JP4650455B2 - 煙感知器 - Google Patents

Description

本発明は、発光部と受光部とを内装した煙感知室内に煙を流入させて、煙による散乱光を検知して、火災警報を出力する光電式の煙感知器の改良に関する。

この種の煙感知器としては、天井面等に取り付けられるベースの下方に、発光部と受光部とを備えた煙感知室を内装した感知器ヘッドを設け、複数のラビリンス壁を周設した煙感知室内に、発光部を設けるとともに、この発光部から発せられた光を直接受光しない位置に受光部を設けて感煙領域を構成し、ラビリンス壁に形成された煙流入口を通って感煙領域に流入して来た煙による散乱光を受光部で受光させ、受光信号が閾値を超えたときに火災発報信号を出力して火災警報を行うものが知られている。
また近時においては、警報音だけでなく、音声メッセージで火災警報を出力させるために、従来のブザーに変えて、感知器ヘッド内にスピーカを収容した煙感知器も開発されている。
下記特許文献１には、外カバー（感知器ヘッド）の２段に絞り込んだ先端部分に、煙感知室を備えた検煙部カバーに続いて、回路基板を組み込み、該回路基板に対し電気的に接続されたスピーカが組み込まれ、感知器ヘッドにスピーカの音孔が形成されたものが開示されている（特許文献１・図７参照）。
特開２００５−３５２９３２号公報

しかしながら、このような構造のものは、上述のように感知器ヘッドにスピーカの音孔が形成されているため、音孔側はスピーカを振動させ、良好な音を鳴動させるための空気を確保することができるが、スピーカの裏面側（スピーカの音が発生する面に対して裏面側）は検煙部カバーで仕切られた状態となっているため、音圧が低下してしまい、音圧の高い警報音を鳴動させることができる煙感知器を構成することができなかった。
そこで、例えば音圧を低下させないために、スピーカの側面周辺に通気孔を形成することが考えられるが、この場合は、火災警報時のスピーカの鳴動によって生じる振動で、煙感知室内に空気が流入してしまう。特に、発光部と受光部の光軸が交わる一帯に構成される感煙領域に空気が流入すると、煙感知室内の煙濃度や温度が一時的に低下して悪影響を与えることが考えられる。また、このような通気孔を設ける場合には、煙感知室内にその通気孔を通じて外光が入って煙感知感度が低下することがないよう配慮するも必要があった。

本発明は、このような事情を考慮して提案されるものであり、音圧の高い警報音を鳴動させることができ、煙感知感度のよい煙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、請求項１に記載の煙感知器は、天井面等に取り付けられるベースの下方に、発光部と受光部とを備え複数のラビリンス壁が周設された煙感知室を内装し、該煙感知室の下方にはスピーカを収容するとともに底部に複数の音孔が形成された感知器ヘッドを設けた煙感知器において、上記煙感知室内には、上記発光部及び上記受光部のそれぞれの光軸の交差点を中心点とした感煙領域を備え、上記煙感知室と上記スピーカとの間には、隔離壁を該スピーカとの間に隙間が形成されるように支持された状態で介在させており、該隔離壁には、上記感煙領域の外周付近に対応する位置に通じる通気孔が複数設けられていることを特徴とする。
請求項２に記載の煙感知器では、前記通気孔は、前記ラビリンス壁と前記ラビリンス壁との間に対応する位置に通じるよう形成されていることを特徴とする。
請求項３に記載の煙感知器では、前記ラビリンス壁には、前記通気孔に整合させて形成された貫通孔が設けられていることを特徴とする。

請求項１に記載の煙感知器によれば、煙感知室と感知器ヘッドに設けられたスピーカとの間には、感煙領域内の外周付近に対応する位置に通じる通気孔が複数設けられた隔離壁を介在させているので、スピーカを十分に振動させるために必要な通気性を音孔側だけでなく、煙感知室側も確保できる。よってスピーカから十分な音圧の警報音を鳴動させることができ、報知能力の高い煙感知器となる。
またスピーカの振動が作用して流入する空気が煙感知に影響を与えず、火災警報時でもスピーカの振動により煙感知感度が低下することがない信頼性の高い煙感知器を構成することができる。
更に、感知器ヘッドに形成された音孔と煙感知室の間には、スピーカ及び隔離壁が存在するので、音孔から入り込む光を遮断することができ、煙感知感度のよいものとすることができる。

請求項２に記載の煙感知器によれば、通気孔は、前記ラビリンス壁と前記ラビリンス壁との間に対応する位置に通じるよう形成されているので、スピーカの鳴動に伴う振動によって煙感知室に流入しようとする空気は、通気孔を通じて煙感知室のラビリンス壁とラビリンス壁の間に流入するので、煙感知室の感煙領域に空気が直接流入することを防ぐことができる。よって、スピーカが火災警報の鳴動により振動しても、感煙領域に空気が流入せず、火災を検知しにくくなることを防止して、火災が発生し続けているにも関わらず、スピーカによる警報音が鳴り止んでしまうといった不具合を防止することができる。

請求項３に記載の煙感知器によれば、通気孔は、ラビリンス壁に形成した貫通孔に整合させているので、通気孔を通じて流入してきた空気は、煙感知室内に充満することなく、ラビリンス壁に形成した貫通孔を通じて、煙感知室外へ排気することができる。よって、煙感知室内に空気が流入せず、スピーカの振動に起因して煙感知感度が低下することを防ぐことができる。

以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明し、第１の実施形態を図１〜図４、第２の実施形態を図５、図６に示す。

図１は、本発明の煙感知器の一例を示す縦断面図、図２は同煙感知器の分解斜視図である。
図中、Ａは煙感知器、２は天井面等に取り付けられるベース部（ベース）、１は煙感知室Ｓを構成する光学基台、３は後記する隔離壁３０を備えた防虫カバー、４はスピーカ、５は有底筒型で底に複数の音孔５ａが形成され感知器ヘッドである。図中４Ａは音孔側、４Ｂは煙感知室側を示している。
煙感知器Ａは、図１、図２に示すように、天井面等に取り付けられるベース部２と、発光ダイオードＬやフォトダイオードＰＤの光学系素子や受光信号を監視して閾値を超えたときに火災発報信号を出力する投受光回路やマイコン（不図示）等の回路部品が実装される回路基板２ａと、煙感知室Ｓが設けられ、発光ユニット１０、受光ユニット１１等の光学系部品とラビリンス壁１２を備えた光学基台１と、煙感知室Ｓの内部に虫等が侵入するのを防止する防虫カバー３と、火災を検知すると警報音を鳴動する板状のスピーカ４と、感知器ヘッド５とで構成される。
回路基板２ａを光学基台１に取り付けた状態でベース部２に収容し、光学基台１の周縁に形成された結合溝１３ａに防虫カバー３を被せて結合し、更に、防虫カバー３に形成された支持部３ｂの嵌合部３ｂａにスピーカ４を嵌め入れた後、感知器ヘッド５をベース部２の開口２１に嵌合させて、天井面等に取り付けられるようになっている。

煙感知室Ｓは、横断面が円状の光学基台１で構成され、光学基台１は底面１ａと周壁１３とを有し、上方を開口した有底筒状体となっており、光学基台１には、後記する発光ユニット収容部１６と受光ユニット収容部１７（図４参照）とが形成され、周壁１３の内側には結合溝１３Ａが形成されている。そして煙感知室Ｓには、発光ユニット１０と受光ユニット１１とを取り囲むようにして、複数のラビリンス壁１２が周設されている。尚、煙感知室Ｓについては、後に図４を参照しながら詳しく説明する。

防虫カバー３は、合成樹脂等により筒状に形成され、その周壁３ａには周方向に沿って帯状の窓孔３ｃが複数開口されており、窓孔３ｃは、後記する感知器ヘッド５の開口窓５ｂよりも狭い隙間で構成され、煙感知室Ｓ内に虫や埃等の異物が侵入するのを防止している。そして防虫カバー３には、煙感知室Ｓとスピーカ４との間を仕切るように、複数の通気孔３０ａが形成された隔離壁３０が一体に形成されており、通気孔３０ａは、煙感知室Ｓに通じ、煙感知室Ｓのラビリンス壁１２に対応する位置に形成されている。

スピーカ４は、良好な音質のダイナミックスピーカやピエゾ素子等の圧電素子を用いた圧電スピーカ等を用いることができる。このようなスピーカ４を用いれば、従来のブザーによる警報音とは異なり、音声合成や予め記憶させた所定の警報パターンを出力することが出来る。スピーカ４の外周縁は突起部４ａが形成されており、防虫カバー３の嵌合部３ｂに嵌め込まれた状態で、感知器ヘッド５を被せるとスピーカ４の音孔側４Ａ及び煙感知室側４Ｂの両面に一定の空隙を形成することができる。
感知器ヘッド５は、煙感知室Ｓに煙を流入させるために、格子状に枠組された多数の窓枠で仕切られた多数の開口窓５ｂが設けられおり、スピーカ４を感知器ヘッド５の下方に収容させるために、防虫カバー３よりも大きく深く形成されている。
このように、隔離壁３０が防虫カバー３に一体に形成され、固定一体となった状態で、防虫カバー３を光学基台１の結合溝１３ａに被せて結合させた後、スピーカ４を防虫カバー３の嵌合部３ｂａに嵌合させ、感知器ヘッド５を被せれば、スピーカ４を感知器ヘッド５と隔離壁３０の間に簡単に収容することができる。
尚、隔離壁３０は防虫カバー３に一体に形成されるものに限定されず、円形の板体として別途形成し、防虫カバー３に嵌め込まれるものであってもよく、要は煙感知室Ｓとスピーカ４との間に介在するよう設置されるものであればよい。

図１中、矢印ｄ１は空気の流れの一例を示しており、このように隔離壁３０の通気孔３０ａが煙感知室Ｓに通じ、ラビリンス壁１２に対応する位置に複数形成されているため、開口窓５ｂから流入した空気は、スピーカ４の煙感知室側４Ｂを通って通気孔３０ａを通じ、煙感知室Ｓの感煙領域１５へ流れることなく、再び開口窓５ｂから排気される。これによりスピーカ４の煙感知室側４Ｂ面の通気性を確保することができるので、十分にスピーカ４を振動させることができ、音圧の高い警報音を鳴動させることができる煙感知器Ａを構成することができる。

図３は本発明の煙感知器に備えられた防虫カバーの斜視図であり、スピーカ４が設置される面側から見た斜視図を示している。の図）、図４は同煙感知器に備えられた煙感知室の平面図（天井面に取り付けた場合に下方から見た平面図）である。
防虫カバー３は、上述のように、筒状に形成され、その周壁３ａには円周方向に沿って複数形成された帯状の窓孔３ｃを備え、煙感知室Ｓとスピーカ４との間を仕切るように設けられた円板状の隔離壁３０には、複数の通気孔３０ａが煙感知室Ｓに周設されているラビリンス壁１２に対応する位置、即ち通気孔３０ａから煙感知室Ｓに流入する空気が後記する感煙領域１５に流入しないよう形成されている。
隔離壁３０のスピーカ４が設置される面には、スピーカ４が一定の隙間をもって支持されよう形成された支持部３ｂが形成されており、その支持部３ｂの内周側は、スピーカ４の煙感知室側４Ｂ面が嵌めこまれるよう切欠形状の嵌合部３ｂａを備えている。

図４は同煙感知器に備えられた煙感知室の平面図（天井面に取り付けた場合に下方から見た平面図）であり、隔離壁を備えた防虫カバーと一体になった状態を示しているため、通気孔等を２点鎖線で示している。
発光素子として発光ダイオードＬ等で構成される発光ユニット１０、受光素子としてフォトダイオードＰＤ等で構成される受光ユニット１１は、光学基台１とは別体に構成された回路基板２ａ上に、両者の光軸Ｌ１，Ｌ２が所定の角度θ（例えば１３０度）をもって交差するように実装されており、２つの光軸Ｌ１，Ｌ２の交差点が感煙領域１５の中心点となる。光学基台１とこの回路基板２（図１参照）とをベース部２に収容し、両者を組付けたときに、それぞれの収容部１６，１７に収容され、内装されるようになっている。

複数のラビリンス壁１２のそれぞれは、光学基台１の周壁１３より突出するようにして底面１ａより立設され、周壁１３から突出した部分に形成された空隙が煙流入口１４を構成している。また、ラビリンス壁１２は、それぞれの先端１２ｂを先細り状にして感煙領域Ｓに向けて屈曲させるとともに、屈曲部１２ａより周壁１３ｂ側に小突起１２ｃを突出させた形状にしており、これによって、煙流入口１４から侵入して来る外光を屈曲部１２ａと小突起１２ｃとで煙感知室１の外方に反射させるとともに、煙流入口１４より侵入した煙を感煙領域１５に誘導している。
また、それぞれの先端１２ｂを先細り状にすることで、発光ユニット１０からの光を受けたとき、反射光を散乱させることで、受光ユニットに直接入光させないようにしている。そしてラビリンス壁１２は、受光ユニット１１に対向した部分と、それ以外の部分とで形状を異ならせており、前者のものは、周壁１３ｂ側を末広形状１２ｄにすることで、隣接するラビリンス壁１２の隙間から受光ユニット１１に直接入光させないようにしている。

更に本実施形態では、感煙領域１５の付近に遮光壁１９が設けて、発光ユニット１０からの出射光が直接受光ユニット１１に入射するのを防いだ例を示している。そして、発光ユニット１０と受光ユニット１１とで挟まれ部分に設けられたラビリンス壁１２の感煙領域１５側に向いた端部１２ｅと、遮光壁１９がラビリンス壁１２と対向する対向端部１９ａとは仕切部材１８で連結され、該仕切部材１８で煙誘導壁を構成している。この仕切部材１８によって、煙流入口１４から流入してきた煙は、発光ユニット１０と受光ユニット１１とで挟まれた部分に滞留することなく、感煙領域１５へと誘導される。
尚、ラビリンス壁１２の形状は図例に限定されるものではなく、また遮光壁１９、仕切部材１８、ラビリンス壁１２は図例のように別部材を組合わせたものに限定されず、一体形成されるものであってもよい。

以上によれば、煙感知室Ｓの外周付近に対応する位置に通気孔３０ａが複数形成された隔離壁３０が設けられている、スピーカ４を十分に振動させるために必要な通気性を音孔側４Ａだけでなく、煙感知室側４Ｂも確保することができる。よってスピーカ４の音圧を低下させることなく、十分な音圧で鳴動させることができる。
また、感知器ヘッド５に形成された音孔５ａと煙感知室Ｓの間には、スピーカ４及び隔離壁３０が存在するので、音孔５ａから入り込む光を遮断することができ、煙感知感度のよいものとすることができる。
図４からも明らかなように隔離壁３０に形成された通気孔３０ａは、ラビリンス壁１２とラビリンス壁１２の間に形成されている。これによれば、スピーカ４の振動によって煙感知室Ｓに流入しようとする空気は、通気孔３０ａを通じて煙感知室Ｓのラビリンス壁１２とラビリンス壁１２の間に流入するので、煙感知室Ｓの感煙領域１５に空気が直接流入することを防ぐことができる。よって、スピーカ４が火災警報の鳴動により振動しても、感煙領域１５に空気が流入せず、火災を検知しにくくなることを防止して、火災が発生し続けているにも関わらず、スピーカ４による警報音が鳴り止んでしまうといった不具合を防止することができる。

図５、図６は、煙感知器の他の実施形態を示すものあり、図５は光学基台の斜視図、図６は煙感知室の平面図（天井面に取り付けた場合に下方から見た平面図）である。 尚、図５の斜視図は、回路基板（図１参照）に実装されている発光素子Ｌ、受光素子ＰＤと固着される前の光学基台１を示しており、図中の矢印ｄ２は空気の流れを示している。図６は回路基板及び隔離壁を備えた防虫カバーと一体になった状態を示しているため、通気孔等を２点鎖線で示している。上述の実施形態と共通する部分は同一の符号を付し、その説明は割愛する。

この実施形態（第２の実施形態）は、上述の実施形態（第１の実施形態）とは、ラビリンス壁１２に、通気孔３０ａに整合させて形成された貫通孔１２ｆが設けられている点が異なり、この実施形態では、該貫通孔１２ｆと通気孔３０ａが整合するように、隔離壁３０に形成された通気孔３０ａは、ラビリンス壁１２とラビリンス壁１２の間ではなく、ラビリンス壁１２の上部に通じる位置に形成されている点が上述のものとは異なる。
光学基台１の底面１ａにはボス部１ｂが形成されており、回路基板２ａと密着することなく、図５に示すように通気孔３０ａ、そして貫通孔１２ｆを通じて流れてきた空気が矢印ｄ２方向へ排気できるよう構成されている。
そして図６に示すように、隔離壁３０に形成された通気孔３０ａは、ラビリンス壁１２に対応する位置、即ちこの例では、ラビリンス壁１２に形成される貫通孔１２ｆに整合するように形成されている。

以上によれば、通気孔３０ａを通じて流入してきた空気を、煙感知室Ｓ内に流入させることなく、ラビリンス壁１２に形成した貫通孔１２ｆを通じて、煙感知室Ｓ外へ排気することができる（図５矢印ｄ２参照）。よって、煙感知室Ｓ内に空気が流入せず、スピーカ４の振動に起因して煙感知感度が低下することを防ぐことができる。
ここで、貫通孔１２ｆは、図例のものに限定されず、ひとつのラビリンス壁１２に複数設けたものとしてもよく、通気孔３０ａはこれに整合するようにラビリンス壁１２に沿うように複数形成したものとしてもよい。また、貫通孔１２ｆと整合して形成される通気孔３０ａだけでなく、図４の例のようにラビリンス壁１２とラビリンス壁１２との間に対応する位置に設けられた通気孔３０ａを備えたものとしてもよい（即ち、第１の実施形態と第２の実施形態を組合わせた構成）。これによれば、貫通孔１２ｆと整合する通気孔３０ａに流入した空気は、貫通孔１２ｆを通じて、煙感知室Ｓ外へ排気され、ラビリンス壁１２とラビリンス壁１２との間に対応する位置に設けられた通気孔３０ａに流入した空気は、感煙領域１５に流れ込むことがないので、スピーカ４の振動に起因して煙感知感度が低下することを防ぐことができる。

尚、煙感知器Ａの組み付け構成や組み付け手順、内部構成等は、上述の例、図示した形状に限定されるものではない。またサーミスタ等の熱感知素子を備えたものとし、煙感知機能だけでなく、熱感知機能を備えた煙感知器Ａにも適用可能であることは言うまでもない。

本発明の煙感知器の一例を示す縦断面図 本発明の煙感知器の分解斜視図 本発明の煙感知器に備えられた防虫カバーの斜視図 本発明の煙感知器に備えられた煙感知室の平面図（天井面に取り付けた場合に下方から見た平面図） 本発明の煙感知器の別の実施形態であり、煙感知器に備えられた光学基台の斜視図 本発明の煙感知器の別の実施形態であり、煙感知室の平面図（天井面に取り付けた場合に下方から見た平面図）

Ａ 煙感知器
１ 光学基台
２ ベース部（ベース）
３ 防虫カバー
３０ 隔離壁
３０ａ 通気孔
４ スピーカ
５ 感知器ヘッド
１０ 発光ユニット（発光部）
１１ 受光ユニット（受光部）
１２ ラビリンス壁
１５ 感煙領域
Ｓ 煙感知室

Claims (3)

1. 天井面等に取り付けられるベースの下方に、発光部と受光部とを備え複数のラビリンス壁が周設された煙感知室を内装し、該煙感知室の下方にはスピーカを収容するとともに底部に複数の音孔が形成された感知器ヘッドを設けた煙感知器において、
   上記煙感知室内には、上記発光部及び上記受光部のそれぞれの光軸の交差点を中心点とした感煙領域を備え、
   上記煙感知室と上記スピーカとの間には、隔離壁を該スピーカとの間に隙間が形成されるように支持された状態で介在させており、該隔離壁には、上記感煙領域の外周付近に対応する位置に通じる通気孔が複数設けられていることを特徴とする煙感知器。
2. 請求項１において、
   前記通気孔は、前記ラビリンス壁と前記ラビリンス壁との間に対応する位置に通じるよう形成されていることを特徴とする煙感知器。
3. 請求項１又は請求項２において、
   前記ラビリンス壁には、前記通気孔に整合させて形成された貫通孔が設けられていることを特徴とする煙感知器。

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