(57)【要約】【課題】小型化、部品点数低減、低コスト化、高精度化を図ることが可能となる光電式煙センサを提供する。【解決手段】この光電式煙センサは、ケース部材１が有する底蓋部１３には複数の穴１４が形成されている。この複数の穴１４が形成された底蓋部１３は、煙検出部１２に対する煙の流入,流出を可能とすると共に煙検出部１２の外から煙検出部１２内へ虫が侵入するのを防ぐ機能を有する。したがって、外部からの煙流入口に大きな防虫網を設置することなく煙検出部１２の下方から煙検出部１２内へ煙をスムーズに導入できる。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
煙が導入される煙検出部とこの煙検出部の周囲に配置されて上記煙検出部の外から上記煙検出部内に向かう光を遮光すると共に上記煙検出部の外から上記煙検出部内への煙の流入を可能とするラビリンス部とを有するケース部材と、
上記煙検出部に向けて光を発する発光部と、
上記煙検出部内の煙によって散乱された散乱光を受光する受光部とを備え、
上記ケース部材は、
上記煙検出部の外から上記煙検出部内へ虫が侵入するのを防ぐと共に上記煙検出部への煙の流入および上記煙検出部からの煙の流出を可能とする複数の穴が形成された底蓋部を有することを特徴とする光電式煙センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の光電式煙センサにおいて、
上記ケース部材の上記底蓋部と上記煙検出部と上記ラビリンス部とが一体成形されていることを特徴とする光電式煙センサ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光電式煙センサにおいて、
上記ケース部材は、
上記煙検出部内に突き出していると共に先端が鋭角である複数の突起部を有することを特徴とする光電式煙センサ。
【請求項４】
請求項３に記載の光電式煙センサにおいて、
上記複数の突起部のうちの少なくとも１つは、２つの分岐先端を有することを特徴とする光電式煙センサ。
【請求項５】
請求項３または４に記載の光電式煙センサにおいて、
上記複数の突起部のうちの少なくとも１つは、上記発光部と受光部とを結ぶ直線と交差すると共に上記ケース部材の底蓋部から上記ケース部材の上端まで延在していることを特徴とする光電式煙センサ。
【請求項６】
請求項３から請求項５までのいずれか一項に記載の光電式煙センサにおいて、
上記複数の突起部のうちの少なくとも１つは、上記発光部と受光部とを結ぶ直線と交差していないと共に上記ケース部材の底蓋部から上記発光部の上端レベルまで延在しており、
上記発光部の上端は上記ケース部材の上端よりも上記底蓋部に近いことを特徴とする光電式煙センサ。
【請求項７】
請求項３から請求項６までのいずれか一項に記載の光電式煙センサにおいて、
上記複数の突起部は、
上記発光部による発光ビームの半値幅領域に達するまでの寸法以下の寸法だけ上記煙検出部内に突き出していることを特徴とする光電式煙センサ。
【請求項８】
請求項３から請求項７までのいずれか一項に記載の光電式煙センサにおいて、
上記複数の突起部は、
上記受光部の受光視野領域の半値幅領域に達するまでの寸法以下の寸法だけ上記煙検出部内に突き出していることを特徴とする光電式煙センサ。
【請求項９】
請求項３から請求項７までのいずれか一項に記載の光電式煙センサにおいて、
上記ケース部材は、
上記受光部の前方に位置していると共に上記突起部または上記煙検出部の内壁の少なくとも一方での反射光が上記受光部に入射することを防ぐ遮光突起を有することを特徴とする光電式煙センサ。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の光電式煙センサを備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、煙検知能力の高精度化と小型化を達成するための光電式煙センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、煙やほこりなどの検出を目的にした光電式センサには、赤外ＬＥＤとシリコンフォトダイオードを用いた反射型センサ,透過型センサなどが使用されている。
【０００３】
これらの光電式センサでは、受,発光素子の配置や筐体内部構造に外乱光除去や迷光除去の効果を持たせるための様々な工夫を施している。
【０００４】
例えば、特許文献１(特開２００４−２２０１５５号公報)の煙センサでは、受光素子へ入射する外乱光を低減させるために発光素子と受光素子の光軸に仰角をつけることによって受,発光素子に近いケース下部からの反射光の影響を防ぐようにしている。これと共に、上記煙センサでは、光軸前方のケース上部からの反射光を低減するために、三角突起状の光トラップ構造を有している。
【０００５】
しかしながら、上記煙センサでは、光軸に仰角をつけることによって、センサ全体の厚さ寸法が大きくなってしまう。
【０００６】
さらに、上記煙センサでは、リードタイプの受,発光素子のリード部を曲げることによって光軸に仰角をつけているので、面実装タイプの受,発光素子を使用することが困難であり、小型化を阻害する原因となっている。
【０００７】
上記従来の煙センサのように、拡散反射光を用いた光電式センサを採用して光軸を斜めに打ち上げる配置の光学系では、発光素子の前方に筐体が存在すると、筐体内部の反射が大きく迷光が多くなるので、筐体内部を広くする必要があり、煙センサが大型化してしまうという問題がある。
【０００８】
つまり、筐体内部の反射を低減させなければ、煙からの拡散反射光以外の外乱光や内部反射光が受光素子に入射してしまい、煙検知の精度を低下させるだけでなく、温度変化や外乱光などの周囲環境変化に弱い煙センサとなってしまう。また、プリズムレンズなどの光学部品を使用することや筐体が大型化することはコスト増加につながってしまう。
【０００９】
また、従来、光電式煙センサは、防虫網を備えることでも大型化してしまうという問題がある。
【特許文献１】特開２００４−２２０１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、この発明の課題は、小型化、部品点数低減、低コスト化、高精度化を図ることが可能となる光電式煙センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、この発明の光電式煙センサは、煙が導入される煙検出部とこの煙検出部の周囲に配置されて上記煙検出部の外から上記煙検出部内に向かう光を遮光すると共に上記煙検出部の外から上記煙検出部内への煙の流入を可能とするラビリンス部とを有するケース部材と、
上記煙検出部に向けて光を発する発光部と、
上記煙検出部内の煙によって散乱された散乱光を受光する受光部とを備え、
上記ケース部材は、
上記煙検出部の外から上記煙検出部内へ虫が侵入するのを防ぐと共に上記煙検出部への煙の流入および上記煙検出部からの煙の流出を可能とする複数の穴が形成された底蓋部を有することを特徴としている。
【００１２】
この発明の光電式煙センサによれば、上記ケース部材の底蓋部の下方から上記底蓋部に形成された複数の穴を通して、煙を煙検出部内へ流入可能とすると共に煙検出部外へ煙が流出することが可能になる上に、上記底蓋部により煙検出部の下方から煙検出部内へ虫が侵入するのを防ぐ。したがって、この発明によれば、外部からの煙流入口に大きな防虫網を設置することなく煙検出部の下方から煙検出部内へ煙をスムーズに導入でき、小型化、部品点数低減、低コスト化を図れる。
【００１３】
また、一実施形態の光電式煙センサでは、上記ケース部材の上記底蓋部と上記煙検出部と上記ラビリンス部とが一体成形されている。
【００１４】
この実施形態の光電式煙センサによれば、防虫網として使用できる底蓋部と煙検出部とラビリンス部とを一体成型することによりケース部材を一つの部品とすることで、さらなる小型化と部品点数の削減、コスト削減が可能になる。
【００１５】
また、一実施形態の光電式煙センサでは、上記ケース部材は、上記煙検出部内に突き出していると共に先端が鋭角である複数の突起部を有する。
【００１６】
この実施形態の光電式煙センサによれば、上記複数の突起部により、煙検出部内で反射光(迷光)を低減できる。また、迷光対策として煙検出部内に大きな反射板を複数設ける必要が無くなり、反射板の存在により煙検出部内への煙の流入および煙検出部外への煙の流出が阻害されることを回避できる。また、ケースの高さを高くして反射光の強度を低減する構造とする場合に比べて、薄型化を実現できる。
【００１７】
また、一実施形態の光電式煙センサでは、上記複数の突起部のうちの少なくとも１つは、２つの分岐先端を有する。
【００１８】
この実施形態の光電式煙センサによれば、突起部の２つの分岐先端の間の凹部が光トラップとなり、迷光が突起部の先端で反射して受光部へ入射するのを防ぐことができる。
【００１９】
また、一実施形態の光電式煙センサでは、上記複数の突起部のうちの少なくとも１つは、上記発光部と受光部とを結ぶ直線と交差すると共に上記ケース部材の底蓋部から上記ケース部材の上端まで延在している。
【００２０】
この実施形態の光電式煙センサによれば、上記発光部と受光部とを結ぶ直線と交差する突起部によって、発光部から出射した光が受光部に直接照射するのを防ぐことができる。また、上記突起部はケース部材の底蓋部から上記ケース部材の上端まで延在しているので、発光部から出射した光が受光部に直接照射するのをより確実に防ぐことができる。なお、上記突起部は、複数の突起部のうちの上記発光部に最も近い突起部であることが望ましい。この場合、発光部から出射した光が受光部に直接照射するのをより確実に防ぐことができる。
【００２１】
また、一実施形態の光電式煙センサでは、上記複数の突起部のうちの少なくとも１つは、上記発光部と受光部とを結ぶ直線と交差していないと共に上記ケース部材の底蓋部から上記発光部の上端レベルまで延在しており、上記発光部の上端は上記ケース部材の上端よりも上記底蓋部に近い。
【００２２】
この実施形態の光電式煙センサによれば、上記発光部と受光部とを結ぶ直線と交差していない突起部は、上記ケース部材の上端よりも上記底蓋部に近い上記発光部の上端レベルまで延在しているので、上記煙検出部への煙の流入,煙検出部からの煙の流出を妨げることなく、迷光を低減できる。
【００２３】
また、一実施形態の光電式煙センサでは、上記複数の突起部は、上記発光部による発光ビームの半値幅領域に達するまでの寸法以下の寸法だけ上記煙検出部内に突き出している。
【００２４】
この実施形態の光電式煙センサによれば、煙検出部における必要な煙検出領域を確保すると共に、発光部が光を不必要に広い領域に照射することで迷光が発生することを抑制できる。
【００２５】
また、一実施形態の光電式煙センサでは、上記複数の突起部は、上記受光部の受光視野領域の半値幅領域に達するまでの寸法以下の寸法だけ上記煙検出部内に突き出している。
【００２６】
この実施形態の光電式煙センサによれば、受光部に迷光が入射することを防ぎつつ、煙検出部における必要な煙検出領域を確保できる。
【００２７】
また、一実施形態の光電式煙センサでは、上記ケース部材は、上記受光部の前方に位置していると共に上記突起部または上記煙検出部の内壁の少なくとも一方での反射光が上記受光部に入射することを防ぐ遮光突起を有する。
【００２８】
この実施形態の光電式煙センサによれば、上記遮光突起により、受光部に迷光が入射するのを防止できる。
【００２９】
なお、上記遮光突起は、受光部近傍に配置し上記受光部の視野範囲の半値幅領域に達する長さ以下の長さとして、煙検出部における必要な煙検出領域を確保できるようにすることが望ましい。また、遮光突起の先端は、約４５°以下の角度の尖った形状とすることが望ましい。この遮光突起の内側に当たった光は光トラップ効果により受光部へ入射することが防がれると共に、他の突起部からの反射光はこの遮光突起の外側に当たって遮光されるので、迷光を低減できる。
【００３０】
また、一実施形態の電子機器では、上記光電式煙センサを備えたことで、小型化,部品点数低減,低コスト化を図ることが可能になる。この電子機器の一例としては、照明機器やエアコンディショナ等が挙げられる。
【発明の効果】
【００３１】
この発明の光電式煙センサによれば、煙検出部に虫が侵入するのを防ぐための防虫網を別途用意する必要がなくなり、煙検出部への煙の流入,煙検出部からの煙の流出もスムーズになるので、小型化,部品点数低減,低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３３】
図１Ａに、この発明の光電式煙センサの実施形態が備えるケース部材１を上方から下方に見た様子を示し、図１Ｂに、上記ケース部材１を側方から見た様子を示し、図１Ｃに、上記ケース部材１を下方から上方に見た様子を示す。また、図２はこの実施形態の光電式煙センサの分解図であり、図３はこの実施形態の光電式煙センサを側方から見た様子を示す外観図である。
【００３４】
図２、図３に示すように、この実施形態は、ケース部材１と、このケース部材１のフランジ部２の下面に装着されたプリント基板３と、上記ケース部材１のラビリンス部５に上方から装着された樹脂製蓋６を備える。プリント基板３には発光部である発光ダイオード８と受光部であるフォトダイオード９および他の電気部品(図示せず)が装着されている。なお、図１Ｃにおいて、２０は発光ダイオード８をカバーする発光素子カバーであり、２１はフォトダイオード９をカバーする受光素子カバーである。発光ダイオード８とフォトダイオード９はプリント基板３に半田付け実装された後、発光素子カバー２０と受光素子カバー２１に挿入される。ケース部材１と樹脂製蓋６とプリント基板３とを組み立てることで図３に示す光電式煙センサとなる。
【００３５】
図１Ａに示すように、上記ケース部材１のフランジ部２上には、ラビリンス部５が形成されている。このラビリンス部５は、周方向に所定間隔を隔てて形成された複数のＶ字状屈曲部１１を有する。このラビリンス部５の内側は煙検出部１２になっている。このラビリンス部５は、煙検出部１２の外から煙検出部１２内に向かう光を遮光すると共に煙検出部１２の外から煙検出部１２内への煙の流入を可能とする。また、図４に示すように、このケース部材１の煙検出部１２には、発光ダイオード８とフォトダイオード９が配置され、発光ダイオード８は煙検出部１２内方に向けて光Ｌ１を発し、フォトダイオード９は煙検出部１２内の煙４によって散乱された散乱光Ｌ２を受光することで、煙を検出する。
【００３６】
また、図１Ｃ,図４に示すように、ケース部材１は、底蓋部１３を有し、この底蓋部１３には複数の穴１４が形成されている。この複数の穴１４が形成された底蓋部１３は、煙検出部１２に対する煙の流入,流出を可能とすると共に煙検出部１２の外から煙検出部１２内へ虫が侵入するのを防ぐ機能を有する。したがって、この実施形態によれば、外部からの煙流入口に大きな防虫網を設置することなく煙検出部１２の下方から煙検出部１２内へ煙をスムーズに導入でき、小型化、薄型化、部品点数低減、低コスト化を図れる。また、底蓋部１３の穴１４と上記ラビリンス部５とで煙が効率よく流れる煙流路を形成できる。
【００３７】
また、この実施形態では、防虫網として使用できる底蓋部１３と煙検出部１２とラビリンス部５とを一体成型した。これにより、ケース部材１を一つの部品とすることで、さらなる小型化,薄型化と部品点数の削減、コスト削減が可能になる。
【００３８】
また、この実施形態では、ケース部材１は，図５に示すように、煙検出部１２内に突き出した突起部１６と１８を有する。突起部１６は、煙検出部１２の内壁１２Ａから突き出していて先細形状であると共に先端１６Ａが鋭角に尖っている。また、上記突起部１８は、２つの分岐先端１８Ａ,１８Ｂを有し、この２つの分岐先端１８Ａ,１８Ｂは、鋭角状に尖っている。また、ケース部材１は、煙検出部１２の内壁１２Ａから突き出していて先端が鋭角状に尖っている複数の突起からなる突起群３１を有する。この突起群３１が有する複数の突起は、フォトダイオード９に近い突起程、突出寸法が大きくなっている。
【００３９】
上記２つの突起部１６,１８により、迷光の原因となる光２６,２７を遮光して迷光になるのを防ぎ、煙検出部１２内での反射光(迷光)を低減できるので、煙検出精度を向上できる。また、迷光対策として煙検出部１２内に大きな反射板を複数設ける必要が無くなり、反射板の存在により煙検出部内への煙の流入および煙検出部外への煙の流出が阻害されることを回避できる。また、ケースの高さを高くして反射光の強度を低減する構造とする場合に比べて、薄型化を実現できる。
【００４０】
また、上記突起部１８は、２つの分岐先端１８Ａ,１８Ｂの間の凹部１８Ｃが光トラップとなり、迷光２６が突起部１８の先端で反射して受光部であるフォトダイオード９へ入射するのを防ぐことができる。
【００４１】
また、この実施形態では、突起部１８は、図５に示すように、発光ダイオード８とフォトダイオード９とを結ぶ直線と交差しているので、発光ダイオード８から出射した光がフォトダイオード９に直接照射するのを防ぐことができる。また、図６に示すように、突起部１８は、ケース部材１の底蓋部１３からケース部材１の上端まで延在しているので、発光ダイオード８から出射した光が受光部としてのフォトダイオード９に直接照射することをより確実に防止できる。さらに、この実施形態では、突起部１８は、２つの突起部１６に比べて発光ダイオード８に近い突起部であるので、発光ダイオード８から出射した光がフォトダイオード９に直接照射することをより確実に防止できる。すなわち、この突起部１８は、迷光を低減させる役目だけでなく、発光ダイオード８からフォトダイオード９に光が直接入射するのを防ぐ役目を有している。そして、この発光ダイオード８からフォトダイオード９に向かって直接直線的に進む光は反射による迷光と比較して強度が高いので、突起部１８を、ケース部材１の底蓋部１３からケース部材１の上端まで延在させたことで、発光ダイオード８から出射した光が突起部１８の上方や下方を通過して直接フォトダイオード９に入射することを確実に防いでいる。
【００４２】
なお、この実施形態では、突起部１８は、ラビリンス部５のＶ字状屈曲部１１と一体になっており、このＶ字状屈曲部１１から煙検出部１２内に突出している。
【００４３】
また、この実施形態では、２つの突起部１６,１８は、上記発光ダイオード８による発光ビームの半値幅領域Ｒ１に達するまでの寸法だけ煙検出部１２内に突き出している。したがって、煙検出部１２における必要な煙検出領域を確保すると共に、発光ダイオード８が光を不必要に広い領域に照射することで迷光が発生することを抑制できる。また、この実施形態では、上記２つの突起部１６,１８は、上記フォトダイオード９の受光視野領域の半値幅領域Ｒ２に達するまでの寸法だけ煙検出部１２内に突き出しているので、フォトダイオード９に迷光が入射することを防ぎつつ、煙検出部１２における必要な煙検出領域を確保できる。
【００４４】
また、上記発光ダイオード８とフォトダイオード９とを結ぶ直線と交差していない突起部１６は、図６に示すように、底蓋部１３から上記ケース部材１２の上端よりも底蓋部１３に近い発光ダイオード８の上端レベルＵＬまで延在している。したがって、この突起部１６によれば、煙検出部１２への煙の流入,煙検出部１２からの煙の流出を妨げることなく、迷光を低減できる。また、図５に示す突起群３１の各突起も底蓋部１３から発光ダイオード８の上端レベルＵＬまで延在している。
【００４５】
また、この実施形態では、図５に示すように、ケース部材１は、上記フォトダイオード９の前方に位置している遮光突起２２,２３を有する。また、この遮光突起２２,２３も底蓋部１３から発光ダイオード８の上端レベルＵＬまで延在している。したがって、遮光突起２２,２３は、煙の流れを妨げることなく、突起部１６,１８,突起群３１,および煙検出部１２の内壁１２Ａの少なくとも一つでの反射光(迷光)がフォトダイオード９に入射するのを防止できる。
【００４６】
また、この遮光突起２２,２３と上記突起部１６,１８および突起群３１の複数の突起によって、煙から反射してくる検知光以外の光２９,光３０,光３３などを遮蔽でき、迷光を低減できて検出精度を向上できる。
【００４７】
なお、上記遮光突起２２,２３は、受光部であるフォトダイオード９近傍に配置し上記フォトダイオード９の視野範囲の半値幅領域に達する長さ以下の長さとして、煙検出部１２における必要な煙検出領域を確保できるようにしている。また、遮光突起２２,２３の先端は、約４５°以下の角度の尖った形状とすることが望ましい。これにより、この遮光突起２２,２３の内側に当った光を光トラップ効果でもってフォトダイオード９へ入射することを防ぎ易くなると共に突起部１６,１８からの反射光を、遮光突起２２,２３の外側に当てて遮光できるので、迷光を低減できる。
【００４８】
尚、上記実施形態では、２つの突起部１６,１８を備えたが２つ以上の突起部を備えてもよい。もっとも、突起部を過剰に設けると、煙の流れを妨げる原因となるので、必要最小限の突起部を用いて効率よく遮光できる構造とすることが望ましい。
【００４９】
また、上記実施形態では、２つの突起部１６,１８の突出寸法を発光ダイオード８による発光ビームの半値幅領域Ｒ１に達するまでの寸法としたが、上記寸法未満の寸法としてもよい。また、上記実施形態では、２つの突起部１６,１８の突出寸法をフォトダイオード９の受光視野領域の半値幅領域Ｒ２に達するまでの寸法としたが、上記寸法未満の寸法としてもよい。また、上記実施形態の光電式煙センサを備えた照明機器やエアコンディショナ等の電子機器によれば、小型化,部品点数低減,低コスト化を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１Ａ】この発明の光電式煙センサの実施形態が備えるケース部材１の平面図である。
【図１Ｂ】上記ケース部材１の側面図である。
【図１Ｃ】上記ケース部材１の底面図である。
【図２】上記実施形態の分解図である。
【図３】上記実施形態の外観図である。
【図４】上記実施形態の煙検知動作を説明する模式図である。
【図５】上記実施形態のケース部材の煙検出部１２付近の様子を示す部分拡大平面模式図である。
【図６】上記実施形態のケース部材の断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  ケース部材
２  フランジ部
３  プリント基板
４  煙
５  ラビリンス部
６  樹脂製蓋
８  発光ダイオード
９  フォトダイオード
１１  Ｖ字状屈曲部
１２  煙検出部
１２Ａ  内壁
１３  底蓋部
１４  穴
１６,１８  突起部
１６Ａ  先端
１８Ａ,１８Ｂ  分岐先端
１８Ｃ  凹部
２２,２３  遮光突起
２９,３０,３３  光
３１  突起群
Ｌ１  光
Ｌ２  散乱光
Ｒ１  発光ビームの半値幅領域
Ｒ２  受光視野領域の半値幅領域
【図１Ａ】
2009015630.tif 000003
【図１Ｂ】
2009015630.tif 000004
【図１Ｃ】
2009015630.tif 000005
【図２】
2009015630.tif 000006
【図３】
2009015630.tif 000007
【図４】
2009015630.tif 000008
【図５】
2009015630.tif 000009
【図６】
2009015630.tif 000010