(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁に設置される光警報装置であって、  前方に向けられた光源と、  前記光源から発光された光を導光するレンズと、を備え、  前記レンズが、  前記光源の上方に位置し、前記光源から上方に向かう光を前方に導光する第１のレンズ部と、  前記光源の前方に位置し、前記光源から前方に向かう光を前方斜め下に導光する第２のレンズ部と、  前記光源の下方に位置し、前記光源から前方斜め下に向かう光を下方に導光する第３のレンズ部と、を備え、 前記第１のレンズ部が、側方断面視において、前記光源とは反対側の面が水平仮想線と所定のテーパ角θ１以上で交差し、前記光源からの光を全反射するように形成され、 前記第２のレンズ部が、上方断面視において、内面及び外面の形状が曲率半径を連続的に変えたトロイド面とする略円弧状に形成され、 前記第３のレンズ部が、上方断面視において、内面及び外面の形状が曲率半径を連続的に変えたトロイド面とする縦型の略半楕円状に形成されている  ことを特徴とする光警報装置。
【請求項２】
前方に向けられた光源から発光された光を導光するレンズであって、 前記光源の上方に位置し、前記光源から上方に向かう光を前方に導光する第１のレンズ部と、 前記光源の前方に位置し、前記光源から前方に向かう光を前方斜め下に導光する第２のレンズ部と、 前記光源の下方に位置し、前記光源から前方斜め下に向かう光を下方に導光する第３のレンズ部とを備え、 前記第１のレンズ部が、側方断面視において、前記光源とは反対側の面が水平仮想線と所定のテーパ角θ１以上で交差し、前記光源からの光を全反射するように形成され、 前記第２のレンズ部が、上方断面視において、内面及び外面の形状が曲率半径を連続的に変えたトロイド面とする略円弧状に形成され、 前記第３のレンズ部が、上方断面視において、内面及び外面の形状が曲率半径を連続的に変えたトロイド面とする略半楕円状に形成されている ことを特徴とするレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光警報装置及びそのレンズに関する。特に、壁に設置される光警報装置及びそのレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
光電式煙感知器において、発光素子が発光する発光ビームを拡散させる拡散体として、広角レンズ、拡散板を用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、光警報装置として、反射部材を用いてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）モジュールからの光を反射拡散させ、ＩＳＯ規格（ＩＳＯ７２４０−２３、天井設置型）で定められる光の照射範囲及び光度を満たす光警報装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。これに対し、部品点数が少なく簡易な構造で、ＩＳＯ規格（ＩＳＯ７２４０−２３、壁設置型）で定められる光の照射範囲及び光度を満たす技術が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１６１１７６号公報
【特許文献１】特開平２０１４−６７２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、部品点数が少なく簡易な構造で、ＩＳＯ規格（ＩＳＯ７２４０−２３、壁設置型）で定められる光の照射範囲及び光度を満たす光警報装置及びそのレンズを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】    （１）本発明に係る第１の態様は、壁に設置される光警報装置であって、前方に向けられた光源と、光源から発光された光を導光するレンズと、を備え、レンズが、光源の上方に位置し、光源から上方に向かう光を前方に導光する第１のレンズ部と、光源の前方に位置し、光源から前方に向かう光を前方斜め下に導光する第２のレンズ部と、光源の下方に位置し、光源から前方斜め下に向かう光を下方に導光する第３のレンズ部と、を備え、第１のレンズ部が、側方断面視において、光源とは反対側の面が水平仮想線と所定のテーパ角θ１以上で交差し、光源からの光を全反射するように形成され、第２のレンズ部が、上方断面視において、内面及び外面の形状が曲率半径を連続的に変えたトロイド面とする略円弧状に形成され、第３のレンズ部が、上方断面視において、内面及び外面の形状が曲率半径を連続的に変えたトロイド面とする縦型の略半楕円状に形成されている光警報装置を提供する。    （２）本発明に係る第２の態様は、前方に向けられた光源から発光された光を導光するレンズであって、光源の上方に位置し、光源から上方に向かう光を前方に導光する第１のレンズ部と、光源の前方に位置し、光源から前方に向かう光を前方斜め下に導光する第２のレンズ部と、光源の下方に位置し、光源から前方斜め下に向かう光を下方に導光する第３のレンズ部とを備え、第１のレンズ部が、側方断面視において、光源とは反対側の面が水平仮想線と所定のテーパ角θ１以上で交差し、光源からの光を全反射するように形成され、第２のレンズ部が、上方断面視において、内面及び外面の形状が曲率半径を連続的に変えたトロイド面とする略円弧状に形成され、第３のレンズ部が、上方断面視において、内面及び外面の形状が曲率半径を連続的に変えたトロイド面とする略半楕円状に形成されているレンズを提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、部品点数が少なく簡易な構造で、ＩＳＯ規格（ＩＳＯ７２４０−２３、壁設置型）で定められる光の照射範囲及び光度を満たす光警報装置及びそのレンズを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係る光警報装置の設置状態を示す概略図である。
【図２】光警報装置及びレンズを示す斜視図である。
【図３】光警報装置の分解斜視図である。
【図４】（ａ）は光警報装置及びレンズを示す正面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】（ａ）はレンズの正面側から見た斜視図、（ｂ）はレンズの背面側から見た斜視図である。
【図６】（ａ）は図４（ａ）におけるＡ−Ａ部分断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ部分断面図、（ｃ）はＣ−Ｃ部分断面図である。
【図７】光警報装置の配光特性の表示に用いられる（ａ）は高度角αを示す図、（ｂ）は水平角βを示す図である。
【図８】（ａ）は高度角αが０°のときの配光特性、（ｂ）は高度角αが５０°のときの配光特性、（ｃ）は高度角αが８０°のときの配光特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の実施形態に係る光警報装置は、壁Ｗに設置される光警報装置１であって、前方に向けられた光源Ｌと、光源Ｌから発光された光を導光するレンズ１００と、を備えている。光源Ｌとしては、例えば、ＬＥＤを用いることができる。ここで、光源Ｌは、ＬＥＤに限らず、光度の得られるものであればよい。また、光源Ｌの色は、白色又は赤色を用いることができる。
【０００９】
以下、壁Ｗに設置される光警報装置１を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１に示すように、光警報装置１は、煙、温度等を検知して点滅する光により報知するものであって、例えば、直方体形状の部屋Ｒの壁Ｗの上部で両側の壁から略等距離に設置されている。図１においては、紙面に向かって上方が天井側である。光警報装置について、ＩＳＯ規格（ＩＳＯ７２４０−２３、壁設置型）では、直方体形状の部屋内（死角を除く）にいる人間が、どこからでも火災等の非常時に視認できるよう、光警報装置から照射された光の照射範囲での光度（ｃｄ）が規定されている。
【００１０】
図２及び図３に示すように、光警報装置１は、ケース１０、カバー２０、ベース部材３０、基板４０及びレンズ１００を備えている。ケース１０は、煙、温度等を検知するセンサ、光源Ｌ等が搭載された基板４０を収容するもので、レンズ１００用の開口１１が形成されている。レンズ１００は、開口１１に内側から装着されている。
【００１１】
カバー２０は、ケース１０と係合する。より具体的には、ケース１０に設けられた切り欠き部１２ａ及び１２ｂと、カバー２０に設けられた突起２２ａ及び２２ｂによってケース１０とカバー２０の位置決めが行われ、ケース１０とカバー２０は基板４０を挟んで図示しないネジで固定される。
【００１２】
ベース部材３０には、内部に端子台等が設けられており、カバー２０の突起２２ａ及び２２ｂに対応させて係合溝３１が形成されている。ケース１０とカバー２０を係合させた状態でカバー２０の突起２２ａ及び２２ｂをベース部材３０の係合溝３１に係合させて回転させることにより、カバー２０がベース部材３０に装着される。光警報装置１は、ベース部材３０に装着されたカバー２０とは反対側に設けられた図示しない取り付け構造によって壁Ｗに取り付けられる。
【００１３】
基板４０には、光源Ｌを駆動する図示しない駆動回路が搭載されている。駆動回路は、光源Ｌを点滅するように制御する。発光周期は、例えば、０．５Ｈｚ〜２Ｈｚの範囲で設定するのが好ましい。
【００１４】
図４に示すように、ケース１０は正面視において略円形状で、その中心より少し上方に、レンズ１００が突出して装着されている。図４においては、紙面に向かって上方が図１における部屋Ｒの天井側にあたる。図３及び図４に示すように、レンズ１００の上方には、ケース１０から突出部１３が形成されている。突出部１３は、レンズ１００への上方から降ってくる埃等の付着を低減する。
【００１５】
以下に、レンズ１００についてより詳しく説明する。図４、図５及び図６に示すように、レンズ１００は、光源Ｌの上方に位置し、光源Ｌから上方に向かう光を前方に導光する第１のレンズ部１１０と、光源Ｌの前方に位置し、光源Ｌから前方に向かう光を前方斜め下に導光する第２のレンズ部１２０と、光源Ｌの下方に位置し、光源Ｌから前方斜め下に向かう光を下方に導光する第３のレンズ部１３０と、を備えている。
【００１６】
また、レンズ１００は、つば１４０を備えており、ケース１０の開口１１に内側から装着される際にストッパーとして働き、ケース１０に対する前方への位置が決められる。さらに、つば１４０には、突起１４１及び突起１４２が形成されている。突起１４１によって、レンズ１００をケース１０の図３に示した開口１１に内側から装着する際に、ケース１０に対してレンズ１００の位置決めがされる。突起１４２が基板４０嵌合することにより、基板４０に搭載された光源Ｌに対してレンズ１００の位置決めがされる。
【００１７】
図６に示すように、第１のレンズ部１１０は、側方断面視において、光源Ｌとは反対側の面１１１が水平仮想線Ｈと臨界角以上で交差し、光源Ｌからの光を全反射するように形成され、第２のレンズ部１２０は、上方断面視において、略円弧状に形成され、第３のレンズ部１３０は、上方断面視において、縦型の略半楕円状に形成されている。
【００１８】
図６（ａ）に示すように、第１のレンズ部１１０は、側方断面視において、光源Ｌとは反対側の面１１１が水平仮想線Ｈと交差するテーパ角θ１を有するように形成されている。レンズ１００の材質がポリカーボネート樹脂の場合、屈折率は約１．５９、ポリカーボネート樹脂から空気に向かう光の臨界角θ２は約３９°である。ここで、先ほどのテーパ角θ１を２８．６２°以上とすることで、光源Ｌから上方に向かう光は、光源Ｌとは反対側の面１１１で全反射し、前方に向かわせることができる。ここで、レンズ１００の材質は、ポリカーボネート樹脂に限らず、例えば、アクリル樹脂、ガラス等であってもよい。レンズ１００の屈折率によって臨界角は異なるので、レンズ１００の屈折率に応じてテーパ角θ１の値を決定すればよい。
【００１９】
図６（ｂ）に示すように、第２のレンズ部１２０は、上方断面視において、略円弧状に形成されているが、より具体的には、以下に述べるように形成することができる。第２のレンズ部１２０の形状を決める内面１２１及び外面１２２の形状は、光源Ｌから前方に向かう光を前方斜め下に導光するように、曲率半径を連続的に変えたトロイド面とすることができる。これらの面の形状は、第２のレンズ部１２０と光源Ｌとの位置関係に応じてシミュレーションによって設計することができる。設計においては、光を前方斜め下に導光するだけでなく、横方向にも広げるように設計を行う。
【００２０】
図６（ｃ）に示すように、第３のレンズ部１３０は、上方断面視において、縦型の略半楕円状に形成されているが、より具体的には、以下に述べるように形成することができる。第３のレンズ部１３０の形状を決める内面１３１及び外面１３２の形状は、光源Ｌから前方斜め下に向かう光を下方に導光するように、曲率半径を連続的に変えたトロイド面とすることができる。これらの面の形状は、第２のレンズ部１２０と同様に、第３のレンズ部１３０と光源Ｌとの位置関係に応じてシミュレーションによって設計することができる。設計においては、光を下方に導光するだけでなく、横方向にも広げるように設計を行う。
【００２１】
レンズ１００は、ポリカーボネート、アクリル樹脂等の透過率の高い樹脂を射出成型することによって形成できる。また透過率の高いガラスであれば、圧縮成型、研磨等によって形成できる。
【００２２】
実施形態に係る光警報装置１が、ＩＳＯ規格（ＩＳＯ７２４０−２３、壁設置型）で定められる光の照射範囲及び光度を満たすか調べるために、実施形態に係る光警報装置１の配光特性を調べた。レンズ１００から出射する光の照射方向は、高度角αと水平角βで規定される。図７（ａ）に示すように、高度角αはレンズ１００に対し下方の壁Ｗからの角度である。高度角αは、下方向の０°から前方方向の９０°の範囲をとる。図７（ｂ）に示すように、水平角βは、レンズ１００に対して片側からの角度である。光警報装置１は壁Ｗに設置するので、水平角βは、０°から１８０°の範囲をとる。
【００２３】
図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８（ｃ）において、図８（ａ）は、α＝０°、図８（ｂ）はα＝５０°、図８（ｃ）はα＝８０°での配光特性である。ＩＳＯ規格（ＩＳＯ７２４０−２３、壁設置型）で決められた光度を破線で示し、実施形態における光度の測定値を実線で示した。各図は円グラフで、同心円状に外周に向かって光度（ｃｄ）を示し、円周方向に水平角βを示している。ここでのＩＳＯ規格（ＩＳＯ７２４０−２３、壁設置型）は、光警報装置１を１２．５ｍ四方の床の直方体形状の部屋の一つの壁に、高さ２．４ｍの位置で両側の壁からの距離が同じ中間位置に設置した場合を想定した規格である。
【００２４】
測定条件は、以下の通りであった。光源Ｌに白色のＬＥＤを使用した。ＬＥＤの駆動条件は、直流電圧２４Ｖ印加で消費電流は５２ｍＡで、発光周期は１Ｈｚであった。また、測定時の環境温度は２４℃であった。測定は、レンズ１００から３．０ｍの位置で行った。
【００２５】
α＝０°、α＝５０°、α＝８０°の高度角で、水平角β＝０°から１８０°の間の測定点で測定値は、いずれの測定点においてもＩＳＯ規格（ＩＳＯ７２４０−２３、壁設置型）で定められた光度より大きな光度が得られた。
【００２６】
本実施形態に係る光警報装置１及びそのレンズ１００によれば、レンズ１００が、光源Ｌから上方に向かう光を前方に導光する第１のレンズ部１１０を備えているので、壁Ｗの上方に設置された光警報装置１の光源Ｌから発光された光のうち、室内の前方より下方に向けた照射に寄与しない上方に向かう光を有効に利用できる。また、光源Ｌから前方に向かう光を前方斜め下に導光する第２のレンズ部１２０及び光源Ｌから前方斜め下に向かう光を下方に導光する第３のレンズ部１３０を備えているので、それぞれのレンズ部で照射範囲における光度を調整できる。従って、部品点数が少なく簡易な構造で、ＩＳＯ規格（ＩＳＯ７２４０−２３、壁設置型）で定められる光の照射範囲及び光度を満たす光警報装置１及びそのレンズ１００を提供できる。
【００２７】
また、以上述べた実施形態において、ＩＳＯ規格（ＩＳＯ７２４０−２３、壁設置型）が、光警報装置１を１２．５ｍ四方の床の直方体形状の部屋の一つの壁に、高さ２．４ｍの位置で両側の壁からの距離が同じ中間位置に設置した場合を想定した規格であっても、光の照射範囲及び光度が得られた。
【００２８】
また、本発明に係る光警報装置及びそのレンズは、実施形態で示した配光特性を有する光警報装置１及びそのレンズ１００に限らない。配光特性は、第１のレンズ部、第２のレンズ部及び第３のレンズ部の設計により調整可能であるので、ＩＳＯ規格（ＩＳＯ７２４０−２３、壁設置型）で定められる光の照射範囲及び光度を満たす他の配光特性を有する光警報装置及びそのレンズであってもよい。
【００２９】
本発明に係るレンズは、光警報装置に限らず、他の装置にも適用できる。例えば、壁に設置される照明器具、停電時の非常灯、誘導等に適用できる。
【符号の説明】
【００３０】
１  光警報装置
１０  ケース
１１  開口
１２ａ、１２ｂ  切り欠き部
１３  突出部
２０  カバー
２２ａ、２２ｂ  突起
３０  ベース部材
３１  係合溝
４０  基板
１００  レンズ
１１０  第１のレンズ部
１１１  反対側の面
１２０  第２のレンズ部
１２１  内面
１２２  外面
１３０  第３のレンズ部
１３１  内面
１３２  外面
Ｈ  水平仮想線
Ｌ  光源
Ｒ  部屋
Ｗ  壁
θ１  テーパ角
θ２  臨海角
【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】
0006565255.tif 000008
【図８】
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