JPH0820363B2 - 火災検知器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセンサーを備えた室を有する火災検知器に関
する。上記のセンサーは光学的煙センサーのような燃焼
物を検知するセンサーである。

〔従来の技術〕

従来から知られているように光学的センサーは発光器
としての発光ダイオード（LED）と外気からの煙に接近
可能な室内に配置した受光器としてのフォトダイオード
とを備える。室内には発光器及び受光器の光学軸が通常
互に角度をなして配設されている。これらの光学軸は煙
が最初に出現する室の中央領域で出会うようにされてい
て効率的に検知する。ここに角度とは火災検知器が通常
天井に設けられた場合の垂直平面内の角度を云い、発光
器と受光器との間には直接の光伝達径路が存在しない。
上記は発光器から出た疑似の反射が受光器に到達するの
を用心したものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような光学センサーを使用した火災検知器は多く
の光学的難問題をかかえている。通常煙は網を通って室
内に入るが、網の寸法を極めて小さい昆虫の侵入を防止
するのに十分な程に小さくすることは不可能で、このた
め侵入した昆虫によって光の散乱を起しまた間違いの警
報を発することになる。また、従来の網の配列では、ガ
ス流で運ばれる煙が垂直面内において種々の方向から検
知器に打当るので繰返しての検知をすることができな
い。このような種々の方向からの打当りは通常ガス流の
速度の変化に原因する。

本発明の目的はすぐれた検知性を備え、かつ昆虫等の
物体によって引起される間違の警報を減少するように室
内に配設された光学的センサーを有する火災検知器を提
供することである。

本発明の別の目的は、ガス状媒体の速度変化において
従来よりもすぐれた粒子又はガスの検知器を提供するこ
とである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、天井面等の設置面に配設される火災
検知器であって、基板を有して外気に開口した室を備
え、上記基板の周縁領域は、火災検知器が設置される平
面と好ましくは平行な単一の平面上に位置し、基板の周
縁領域の内側には互いに対向した一対の傾斜した凹所が
形成され、上記両凹所は、その横方向に上記基板を横断
して延在する略中央の隆起において出会うように形成さ
れ、発光器が、一方の凹所の上記隆起から離れた端部
に、前記凹所に沿って向けられた光学経路を有するよう
に取り付けられ、受光器が、他方の凹所の上記隆起から
離れた端部に、前記凹所に沿って対向する光学経路を有
するように取り付けられた火災検知器において、上記の
両光学経路を上記単一の平面に対して夫々異なった角度
に形成し、それにより、発光器及び受光器の光学軸が、
上記隆起から実質的に横方向に離間された上記室内の位
置において170°〜135°の角度をなして出会い、上記両
光学経路が、周縁領域を含む平面と平行な平面において
３°〜12°の角度をなして配置されていることを特徴と
する火災検知器が提供される。

又本発明によれば、天井面のような平坦面に設置する
粒子又はガスの検知器であって、センサーを含み、設置
面に略平行な面内に延びた一つ以上の開口を介して外気
に開口した室を備えたものにおいて、火災検知器のケー
シングの一部が開口の外方に延びかつ開口の平面に略平
行に流れるガス流の少なくとも一部が変向されて開口の
平面に直角に通過するように形成された粒子又はガスの
検知器が提供される。

〔実施例〕

以下添付図面について本発明の実施例を説明する。

火災検知器は天井２に取付けられるべきコップ状の本
体１と、基板３と、ケーシング４と、略平坦な環状網５
とを備え、ケーシング４と基板３とによって室６を区画
形成する。網５の開口面積は、昆虫の飛込みによって火
災警報を鳴らさないように１mm²以下であることが好ま
しい。しかし網の開口寸法を過度に小さくすることがで
きない。開口寸法を過度に小さくすると煙の通過を妨げ
ることになる。

本体１はピラー８を有する箱７を含み、該ピラー８は
プリント回路板12の半径方向縁部11を抱持するあご9,10
を有する。夫々のあご9,10は回路板12の固定接点（図示
せず）に接触する可撓性の電気ワイパー・コネクター13
を備える。

基板３は円形状をなし、その平坦な周縁領域14に直立
状の壁15が形成され、直立壁15の上部の内側に肩部16が
形成されている。領域14の内側において基板３には該基
板の中心線から偏倚した弧状隆起17が形成されている。
該隆起17の上面18は領域14の上面を含む平面に位置す
る。又第２図に示すように、隆起17は狹端部19から広端
部20に亘ってテーパが付けられ、また同様にテーパを付
けた中央溝21が形成されている。中央溝21の中心線は基
板に対して偏倚しまた例えば約２°の小角だけ基板の中
心線から傾いている。

隆起17の両側には水平状の平坦部24,25に至るまで傾
斜部22,23が形成されている。傾斜部22と水平状平坦部2
4とには端部27に至る第１溝26が設けられ、傾斜部23と
平坦部25には端部29に至る第２溝28が設けられている。
第２図に示すように、溝26は中心線30上に横たわり、溝
28はこの中心線に対して角度Ａだけ傾いている。角度Ａ
は３°〜12°の間にすることができ、さらに３°〜５°
の間にすることが好ましい。

溝26の底面に平行な中央線と領域24を含む面間の角度
Ｂは好ましくは約20°である。溝28の底面に平行な中央
線と領域14を含む面間の角度Ｃは好ましくは約16°であ
る。両中央線間の角度は135°〜170°で、好ましくは14
0°〜150°である。傾斜部22,23の周囲から階段状部31
が上方に延びて領域14の内周縁に達している。

プリント回路板12は支持体32,33を担持している。支
持体32,33は唇部36,37が夫々形成されかつ略コップ状の
凹所34,35を備えていて、この唇部36,37と基板３の引掛
部38,39とを係合することによって基板３と回路板12と
を一体的に錠止するようにされている。回路板12の内側
縁部11には凹所40が形成されている。また基板３の下面
には凹所40の周縁形状に等しい形状寸法の垂下壁41,42,
43が形成されていて、これらによって回路板12をシール
すると共に内部に前述のピラー８を収容する役目をす
る。

基板３と回路板12とを互に錠止すると、凹所34は溝26
と整合すると共に溝26の端部27に当接し、また凹所35は
溝28と整合すると共に溝28の端部29に当接する。第１図
に示すように、凹所34には内側階段状部44が形成され又
凹所の底部にフォトダイオード（図示せず）が配置され
る。フォトダイオードの光学径路は両凸レンズ45を通し
て溝26の中央線に沿っている。凹所35には発光ダイオー
ド46が配置され、その光学径路は溝28の中央線に沿って
いる。上記の二つの中央線は、隆起17の上方であって該
隆起17の側方位置にあるＤ点で一致している。ダイオー
ド46は通常使用される950mm波長のものよりも短い波長
（880mm）において発光するガリウムアルミナムアーセ
ナイド型が好ましい。

支持体32,33は基板３の溝孔51,52を通して夫々一対の
ピラー47,48及び49,50を担持している。夫々の対のピラ
ーに亘ってサーミスター53が設けられ、セーミスターの
結合部材54が回路板12に向って下方に延びていてサーミ
スターを回路板に対して保持している。サーミスターの
上部は直立壁15の肩部16と同じ高さに位置していて網５
に接触している。

第２図から判るように、内方に向けて傾斜した複数の
支持部材55が直立壁15から半径方向内方に延びている。
これらの支持部材55間において基板３上には円周方向の
隆起56が形成されている。（但し第１図には円周方向の
隆起56は図示されていない）。

回路板12の凹所40に整合した凹所58を有する板57が、
該板の周縁上の数個所（図示せず）において回路板12に
接触している。上記の板57は、基板に担持されかつ回路
板に係合する屈曲端部60を有する複数のアーム59によっ
て回路板12及び基板３に錠止されている。従って基板３
と回路板12と板57とを組合わせて単一のユニットとして
取扱うことができる。

室６はキャップ61で蔽われている。キャップ61は外方
に向いた出張り63を有する周縁壁62を備え、該出張り63
によって網５の円周縁を受ける。キャップ61の下面64に
は数列の円周方向の隆起が形成され、これらの隆起は発
光ダイオード46の光学中心に中心を置いた半径によって
区画形成された面65a,65b,65c,65d,65e,65fを夫々有す
る。これらの面とキャップの下面64とのなす傾斜角度は
夫々異なっている。キャップ61を正確に位置決めするた
めにキャップ61は軸対称に配設された複数の脚66で支持
され、該脚66には基板３の孔（図示せず）に挿入される
縮径部67が形成されている。

カバー４はキャップ61の上面69に当接する上部68と、
周縁壁62を抱持しかる網５の円周縁を出張り63に錠止す
る垂下スカート部70とを有する。上部68の外周縁には垂
下スカート部70から外方に延出した延出部71と、間隔を
あけた複数の半径方向のフィン72と、円周部74を有する
上部68を連結するリブ73とが設けられている。各フィン
72には網５の外周縁を肩部16に対して錠止するリブ75が
形成されている。カバー４は基板３の開口78に挿入した
拡大頭部77を有する一連のはさみばめ部材76によって基
板３に固着される。上記の係合によって網５とキャップ
61とが基板３に対して錠止される。

板57の周縁には複数の錠止部材79が設けられていて、
本体１の受け部材80に回転移動させて係合される。回路
板12と板57の凹所40,58はピラー８を収容すると共に本
体１と検知器の他の部分とを互に回動することによって
本体１に対して板57を錠止或は解放し、それと同時にコ
ネクター13を係合或いは解除することができる。

回路板12と箱７とは必要とされる電気コネクター及び
回路素子を含み、箱７は本体１を通して接近可能な端子
（図示せず）を含む。若し必要ならば回路板12及び箱７
に、本出願人の同時係属出願米国特許第8431883号に開
示のマイクロコンピュター及び其他の回路素子を備える
ことができる。

よく知られているように、室６内の煙粒子殊にＤ点の
傾斜における煙粒子によるダイオード６から放射光の散
乱は凹所34内のフォトダイオードによって検知される。
通常の波長よりも波長の短いガリウムアルミナムアーセ
ナイドを原料とするダイオード46を使用することは、散
乱と波長間の関係がinverse fourth power lawに依るの
で重要である。凹所34内のダイオードに赤外線帯域を通
すフィルターを協同させて、室６内に入った周囲の光レ
ベルを除くことが好ましい。光はダイオードに直接入射
するように室内に直接入るものではなく多くの反射に原
因して低いレベルのものが入射する。

本発明の重要な特長は煙のない状態におけるダイオー
ド46からの光の室６内における散乱と反射とを所定の一
定レベルに減少させることである。所定の一定レベルに
するとセンサーの作動の継続的或は連続的監視が可能と
なる。

従って室６の内側表面を黒い織目に仕上げて疑似の反
射光を減少させる。疑似の反射光は階段状部31、内側階
段状部44、円周方向の隆起56及び面65a〜65fを設けるこ
とによってさらに減少される。

多くの実験の結果望ましい低散乱角は10°（理想的な
光学径路が170°で合う場合）であることが判明してい
る。実際には45°以下の散乱角であれば従来構造よりも
かなりすぐれていることを見出した。これらの光学径路
間の種々の角度、基板３の領域14の平面、弦状隆起17の
偏倚した位置及び角度Ａによって低散乱角が得られ、か
つフォトダイオードが発光ダイオード46からの光を直接
受光することを防止できる。上面18の中心部にとまった
小さな昆虫によって生ずる疑似散乱は溝21によって減少
される。若し溝21が設けられていないと、上面18の中心
部にいる小昆虫は該上面の縁部にいる小昆虫よりも大き
な散乱を起すものである。

サーミスタ53は火災検知器全体の感度を向上し、また
検知できる火災型式の範囲を増大する。網５も並列状に
接続されたサーミスターにとって熱収集器の役目をす
る。これらのサーミスターは非直線状の装置なので高温
条件にあるサーミスターが支配するようになっている。
フィン72はリブ73と垂直スカート部70間の環状間隙に亘
って延びていないので環状空間81が網５に対して露呈さ
れている。従って熱気が環状空間81内を巡還することが
できて広い領域に亘って網５に直接に接触する。

第３図に示すように火災検知器を天井面２に設置する
と、低速気流によって運ばれた煙は対流によって網５を
通して上方に流れる。若し空気速度が高速（0.1m/s以
上）であると該気流の大部分は天井面に沿って流れる。
このような場合該気流は延出部71及び垂下スカート部70
によって向きを変えられ（第１図）て網５を直角に通過
する。上記の変向をフィン72とリブ73が援助する。本発
明によれば低速気流の場合でも空６内の煙の濃化は室の
外部の気流中における濃化よりも高い。

上述の実施例において網５を設けたが、昆虫が患いし
ない地域或は昆虫によって発生する疑似判定を見分ける
他の手段を備える場合には該網５を省略することができ
る。

又、光学的煙センサーに就いて述べたが、本発明はど
のような型式の粒子或はガス検知器にも利用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる光学検知器の拡大断面図、 第２図は第２図の火災検知器の基板を示す平面図、 第３図は天井に取付けた火災検知器の側面図である。 ３……基板、４……ケーシング、５……網、６……室、
14……周縁領域、17……隆起、21……長手溝、34,35…
…凹所、46……発光器、53……熱的センサー、72……フ
ィン、75……リブ、81……環状空間。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−100022（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−77386（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−2538（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−148688（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−10393（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−76991（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭52−46136（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】天井面（２）等の設置面に配設される火災
   検知器であって、基板（３）を有して外気に開口した室
   （６）を備え、上記基板（３）の周縁領域（14）は、火
   災検知器が設置される平面と好ましくは平行な単一の平
   面上に位置し、基板（３）の周縁領域（14）の内側には
   互いに対向した一対の傾斜した凹所（34,35）が形成さ
   れ、上記両凹所（34,35）は、その横方向に上記基板
   （３）を横断して延在する略中央の隆起（17）において
   出会うように形成され、発光器（46）が、一方の凹所の
   上記隆起（17）から離れた端部に、前記凹所に沿って向
   けられた光学経路を有するように取り付けられ、受光器
   が、他方の凹所の上記隆起（17）から離れた端部に、前
   記凹所に沿って対向する光学経路（30）を有するように
   取り付けられた火災検知器において、上記の両光学経路
   を上記単一の平面に対して夫々異なった角度（B,C）に
   形成し、それにより、発光器及び受光器の光学軸が、上
   記隆起（17）から実質的に横方向に離間された前記室
   （６）内の位置（Ｄ）において170°〜135°の角度をな
   して出会い、上記両光学経路が、周縁領域（14）を含む
   平面と平行な平面において３°〜12°の角度（Ａ）をな
   して配置されていることを特徴とする火災検知器。
2. 【請求項２】両光学軸が150°〜140°の角度（B,C）を
   なして出会った特許請求の範囲第１項記載の火災検知
   器。
3. 【請求項３】上記の角度（Ａ）が３°〜５°である特許
   請求の範囲第１又は２項記載の火災検知器。
4. 【請求項４】隆起（17）が室（６）の中心から横方向に
   外れている特許請求の範囲第１項から第３図項までのい
   ずれか１項に記載の火災検知器。
5. 【請求項５】隆起（17）に長手溝（21）が形成された特
   許請求の範囲第４項記載の火災検知器。
6. 【請求項６】上記室（６）が昆虫が侵入することのない
   小寸法のメッシュを有する網（５）のみを介して外気に
   開口し、上記網（５）は略平坦でかつ設置面に対して略
   平行に延設され、又火災検知器のケーシング（４）の一
   部が網（５）の外方に延びて、煙を運び網（５）の平面
   に対して略平行に移動するガス流の少なくとも一部が網
   の平面に対して垂直方向に網を通って変向するように形
   成された特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれ
   か１項に記載の火災検知器。
7. 【請求項７】網（５）に接触する少なくとも一つの熱的
   センサー（53）を含んだ特許請求の範囲第６項記載の火
   災検知器。
8. 【請求項８】室（６）の内部に、煙のない状態において
   発光器から光の反射及び散乱が所定の一定のレベルまで
   減ぜられて、センサーによって週期的又は連続的監視が
   できるような表面仕上を有する形状を備えた特許請求の
   範囲第１項から第７項までのいずれか１項記載の火災検
   知器。