防爆型ガス警報器
【課題】 所定の防爆構造および防水構造を有し、十分な大きさの音圧を有する警報音を発することのできる防爆型ガス警報器を提供すること。
【解決手段】 この防爆型ガス警報器は、薄板状の圧電素子よりなるブザーが配置されるブザー配置室が裏面に形成された、手で握って保持することのできる大きさのハウジングを備えてなり、ブザーは、その周縁部が樹脂よりなるフィルム状の緩衝部材に装着されて中央部に空隙が形成された状態で、固定され、さらに、当該緩衝部材が、ブザーが配置された位置に対応する位置においてハウジングとの間に空隙が介在する状態で、その周縁部がハウジングに固定されている。
【解決手段】 この防爆型ガス警報器は、薄板状の圧電素子よりなるブザーが配置されるブザー配置室が裏面に形成された、手で握って保持することのできる大きさのハウジングを備えてなり、ブザーは、その周縁部が樹脂よりなるフィルム状の緩衝部材に装着されて中央部に空隙が形成された状態で、固定され、さらに、当該緩衝部材が、ブザーが配置された位置に対応する位置においてハウジングとの間に空隙が介在する状態で、その周縁部がハウジングに固定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検知対象ガスが検知されたときに作動する圧電素子により構成されたブザーを有する防爆型ガス警報器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、例えば地下の工事現場や坑道、その他の人が立ち入る場所や作業領域などにおいて、その環境の空気中に一酸化炭素ガスや硫化水素ガスなどの危険性ガスが含有されるおそれがある場合や、空気中の酸素ガス濃度が低下しているおそれがある場合など、環境雰囲気の空気が危険な状態となっている可能性あるいは危険な状態となる可能性がある場合が少なくない。
そして、環境雰囲気の空気において、含有される危険性ガスの濃度が高いことにより、または酸素ガス濃度が低いことにより、人に対して危険な状態となったときには、そのことを直ちに知ることが必要であり、このような要請から、ガスセンサーによって検知対象ガスが検知されたときに作動するブザーからの警報音による警報報知機構を具えてなる可搬式のガス警報器が広く使用されている。
【０００３】
通常、ブザーを有する可搬式のガス警報器においては、ハウジングに警報音放音用開口部を形成すると共に、この警報音放音用開口部の開口に通ずるようブザー配置部を設けてこれに例えば磁力により振動する構造のブザーを配置し、警報音放音用開口部の開口を塞ぐよう、無数の微小な貫通孔を有する防塵メッシュを設けた構成とされている。
而して、このような可搬式のガス警報器においては、大きな警報音が外部に発せられることが望まれているが、ガス警報器の正面には、例えば表示機構（ＬＣＤ）およびスイッチ等が設けられており、ブザーを正面側に配置する構成を採用することができない。
【０００４】
一方、警報報知機構を構成するブザーとして、例えば圧電セラミックスと金属板とが貼り合わせられた振動子を具えた薄板状の圧電素子が知られており、検知対象ガスが検知されたときに圧電セラミックスに所定電圧が印加されることにより、圧電効果によって金属板が振動し、警報音がハウジングに形成された警報音放音用開口部を介して外部に発せられる。
【０００５】
可搬式のガス警報器においては、可燃性のガスや蒸気を含む爆発性雰囲気の存在により、引火、爆発が発生し得る環境で使用されるため、ガス警報器それ自体が着火源とならない構成、いわゆる防爆仕様の規格を満足する構成であることが必要とされており、例えば、圧電素子により構成されるブザーを採用する場合には、重錘を落下させ、これにより発生するエネルギーが規定値以下であることが必要とされている。
しかしながら、ブザーをハウジングに直接的に固定した場合には、上記防爆性能を満足することができず、防爆構造を有するものとして構成することはできない。
【０００６】
また、ハウジングの警報音放音用開口部の開口が例えば防塵メッシュの孔を介して外部と連通しているため、大気中の水滴などの水がブザー配置部に進入してブザーの作動を阻害するおそれがあるため、防水構造を有していることが必要とされる。
【０００７】
一方、圧電素子を用いた発音機器における当該圧電素子の支持構造としては、優れた音質の音を得るために、固定リングに周縁を固定したプラスチックフイルムの中間に段部を設け、更にその中央部に凹部を形成し、凹部の周縁に薄円板周縁を貼着して密閉した空洞部を形成し、空洞部に対向して薄円板に薄板状圧電素子を貼着した状態において、プラスチックフイルムの周縁部をケース等に固定する構造が知られているが（例えば特許文献１参照）、このような圧電素子の支持構造を、単に、防爆仕様および防水仕様であることが求められるガス警報器に適用することはできない。
【０００８】
【特許文献１】特許第２５５１８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、所定の防爆構造および防水構造を有し、十分な大きさの音圧を有する警報音を発することのできる防爆型ガス警報器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の防爆型ガス警報器は、薄板状の圧電素子よりなるブザーが配置されるブザー配置室が裏面に形成された、手で握って保持することのできる大きさのハウジングを備えてなり、
ブザーは、その周縁部が樹脂よりなるフィルム状の緩衝部材に装着されて中央部に空隙が形成された状態で、固定され、さらに、当該緩衝部材が、ブザーが配置された位置に対応する位置においてハウジングとの間に空隙が介在する状態で、その周縁部がハウジングに固定されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の防爆型ガス警報器においては、緩衝部材は非透水性を有するものであることが好ましい。
また、本発明の防爆型ガス警報器においては、緩衝部材の厚みが０．１〜０．４ｍｍであることが好ましい。
さらに、本発明の防爆型ガス警報器においては、ハウジングと緩衝部材との間の空隙の、緩衝部材の厚み方向における大きさが０．３〜１ｍｍの範囲内とされた構成とされていることが好ましい。
【００１２】
さらに、本発明の防爆型ガス警報器においては、ブザー配置室には、中央部において、ハウジングの内部空間に通ずる円形の開口が形成された構成とされていることが好ましく、さらに、当該開口の周囲を囲むよう緩衝部材側に向かって突出する突起部が周方向の全周にわたって伸びるよう、緩衝部材に対して非接触状態で形成された構成とされていることが好ましく、さらに、突起部の径方向外方側の位置であって、互いに周方向に対して等間隔毎に並んだ位置においてハウジングの内部空間と連通する複数の孔が形成された構成とされていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の防爆型ガス警報器によれば、圧電素子よりなるブザーが、フィルム状の緩衝部材を介して、ハウジングに対して直接的に接触しない状態で配置されていることにより、緩衝部材がクッションとして機能するので、外部からの衝撃を受けたときに発生するエネルギーを規定値以下の大きさに抑制することができ、所定の防爆仕様を満足するものとして構成することができると共に、緩衝部材は貫通孔のないフィルム状のものであるから、大気中の水滴などの水が進入してブザーの作動を阻害することを確実に防止することができ、所定の防水構造を有するものとして構成することができる。
しかも、フィルム状の緩衝部材全体が振動して外部に対する音源として機能するので、十分に大きな音圧の警報音がハウジングの外部に発せられる。
【００１４】
また、緩衝部材の厚み、および、ハウジングと緩衝部材との間の空隙の大きさが特定の大きさとされていると共に、ブザー配置室が特定の構造を有することにより、ハウジングと緩衝部材との間の空隙を、いわば共鳴空間とすることができ、一層大きな音圧の警報音を外部に発することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の防爆型ガス警報器の一例における構成を示す正面図、図２は、図１に示す防爆型ガス警報器の上面図、図３は、図１におけるＡ−Ａ線断面図、図４は、図１におけるＢ−Ｂ線断面図、図５は、図２におけるＣ−Ｃ線断面図である。
この防爆型ガス警報器１０は、裏面側ハウジング部材１２と、この裏面側ハウジング部材１２に枠状のパッキンＰを介して連結固定される、例えば透明な樹脂材料よりなる表面側ハウジング部材１３とにより構成される、全体が略箱型形状のハウジング１１を具えている。このハウジング１１は、手で握って保持することのできる大きさとされている。 ハウジング１１の内部には、必要な種々の機能素子が実装された平板状の動作制御用回路基板３０がハウジング１１の正面および背面に沿って延びるよう配設されており、この動作制御用回路基板３０の表面側において、中央領域にパネル状表示機構３１が設けられていると共に、裏面側において、動作制御用回路基板３０等の電子部品が配置される空間と互いに水密状態で区画された空洞部２５Ａを有する区画室２５が形成されていると共にこの区画室２５の左右両側に、円柱状の二次電池（蓄電池）５０が配置されている。
【００１６】
ハウジング１１の下部には、互いに異なる種類のガスを検知する例えば４つのボタン型のガスセンサーが、当該ガスセンサーを面方向に並んだ状態で保持するセンサー保持部が形成されたセンサーホルダー３７と、内部に各々のセンサー保持部に通ずるガス流路が形成されたセンサーキャップ３８とによって、固定された状態で保持されてなるセンサユニット３５が着脱自在に装着されたセンサユニット装着部１７が形成されている。符号３９はセンサー基板である。
ガスセンサーとしては、例えば、ガルバニ型ガスセンサー素子よりなる酸素ガス検知用のガスセンサー３６Ａ、例えば接触燃焼式ガスセンサー素子よりなる炭化水素ガスを％ＬＥＬ（爆発下限界濃度）の測定レンジで検知するガスセンサー３６Ｂ、例えば定電位電解式ガスセンサー素子よりなる一酸化炭素ガス検知用のガスセンサー３６Ｃ、例えば定電位電解式ガスセンサー素子よりなる硫化水素ガス検知用のガスセンサー３６Ｄなどを挙げることができる。
【００１７】
ハウジング１１の裏面における、区画室２５に対応する位置には、図６にも示すように、正面側に向かうに従って小径となる略円柱状空間部を形成する例えば３段の階段状の凹所により構成されたブザー配置室２０が形成されており、ブザー配置室２０を塞ぐよう蓋体１４が設けられている。
ブザー４０は、例えば円板状の金属板４１の一面上における中央部に円板状の圧電セラミックス４２が貼り合わせられた振動子よりなる薄板状の圧電素子により構成されており、フィルム状の緩衝部材４５により、ハウジング１１に対して直接的に固定されない状態で配置されている。
【００１８】
ブザー４０の支持構造について具体的に説明すると、緩衝部材４５は、円板状の基材の中央位置に、内方に向かって凸となるすり鉢状の凹所４６が形成されると共に、周縁部に、外方側に向かって拡がるテーパ状部分を介して凹所４６の底壁部と平行に伸びる装着部４７が形成された形態を有しており、ブザー４０を構成する金属板４１における周縁部の他面が緩衝部材４５の凹所４６の周囲に位置される平坦状部分の外面に、例えば円環状の両面粘着テープ４８により接着され、さらに、緩衝部材４５における装着部４７の内面がブザー配置室２０における１段目の段部の平坦面２０Ａに、例えば超音波溶着により固定されており、従って、ブザー４０の圧電セラミックス４２に対応する位置においてブザー４０と緩衝部材４５との間に空隙Ｃが形成されると共に、ブザー４０が配置された位置に対応する位置において緩衝部材４５とハウジング１１との間に空隙Ｓが形成された状態とされている。
【００１９】
緩衝部材４５は、例えば非透水性を有するものにより構成されていることが好ましく、例えばポリカーボネイト、（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、塩化ビニル（ＰＶＣ）などを例示することができる。
緩衝部材４５の厚みは、例えば０．１〜０．４ｍｍであることが好ましく、これにより、十分なクッション機能が得られると共に金属板４１の振動に追従する十分な可変形性が得られる。
【００２０】
ブザー配置室２０は、例えば以下に示すような特定の構造を有しており、これにより、緩衝部材４５とハウジング１１との間に形成される空隙Ｓを共鳴空間とすることができ、一層大きな音圧の警報音を外部に発することができる。
すなわち、ブザー配置室２０における底壁の中央部には、ハウジング１１の内部における区画室２５に連通する円形開口２１が形成されており、この円形開口２１の周囲を囲むよう外方側に向かって突出する突起部２２が周方向の全周にわたって伸びるよう緩衝部材４５に対して非接触状態で形成されている。
また、図７に示すように、２段目の段部の平坦面における周方向に等間隔毎に離間した位置には、ハウジング１１の内部における区画室２５に連通する４箇所の孔２３が形成されており、また、２段目の段部の周面がテーパ状に形成されている（図６参照）。
さらに、ハウジング１１と緩衝部材４５との間の空隙Ｓの、緩衝部材４５の厚み方向における離間距離の大きさが０．３〜１ｍｍの範囲内とされていることが好ましい。
【００２１】
また、ハウジング１１の裏面におけるブザー配置室２０に近接した位置には、ブザー配置室２０とハウジング１１の内部空間、具体的には、動作制御用回路基板３０等の電子部品が配置される空間とを連通させる空間部２８が区画室２５内の空洞部２５Ａとは独立して形成されており（図５参照）、当該空間部２８にブザー４０と動作制御用回路基板３０との接続用リード（図示せず）が配線されている。
【００２２】
一方、ハウジング１１の内部における区画室２５は、裏面側ハウジング部材１２の内面における、ブザー配置室２０に対応する位置の四方を囲むよう形成された区画壁の表面側開口部が隔壁２６によって塞がれ、これにより、内部に空洞部（トンネル部）２５Ａが形成されて構成されている。
隔壁２６の下方位置には、断面形状が略長円形の筒状部分２７が形成されており、この筒状部分２７が表面側ハウジング部材１３における表示部１８の下方位置に形成された警報音放音用開口（以下、「前方放音用開口」という。）１５にパッキンを介して嵌合され、これにより、区画室２５の内部空間が、前方放音用開口１５に設けられた防塵ネット（図示せず）を介して外部に連通している。
また、区画室２５の内部空間は、区画室２５の一部を形成する裏面側ハウジング部材１２の上壁に形成された警報音放音用開口（以下、「上方放音用開口」という。）１６およびこの上方放音用開口１６に設けられた防塵ネット（図示せず）を介して外部に連通している。
【００２３】
駆動用電源である二次電池（蓄電池）５０は、例えばＡＡＡサイズ（単４型）のニッケル水素（ＮｉＭＨ）電池、ニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）電池などが用いられており、金属よりなるスリーブ状放熱部材５１が例えば二次電池５０の外周面の全周にわたって密着して設けられて保持枠部材５２によって保持された状態で、ハウジング１１内に配置されている。
スリーブ状放熱部材５１が設けられていることにより、短絡時における二次電池５０の温度の上昇の程度を規定範囲内に抑制することができて電源部に要求される防爆仕様を満足するものとなる。
【００２４】
この防爆型ガス警報器１０においては、ブザー音による警報報知機構に加えて更に、警報用発光素子３２の発光および警報用振動発生器３３による振動による警報報知機構を具えた構成とされている（図４参照）。
【００２５】
また、この防爆型ガス警報器１０においては、例えば導電性熱可塑性エラストマー組成物よりなるプロテクトカバー６０が装着されており、プロテクトカバー６０が装着された状態においては、外部に露出されるハウジング１１の連続した樹脂表面部分の大きさが所定の大きさ例えば１００ｃｍ2 以下に規制され、これにより、静電気対策が十分で信頼性の高い防爆性を有するものとなる。また、プロテクトカバー６０を構成する材料それ自体の耐衝撃性によって、防爆型ガス警報器１０の緩衝材（保護材）としても機能するので、防爆型ガス警報器１０が故障または破損することを防止することができ、適正な動作状態に維持することができる。
【００２６】
以上において、図１における符号５５は、「ＰＯＷＥＲ」および「ＭＯＤＥ」が二段に表示されたメインスイッチとモード切替えスイッチを兼ねた第１の操作用ボタン、５６は、「ＡＩＲ」と表示された、ガスセンサーの種類、すなわち当該ガスセンサーの検知対象ガスの種類に応じて警報発生基準を変更する機能調整用の第２の操作用ボタン、１９は、ハウジング１１の正面およびこれに続く上面、両側面領域のそれぞれに形成された警報用発光部、図２における５７は、例えばガスセンサーにより検知されて動作制御用回路基板３０の記憶素子に記録されたガス濃度データを読み出すための赤外線通信ポートである。
【００２７】
上記構成の防爆型ガス警報器１０においては、環境雰囲気の空気が拡散してガスセンサー３６Ａ〜３６Ｄに到達し、目的とするガスについてその濃度検知が行われ、その結果がパネル状表示機構３１に表示される。そして、検知対象ガスの濃度が当該ガスについて設定された基準値を超えたときには警報動作信号が発せられ、これにより、ブザー４０が作動される。
例えば、検知対象ガスが酸素ガス（Ｏ2 ガス）の場合には、基準値は例えば１８．０体積％（ｖｏｌ％）とされ、それ以下となったときに警報動作信号が発せられる。また、基準値は、検知対象ガスが炭化水素ガス（ＨＣガス）の場合には、例えば１０％ＬＥＬ（爆発下限界濃度に対するガス濃度）とされ、一酸化炭素ガス（ＣＯガス）の場合には例えば２５ｐｐｍとされ、硫化水素ガス（Ｈ2 Ｓガス）の場合には例えば１０ｐｐｍとされ、当該基準値を超えたときに警報動作信号が発せられる。
上記防爆型ガス警報器１０においては、複数の種類の警報報知機構が設けられているが、それらの全部が一斉に駆動されることは必要ではなく、各警報報知機構が順次に所定時間だけ駆動されるサイクル的警報動作が行われることが好ましい。
【００２８】
而して、上記構成の防爆型ガス警報器１０によれば、圧電素子よりなるブザー４０が、フィルム状の緩衝部材４５を介して、ハウジング１１に対して直接的に接触しない状態で配置された構成とされていることにより、緩衝部材４５がクッションとして機能するので、外部からの衝撃を受けたときに発生するエネルギーを規定値以下の大きさに抑制することができ、所定の防爆仕様を満足するものとして構成することができると共に、緩衝部材４５は貫通孔のないフィルム状のものであるから、大気中の水滴などの水が進入してブザーの作動を阻害することを確実に防止することができるので、所定の防水構造を有するものとして構成することができる。
しかも、ブザー４０が作動されると、緩衝部材４５全体が振動して外部に対する音源として機能するので、十分に大きな音量の警報音がハウジング１１の外部に発せられると共に、ブザー４０の圧電セラミックス４２に対応する位置においてブザー４０と緩衝部材４５との間に空隙Ｃが形成されると共に、ブザー４０に対応する位置において緩衝部材４５とハウジング１１との間に空隙Ｓが形成された状態とされていることにより、緩衝部材４５の振動可能性が確保される。
【００２９】
特に、緩衝部材４５の厚みおよびハウジング１１と緩衝部材４５との間の空隙Ｓが特定の大きさとされていると共に、ブザー配置室２０が特定の構造を有することにより、ハウジング１１と緩衝部材４５との間の空隙Ｓを、いわば共鳴空間とすることができ、一層大きな音圧の警報音を外部に発することができる。
【００３０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、圧電素子よりなるブザーがハウジングに対して直接的に固定されない構成であって、緩衝部材との間に空隙が介在する状態とされていれば、緩衝部材の形態は上記実施例に係るものに限定されるものではなく、また、ブザー配置室の構造についても、上記実施例に係るものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の防爆型ガス警報器の一例における構成を示す正面図である。
【図２】図１に示す防爆型ガス警報器の上面図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図２におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】ブザーの支持構造を示す説明用断面図である。
【図７】ブザー配置室の構造を概略的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０ 防爆型ガス警報器
１１ ハウジング
１２ 裏面側ハウジング部材
１３ 表面側ハウジング部材
１４ 蓋体
１５ 前方放音用開口（警報音放音用開口）
１６ 上方放音用開口（警報音放音用開口）
１７ センサユニット装着部
１８ 表示部
１９ 警報用発光部
２０ ブザー配置室
２０Ａ 平坦面
２１ 円形開口
２２ 突起部
２３ 孔
２５ 区画室
２５Ａ 空洞部（トンネル部）
２６ 隔壁
２７ 筒状部分
２８ 空間部
３０ 動作制御用回路基板
３１ パネル状表示機構
３２ 警報用発光素子
３３ 警報用振動発生器
３５ センサユニット
３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ ガスセンサー
３７ センサーホルダー
３８ センサーキャップ
３９ センサー基板
４０ ブザー
４１ 金属板
４２ 圧電セラミックス
４５ 緩衝部材
４６ 凹所
４７ 装着部
４８ 両面粘着テープ
５０ 二次電池
５１ スリーブ状放熱部材
５２ 保持枠部材
５５ 第１の操作用ボタン
５６ 第２の操作用ボタン
５７ 赤外線通信ポート
６０ プロテクトカバー
Ｐ パッキン
Ｃ 空隙
Ｓ 空隙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検知対象ガスが検知されたときに作動する圧電素子により構成されたブザーを有する防爆型ガス警報器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、例えば地下の工事現場や坑道、その他の人が立ち入る場所や作業領域などにおいて、その環境の空気中に一酸化炭素ガスや硫化水素ガスなどの危険性ガスが含有されるおそれがある場合や、空気中の酸素ガス濃度が低下しているおそれがある場合など、環境雰囲気の空気が危険な状態となっている可能性あるいは危険な状態となる可能性がある場合が少なくない。
そして、環境雰囲気の空気において、含有される危険性ガスの濃度が高いことにより、または酸素ガス濃度が低いことにより、人に対して危険な状態となったときには、そのことを直ちに知ることが必要であり、このような要請から、ガスセンサーによって検知対象ガスが検知されたときに作動するブザーからの警報音による警報報知機構を具えてなる可搬式のガス警報器が広く使用されている。
【０００３】
通常、ブザーを有する可搬式のガス警報器においては、ハウジングに警報音放音用開口部を形成すると共に、この警報音放音用開口部の開口に通ずるようブザー配置部を設けてこれに例えば磁力により振動する構造のブザーを配置し、警報音放音用開口部の開口を塞ぐよう、無数の微小な貫通孔を有する防塵メッシュを設けた構成とされている。
而して、このような可搬式のガス警報器においては、大きな警報音が外部に発せられることが望まれているが、ガス警報器の正面には、例えば表示機構（ＬＣＤ）およびスイッチ等が設けられており、ブザーを正面側に配置する構成を採用することができない。
【０００４】
一方、警報報知機構を構成するブザーとして、例えば圧電セラミックスと金属板とが貼り合わせられた振動子を具えた薄板状の圧電素子が知られており、検知対象ガスが検知されたときに圧電セラミックスに所定電圧が印加されることにより、圧電効果によって金属板が振動し、警報音がハウジングに形成された警報音放音用開口部を介して外部に発せられる。
【０００５】
可搬式のガス警報器においては、可燃性のガスや蒸気を含む爆発性雰囲気の存在により、引火、爆発が発生し得る環境で使用されるため、ガス警報器それ自体が着火源とならない構成、いわゆる防爆仕様の規格を満足する構成であることが必要とされており、例えば、圧電素子により構成されるブザーを採用する場合には、重錘を落下させ、これにより発生するエネルギーが規定値以下であることが必要とされている。
しかしながら、ブザーをハウジングに直接的に固定した場合には、上記防爆性能を満足することができず、防爆構造を有するものとして構成することはできない。
【０００６】
また、ハウジングの警報音放音用開口部の開口が例えば防塵メッシュの孔を介して外部と連通しているため、大気中の水滴などの水がブザー配置部に進入してブザーの作動を阻害するおそれがあるため、防水構造を有していることが必要とされる。
【０００７】
一方、圧電素子を用いた発音機器における当該圧電素子の支持構造としては、優れた音質の音を得るために、固定リングに周縁を固定したプラスチックフイルムの中間に段部を設け、更にその中央部に凹部を形成し、凹部の周縁に薄円板周縁を貼着して密閉した空洞部を形成し、空洞部に対向して薄円板に薄板状圧電素子を貼着した状態において、プラスチックフイルムの周縁部をケース等に固定する構造が知られているが（例えば特許文献１参照）、このような圧電素子の支持構造を、単に、防爆仕様および防水仕様であることが求められるガス警報器に適用することはできない。
【０００８】
【特許文献１】特許第２５５１８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、所定の防爆構造および防水構造を有し、十分な大きさの音圧を有する警報音を発することのできる防爆型ガス警報器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の防爆型ガス警報器は、薄板状の圧電素子よりなるブザーが配置されるブザー配置室が裏面に形成された、手で握って保持することのできる大きさのハウジングを備えてなり、
ブザーは、その周縁部が樹脂よりなるフィルム状の緩衝部材に装着されて中央部に空隙が形成された状態で、固定され、さらに、当該緩衝部材が、ブザーが配置された位置に対応する位置においてハウジングとの間に空隙が介在する状態で、その周縁部がハウジングに固定されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の防爆型ガス警報器においては、緩衝部材は非透水性を有するものであることが好ましい。
また、本発明の防爆型ガス警報器においては、緩衝部材の厚みが０．１〜０．４ｍｍであることが好ましい。
さらに、本発明の防爆型ガス警報器においては、ハウジングと緩衝部材との間の空隙の、緩衝部材の厚み方向における大きさが０．３〜１ｍｍの範囲内とされた構成とされていることが好ましい。
【００１２】
さらに、本発明の防爆型ガス警報器においては、ブザー配置室には、中央部において、ハウジングの内部空間に通ずる円形の開口が形成された構成とされていることが好ましく、さらに、当該開口の周囲を囲むよう緩衝部材側に向かって突出する突起部が周方向の全周にわたって伸びるよう、緩衝部材に対して非接触状態で形成された構成とされていることが好ましく、さらに、突起部の径方向外方側の位置であって、互いに周方向に対して等間隔毎に並んだ位置においてハウジングの内部空間と連通する複数の孔が形成された構成とされていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の防爆型ガス警報器によれば、圧電素子よりなるブザーが、フィルム状の緩衝部材を介して、ハウジングに対して直接的に接触しない状態で配置されていることにより、緩衝部材がクッションとして機能するので、外部からの衝撃を受けたときに発生するエネルギーを規定値以下の大きさに抑制することができ、所定の防爆仕様を満足するものとして構成することができると共に、緩衝部材は貫通孔のないフィルム状のものであるから、大気中の水滴などの水が進入してブザーの作動を阻害することを確実に防止することができ、所定の防水構造を有するものとして構成することができる。
しかも、フィルム状の緩衝部材全体が振動して外部に対する音源として機能するので、十分に大きな音圧の警報音がハウジングの外部に発せられる。
【００１４】
また、緩衝部材の厚み、および、ハウジングと緩衝部材との間の空隙の大きさが特定の大きさとされていると共に、ブザー配置室が特定の構造を有することにより、ハウジングと緩衝部材との間の空隙を、いわば共鳴空間とすることができ、一層大きな音圧の警報音を外部に発することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の防爆型ガス警報器の一例における構成を示す正面図、図２は、図１に示す防爆型ガス警報器の上面図、図３は、図１におけるＡ−Ａ線断面図、図４は、図１におけるＢ−Ｂ線断面図、図５は、図２におけるＣ−Ｃ線断面図である。
この防爆型ガス警報器１０は、裏面側ハウジング部材１２と、この裏面側ハウジング部材１２に枠状のパッキンＰを介して連結固定される、例えば透明な樹脂材料よりなる表面側ハウジング部材１３とにより構成される、全体が略箱型形状のハウジング１１を具えている。このハウジング１１は、手で握って保持することのできる大きさとされている。 ハウジング１１の内部には、必要な種々の機能素子が実装された平板状の動作制御用回路基板３０がハウジング１１の正面および背面に沿って延びるよう配設されており、この動作制御用回路基板３０の表面側において、中央領域にパネル状表示機構３１が設けられていると共に、裏面側において、動作制御用回路基板３０等の電子部品が配置される空間と互いに水密状態で区画された空洞部２５Ａを有する区画室２５が形成されていると共にこの区画室２５の左右両側に、円柱状の二次電池（蓄電池）５０が配置されている。
【００１６】
ハウジング１１の下部には、互いに異なる種類のガスを検知する例えば４つのボタン型のガスセンサーが、当該ガスセンサーを面方向に並んだ状態で保持するセンサー保持部が形成されたセンサーホルダー３７と、内部に各々のセンサー保持部に通ずるガス流路が形成されたセンサーキャップ３８とによって、固定された状態で保持されてなるセンサユニット３５が着脱自在に装着されたセンサユニット装着部１７が形成されている。符号３９はセンサー基板である。
ガスセンサーとしては、例えば、ガルバニ型ガスセンサー素子よりなる酸素ガス検知用のガスセンサー３６Ａ、例えば接触燃焼式ガスセンサー素子よりなる炭化水素ガスを％ＬＥＬ（爆発下限界濃度）の測定レンジで検知するガスセンサー３６Ｂ、例えば定電位電解式ガスセンサー素子よりなる一酸化炭素ガス検知用のガスセンサー３６Ｃ、例えば定電位電解式ガスセンサー素子よりなる硫化水素ガス検知用のガスセンサー３６Ｄなどを挙げることができる。
【００１７】
ハウジング１１の裏面における、区画室２５に対応する位置には、図６にも示すように、正面側に向かうに従って小径となる略円柱状空間部を形成する例えば３段の階段状の凹所により構成されたブザー配置室２０が形成されており、ブザー配置室２０を塞ぐよう蓋体１４が設けられている。
ブザー４０は、例えば円板状の金属板４１の一面上における中央部に円板状の圧電セラミックス４２が貼り合わせられた振動子よりなる薄板状の圧電素子により構成されており、フィルム状の緩衝部材４５により、ハウジング１１に対して直接的に固定されない状態で配置されている。
【００１８】
ブザー４０の支持構造について具体的に説明すると、緩衝部材４５は、円板状の基材の中央位置に、内方に向かって凸となるすり鉢状の凹所４６が形成されると共に、周縁部に、外方側に向かって拡がるテーパ状部分を介して凹所４６の底壁部と平行に伸びる装着部４７が形成された形態を有しており、ブザー４０を構成する金属板４１における周縁部の他面が緩衝部材４５の凹所４６の周囲に位置される平坦状部分の外面に、例えば円環状の両面粘着テープ４８により接着され、さらに、緩衝部材４５における装着部４７の内面がブザー配置室２０における１段目の段部の平坦面２０Ａに、例えば超音波溶着により固定されており、従って、ブザー４０の圧電セラミックス４２に対応する位置においてブザー４０と緩衝部材４５との間に空隙Ｃが形成されると共に、ブザー４０が配置された位置に対応する位置において緩衝部材４５とハウジング１１との間に空隙Ｓが形成された状態とされている。
【００１９】
緩衝部材４５は、例えば非透水性を有するものにより構成されていることが好ましく、例えばポリカーボネイト、（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、塩化ビニル（ＰＶＣ）などを例示することができる。
緩衝部材４５の厚みは、例えば０．１〜０．４ｍｍであることが好ましく、これにより、十分なクッション機能が得られると共に金属板４１の振動に追従する十分な可変形性が得られる。
【００２０】
ブザー配置室２０は、例えば以下に示すような特定の構造を有しており、これにより、緩衝部材４５とハウジング１１との間に形成される空隙Ｓを共鳴空間とすることができ、一層大きな音圧の警報音を外部に発することができる。
すなわち、ブザー配置室２０における底壁の中央部には、ハウジング１１の内部における区画室２５に連通する円形開口２１が形成されており、この円形開口２１の周囲を囲むよう外方側に向かって突出する突起部２２が周方向の全周にわたって伸びるよう緩衝部材４５に対して非接触状態で形成されている。
また、図７に示すように、２段目の段部の平坦面における周方向に等間隔毎に離間した位置には、ハウジング１１の内部における区画室２５に連通する４箇所の孔２３が形成されており、また、２段目の段部の周面がテーパ状に形成されている（図６参照）。
さらに、ハウジング１１と緩衝部材４５との間の空隙Ｓの、緩衝部材４５の厚み方向における離間距離の大きさが０．３〜１ｍｍの範囲内とされていることが好ましい。
【００２１】
また、ハウジング１１の裏面におけるブザー配置室２０に近接した位置には、ブザー配置室２０とハウジング１１の内部空間、具体的には、動作制御用回路基板３０等の電子部品が配置される空間とを連通させる空間部２８が区画室２５内の空洞部２５Ａとは独立して形成されており（図５参照）、当該空間部２８にブザー４０と動作制御用回路基板３０との接続用リード（図示せず）が配線されている。
【００２２】
一方、ハウジング１１の内部における区画室２５は、裏面側ハウジング部材１２の内面における、ブザー配置室２０に対応する位置の四方を囲むよう形成された区画壁の表面側開口部が隔壁２６によって塞がれ、これにより、内部に空洞部（トンネル部）２５Ａが形成されて構成されている。
隔壁２６の下方位置には、断面形状が略長円形の筒状部分２７が形成されており、この筒状部分２７が表面側ハウジング部材１３における表示部１８の下方位置に形成された警報音放音用開口（以下、「前方放音用開口」という。）１５にパッキンを介して嵌合され、これにより、区画室２５の内部空間が、前方放音用開口１５に設けられた防塵ネット（図示せず）を介して外部に連通している。
また、区画室２５の内部空間は、区画室２５の一部を形成する裏面側ハウジング部材１２の上壁に形成された警報音放音用開口（以下、「上方放音用開口」という。）１６およびこの上方放音用開口１６に設けられた防塵ネット（図示せず）を介して外部に連通している。
【００２３】
駆動用電源である二次電池（蓄電池）５０は、例えばＡＡＡサイズ（単４型）のニッケル水素（ＮｉＭＨ）電池、ニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）電池などが用いられており、金属よりなるスリーブ状放熱部材５１が例えば二次電池５０の外周面の全周にわたって密着して設けられて保持枠部材５２によって保持された状態で、ハウジング１１内に配置されている。
スリーブ状放熱部材５１が設けられていることにより、短絡時における二次電池５０の温度の上昇の程度を規定範囲内に抑制することができて電源部に要求される防爆仕様を満足するものとなる。
【００２４】
この防爆型ガス警報器１０においては、ブザー音による警報報知機構に加えて更に、警報用発光素子３２の発光および警報用振動発生器３３による振動による警報報知機構を具えた構成とされている（図４参照）。
【００２５】
また、この防爆型ガス警報器１０においては、例えば導電性熱可塑性エラストマー組成物よりなるプロテクトカバー６０が装着されており、プロテクトカバー６０が装着された状態においては、外部に露出されるハウジング１１の連続した樹脂表面部分の大きさが所定の大きさ例えば１００ｃｍ2 以下に規制され、これにより、静電気対策が十分で信頼性の高い防爆性を有するものとなる。また、プロテクトカバー６０を構成する材料それ自体の耐衝撃性によって、防爆型ガス警報器１０の緩衝材（保護材）としても機能するので、防爆型ガス警報器１０が故障または破損することを防止することができ、適正な動作状態に維持することができる。
【００２６】
以上において、図１における符号５５は、「ＰＯＷＥＲ」および「ＭＯＤＥ」が二段に表示されたメインスイッチとモード切替えスイッチを兼ねた第１の操作用ボタン、５６は、「ＡＩＲ」と表示された、ガスセンサーの種類、すなわち当該ガスセンサーの検知対象ガスの種類に応じて警報発生基準を変更する機能調整用の第２の操作用ボタン、１９は、ハウジング１１の正面およびこれに続く上面、両側面領域のそれぞれに形成された警報用発光部、図２における５７は、例えばガスセンサーにより検知されて動作制御用回路基板３０の記憶素子に記録されたガス濃度データを読み出すための赤外線通信ポートである。
【００２７】
上記構成の防爆型ガス警報器１０においては、環境雰囲気の空気が拡散してガスセンサー３６Ａ〜３６Ｄに到達し、目的とするガスについてその濃度検知が行われ、その結果がパネル状表示機構３１に表示される。そして、検知対象ガスの濃度が当該ガスについて設定された基準値を超えたときには警報動作信号が発せられ、これにより、ブザー４０が作動される。
例えば、検知対象ガスが酸素ガス（Ｏ2 ガス）の場合には、基準値は例えば１８．０体積％（ｖｏｌ％）とされ、それ以下となったときに警報動作信号が発せられる。また、基準値は、検知対象ガスが炭化水素ガス（ＨＣガス）の場合には、例えば１０％ＬＥＬ（爆発下限界濃度に対するガス濃度）とされ、一酸化炭素ガス（ＣＯガス）の場合には例えば２５ｐｐｍとされ、硫化水素ガス（Ｈ2 Ｓガス）の場合には例えば１０ｐｐｍとされ、当該基準値を超えたときに警報動作信号が発せられる。
上記防爆型ガス警報器１０においては、複数の種類の警報報知機構が設けられているが、それらの全部が一斉に駆動されることは必要ではなく、各警報報知機構が順次に所定時間だけ駆動されるサイクル的警報動作が行われることが好ましい。
【００２８】
而して、上記構成の防爆型ガス警報器１０によれば、圧電素子よりなるブザー４０が、フィルム状の緩衝部材４５を介して、ハウジング１１に対して直接的に接触しない状態で配置された構成とされていることにより、緩衝部材４５がクッションとして機能するので、外部からの衝撃を受けたときに発生するエネルギーを規定値以下の大きさに抑制することができ、所定の防爆仕様を満足するものとして構成することができると共に、緩衝部材４５は貫通孔のないフィルム状のものであるから、大気中の水滴などの水が進入してブザーの作動を阻害することを確実に防止することができるので、所定の防水構造を有するものとして構成することができる。
しかも、ブザー４０が作動されると、緩衝部材４５全体が振動して外部に対する音源として機能するので、十分に大きな音量の警報音がハウジング１１の外部に発せられると共に、ブザー４０の圧電セラミックス４２に対応する位置においてブザー４０と緩衝部材４５との間に空隙Ｃが形成されると共に、ブザー４０に対応する位置において緩衝部材４５とハウジング１１との間に空隙Ｓが形成された状態とされていることにより、緩衝部材４５の振動可能性が確保される。
【００２９】
特に、緩衝部材４５の厚みおよびハウジング１１と緩衝部材４５との間の空隙Ｓが特定の大きさとされていると共に、ブザー配置室２０が特定の構造を有することにより、ハウジング１１と緩衝部材４５との間の空隙Ｓを、いわば共鳴空間とすることができ、一層大きな音圧の警報音を外部に発することができる。
【００３０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、圧電素子よりなるブザーがハウジングに対して直接的に固定されない構成であって、緩衝部材との間に空隙が介在する状態とされていれば、緩衝部材の形態は上記実施例に係るものに限定されるものではなく、また、ブザー配置室の構造についても、上記実施例に係るものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の防爆型ガス警報器の一例における構成を示す正面図である。
【図２】図１に示す防爆型ガス警報器の上面図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図２におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】ブザーの支持構造を示す説明用断面図である。
【図７】ブザー配置室の構造を概略的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０ 防爆型ガス警報器
１１ ハウジング
１２ 裏面側ハウジング部材
１３ 表面側ハウジング部材
１４ 蓋体
１５ 前方放音用開口（警報音放音用開口）
１６ 上方放音用開口（警報音放音用開口）
１７ センサユニット装着部
１８ 表示部
１９ 警報用発光部
２０ ブザー配置室
２０Ａ 平坦面
２１ 円形開口
２２ 突起部
２３ 孔
２５ 区画室
２５Ａ 空洞部（トンネル部）
２６ 隔壁
２７ 筒状部分
２８ 空間部
３０ 動作制御用回路基板
３１ パネル状表示機構
３２ 警報用発光素子
３３ 警報用振動発生器
３５ センサユニット
３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ ガスセンサー
３７ センサーホルダー
３８ センサーキャップ
３９ センサー基板
４０ ブザー
４１ 金属板
４２ 圧電セラミックス
４５ 緩衝部材
４６ 凹所
４７ 装着部
４８ 両面粘着テープ
５０ 二次電池
５１ スリーブ状放熱部材
５２ 保持枠部材
５５ 第１の操作用ボタン
５６ 第２の操作用ボタン
５７ 赤外線通信ポート
６０ プロテクトカバー
Ｐ パッキン
Ｃ 空隙
Ｓ 空隙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板状の圧電素子よりなるブザーが配置されるブザー配置室が裏面に形成された、手で握って保持することのできる大きさのハウジングを備えてなり、
ブザーは、その周縁部が樹脂よりなるフィルム状の緩衝部材に装着されて中央部に空隙が形成された状態で、固定され、さらに、当該緩衝部材が、ブザーが配置された位置に対応する位置においてハウジングとの間に空隙が介在する状態で、その周縁部がハウジングに固定されていることを特徴とする防爆型ガス警報器。
【請求項２】
緩衝部材は非透水性を有することを特徴とする請求項１に記載の防爆型ガス警報器。
【請求項３】
緩衝部材の厚みが０．１〜０．４ｍｍであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の防爆型ガス警報器。
【請求項４】
ハウジングと緩衝部材との間の空隙の、緩衝部材の厚み方向における大きさが０．３〜１ｍｍの範囲内とされていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の防爆型ガス警報器。
【請求項５】
ブザー配置室には、中央部において、ハウジングの内部空間に通ずる円形の開口が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の防爆型ガス警報器。
【請求項６】
ブザー配置室には、開口の周囲を囲むよう緩衝部材側に向かって突出する突起部が周方向の全周にわたって伸びるよう、緩衝部材に対して非接触状態で形成されていることを特徴とする請求項５に記載の防爆型ガス警報器。
【請求項７】
ブザー配置室には、突起部の径方向外方側の位置であって、互いに周方向に対して等間隔毎に並んだ位置においてハウジングの内部空間と連通する複数の孔が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の防爆型ガス警報器。
【請求項１】
薄板状の圧電素子よりなるブザーが配置されるブザー配置室が裏面に形成された、手で握って保持することのできる大きさのハウジングを備えてなり、
ブザーは、その周縁部が樹脂よりなるフィルム状の緩衝部材に装着されて中央部に空隙が形成された状態で、固定され、さらに、当該緩衝部材が、ブザーが配置された位置に対応する位置においてハウジングとの間に空隙が介在する状態で、その周縁部がハウジングに固定されていることを特徴とする防爆型ガス警報器。
【請求項２】
緩衝部材は非透水性を有することを特徴とする請求項１に記載の防爆型ガス警報器。
【請求項３】
緩衝部材の厚みが０．１〜０．４ｍｍであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の防爆型ガス警報器。
【請求項４】
ハウジングと緩衝部材との間の空隙の、緩衝部材の厚み方向における大きさが０．３〜１ｍｍの範囲内とされていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の防爆型ガス警報器。
【請求項５】
ブザー配置室には、中央部において、ハウジングの内部空間に通ずる円形の開口が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の防爆型ガス警報器。
【請求項６】
ブザー配置室には、開口の周囲を囲むよう緩衝部材側に向かって突出する突起部が周方向の全周にわたって伸びるよう、緩衝部材に対して非接触状態で形成されていることを特徴とする請求項５に記載の防爆型ガス警報器。
【請求項７】
ブザー配置室には、突起部の径方向外方側の位置であって、互いに周方向に対して等間隔毎に並んだ位置においてハウジングの内部空間と連通する複数の孔が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の防爆型ガス警報器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１６９６７０（Ｐ２００９−１６９６７０Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７０１６（Ｐ２００８−７０１６）
【出願日】平成２０年１月１６日（２００８．１．１６）
【出願人】（０００２５０４２１）理研計器株式会社 (216)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１６日（２００８．１．１６）
【出願人】（０００２５０４２１）理研計器株式会社 (216)
【Ｆターム（参考）】
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