JP5133597B2 - 集光手段を備えた散乱光式煙検知器 - Google Patents
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Description
例えば、以下の特許文献1に開示の散乱光式煙感知器は、その検煙部を形成する部材(蓋部)に光トラップを設け、この光トラップは、三角突条と水平底部で構成され、水平底部は、三角突条の頂点を通る発光部からの光が到達する深さ以上の深い位置に形成させている〔特許文献1の請求項1、参照〕。
しかしながら、かかる光トラップは、前記した煙感度への改善に実質的に寄与していない。なぜなら、既知の光トラップは、発光部からの一次光の反射光(二次光)による受光部への影響を最小限に抑えるべく設置したものであって〔特許文献1の段落番号0023、参照〕、非火災時において受光部の受光量の低減を意図したものである。このため、この既知技術は、理想的に受光量の低減が実現しても最善でもゼロであるため、理論的には無限大まで受光量の増加が可能な火災時の受光量・増加に比し、その改善の割合が小さく、煙感度への改善に実質的に寄与していないことが判明した。
また好適には、前記受光側錐状領域は、前記受光部側に頂点を有する円錐形の形態であることを特徴とする。さらに好適には、前記反射面は、前記二次光が前記煙検出領域に集光するような傾斜角度で傾斜しかつ前記発光部に対向する斜面であることを特徴とする。さらに好適には、前記斜面は、複数存在し、かつ、前記本体側内平面または前記蓋側内平面に沿って連続する稜線部を有する突起部において形成され、前記稜線部から前記本体側内平面または前記蓋側内平面に向かって傾斜することを特徴とする。
さらに好適には、さらに、ラビリンスを備えることを特徴とする。
さらに本発明は、その第3の態様によれば、本発明の散乱光式煙検知器用検煙部を射出成形するための型であることを特徴とする散乱光式煙検知器用検煙部の成形型を提供する。
すなわち、本発明の集光手段により、火災時にはより多量の散乱光を受光できる一方、非火災時にはより少量の光しか受光することがないため、煙感度を飛躍的に向上させることができたのである。
また、本明細書に用いられる「発光部と受光部とを、発光部からの一次光が受光部に到達しないように配置する」なる用語には、受光部に入射する一次光を遮断するための遮蔽板を設けることによって発光部からの一次光が、直接、受光部に到達しないような配置が包含され、もちろん、このような遮蔽板を用いずに発光部からの一次光が、直接、受光部に到達しないような配置も包含される。
図1は、本発明の実施形態である散乱光式煙検知器21の斜視図である。
図1に示すように、散乱光式煙検知器21は、検知器本体22と検煙部1と保護カバー23とブザー24とから構成され、検知器本体22には、散乱光式検知器が正常に動作するか否かのテスト用およびブザー24一次停止用のスイッチ25/引き紐26(引き紐26は一部省略)が付設される。また、検知器本体22には、ブザー24/検煙部1用の電池と回路基板が収納される。また、検知器本体22は、その背面が天井面や壁面等に予め取り付けた取付けベース(図示せず)に面接触するよう、付設される。
図2は、図1に示した散乱光式煙検知器21を構成する、本発明の実施形態である検煙部1の斜視図である。図3は、図2に示した検煙部1を構成する検煙部本体3を示し、(a)は、検煙部本体3の斜視図であり、(b)は、(a)に示した集光手段15の一部拡大斜視図である。図4は、図2に示した検煙部1を構成する蓋部2の斜視図である。
前記したように、本発明の煙検出領域Zは、本発明の集光手段15,17によって発光部6からの二次光が集光される領域であり、2つの条件によって規定される(特に、図2〜4、参照)。
第1の条件は、発光部6の発光方向中心軸Eと、受光部7の受光方向中心軸Rとの交点を中心とする球状の煙検出領域であって、発光方向中心軸Eは、発光部6からの一次光の発光方向に沿った光束のほぼ中心を通る軸である一方、受光方向中心軸Rは、受光部7の受光方向に沿った散乱光の光束のほぼ中心を通る軸である(図2等、参照)。第2の条件は、球状の前記煙検出領域が、受光側錐状領域S2によって規定されることであり、この実施形態では、受光側錐状領域S2は、受光部7側に頂点を有する円錐形の形態である。このような形態を有するため、受光部7から離れるにつれて拡大し、その結果、煙検出領域Zを広く確保することができる。なお、この実施形態では、一次光側錐状領域S1も、同様に発光部6(点光源)側に頂点を有する円錐形の形態であり、前記球状の煙検出領域を規定している。
以上、本発明の煙検出領域Zは、2つの前記条件によって規定されるため、二次光を高密度で集光することができ、火災時の二次光の散乱光を受光部7によってより多量の光量の光を受光することができ一方、非火災時においては、二次光の煙検出領域Z内への高密度・集光化によって、一次光だけでなく二次光も受光部7に到達することがなく、従来技術と略同等またはより少ない光量しか受光部7が受光しない。その結果、本発明の散乱光式煙検知器21の煙感度は、従来技術に比し、飛躍的に改善できた。
なお、前記円錐形の円錐母線角は、好適には0〜32度、より好適には5度〜27度、最も好適には10〜17度である。また円錐母線角は、有利には、0〜17度、10〜25度、15〜32度である。
図3(b)は、反射面11を有する集光手段15の一部拡大斜視図を示す。この反射面11は、本体側内平面4に沿って連続する稜線部18を有する突起部19において形成され、稜線部18から本体側内平面4に向かって傾斜しかつ発光部6に対向する斜面である。このように反射面11を斜面とすることにより、一次光反射領域を広く確保でき、また、連続形態の稜線部であるため、製造上、有利であってかつ非連続形態に比し、効率的に一次光反射領域を確保することができる。もちろん、稜線部18は非連続の形態であってもよく、この場合、複数の反射面(斜面)を形成することができる。
また、稜線部18は、発光方向中心軸Eに沿って複数形成し、より多量の二次光を煙検出領域Zに集光させることができる。
検煙部本体3に備えられた集光手段15、本体側ラビリンス構成部材5、発光部6、受光部7および突起8は、いずれも検煙部本体3に対し射出成形によって一体成形される樹脂材料からなるものであるが、別部品として形成され接着剤、嵌合などの手段で検煙部本体3に取り付けられてもよい。また、突起8を設けずに、検煙部本体3と蓋部2とを、例えば接着剤のみで結合してもよい。また、検煙部本体3の形状は、略円形であるが、三角形、四角形などの多角形や、楕円形であってもよい。
図4に示すように、蓋部2は、その外形が切頭円錐体の形態を有し、蓋側内平面12を形成する円形平板状の底板と、この底板を包囲するように連設された側面(網部14)とを有する。蓋部2は、この底板の略中央において形成された集光手段17と、集光手段17を包囲するように網部14内面に沿って形成された複数の蓋側ラビリンス構成部材9と、発光部6を覆う発光部カバー6’と、受光部7を覆う受光部カバー7’とを備える。また、蓋部2の発光部6’近傍の網部14の外周には突起10が設けられている。突起10は、検煙部本体3と蓋部2とを結合させるための位置を明確にするためのものであり、突起10を目印とすることにより検煙部本体3と蓋部2との相互の結合位置を容易に特定できる。なお、突起10は必ずしも必要なものではない。また、網部14は、外部からの煙は流入させるが、外部からの蚊、ハエなどの虫の侵入を防止するためのものである。網部14の網目は、四角形状の微小な隙間として形成されているが、円状の微小な隙間として形成されていてもよい。なお、ラビリンス構成部材9は、切頭円錐体の天井部分に相当する底板の蓋側内平面12から図中下方に立設されている。検煙部本体3と同様に、蓋部2底板は、円形の他に、三角形、四角形などの多角形や、楕円形であってよく、これに対応して蓋部2の形状は、頭部が切り取られた三角錐や四角錐などの多角錐体であってよい。なお、蓋部2の側面(網部14)は、図示した実施形態のように成形の容易性の観点から、傾斜した形態が好適であるが、側面が傾斜していない円柱形態の蓋部2であってもよい。また、蓋部2の態様としては、網部14が蓋部2の主要部を構成する構造の他に、別部材としての網部を保持しうるような構造を有する態様(図示せず)であってもよい。
なお、蓋部2に備えられた集光手段17、蓋側ラビリンス構成部材9、発光部カバー6’、 受光部カバー7’、網部14、および突起10は、いずれも蓋部2に対し射出成形によって一体成形される樹脂材料からなるものであるが、別部品として形成され接着剤、嵌合などの手段で蓋部2に取り付けられてもよい。
前記したように、検煙部1は、検煙部本体3と蓋部2とに分割して設けた複数の本体側ラビリンス構成部材5および複数の蓋側ラビリンス構成部材9を有している。この本体側ラビリンス構成部材5と蓋側ラビリンス構成部材9とから、外部からの煙は流入させるが外部からの光は遮光するラビリンス13を形成している。なお、ラビリンス13は、検煙部本体3および蓋部2のうちのいずれか一方に設けられていてもよい。
次に、本発明の集光手段15,17を、添付の図5〜図7に示した実施形態について、さらに詳しく説明する。なお主として、本体側内平面4の集光手段15について説明するが、蓋側内平面12の集光手段17も同様な形態を有し、同様な機能を奏することができる。
図6は、本発明の検煙部1の検煙部本体3における本体側内平面4に形成した反射面11の詳細を示す、図2の検煙部1のラインF−Fに沿って切欠した模式断面図、
図7は、本発明の検煙部1の検煙部本体3における本体側内平面4に形成した反射面11の詳細を示す、図2の検煙部1の蓋部2側から検煙部本体3を鳥瞰した模式図である。
また、複数の斜面(反射面11)は、一次光51が、隣り合う反射面11の間の本体側内平面4に到達しない間隔で配置されており、このため、本体側内平面4での一次光51の反射はなく、より効率的に二次光54を煙検出領域Zに集光させることができる。
まず、発光方向中心軸Eと受光方向中心軸Rとの交点を求め、これを煙検出領域Zの中心点Pとして決定する。一次光到達可能領域M1においてこの中心点Pから任意に延在させた仮想線B,B’(線分B,B’は、以下の仮想中央線を軸に対象)と、一次光51が到達可能な一次光51の拡散範囲を示す線である平面拡散線A,A’との交点C,C’を求める。この点C,C’において、平面拡散線A,A’と仮想線B,B’とのなす角を二等分する二等分線D,D’を作製し、この二等分線D,D’に接するような円弧を形成し、この円弧上において稜線部18を作製することができる。
また、簡易的な製作方法によれば、斜面(反射面11)の前記傾斜角度は、この斜面の略中央部において反射した二次光54が煙検出領域Zにおいて集光するような角度とすることができる。
以上のように作製した稜線部18(図3(b)、参照)は、一次光到達可能領域M1内において、発光部6と稜線部18との間に中心を有する円または近似円の一部を形成するように連設されており、また、前記仮想中央線を対称軸として対称形に形成されている。また前記したように、稜線部18は、発光部6に対向する斜面として反射面11が形成され、この反射面11と内平面4との境界を示す円弧部Xと、反射面11の反対側の斜面と内平面4との境界を示す円弧部Yを有している。
本発明の実施形態である検煙部の成形型は、前記したような検煙部1を射出成形するための型である。型は、例えば金属製の金型を用い、金型は、鋳造、鍛造などにより形成する。検煙部1の射出成形では、射出成形機にセットした金型内に、溶かした樹脂材料を注入し冷却して固めて検煙部1の成形品を製造する。この型を用いて集光手段(15、17)を有する検煙部1を射出成形することにより、短時間で多量の検煙部1を製造することができ、非常に生産性が高い。
6:発光部 7:受光部 11、16:反射面 12:蓋側内平面
15、17:集光手段 21:散乱光式煙検知器 51:一次光 54:二次光
E:発光方向中心軸 R:受光方向中心軸 S1:一次光側錐状領域
S2:受光側錐状領域 Z:煙検出領域
Claims (7)
- 散乱光式煙検知器用の検煙部であって、
検煙部本体と、前記検煙部本体に対応する蓋部とにより前記検煙部を形成してなり、
当該検煙部内において、発光部と受光部とを、前記発光部からの一次光が前記受光部に到達しないように配置すると共に、前記検煙部本体の底板が形成する本体側内平面および前記蓋部の底板が形成する蓋側内平面の少なくとも一方において、前記発光部からの一次光が到達しうる一次光到達可能領域内に集光手段を形成し、
前記集光手段は、前記発光部の発光方向中心軸と前記受光部の受光方向中心軸との交点を中心とする球状の煙検出領域であって前記受光方向中心軸周囲に形成される受光側錐状領域によって規定される煙検出領域に前記発光部からの一次光を反射させることで、前記煙検出領域に二次光を集光させる反射面を有することを特徴とする散乱光式煙検知器用検煙部。 - 前記受光側錐状領域は、前記受光部側に頂点を有する円錐形の形態であることを特徴とする請求項1記載の散乱光式煙検知器用検煙部。
- 前記反射面は、前記二次光が前記煙検出領域に集光するような傾斜角度で傾斜しかつ前記発光部に対向する斜面であることを特徴とする請求項1または2記載の散乱光式煙検知器用検煙部。
- 前記斜面は、複数存在し、かつ、前記本体側内平面または前記蓋側内平面に沿って連続する稜線部を有する突起部において形成され、前記稜線部から前記本体側内平面または前記蓋側内平面に向かって傾斜することを特徴とする請求項3記載の散乱光式煙検知器用検煙部。
- さらに、ラビリンスを備えることを特徴とする請求項1〜4の1つに記載の散乱光式煙検知器用検煙部。
- 請求項1〜5の1つに記載の散乱光式煙検知器用検煙部を備えていることを特徴とする散乱光式煙検知器。
- 請求項1〜5の1つに記載の散乱光式煙検知器用検煙部を射出成形するための型であることを特徴とする散乱光式煙検知器用検煙部の成形型。
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