JP2019046125A

JP2019046125A - 感知器

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Publication number: JP2019046125A
Application number: JP2017168116A
Authority: JP
Inventors: 昭雄岡田; Akio Okada
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2017-09-01
Filing date: 2017-09-01
Publication date: 2019-03-22
Anticipated expiration: 2037-09-01
Also published as: JP7001397B2

Abstract

【課題】振動に対する強度が強く、作業性の良い感知器を提供すること。【解決手段】感知器は、筐体と、筐体に配置され、電子部品が実装された基板と、基板から入力される信号に基づいて音を発生するスピーカと、基板とスピーカとを接続するバネ端子と、を備える。【選択図】図７

Description

本発明は、火災時の熱や煙を感知する熱感知器や煙感知器などの火災感知器（以下、感知器という）に関し、特に、スピーカを備えている感知器に関する。

従来の感知器、例えば煙感知器において、煙を検知するための電子部品が実装された基板と、煙が検知されたときに音を発生するスピーカとを備えるものがある。居住空間等に設置される感知器は小型化が進んでおり、容量が小さい筐体内に、発光素子、受光部、電池、基板及びスピーカ等が収容されるため、組み立て作業性の良い構造が望まれている。

感知器において、スピーカと基板とが、リード線及びコネクタを介して接続されたものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されている感知器において、スピーカに接続されるリード線は、感知器本体の外に配線されて、筐体内の基板に設けられたコネクタに接続されている。

特許第５８４４５７０号公報（例えば、段落００８３及び図１１）

しかしながら、特許文献１のように基板とスピーカとの接続にリード線が用いられる場合には、組み立て時の作業性が悪く、また配線処理等の作業工数が必要となる。一方で、作業性を良くするために基板とスピーカとを直接接続する場合には、作業工数は減少するが、スピーカの振動が基板に伝導し、基板上の電子部品に悪影響を及ぼすことがある。

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、振動に対する強度が強く、組み立て作業性の良い感知器を提供することを目的としている。

本発明に係る感知器は、筐体と、前記筐体に配置され、電子部品が実装された基板と、前記基板から入力される信号に基づいて音を発生するスピーカと、前記基板と前記スピーカとを接続するバネ端子と、を備える。
また上記の感知器において、前記バネ端子は、前記基板の厚さ方向及び板面方向に弾性変形する。
また上記の感知器において、前記バネ端子は、複数の曲げ部を有する板バネである。

本発明に係る感知器によれば、振動に対する強度が強く、組み立て作業性の良い感知器を提供することができる。

実施の形態１に係る感知器１００の外観を示す図である。感知器１００の各構成の分解斜視図である。図１のＡ−Ａ断面を示す断面図である。図１のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。基板２とスピーカ４とが接続された状態を示す斜視図である。基板２とスピーカ４とが接続された状態を示す下面図である。図６のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。

実施の形態１．
以下、本発明に係る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１に係る感知器１００の外観を示す図である。図１（ａ）は感知器１００の外観を示す側面図であり、図１（ｂ）は感知器１００の外観を示す下面図である。感知器１００は、例えば家屋の室内等の監視空間に設置され、煙が発生した場合に、煙を感知して音により報知するものである。図１に示すように、感知器１００は、例えば天井２００に取り付けられる。

感知器１００の筐体１０は、有底筒状の第１のカバー１１と、第１のカバー１１の蓋となる第２のカバー１２とを備える。第１のカバー１１は、平板状の底面部１１Ａと、筒状の側面部１１Ｂとを有している。側面部１１Ｂの底面部１１Ａ側には、周方向に延びる開口部１が形成されており、開口部１は、板状の仕切部材１Ａによって上下複数段に仕切られている。監視空間に煙が発生した場合、煙は、開口部１を介して筐体１０内に流入し、開口部１を介して筐体１０の外へ流出する。一方、底面部１１Ａには、筐体１０内に突出し、筐体１０内に流入した煙を誘導する導入板１１Ａ１と、底面開口部１１Ａ２が形成されている。第２のカバー１２は、ネジ等により天井２００に固定されている。

図２は、感知器１００の各構成の分解斜視図である。図３は、図１のＡ−Ａ断面を示す断面図である。図４は、図１のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。図１〜図４に基づき、感知器１００の構成について説明する。

感知器１００は、複数の電子部品が実装された基板２と、電力を供給する電池３と、音を発生させるスピーカ４と、基板２とスピーカ４とを電気的に接続するバネ端子５等を備えている。また感知器１００は、基板２、電池３及びスピーカ４を収容している区画部材６０と、開口部１から取り込まれた煙が導入される暗室部８と、底面開口部１１Ａ２に設置される押込部材９とを備えている。

図２に示されるように、感知器１００では、天井２００に設置される第２のカバー１２から下方に向かって、電池３、区画部材６０のベース部６、基板２、スピーカ４、区画部材６０の蓋部７、暗室部８、押込部材９及び第１のカバー１１の順に配置されている。ここで、基板２とスピーカ４とは、水平方向（例えば、矢印Ｘ方向）に並んで配置されている。

基板２は、各種回路を有し、光を発生させる発光部２Ａと、発光部２Ａを点灯させるスイッチ２Ｂと、発光部２Ａの光を受光する受光部２Ｃ等とを備えている。発光部２Ａは、例えばＬＥＤ等から成る。また基板２には、一部の縁を切り欠いた光学系配置部２Ｄが形成されている。発光部２Ａ及び受光部２Ｃはそれぞれ、基板２の上面２１であって、光学系配置部２Ｄの縁に配置されている。一方、スイッチ２Ｂは、基板２の下面２２に配置されている。電池３は、基板２に設けられている各種回路の動作電力を供給する。

スピーカ４は、スピーカ端子４Ａを有するフレーム４Ｂと、振動により音を発生する振動板４Ｃ等とを備えている。振動板４Ｃは、フレーム４Ｂの下方に取り付けられている。図示していないが、スピーカ４は内部に、磁石と、磁石の磁場中に配置されているボイスコイルと、ボイスコイルが巻かれ、振動板４Ｃに連結されたボビン等とを備えている。スピーカ４は、バネ端子５を介して基板２と電気的に接続されており、煙が検出された場合に、基板２の回路からスピーカ４へ信号が出力される。基板２からの信号は、スピーカ端子４Ａを介してスピーカ４に入力され、磁場内のボイスコイルに電気が流れる。これにより、ボイスコイルが振動し、ボビンを介して振動が伝搬し、振動板４Ｃが振動することで音が発生する。

バネ端子５は、基板２とスピーカ４との間に配置されている。バネ端子５は、例えば金属製の板バネから成り、一端が基板２に接続され、他端がスピーカ端子４Ａに接続されて信号伝達するものである。バネ端子５は曲げ部を有しており、基板２の厚さ方向（矢印Ｚ方向）及び板面方向に弾性変形することで、スピーカ４の振動が基板２へ伝導するのを抑制するとともに、組み付け時における組み付け位置の誤差を吸収する。

区画部材６０は、第２のカバー１２側に配置されたベース部６と、第１のカバー１１側に配置された蓋部７とを備え、筐体１０内の空間を上下に区画する。ベース部６は、蓋部７と対向するベース下面６１に、煙検出のための検煙空間６Ａ１を形成する検煙部６Ａと、スピーカ４を収容するスピーカ収容部６Ｂと、基板２を収容する基板収容部６Ｃ等とを有している。

検煙部６Ａは、蓋部７側に突出した壁部であり、外面の一部が基板２の光学系配置部２Ｄと嵌合する。検煙部６Ａには、検煙空間６Ａ１に発光部２Ａの光を入射させるための入光穴６Ａ２が設けられている。スピーカ収容部６Ｂは、蓋部７側に突出し、スピーカ４のフレーム４Ｂの外面を囲む円弧状の壁部である。基板収容部６Ｃは、蓋部７側に突出し、基板２の縁に対向して設けられた壁部である。

またベース部６は、第２のカバー１２と対向するベース上面６２に、電池３を収容する電池収容部６Ｄを有している。電池収容部６Ｄは、ベース上面６２側が電池３の外形に沿った凹状であり、第１面３１側が突出している。

蓋部７は、蓋底面７Ａと、蓋底面７Ａの縁に設けられたフランジ部７Ｂとを備える。蓋部７は、バネ端子５で接続された基板２とスピーカ４とが収容されているベース部６の下方に配置される。具体的には、蓋部７は、検煙部６Ａと、スピーカ収容部６Ｂと、基板収容部６Ｃとを覆う。

蓋部７の蓋底面７Ａには、スピーカ４の振動板４Ｃと対向する位置にスピーカ孔７Ａ１が形成されており、スピーカ４で発生した音波は、スピーカ孔７Ａ１を通って第１のカバー１１の開口部１へ伝搬される。また蓋底面７Ａは、基板２に設置されているスイッチ２Ｂが貫通するスイッチ孔７Ａ２と、検煙空間６Ａ１の位置に設けられた貫通孔７Ａ３とを有している。スイッチ孔７Ａ２は、第１のカバー１１の底面開口部１１Ａ２が設けられている位置の上方に設けられている。

暗室部８は、蓋底面７Ａの貫通孔７Ａ３を覆うように、蓋底面７Ａの下方に設けられており、暗室部８と検煙空間６Ａ１とは貫通孔７Ａ３により連通されている。暗室部８は、光学台カバー８１と、光学台カバー８１内に収容され、遮光機能を有するラビリンス壁８２とを有している。光学台カバー８１は椀状部材であり、底部の蓋状部８１Ａと、煙が通過する孔が複数形成された円筒状の網部８１Ｂとを備える。網部８１Ｂは暗室部８内に埃又は虫等が侵入することを防止する。光学台カバー８１の蓋状部８１Ａ及び網部８１Ｂもまた、ラビリンス壁８２と同様に遮光機能を有している。

押込部材９は、回転自在に設置された軸部９１と、軸部９１につながっており、第１のカバー１１の底面開口部１１Ａ２に配置された押込面部９２とを有している。押込部材９は、例えば、感知器１００の動作試験において作業者が発光部２Ａを発光させる際に使用される。底面開口部１１Ａ２から露出した押込面部９２が筐体１０内へ押されると、押込面部９２は軸部９１を中心に回転してスイッチ２Ｂに当たり、スイッチ２Ｂが押されてＬＥＤが発光する。

次に、感知器１００の動作について説明する。火災等が発生すると、開口部１を介して筐体１０内に煙が流入する。筐体１０内に流入した煙は、導入板１１Ａ１等によって暗室部８に導入される。そして、暗室部８の周囲に到達した煙は、光学台カバー８１の網部８１Ｂの孔を介して光学台カバー８１内の空間に流入する。光学台カバー８１内の空間に流入した煙は、ラビリンス壁８２を通り抜けた後に、蓋部７の貫通孔７Ａ３を通って検煙空間６Ａ１に流入する。煙が検煙空間６Ａ１に流入すると、検煙部６Ａの入光穴６Ａ２を介して入射した発光部８Ａの光が、検煙空間６Ａ１において散乱する。そして、受光部２Ｃがこの散乱した光を検出することにより、煙が検知される。

基板２の受光部２Ｃがこの散乱した光を検出したときに、基板２の制御回路はスピーカ４に信号を送り、音を発生させる。このとき、スピーカ４の振動板４Ｃが振動することで、疎密波である音波が発生する。スピーカ４で発生した音波は、空気中を伝搬し、蓋部７のスピーカ孔７Ａ１を通過する。スピーカ孔７Ａ１を通過した音波の一部は、底面部１１Ａの内面で反射して開口部１へ放射状に伝搬する。またスピーカ孔７Ａ１を通過した音波の他の部分は、スピーカ孔７Ａ１で回折した後、直接開口部１へ伝搬する、又は、区画部材６０若しくは底面部１１Ａに反射しながら開口部１へ伝搬する。そして、開口部１に到達した音波は、感知器１００を中心として放射状に広がるとともに、回折して感知器１００の下方にも伝搬する。

図５は、基板２とスピーカ４とが接続された状態を示す斜視図である。図６は、基板２とスピーカ４とが接続された状態を示す下面図である。図７は、図６のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。図５〜図７に基づき、基板２とスピーカ４と接続構造について詳しく説明する。

基板２とスピーカ４とを接続しているバネ端子５は、Ｖ字形状のバネ部５０と、バネ部５０の一端に設けられ、バネ部５０とスピーカ４とを接続するスピーカ側爪５１と、バネ部５０の他端に設けられ、バネ部５０と基板２とを接続する基板側爪５２とを有している。バネ端子５のスピーカ側爪５１は平板状であり、スピーカ側爪５１の下面がフレーム４Ｂのスピーカ端子４Ａに接触するように、ハンダ付けによりスピーカ４に固定されている。バネ端子５の基板側爪５２は平板状であり、基板側爪５２の上面が基板２の下面２２に接触するように、ハンダ付けにより基板２に固定されている。なお、図７においてスピーカ側爪５１及び基板側爪５２はそれぞれ断面直線状であるが、例えばアーチ状でもよく、バネ部５０につながり、基板２又はスピーカ４にハンダ付けし易い形状であればどのような形状でもよい。基板側爪５２がアーチ状である場合には、Ｖ字状のバネ部５０と基板２とを滑らかな曲線により接続することができる。
また基板側爪５２と基板２との接触は、基板２の下面２２側に限られるものではなく、基板２の上面２１側でバネ性を有する端子と接続してもよい。但し下面２２側で接触する方が組立性に優れ、またバネ端子５に任意の形状の曲げ部を形成しやすい。

また感知器１００は、スピーカ端子４Ａに接合されたスピーカ側爪５１を覆う保護部材５３を備える。保護部材５３は、例えば樹脂等の絶縁材から成り、スピーカ端子４Ａとスピーカ側爪５１との接合を補強し、埃、水及び静電気等から接合部を保護する。また保護部材５３は、接合部における振動及び衝撃を緩和している。

また、図６に示すように、平板状の基板２の一隅には、基板側爪５２と基板２との接続点が設けられており、基板２の角が斜めに切り取られた切り欠きが形成されている。そして、スピーカ４は、切り欠きが形成されている位置で、基板２に最も近接するように配置されている。このような構成により、スピーカ４と基板２とが水平方向（矢印Ｘ方向）に並んで配置される場合でも、Ｘ方向における基板２とスピーカ４との合計の長さを短くして筐体１０内に収納することができる。

図７に示すように、バネ部５０は、第１片５０ｂと、第１片５０ｂに対して傾斜した第２片５０ｄと、第１片５０ｂと第２片５０ｄとを接続する第１の曲げ部５０ｃとを有している。またバネ部５０は、第１片５０ｂとスピーカ側爪５１とを接続する第２の曲げ部５０ａと、第２片５０ｄと基板側爪５２とを接続する第３の曲げ部５０ｅとを有している。

第２の曲げ部５０ａは、曲げ加工されており、スピーカ側爪５１と第１片５０ｂとが成す角度θ１は鈍角になっている。第１片５０ｂは直線状であり、第２の曲げ部５０ａから下方に伸びている。第１の曲げ部５０ｃは、曲げ加工されており、第１片５０ｂと第２片５０ｄとが成す角度θ２が鋭角になるよう折り返されている。第１の曲げ部５０ｃは、基板２の下面２２よりも下方に位置している。第２片５０ｄは直線状であり、第１の曲げ部５０ｃから上方に伸びている。ここで、バネ端子５が接合されている基板２の下面２２の高さは、スピーカ端子４Ａの高さよりも低い位置にあるため、第２片５０ｄの長さは第１片５０ｂの長さよりも短く形成されている。第３の曲げ部５０ｅは、曲げ加工されており、第２片５０ｄと基板側爪５２とが成す角度θ３は鈍角になっている。

なお、バネ端子５は、弾性変形により振動を吸収するものであればよく、上述したものに限定されない。例えば、曲げ部の数、曲げ部の角度、並びに、第１片５０ｂ及び第２片５０ｄのそれぞれの長さ等は、基板２とスピーカ端子４Ａとの位置関係により、適宜設定されるとよい。実施の形態１のように、バネ端子５が第１の曲げ部５０ｃを有している場合には、バネ端子５は基板２の厚さ方向（矢印Ｚ方向）及び板面方向（矢印Ｐ方向）に弾性変形することができる。したがって、スピーカ４が音を発生するときには基板２へ伝導する振動が厚さ方向及び板面方向で抑制され、感知器１００の各部品の組み付け作業時には、スピーカ４に対する基板２の上下方向の位置及びスピーカ４と基板２との距離等が調整可能となる。

例えば、上下方向の位置は、第１片５０ｂと第２片５０ｄとの長さの差が大きいほど、調整可能な距離が長くなる。また、板面方向の距離は、曲げ部の数が多い又は各曲げ部の角度が大きいほど、調整可能な距離が長くなる。一方、曲げ部の数が少ない又は各曲げ部の角度が小さいほど、基板２とスピーカ４とを接続する部材の設置スペースを小さくすることができる。また、第２の曲げ部５０ａにより基板２とスピーカ４との距離を調整可能とするためには、角度θ１の大きさが、第１片５０ｂとフレーム４Ｂの側面との間に隙間が設けられるように確保されている必要がある。

以上のように、実施の形態１において、感知器１００は、筐体１０と、基板２と、基板２から入力される信号に基づいて音を発生するスピーカ４と、基板２とスピーカ４とを接続するバネ端子５とを備える。これにより、バネ端子５で振動が吸収され、スピーカ４から基板２へ伝導する振動が低減される。その結果、基板２上に実装された電子部品の振動も抑制されるので、感知器１００の振動に対する強度が高まる。また、基板２とスピーカ４との接続にバネ端子５が用いられることにより、スピーカ４からのリード線の配線処理が不要となり、組み立て作業性の良い感知器１００を提供することができる。

ところで、ハンダ付けされたバネ端子５と基板２との接合部位には、スピーカ４からの振動による応力が印加される。上述した感知器１００では、従来のように基板２とスピーカ４とが直接接続される場合に比べ、バネ端子５により振動が吸収され、接合部位へかかる応力が緩和される。したがって、感知器１００では、接合部位の劣化が抑制され、基板２からスピーカ４への良好な信号の伝達が維持される。

また上記の感知器１００において、バネ端子５は、基板２の厚さ方向（矢印Ｚ方向）及び板面方向（矢印Ｐ方向）に弾性変形するものである。これにより、組み付け時において、基板２の厚さ方向及び板面方向の位置決めが容易となる。従来、基板２とスピーカ４とがばね性のない金属製の留め具で接続されたものがあるが、このような構成では組み付け位置の寸法誤差が生じることがある。一方、上述したバネ端子５は、基板２の厚さ方向及び板面方向に弾性変形するため、組み付け時において、取り付け位置の寸法誤差をバネ端子５が吸収し、精度良く位置決めする必要がなくなり、作業性が良い。

また上記の感知器１００において、バネ端子５は、複数の曲げ部（例えば、第１の曲げ部５０ｃ、第２の曲げ部５０ａ及び第３の曲げ部５０ｅ）を有する板バネである。これにより、バネ端子５の構造を簡略化し、簡単に製造することができる。

なお、本発明の実施の形態は上記実施の形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。例えば、筐体１０内に基板２とスピーカ４とが上下に配置される場合にも、接続部材としてバネ端子５を用いることで、接合部位に印加される応力を緩和することができる。なお、煙感知器を例に説明したが、熱感知器等にも適用できることはいうまでもない。

１開口部、１Ａ仕切部材、２基板、２Ａ発光部、２Ｂスイッチ、２Ｃ受光部、２Ｄ光学系配置部、３電池、４スピーカ、４Ａスピーカ端子、４Ｂフレーム、４Ｃ振動板、５バネ端子、６ベース部、６Ａ検煙部、６Ａ１検煙空間、６Ａ２入光穴、６Ｂスピーカ収容部、６Ｃ基板収容部、６Ｄ電池収容部、７蓋部、７Ａ蓋底面、７Ａ１スピーカ孔、７Ａ２スイッチ孔、７Ａ３貫通孔、７Ｂフランジ部、８暗室部、８Ａ発光部、９押込部材、１０筐体、１１第１のカバー、１１Ａ底面部、１１Ａ１導入板、１１Ａ２底面開口部、１１Ｂ側面部、１２第２のカバー、２１上面、２２下面、３１第１面、５０バネ部、５０ａ第２の曲げ部、５０ｂ第１片、５０ｃ第１の曲げ部、５０ｄ第２片、５０ｅ第３の曲げ部、５１スピーカ側爪、５２基板側爪、５３保護部材、６０区画部材、６１ベース下面、６２ベース上面、８１光学台カバー、８１Ａ蓋状部、８１Ｂ網部、８２ラビリンス壁、９１軸部、９２押込面部、１００感知器、２００天井、θ１、θ２、θ３角度。

Claims

筐体と、
前記筐体に配置され、電子部品が実装された基板と、
前記基板から入力される信号に基づいて音を発生するスピーカと、
前記基板と前記スピーカとを接続するバネ端子と、
を備える感知器。
前記バネ端子は、前記基板の厚さ方向及び板面方向に弾性変形する
請求項１に記載の感知器。
前記バネ端子は、複数の曲げ部を有する板バネである
請求項１又は２に記載の感知器。