり落ちるようになり、内部に溜まった水を排出し易くするとともに、整流フィン１３ｃの下部に形成される水滴やバックプレッシャーによる気流が整流フィン１３ｃ間の熱気流に与える影響を小さくすることができる。

さらに、図４に示すように、導水溝１３ｆの下端に下方へ向かって突出する突起１３ｇを形成しても良く、これによって下端で水滴の形成を促すとともに雫となって落下するのを促すことができる。
図５は第４の変形例を示す。この変形例においては、水抜き穴１３ｅの入り口は上記変形例と同じであるが、出口側は貫通穴ではなく整流フィン１３ｃの側面に溝１３ｈとして形成したものである。溝１３ｈは、鉛直方向でなく、第１変形例（図２）や第２変形例（図３）と同様、斜め方向に傾斜するように形成しても良い。また、第３変形例（図４）のように、溝１３ｈの下端に下方へ向かって突出する突起を形成しても良い。

なお、上記実施形態の熱感知器１０においては、素子サポート部材１５の円筒部１５ａの内側へのみ樹脂を充填しているが、回路基板１４の裏面側および表面側全体を樹脂で覆うことで防水性を高めるように構成しても良い。かかる防水タイプの熱感知器であっても、防水試験が行われ、その際に筐体内部に水が少し入ることがあるが、前記実施例や変形例のような水抜き穴１３ｅが設けられていることで、内部の水を排出させることができる。また、水抜き穴１３ｅを少なくとも２つ設けることで、一つの水抜き穴から圧縮空気を吹き込むことで他の水抜き穴から内部の水を速やかに排出させることができる。

以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態のものに限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、素子サポート部材１５の鍔部１５ｃに凹面状をなす導光部１５ｅを設けているが、回路基板１４へ向けて立設された柱状の導光部を形成し回路基板１４には導光部の端面に対応して発光素子を面実装するとともに、鍔部１５ｃの上記導光部と反対側の面には側方から見た時に断面がＶ字をなす凹部（溝）からなる反射部を設けて、導光部より入射した光を鍔部１５ｃの円周方向およびテーパ部１５ｂへ反射するように構成しておくようにしても良い。また、本体カバー１３の上面には、水抜き穴１３ｅの形成部位が最も低くなるような傾斜を設けても良い。

さらに、上記実施形態においては、素子サポート部材１５を発光させて表示灯とするものを例にとって説明したが、表示灯は点発光タイプのものでも良いし、表示灯を備えていないタイプの感知器にも適用することができる。
また、上記実施形態においては、本発明を熱感知器に適用した場合について説明したが、本発明はそれに限定されるものでなく、煙検知タイプの火災感知器さらには一酸化炭素などの有害なガスを検知するガス検知器にも適用することができる。

１０ 感知器
１１ サーミスタ（感熱素子）
１２ 本体ケース
１３ 本体カバー
１３Ａ プロテクタ部
１３ｂ リブ
１３ｃ 整流フィン
１３ｄ ヘッドカバー
１３ｅ 水抜き穴
１３ｆ 水抜き用の溝
１４ 回路基板
１５ 素子サポート部材
１５ａ 円筒部
１５ｂ テーパ部
１５ｃ 鍔部
１５ｄ 係止片
１５ｅ 導光部
１６ 絶縁性樹脂（充填材）
１７ 発光素子
１８ 端子台
１８ａ 電線端部の挿入穴

Claims (5)

1. 本体ケースと該本体ケースの開口側を覆う本体カバーとからなる筐体の内部に、熱、煙、有害ガスなどの事象を検出するための検出素子および検出回路を構成する部品が実装された回路基板が収納され、前記本体カバーには前記検出素子に対応した位置に開口が形成されているとともに、外側の空気が流入可能な流入口を形成する複数の整流フィンが設けられている感知器であって、
   前記複数の整流フィンの少なくとも一つには、一方の口が前記筐体の内部空間に臨み他方の口が前記本体カバーの外側空間に臨む水抜き穴が設けられていることを特徴とする感知器。
2. 前記水抜き穴は、鉛直方向に対して斜めに形成され、前記他方の口は前記一方の口よりも前記筐体の中心に近い部位に位置していることを特徴とする請求項１に記載の感知器。
3. 前記水抜き穴は、鉛直方向に対して斜めに形成され、前記他方の口は前記一方の口よりも前記筐体の前記開口から遠い部位に位置していることを特徴とする請求項１に記載の感知器。
4. 前記検出素子は感熱素子であり、
   前記本体カバーには、当該本体カバーの前記開口を囲むように前記複数の整流フィンが放射状に配設されたプロテクタ部が設けられており、
   上部に前記感熱素子の径よりも内径の大きな挿通穴を有し該挿通穴の下端から下方へ向かって外側へ広がるすり鉢状のテーパ部と該テーパ部の下端から水平方向外側へ延びる鍔部とを備えた素子サポート部材が、前記挿通穴に前記感熱素子が挿通された状態で前記回路基板に装着され、
   前記素子サポート部材は光透過材料で形成され、前記鍔部には光導入部が設けられ、
   前記回路基板の前記光導入部に対向する部位に発光素子が実装され、
   前記水抜き穴の前記一方の口は、前記本体カバーと前記素子サポート部材とに囲まれた空間に臨む位置に形成されていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の感知器。
5. 前記素子サポート部材は、上部に前記挿通穴を有する円筒部が形成され、
   前記円筒部の内側には樹脂が充填されていることを特徴とする請求項４に記載の感知器。

Images