(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感熱部を外側の取付面に有し、その取付面の裏面に円形の凹欠部が形成された容器カバーと、
一端面に前記凹欠部に嵌入された環状壁を有する仕切部材と、
有蓋円筒形からなり、その側壁に外部配線を導入するネジ孔が設けられ、かつ有蓋円筒形の開口部に前記仕切部材が嵌入された容器ベースとを備え、
前記容器カバー及び容器ベースの軸方向で対向する接合面を形成すると共に、前記仕切部材の外周面及び前記容器ベースの開口部の内周面により接合面を形成し、さらに、前記仕切部材の環状壁の外周面及び前記容器カバーの凹欠部の内周面により接合面を形成したことを特徴とする防爆構造の火災感知器。
【請求項２】
前記容器カバーの容器ベースとの接合面の延長上に前記仕切部材との接合面を設けると共に、容器カバーにおける仕切部材と容器ベースとの接合部にパッキンを設けたことを特徴とする請求項１記載の防爆構造の火災感知器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は防爆構造の火災感知器に係り、さらに詳しくはサーミスタのような熱感知素子の熱による電気的特性の変化を利用して火災の発生を感知する防爆構造の火災感知器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は従来のこの種の感知器の断面図、図１１は素子ユニットの断面図で、特開平５−２１０７９１号公報記載の図面と数字符号が示されている。
図１０において、１１は素子ユニット、１２は嵌合金具、１２ａと１２ｄは嵌合金具１２の水平部と垂直部、１３は外カバー、１４はモールド本体、１５は回路収納部、１６は回路基板、１７は蓋部材、、２４はＯリング、２５は保護カバーである。また、図１１において、１は測温素子、１１は前記と同じ素子ユニット、２０はリードフレーム、２１はユニット本体、２２はリード線、２３は樹脂コーティング材である。
【０００３】
上述のような従来の感知器の製作には、図１１に示された素子ユニット１１と所定の形に折り曲げられた嵌合金具１２が予め準備されている。準備された素子ユニット１１と一対の嵌合金具１２が、モールド本体１４を樹脂成形する金型にセットされる。この状態でインサート成形を行って、素子ユニット１１と嵌合金具１２を埋め込んだモールド本体１４が作られる。作られたモールド本体１４の回路収納部１５に、回路部品の実装済みの回路基板１６が配置される。配置された回路基板１６の所定の位置に、素子ユニット１１のリードフレーム２０と嵌合金具１２の垂直部１２ｄを挿入して回路パターンに半田付けする。
【０００４】
次に、回路収納部１５の隙間にＯリング２４を入れて蓋部材１７を被せ、図示されていない４本のビスで外カバー１３を固定してモールド本体１４が外カバー１３に組み付けられる。４本のビスで結合された外カバー１３とモールド本体１４とからなる感知器本体は、嵌合金具１２の水平部１２ａを図示しない感知器ベースの嵌合金具１２に嵌着して天井面等に取り付けられる。そして、素子ユニット１１内のサーミスタ等の測温素子１が火災発生時の温度を電気的に検出して、火災が感知されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１０と図１１に示された従来の火災感知器は上記のように、サーミスタ等の測温素子１を備えた素子ユニット１１と嵌合金具１２が感知器本体（外カバー１３とモールド本体１４）と一体成型されて１部品として準備されているため、感知器本体に対する測温素子１と嵌合金具１２の組み付け作業が不要となり、組立の自動化を実現することができる。さらに、上記のように構成したので、回路収納部１５の機密性をより一層高めることもでき、感知器の耐久性と信頼性を大幅に向上できるという説明が付け加えられている。
【０００６】
しかしながら、上記の従来装置では組み立て作業の前に、先ず中央に鍔を設けた樹脂の両端に２本のリードフレーム２０を突出させてユニット本体２１をインサート成型する。次に、リードフレーム２０にリード線２２を接続して接着剤等への型への流し込みによって、測温素子１の全体をコーティング材２３で覆って素子ユニット１１の全体が成型される。成型された素子ユニット１１と水平部１２ａや垂直部１２ｄ等を設けた一対の嵌合金具１２とを別の成型用の金型にセットしてから、２度目のモールド加工のインサート成型によりモールド本体１４を成型して組立工程に移るようになっている。
【０００７】
従来の感知器の感熱部を構成する素子ユニット１１は、図１１に示すようにリードフレーム２０をインサート成型したユニット本体２１とリード線２２を含めて全体をコーティング材２３で覆った測温素子１とを結合して作られている。したがって、感熱部が大形になるばかりか、当然製作工数も増加することになる。また、ユニット本体２１のモールド加工が重複して行われているので、成型用の型の製作やモールド作業も付加されて工数が一層増加し、場合によっては２度目のモールド加工で最初のモールドが変形する恐れもあった。
【０００８】
また、測温素子１の全体がコーティング材２３で覆われているので、火災時の熱の応答性が低下することにもなる。特に、コーティング材２３で覆われただけの測温素子１を樹脂で成型された感知器本体の外部に突出させて裏側から樹脂製の蓋部材１７で回路収納部を密封閉鎖しただけの従来の感知器では、このままでは容器内の点火源による侵入ガスの爆発圧力に耐え、且つ爆発火炎に基づく周囲の爆発性ガスへの点火を防止させるような防爆構造の感知器に適用することは到底不可能であるという致命的な問題点があった。
【０００９】
本発明は、上述のような従来の感知器の問題点を解消するためになされたもので、簡単な構成で製作を容易にすると共に、小形で防爆規定に適合した防爆構造の火災感知器を実現することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る防爆構造の火災感知器は、感熱部を外側の取付面に有し、その取付面の裏面に円形の凹欠部が形成された容器カバーと、一端面に凹欠部に嵌入された環状壁を有する仕切部材と、有蓋円筒形からなり、その側壁に外部配線を導入するネジ孔が設けられ、かつ有蓋円筒形の開口部に仕切部材が嵌入された容器ベースとを備え、容器カバー及び容器ベースの軸方向で対向する接合面を形成すると共に、仕切部材の外周面及び容器ベースの開口部の内周面により接合面を形成し、さらに、仕切部材の環状壁の外周面及び容器カバーの凹欠部の内周面により接合面を形成したものである。
また、容器カバーの容器ベースとの接合面の延長上に仕切部材との接合面を設けると共に、容器カバーにおける仕切部材と容器ベースとの接合部にパッキンを設けたものである。
【００１１】
回りを充填材で充填された熱感知素子を封入した保護管は中空ボルトの貫通孔に挿入されてから、先端部を突出させてろう付けや半田付けによって中空ボルトに固着される。熱感知素子等を組み付けた感熱部は、中空ボルトをネジ孔に螺入して容器カバーの中心部に立設される。立設された感熱部の熱感知素子のリード線は、容器カバーの内面に固定されたプリント基板の挿通孔から引き出されて半田付けされる。心線の半田付け接続で、熱感知素子がプリント基板上に実装された感知器回路に接続される。
【００１２】
引き続いて、内部配線が接続されて、仕切板が容器カバーの内面に固定されて回路収納室にプリント基板が収納される。一方、容器ベースは建造物内の天井に取り付けられて、外部配線が導入され接地線も接続される。仕切板を組み付けた容器カバーの外周に切欠部で形成された溝内に、Ｏリングをやや引き延ばしながら嵌め合わせる。そして、仕切板の外周を容器ベースの開口部に嵌入してから、六角レンチでボルトを締め付けて容器カバーを容器ベースに固定する。このようにして、感熱部を感知方向に向けて熱感知器が天井に設置されて、その後の火災の監視が開始される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。
実施形態１
図１は本発明の実施形態１の火災感知器の断面図、図２は実施形態１の火災感知器の側面図、図３は実施形態１の火災感知器の底面図、図４は実施形態１の端子台の上面図、図５は実施形態１の火災感知器の組立底面図である。
図１〜５において、１は天井面、２は天井面１に取り付けられた火災感知器である。３は火災感知器２の容器カバー、４は中空円板状の仕切板、５は薄い有蓋円筒形の容器ベースである。容器カバー３と容器ベース５により、火災感知器２の容器１０が構成されている。
【００１４】
容器カバー３と仕切板４および容器ベース５には金属材が用いられ、例えばアルミニウムをダイカスト成型して製作される。成型後、工作機械等の加工工程を経て、接合面の粗さ等が仕上げられてそれぞれ複数本のネジで結合されている。容器カバー３において、３１は容器カバー３の底面側に突出した保護枠、３２は保護枠３１の裏面に形成された円形の凹欠部、３３は容器カバー３の中心部を貫通するネジ孔である。保護枠３１は図示のように、突出端を環状部３４で連結した６本の傾斜柱３５で擂り鉢型に形成されている。３６は確認灯の表示窓、３７は外周の耳部に設けられた連結孔である。
仕切板４において、４１は仕切板４の中心部を貫通する取付孔、４２は上面の取付台、４３は底面側に突出して円周方向の接合面を有する環状壁、４４は外周面、４５は外周面４４の周縁部に一巡して形成されたＬ形の切欠部、４６は切欠部４５に介装されたＯリングである。
【００１５】
容器ベース５において、５１は容器ベース５の底面側の円形の開口部、５２は左右のネジ孔、５３と５４は内部と外部に設けられた接地ネジ、５５は４箇所の耳部に設けられたボルト孔、５７は小さい耳部の連結孔である。また、５８はネジ孔５２に設けられるケーブルグランド、５９は外部配線である。４箇所のボルト孔５５には図示されていないボルトが挿入されて、容器ベース５が天井面１等に固定される。左右のネジ孔５２には電線管ねじ結合式等のケーブルグランド５８によりシーリングが施されて、渡り配線や電源線５９が容器ベース５に導入される。また、連結孔５７はボルト孔５５より小さい径で形成され、前記容器カバー３の連結孔３７に対応する位置に設けられている。また、ネジ孔５２は左右共に図３の状態で上側にも設けられ、直線状または垂直状に配管することが可能となっており、使用しないネジ孔５２は当然封鎖される。
【００１６】
６は感熱部である。感熱部６の構造が、図６と図７に拡大して示されている。６０はサーミスタからなる熱感知素子、６１は２本のリード線、６２はステンレスのような強度を有する金属の保護管、６３は充填材である。また、６４は軸心に貫通孔６５を設けた感熱部６の取付用の中空ボルト、６６はパッキン、６７はろう付け部である。熱感知素子６０は保護管６２の内部の先端部に接触して封入され、封入空間に充填材６３が充填されている。また、６８は感熱部６の留め金具、６９は留め金具６８を錠締めする止めネジである。
【００１７】
熱感知素子６０を封入した保護管６２は貫通孔６５に基部が挿入されて、先端部を突出させてろう付け部６７で半田等のろう付けにより中空ボルト６４に固着される。このようにして組み付けられた感熱部６は、中空ボルト６４をネジ孔３３に螺入して図７のように容器カバー３の中心部に立設される。そして、中空ボルト６４を容器カバー３の中心のネジ孔３３に螺合して立設された感熱部６は、保護枠３１に包囲されて機械的に保護されるようになっている。
８はプリント基板で、図８の斜視図のように、８１は中心付近に貫設された挿通孔、８２はリード線６１毎の接続点、８３は内部配線、８４は樹脂で作られた六角スペーサ、８５は樹脂ネジである。六角スペーサ８４は脚部にネジを設け、頭部に樹脂ネジ８５が螺入されるネジ孔が設けられている。
【００１８】
９は仕切板４にネジ２１によって取り付けられた端子台である。９０は断面Ｔ字型の絶縁台、９１は４本の導電柱、９２は端子ネジ、９３は端子ネジ９２等を電気的に隔離する絶縁壁である。絶縁台９０には導電柱９１がインサートされて、ジアリル樹脂等で成型されている。端子台９を取り付けた仕切板４は外周面４４と環状壁４３を容器ベース５の開口部５１と容器カバー３の凹欠部３２の内周面にそれぞれ接合させて、ネジ２２により容器カバー３の内側に固定される。そして、仕切板４は容器カバー３と容器ベース５との仕切り機能を果たし、プリント基板８を収納する回路収納室Ｒ１と外部導線端子を収納する端子収納室Ｒ２とを上下２室にそれぞれ独立させて分離する。また、ネジ９５は、内部配線８３を室Ｒ１側から導電柱９１に接続している。
【００１９】
このようにして、火災感知器２は全閉構造の金属の容器１０で構成されて、内部の爆発圧力に耐える得る強度を持つ。そして、中空ボルト６４の三角ねじの螺合部や仕切板４の嵌め合い部等の相互的な接合面のスキＷやスキの奥行きＬが、両収容室Ｒ１，Ｒ２の内容積に対して全て爆発等級に応じた防爆規定に適合するような構造に構成されている。２１は端子台９を仕切板４に固定するネジ、２２は仕切板４を容器カバー３に固定するネジ、２３は容器カバー３を容器ベース５に固定するボルトで、ボルト２３には六角レンチが嵌合される六角穴付ボルトが用いられている。
【００２０】
上述のような構成の本発明の火災感知器の組立要領の一例を示せば、次の通りである。組立要領の一部の説明に、図７も併用する。
予め、端子台９を仕切板４にネジ２１で固定し、幾分余裕を持たせた内部配線８３でプリント基板８と端子台９を接続しておく。また、保護管６２の内部に熱感知素子６０を封入して充填材５３が充填されて、図５に示されたようなリード線６１を導出した感熱部６が組み付けられているものとする。
【００２１】
先ず最初に、２つの六角スペーサ８４の脚部のネジを、容器カバー３の凹欠部３２に設けられたネジ孔に螺合して取り付ける。次に、上述した組付け済みの感熱部６のリード線６１を容器カバー３のネジ孔３３に通してから、パッキン６６を嵌めた中空ボルト６４をネジ孔３３に螺合する。螺合により背面側の凹欠部３２に露出した中空ボルト６４の先端のネジ部に留め金具６８を螺合してから、止めネジ６９で回り止めをする。こうして取付面に突出した細い感熱部６が容器カバー３の中心部に気密的に立設されて、周辺部を保護枠３１に囲まれて外力等から保護される。
【００２２】
引き続いて、容器カバー３の凹欠部３２に引き出された熱感知素子６０のリード線６１をプリント基板８の挿通孔８１に挿通してから、プリント基板８を六角スペーサ８４上に載置して２本の樹脂ネジ８５を用いてプリント基板８を固定する。固定されたプリント基板８の接続点８２に、リード線６１の心線を半田付けする。リード線６１の心線の半田付け接続で、熱感知素子６０がプリント基板８上に実装された感知器回路に接続される。その後、容器ベース５の両側のケーブルグランド５８から引き込まれた外部配線５９を端子台９の４個の端子ネジ９２に接続して、仕切板４をネジ２２で容器カバー３に固定する。
【００２３】
また、図示されていない接地用の導線を、容器ベース５の内部と外部の接地ネジ５３，５４に接続する。さらに、容器カバー３に取り付けられた仕切板４の外周に切欠部４５で形成された溝内に、Ｏリング４６をやや引き延ばしながら嵌め合わせる。そして、仕切板４の外周４４を容器ベース５の開口部５１に嵌入して六角レンチをボルト２３の頭の六角孔に合わせて締め付けて、容器カバー３を容器ベース５に固定して回路収納室Ｒ１と端子収納室Ｒ２内にそれぞれプリント基板８と端子台９を収納した火災感知器２が組み立てられる。
【００２４】
この種の耐圧防爆構造を定める防爆規定によれば、容器の接合部のスキＷとスキの奥行きＬは内容積の大きさに応じて強化されるような傾向になっている。したがって、容器の内容積が小さくなるほどスキの奥行きＬは狭く構成することができ、全体として小型化することができる。本発明の実施形態１では前記のように、仕切板４により上下に内容積の小さい２つの室Ｒ１とＲ２に分割した。このため、図９に示すように、室Ｒ１とＲ２の接合面のスキＷとスキの奥行きＬを、区間Ｌ１１＋Ｌ１２＋Ｌ１３とＬ２１＋Ｌ２２で許容誤差の緩和された値を選択して防爆構造を構成することができる。
【００２５】
そして、区間Ｌ１３では環状壁４３の軸方向の接合面でスキＷとスキの奥行きＬが形成されているので、水平方向の接合面を少なくでき結果的に容器１０の外径を小型に構成することができる。さらに、区間Ｌ１１で容器カバー３と容器ベース５を接合し、この区間Ｌ１１の容器カバー３の接合面を延長した区間Ｌ１２で仕切板４に接合させると共に、区間Ｌ１１，Ｌ１２の接合面上の区間Ｌ２２の接合面との交点付近にパッキン６６を設けるように構成した。この結果、容器カバー３における仕切板４と容器ベース５との接合面が兼用できて容器１０が小形になるばかりか、単一のパッキン６６で２つの接合面を密閉構造にして雨水等の侵入を防止する構造が構成できる。
【００２６】
而して、組み立てられた火災感知器２は、感熱部６の熱感知素子６０を床面の熱感知方向に向けて天井面１等に取り付けられる。容器カバー３と容器ベース５で構成する火災感知器２の容器１０は、前述のように全ての接合面のスキＷとスキの奥行きＬが内容積に応じた防爆規定に適合して作られている。したがって、たとえこの火災感知器２が化学工場にような爆発性の雰囲気内に設置されていても、内部に侵入したガスの爆発で容器１０が破壊したり、内部の爆発で発生した火炎が接合面のスキを通過できずに消失されることになる。
【００２７】
一方、天井面１等に設置された火災感知器２は、監視領域内の火災の発生を常時監視する。万一、監視領域内で火災が発生すると、火災感知器２の感熱部６の熱感知素子６０が金属の保護管６２を通して火災の熱を速やかに感知する。熱感知素子６０の感知信号は、リード線６１を介してプリント基板８上に実装された感知器回路に出力される。そして、感熱部６からの入力信号は感知器回路で処理されて、火災信号が容器ベース５から導出された渡り配線を通して火災受信機等に送られて必要な防火・防災処理が成される。同時に、確認灯が点灯して表示窓３６を照射し、監視領域における発報場所が確認される。
【００２８】
なお、上述の本発明の実施形態ではサーミスタの熱感知素子を利用した熱感知器の場合を例示して説明したが、その他の熱感知素子の場合にも本発明を適用することができる。また、仕切板により２室に分割したが、要するに仕切部材で複数に分割する構成であればよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、感熱部を外側の取付面に有し、その取付面の裏面に円形の凹欠部が形成された容器カバーと、一端面に凹欠部に嵌入された環状壁を有する仕切部材と、有蓋円筒形からなり、その側壁に外部配線を導入するネジ孔が設けられ、かつ有蓋円筒形の開口部に仕切部材が嵌入された容器ベースとを備え、容器カバー及び容器ベースの軸方向で対向する接合面を形成すると共に、仕切部材の外周面及び容器ベースの開口部の内周面により接合面を形成し、仕切部材の環状壁の外周面及び容器カバーの凹欠部の内周面により接合面を形成したので、防爆構造の火災感知器の外径を小さくすることができる。また、仕切部材の嵌入により、上下に内容積の小さい二つの室に分割したので、許容誤差が緩和され、このため、防爆構造の火災感知器の製作が容易になるという効果がある。
【００３０】
また、容器カバーの容器ベースとの接合面の延長上に仕切部材との接合面を設けると共に、容器カバーにおける仕切部材と容器ベースとの接合部にパッキンを設けたので、単一のパッキンで二つの接合面が密閉構造となり、雨水等の侵入を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の火災感知器の断面図である。
【図２】実施形態１の火災感知器の側面図である。
【図３】実施形態１の火災感知器の底面図である。
【図４】実施形態１の端子台の上面図である。
【図５】実施形態１の火災感知器の組立底面図である。
【図６】実施形態１の感熱部の構成を示す断面図である。
【図７】実施形態１の感熱部付近の構成を示す分解斜視図である。
【図８】実施形態１の動作を示す斜視図である。
【図９】実施形態１の別の動作を示す１部の断面図である。
【図１０】従来の感知器の断面図である。
【図１１】従来の感知器の素子ユニットの断面図である。
【符号の説明】
１  天井面
２  火災感知器
３  容器カバー
４  仕切板（仕切部材）
５  容器ベース
６  感熱部
８  プリント基板
９  端子台
１０  容器
２１  ネジ
２２  ネジ
２３  ボルト
３２  凹欠部
３４  環状部
３７  連結孔
４１  取付孔
４２  取付台
４３  環状壁
４４  外周面
４５  切欠部
４６  Ｏリング
５１  開口部
５２  ネジ孔
５３  接地ネジ
５４  接地ネジ
５５  ボルト孔
５８  ケーブルグランド
５９  外部配線
６０  熱感知素子
６１  リード線
６２  保護管
６４  中空ボルト
６７  ろう付け部
６８  留め金具
６９  止めネジ
８３  内部配線
９０  絶縁台
９１  導電柱
９２  端子ネジ
９３  絶縁壁
Ｒ１  回路収納室（回路収納部）
Ｒ２  端子収納室（端子収納部）
Ｗ  スキ
Ｌ  スキの奥行き
Ｌ１１〜Ｌ１３  区間
Ｌ２１〜Ｌ２２  区間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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