JP5853143B2

JP5853143B2 - 火災感知器

Info

Publication number: JP5853143B2
Application number: JP2011053914A
Authority: JP
Inventors: 佳武島田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2016-02-09
Anticipated expiration: 2031-03-11
Also published as: TW201237810A; TWI439968B; EP2685437A4; EP2685437B1; EP2685437A1; JP2012190306A; DK2685437T3; WO2012123796A1

Description

本発明は、煙及び熱を感知することにより火災等を検知する火災感知器に関する。

従来の火災感知器として、基板に立設したサーミスタを、煙検知空間を貫通して配置し、温度を検知するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

従来の火災感知器の一例を図５に示す。火災感知器１００は、複数のラビリンス壁１０２を周設した煙検知室１０１と、煙検知室１０１の煙検知空間Ａに光を照射する発光部１０３と、この発光部１０３からの光を直接受光しない位置に配置された受光部１０４と、サーミスタ１０５とを備える。煙検知空間Ａに発光部１０３から受光部１０４に煙による散乱を受けずに入射する光を遮るための遮光壁１０６が立設されている。発光部１０３から見た照射視野と受光部１０４から見た受光視野とが交差する領域が煙検知領域Ｂとなり、この煙検知領域Ｂでの煙による散乱光を受光部１０４で検知し、これにより、煙を検知する。また、遮光壁１０６に貫通孔１０７が形成されおり、この貫通空間内にサーミスタ１０５を挿通させている。このサーミスタ１０５は、煙検知室１０１下方に位置する基板に立設され、温度検知を行うものである。

特開平１１−１８５１７９号公報

上記特許文献１に示されるような火災感知器においては、サーミスタの支持部材が裸で煙検知空間の略中央部分を貫通するので、煙検知空間への煙の流れが阻害されたり、光が散乱されることがある。また、図５に示されるような火災感知器１００においては、遮光壁１０６の体積が大きくなり、ラビリンス壁１０２間の隙間から煙検知空間Ａへの煙の流れが阻害される。このため、検知領域での煙検知の感度が低下し、応答が遅くなることがある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、煙検知空間内を貫通する熱感知センサを備えた火災感知器において、熱感知センサの配置による煙検知の感度及び応答の低下を抑制することができる火災感知器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の火災感知器は、煙検知空間を形成するためのラビリンス壁と、前記煙検知空間に光を照射する発光部、及びこの発光部から発せられた光を直接受光しない位置に配置された受光部と、熱検知センサとを備え、前記発光部からの発光域と受光部による受光域とにより前記煙検知空間内に煙検知領域を構成し、前記ラビリンス壁間の空隙を通って煙検知空間に流入してきた煙による前記煙検知領域での前記発光部からの光の散乱光を前記受光部で受光して火災を検知する火災感知器において、前記発光部及び前記受光部は基板上に実装され、前記熱検知センサは該基板から離れて実装され、前記煙検知空間内は、前記発光部と前記受光部を収納する発光台部と受光台部を有し、前記発光台部及び前記受光台部は、前記基板側から検出対象空間側へ突出して形成され、前記発光台部または前記受光台部の一部に前記熱検知センサを前記基板側から検出対象空間側へ挿通させる貫通孔を形成することを特徴とする。また、この火災感知器において、前記貫通孔は、その体積の一部を前記発光台部の内部もしくは前記受光台部の内部に形成する構成とすることが好ましい。

この火災感知器において、前記煙検知空間には、前記発光部と前記受光部とに挟まれ、かつ、前記煙検知領域を含まない狭領域が形成されており、この狭領域に前記貫通孔が配置されていることが好ましい。

本発明の火災感知器によれば、熱検知センサが挿通される貫通空間が発光部又は受光部のハウジングでもって形成されているので、貫通空間の構成体積を減少でき、煙検知空間内への空気の流れの阻害を低減でき、煙検知の感度及び応答の低下を抑制することができる。

（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る火災感知器の外観図、（ｂ）は同火災感知器の分解斜視図。同上火災感知器における光学基台の斜視図。同上火災感知器を天井面に取付けた場合に下方から見た光学基台の平面図。（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る火災感知器における光学基台の平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸ−Ｘ線矢視断面図。従来の火災感知器における煙感知室の平面図。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る火災感知器について、図１乃至図３を参照して説明する。本実施形態の火災感知器は、煙感知器としての煙感知機能と、熱感知器としての熱感知機能とを備えた複合型のものであり、煙感知又は熱感知の検知レベルが一定の閾値を超えると火災警報を発する装置である。図１（ａ）に示されるように、火災感知器１の外郭は、天井面等に取付けられる樹脂製のボディ２と、センサカバー７で構成される。ボディ２は、ベース２ａとカバー２ｂよりなる。なお、図１、２の斜視図は天地が逆方向になっており、紙面下方側が天井面等に取付けられる側となる。

この火災感知器１の内部構造について、図１（ｂ）を参照して説明する。火災感知器１は、センサカバー７及びカバー２ｂの内部に、回路部品実装用の回路基板３と、回路基板３に装着する煙検知用の光学基台４と、防虫カバー５と、スピーカ６等が収容されて構成される。

センサカバー７は、内部に光学基台４、防虫カバー５、及びスピーカ６を収容して、これらの光学部材を保護する保護カバーとしての役目を有している。また、センサカバー７は、有底円筒状に形成され、その側面には複数の上下方向のみの外殻構造支持部及び開口部が交互に形成されている。外部からの煙は、この開口部を経て防虫カバー５の防虫網の開口を通って光学基台４上の煙検知空間内に侵入するようになっている。

ベース２ａは、樹脂製の略円盤状によって形成されており、例えば、天井面等にねじ止めするために設置面側に２箇所のねじ孔が形成されている。カバー２ｂは、内部に部品を収容すると共に、ベース２ａに近づけながら時計方向に回動させることでベース２ａと結合される。また、センサカバー７及びカバー２ｂは、芯材である金属部、及びこの金属部の周囲にコーティングされる絶縁樹脂で形成される。

防虫カバー５は、虫や埃などが煙感知領域内に入らないように防虫網を有した構造であり、その下端部が光学基台４の周壁と嵌合するように構成されている。また、防虫カバー５の上面にはスピーカ６が嵌合される。スピーカ６は、火災を検知する警報音などを鳴動する機能を有している。

回路基板３は、樹脂製のプリント基板やセラミック基板等が用いられ、発光部８及び受光部９を備える。発光部８は煙検知のための光を照射するＬＥＤ８ａを備える。受光部９はＬＥＤ８ａからの光の煙で散乱された光を検知するＰＤ（フォトダイオード）９ａを備える。また、回路基板３は、熱検知用のサーミスタ３ａと、受光部９及びサーミスタ３ａにより煙検知及び熱検知された検知信号等を基に火災発報信号を出力するマイコン等の回路部品とを、さらに備える。

光学基台４は、ＬＥＤ８ａとＰＤ９ａをそれぞれ収納するための、ハウジングである発光台部８ｂと受光台部９ｂとを有する。この発光台部８ｂにはサーミスタ３ａを挿通させる貫通空間Ｃを形成する貫通孔１５が一体に形成されている。サーミスタ３ａは、先端のサーミスタ素子部と、基板３へ電気接続するためのリードとを有し、回路基板３の部品実装面に立設して実装される。

光学基台４の発光台部８ｂに底面側からＬＥＤ８ａが収納され、受光台部９ｂにＰＤ９ａが収納される。サーミスタ３ａは貫通空間Ｃ内に挿通されて装着される。サーミスタ３ａは回路基板３から光学基台４を貫通して突出し、サーミスタ素子部が回路基板３から離れて実装される。

光学基台４の詳細構成をさらに説明する。光学基台４は、図２に示されるように、有底円筒状を成し、略円板状の底板１１と、底板１１面に突設された周壁１２と、周壁１２に沿って底板１１に立設された複数のラビリンス壁１３とをさらに備え、それらと発光台部８ｂ及び受光台部９ｂとを一体に形成している。なお、光学基台４はラビリンス壁１３を含む各部位での光の反射を抑えるために、黒色の合成樹脂により形成してもよい。

ラビリンス壁１３は、水平断面が略Ｆ字形を成す隔壁からなり、それらの周設により円筒状に囲まれ、水平断面が円形の煙感知室を光学基台４上に形成し、この煙感知室により外部から侵入した煙を検出するための煙検知空間Ａを形成する。これらの隣接するラビリンス壁１３の間にできる煙導入路は、一端が外部と連通して煙導入口となり、他端が煙検知空間Ａに連通している。ここでは、煙導入路中でラビリンス壁１３のＦ字状の曲がり突起によって、外光が煙検知空間Ａ内に直接には入射しないようになっている。

発光台部８ｂ及び受光台部９ｂは、光学基台４の底板１１から光学基台４の煙検知空間Ａ側に台状に突出して形成され、ＬＥＤ８ａ及びＰＤ９ａを収納するための貫通孔８１、９１とを有する。また、これら貫通孔８１、９１にそれぞれ連続する溝が形成されている。また、発光台部８ｂ及び受光台部９ｂは、それらの側壁となって貫通孔８１、９１とそれらに繋がる溝とを取り囲む周壁８３、９３を有する。また、各発光台部８ｂ及び受光台部９ｂは、それらの溝にレンズ等の光学部品が取付けられて、各レンズの光軸が煙検知空間Ａの中心方向を向き、かつ、所定の角度で互いに交差するように配置されている。これらレンズは、ＬＥＤ８ａの発光面及びＰＤ９ａの受光面にそれぞれ対向しており、このレンズによってＬＥＤ８ａの発光は集光され煙検知空間Ａに照射される。

また、貫通孔１５は、発光台部８ｂに、基板３側から検出対象空間（部屋）側へ貫通して形成される。貫通孔１５は、発光台部８ｂの周壁８３の一部を突出させた突出部８３ａの内方に形成されている。これにより、貫通孔１５の約半分の体積が、発光台部８ｂ内に収納される。なお、貫通孔１５は発光台部８ｂと一体であれば、周壁８３に限らず、どのような部位に構成してもよく、また、発光台部８ｂの外形を変えず、貫通孔１５全体を発光台部８ｂに収納してもよい。

図３に示すように、光学基台４において、発光台部８ｂ及び受光台部９ｂは、それらにレンズ等の光学部品を取着した状態で、回路基板３が取り付けられＬＥＤ８ａ及びＰＤ９ａが収納される。このとき、サーミスタ３ａは、発光台部８ｂの貫通孔１５を貫通して、センサカバー７の天面付近まで伸ばすことができ、煙等による熱を検知し易い位置に配置される。

発光台部８ｂ及び受光台部９ｂは、それぞれの発光面の光軸８０と、受光面の光軸９０との平面視の交点Ｐが煙検知空間Ａの中心に位置するように形成されている。ラビリンス壁１３で囲まれた煙検知空間Ａの、発光部８の発光台部８ｂからの光の発光域と、受光部９の受光台部９ｂにおける受光域とがオーバーラップする領域を煙検知領域Ｂとしている。この煙検知領域Ｂにおいては、ＬＥＤ８ａを収納した発光台部８ｂからの光が煙の粒子により散乱されて発生した散乱光が、ＰＤ９ａを収納した受光台部９ｂで感度高く検知される。

また、煙検知空間Ａにおいては、発光台部８ｂと受光台部９ｂとによって挟まれ、かつ、煙検知領域Ｂを含まない狭領域Ｒと、狭領域Ｒ以外の領域で、かつ、煙検知領域Ｂを含む広領域Ｑとが形成される。この狭領域Ｒは、平面視で発光部８と受光部９の各光軸８０、９０が成す交点Ｐから３６０°の方向を見て、発光台部８ｂと受光台部９ｂで挟まれる狭い方の領域であって、煙検知領域Ｂを含まない領域である。発光台部８ｂの貫通孔１５は、配置し易い広領域Ｑ側に対向する周壁８３に位置されている。

本実施形態によれば、サーミスタ３ａが挿通される貫通空間Ｃが発光台部８ｂと一体に形成されるので、貫通空間Ｃを構成する体積を減少でき、煙検知空間Ａ内への空気の流れの阻害を低減でき、煙検知の感度及び応答の低下を抑制することができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る火災感知器について、図４（ａ）（ｂ）を参照して説明する。本実施形態は、前記実施形態において、光学基台４の煙検知空間Ａにおける貫通空間Ｃが、発光台部８ｂと受光台部９ｂとに挟まれ、かつ、発光部８及び受光部９とによる煙検知領域Ｂを含まない狭領域Ｒ側に配置されているものである。

本実施形態の光学基台４においては、サーミスタ３ａを挿通する貫通空間Ｃは、発光台部８ｂの照射方向に沿う周壁８３のうち、煙検知空間Ａ内の狭領域Ｒ側に対向する壁側に形成されている。サーミスタ３ａは、前記と同様に、基板３に立設した状態で貫通孔１５に挿通され、光学基台４より突出する形で配置される。この場合も、前記と同様に、貫通孔１５はその約半分程度の体積が、発光台部８ｂ内に収納されている。なお、ラビリンス壁１３は、断面をＬ字型とし構成を簡単にしている。

この煙検知空間Ａの狭領域Ｒは、前述のように、平面視で発光部８と受光部９の各光軸８０、９０が成す交点Ｐから見て、発光台部８ｂと受光台部９ｂで挟まれ、煙検知領域Ｂを含まない領域を言う。遮光壁１４は、狭領域Ｒ側に位置する。

光学基台４は、サーミスタ３ａ等の回路部品を回路基板３に装着するために、発光台部８ｂに貫通孔１５の底部を底上げするための円筒状の底上台１６を有する。貫通孔１５は、この底上台１６と一体形成され、サーミスタ３ａは、その支持柱が底上台１６内で回路基板３へ装着され、底上台１６を貫通して貫通孔１５に挿通される。

本実施形態によれば、発光台部８ｂにおいて、貫通孔１５を形成する周壁８３が煙検知空間Ａの狭領域Ｒ側に対向するように設けられる。このため、煙検知領域Ｂから見て貫通孔１５により一部突出した周壁８３の突出部８３ａの位置が発光台部８ｂのブロックの影に隠れる状態となる。従って、ノイズとなる光が、突出部８３ａに到達することが少く、到達したとしても、さらに発光台部８ｂに到達するまでに多重反射により減衰する。突出部８３ａは、光のパワーが減衰されて到達する位置に配置されていることになり、光学的に悪影響を与えることが少ない。これにより、受光部９が煙検知領域Ｂの煙による散乱光以外の光を検知しないようにして、ノイズ光による見かけ上の煙粒子の増加による誤動作を避けることができ、煙の検知精度と信頼性を、より高めることができる。

また、熱感知センサ等の部品を配置するために底上台１６を設けても、底上台１６に到達する散乱光からの光のパワーが減衰されて小さいので、上記と同様に、底上台１６による光学的影響は少ない。すなわち、底上台１６からの散乱光が受光部９に入射することはなく、若しくは入射しても十分に減衰された光となり、光学的な影響がなくなる。

なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記各実施形態では、サーミスタ３ａを挿通する貫通空間Ｃを発光台部８ｂに配置したが、受光台部９ｂ内に配置してもよい。また、発光台部８ｂ及び受光台部９ｂにそれぞれに貫通空間Ｃを設け、温度感知レベルの異なる複数の熱感知センサ等をそれそれ挿通してもよい。また、貫通空間Ｃに挿通するセンサを熱温度センサ以外の、ガスセンサや、湿度センサ等の他の環境測定センサとしてもよい。

１火災感知器
３回路基板
３ａサーミスタ（熱検知センサ）
４光学基台
８発光部
８ａＬＥＤ
８ｂ発光台部（ハウジング）
９受光部
９ａＰＤ
９ｂ受光台部（ハウジング）
１３ラビレンス壁
１５貫通孔（貫通空間を構成）
Ａ煙検知空間
Ｂ煙検知領域
Ｃ貫通空間
Ｒ狭領域

Claims

煙検知空間を形成するためのラビリンス壁と、前記煙検知空間に光を照射する発光部、及びこの発光部から発せられた光を直接受光しない位置に配置された受光部と、熱検知センサとを備え、前記発光部からの発光域と受光部による受光域とにより前記煙検知空間内に煙検知領域を構成し、前記ラビリンス壁間の空隙を通って煙検知空間に流入してきた煙による前記煙検知領域での前記発光部からの光の散乱光を前記受光部で受光して火災を検知する火災感知器において、
前記発光部及び前記受光部は基板上に実装され、前記熱検知センサは該基板から離れて実装され、
前記煙検知空間内は、前記発光部と前記受光部を収納する発光台部と受光台部を有し、
前記発光台部及び前記受光台部は、前記基板側から検出対象空間側へ突出して形成され、前記発光台部または前記受光台部の一部に前記熱検知センサを前記基板側から検出対象空間側へ挿通させる貫通孔を形成することを特徴とする火災感知器。
前記貫通孔は、その体積の一部を前記発光台部の内部もしくは前記受光台部の内部に形成する構成とすることを特徴とする請求項１記載の火災感知器。
前記煙検知空間には、前記発光部と前記受光部とに挟まれ、かつ、前記煙検知領域を含まない狭領域が形成されており、この狭領域に前記貫通孔が配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の火災感知器。