特許 7262771 移動可能なセンサ部品を有する温度検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-14

(45)【発行日】2023-04-24

(54)【発明の名称】移動可能なセンサ部品を有する温度検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01K 5/52 20060101AFI20230417BHJP

   G01K 5/56 20060101ALI20230417BHJP

   G01K 11/12 20210101ALI20230417BHJP

   G08B 17/06 20060101ALI20230417BHJP

【ＦＩ】

G01K5/52

G01K5/56

G01K11/12 A

G08B17/06 E

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019205154

(22)【出願日】2019-11-13

(65)【公開番号】P2021076539

(43)【公開日】2021-05-20

【審査請求日】2022-05-23

(73)【特許権者】

【識別番号】595074325

【氏名又は名称】和田 耕一

(74)【代理人】

【識別番号】100079234

【弁理士】

【氏名又は名称】神崎 彰夫

(72)【発明者】

【氏名】和田 耕一

【審査官】平野 真樹

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００５／０１０８４１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭６１－２６７１９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６０－９０６４０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１７－１０６５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平２－１８３９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－４１７６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｋ １／００－１９／００

Ｇ０８Ｂ １７／０２－１７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１個または２個以上のセンサ部品を長寸の可溶絶縁の電線対に沿って間隔を置いて移動可能に取り付ける温度検出装置であって、各センサ部品は１対の固定具間に配置した形状記憶合金または形状記憶樹脂製の環状体からなり、該環状体の内径は電線対の合算径と同等またはそれよりも大きく、電線対の配線場所の状態に応じてセンサ部品を移動させて固定具で静止することができ、特定の設置位置において高い設定温度まで上昇すると、その温度によってセンサ部品の環状体が締め付け形状に復元され、電線対の両導体が接触または接続して電流が流れることによってその設置位置の周囲温度を検出できる温度検出装置。

【請求項2】

前記の環状体が、形状記憶合金または形状記憶樹脂製のコイル体、Ｃ字体、Ｏ字体、複巻体、クリップまたはスリーブネットである請求項１記載の温度検出装置。

【請求項3】

各固定具がマークバンドまたは結束バンドである請求項１記載の温度検出装置。

【請求項4】

固定具または環状体に示温塗料を塗布するかまたは固定具に示温顔料を練り込むことにより、設定温度まで上昇すると示温顔料が変色し、設定温度に達した特定の設置位置を容易に確認できる請求項１記載の温度検出装置。

【請求項5】

電線の両導体が電源および警報装置に接続されており、電線対の両導体が接触または接続して電流が流れると警報を発する請求項１記載の温度検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、所定数のセンサ部品を長寸の電線対に沿って移動可能に取り付けることができる温度検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

温度検出装置には各種の構成のものが存在し、例えば、火災感知器は火災の熱によってその周囲温度が上昇し、その温度が設定温度に達すると火災を検出して点灯表示したり警報を発するので、火災感知器も温度検出装置の一種である。特開２００３－３６４８８号に例示する通常の火災感知器は、天井面に取り付けられるけれども、その設置作業は容易ではなく、多くの工数が要求されることによって取付コストが高くなる。

【0003】

この種の火災感知器は、取付コストなどの点から建造中の建築物または作業場に設置されることはないので、建造中の建築物または作業場で火災が発生したとき、その火災に迅速に対応することできなかった。同様に、イベント会場、仮設住宅、仮設工場、仮設事務所などに設置されることがなく、建造中の船舶、航空機、車両にも設置されないので、これらの場所で火災が発生すると実に危険で被害も大きかった。

【0004】

本出願人は、従来の火災感知器に関する前記の問題点を検討した結果、１対の可溶絶縁電線の導体と、その回りに設けた形状記憶合金体とを有し、仮設住宅や仮設工場などに容易に設置できる安価な火災警報装置を提案している。この一連の発明が、再表２００５／０２２４７８号、再表２００５／０１０８４１号、特開２００６－３１７９８７号、特開２００７－９５０４７号、特開２００８－１０８１５８号である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００３－３６４８８号公報

【文献】再表２００５／０２２４７８号公報

【文献】再表２００５／０１０８４１号公報

【文献】特開２００６－３１７９８７号公報

【文献】特開２００７－９５０４７号公報

【文献】特開２００８－１０８１５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

再表２００５／０２２４７８号、再表２００５／０１０８４１号、特開２００６－３１７９８７号、特開２００７－９５０４７号、特開２００８－１０８１５８号などに開示の発明は既に実施され、その市販製品が各産業分野において好評を博している。この発明に属する火災報知器は、建造中の建築物や作業場などに容易に設置でき、イベント会場、仮設住宅、仮設工場、仮設事務所、建造中の船舶、航空機、車両などにおいて火事の危険性は急減した。

【0007】

前記の火災感知器は、再表２００５／０１０８４１号を参照するといっそう明らかなように、非常に長い１対の電線の導体を用い、多数個の形状記憶合金体を導体に沿って１０ｃｍから１００ｃｍまでの間で等間隔を置いて固定しており、この態様で本出願人から販売されている。この火災感知器において、各形状記憶合金体は導体に強固に固定しておかないと、イベント会場などに設置した後に取付位置がずれることにより、火災が発生した個所に形状記憶合金体が存在せず、火災発見が遅れるという事態が発生しかねない。

【0008】

一方、この種の既存の火災感知器は、仮設工場や遊戯施設の併設機器などに設置する際に、長い配線場所について、特に火災を起こしやすい設置位置の付近に形状記憶合金体を狭い間隔で集めることが好ましく、このような集合設置に関する顧客の要望も多い。しかしながら、現状、この種の火災感知器は、各形状記憶合金体を等間隔を置いて強固に固定しているので、各形状記憶合金体を導体に沿って移動させることは不可能であり、この要望に対応することはできなかった。

【0009】

本発明は、形状記憶合金体を用いる本出願人が提案した既存の火災感知器に関する前記の問題点を改善するために提案されたものであり、前記の形状記憶合金体に相当するセンサ部品が移動可能であり、火災感知器として使用するのにより適した温度検出装置を提供することを目的としている。本発明の他の目的は、センサ部品が移動した後に確実に静止できる温度検出装置を提供することである。本発明の別の目的は、電気的に温度を検知するだけでなく、その温度変化を監視者が視認することもできる温度検出装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明に係る温度検出装置では、１個または２個以上のセンサ部品を長寸の可溶絶縁の電線対に沿って間隔を置いて移動可能に取り付けている。本発明に係る温度検出装置において、各センサ部品は１対の固定具間に配置した形状記憶合金または形状記憶樹脂製の環状体からなり、該環状体の内径は電線対の外径と同等またはそれよりも大きく、電線対の配線場所の状態に応じてセンサ部品を移動させて固定具で静止することができる。本発明に係る温度検出装置では、特定の設置位置において高い設定温度まで上昇すると、その温度によってセンサ部品の環状体が締め付け形状に復元され、電線対の両導体が接触または接続して電流が流れることによってその設置位置の周囲温度を検出できる。

【0011】

本発明に係る温度検出装置において 前記の環状体が、形状記憶合金または形状記憶樹脂製のコイル体、Ｃ字体、Ｏ字体、複巻体、クリップまたはスリーブネットであると好ましい。また、各固定具がマークバンドまたは結束バンドであると好ましい。

【0012】

本発明の温度検出装置において、固定具または環状体に示温塗料を塗布するかまたは固定具に示温顔料を練り込むことにより、設定温度まで上昇すると示温顔料が変色し、設定温度に達した特定の設置位置を容易に確認できる。また、本発明の温度検出装置では、電線の両導体が電源および警報装置に接続されており、電線対の両導体が接触または接続して電流が流れると警報を発する。

【発明の効果】

【0013】

本発明に係る温度検出装置は、形状記憶合金体に対応する複数のセンサ部品を長寸の電線対に沿って移動可能に取り付けることにより、火災感知器として仮設工場や遊戯施設の併設機器などに設置する際に、長い配線場所について特に火災を起こしやすい設置位置の付近にセンサ部品を狭い間隔で配置することができる。センサ部品を長い配線場所の一部で狭い間隔で配置すると、発火や引火を起こしやすい設置位置を確実に検知することができ、火災感知器または他の温度検出装置としていっそう有効である。

【0014】

本発明に係る温度検出装置は、複数のセンサ部品を狭い間隔で配置できるとともに、示温塗料を固定具または環状体に付与することも可能である。本発明の温度検出装置は、センサ部品の環状体が締め付け形状に復元されて電流が流れることで温度を検知するうえに、示温塗料が設定温度まで上昇して変色することでも問題の設置位置を確認できるから、２方法を組み合わせてより確実に設定温度を検出できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明に係る温度検出装置を示す部分側面図である。

【図2】図１のＡ－Ａ線に沿って切断した拡大断面図である。

【図3】温度検出装置を大型機械に配線する一例を示す概略説明図である。

【図4】図１の温度検出装置に適用できる電気回路図である。

【図5】本発明の変形例を拡大して示す部分側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

温度検出装置１は、図１に例示するように、複数のセンサ部品２を長寸の可溶絶縁の電線対３に沿って間隔を置いて移動可能に取り付け、フレキシブルな電線対３の導体５，５は公知の電源装置７（図４）に接続されている。各センサ部品２は、形状記憶合金または形状記憶樹脂製の環状体８と、該環状体を挟む１対の固定具１０，１０からなる。環境温度下の環状体８は、設定温度よりも低いと電線対３に沿って移動でき、移動後に取り付ける１対の固定具１０，１０で静止させる。電線対３は、図示のように使い勝手が良い甘撚りしているが、直線状にすることも可能である。

【0017】

センサ部品２において、環状体８は、形状記憶合金または形状記憶樹脂製のコイル体（図１）、Ｃ字体、Ｏ字体、複巻体またはスリーブネット状（図５）などであればよく、電線対３の回りに緩く嵌合する。環境温度下の環状体８は、図２に示すように、その内径が電線対３の合算径と同等またはそれよりも大きい。実際には、移動させやすいように環状体８の内径は電線対３の合算径よりも大きい。また、導体５の樹脂被覆層１１が相当に軟質であったり、環状体８が楕円形に変形しやすい場合には、環状体８の内径は電線対３の合算径よりも多少小さくできる可能性もある。

【0018】

したがって、環状体８は設定温度よりも低いと長寸の電線対３に沿って容易に移動可能である。一方、環状体８が設定温度に達すると、その熱によって環状体８が形状復元し、該環状体の内径が電線対３の合算径よりも相当に小さくなり、電線３を締め付けることによって導体５，５が接触または接続される。この結果、電流が導体５，５を通って電源装置７から流れ、その電流の発生によって設定温度を検出できる。

【0019】

各１対の固定具１０，１０は、環状体８を挟んで静止させるものであり、公知のマークバンド（商品名）、結束バンドまたは他の樹脂リング体であればよい。１体の固定具１０，１０は、電線対３に緩く嵌合したセンサ部品２が環境温度下で電線対３の垂直または斜め配線後に位置ズレを起こすことを防ぐために、電線対３上を摺動できない内径を有することが必要である。使用するマークバンドは「文字なし」でよく、電線対３にガイド（図示しない）を当ててＣ型のリング（図２参照）を嵌め込めばよく、配線済みの電線対３にも容易に取り付けることが可能であり、Ｃ形側面であるので取り付け後の移動も可能である。一方、公知の結束バンドは、通常、一体成形のプラスチック製品であるが、ヘッドとバンド部がわかれた２ピースタイプもあり、一度結束すると取り外しできないタイプや再結束が可能なリピートタイプがある。固定具１０は、センサ部品２の環状体８を移動させる際には設置位置をずらすかまたは取り除き、環状体８の移動後にその位置まで移動させるかまたは新たに取り付け、１対の固定具１０，１０間で環状体８を静止させる。

【0020】

温度検出装置１において、導体５，５は、電流が流れやすい銅、アルミニウムまたはアルミ合金製であると好ましく、電線対３は導体５を熱可塑性樹脂で被覆した可溶絶縁の樹脂被覆層１１を有する１対の電線である。被覆する熱可塑性樹脂は、約５０～１１０℃で熱変形するポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、塩化ビニル樹脂やポリアミド樹脂などであればよい。電線対３の樹脂被覆層１１の溶融温度は、通常、６０～１２０℃に設定し、環状体８の形状復元の設定温度と等しいかまたは近似させる。

【0021】

温度検出装置１では、固定具１０または環状体８に示温塗料を塗布してもよくまたは固定具１０に示温顔料を練り込むことが可能である。この示温顔料として、環境温度で特定の色彩を有し、さらに環境温度から設定温度まで上昇すると明確に変色する特殊な顔料を用いる。示温顔料の変色により、設定温度に達した固定具１０または環状体８を容易に認識でき、これによって設定温度に達した位置を容易に特定できる。

【0022】

示温顔料は、示温塗料、カメレオン塗料または測温塗料の有効成分であり、示温塗料はサーモカラー、テンプアラーム、サーモペイントなどの商品名で市販されている。示温塗料において、不可逆性示温塗料は、特定の温度以上になると変色し、冷却後もその色を保つ塗料であり、顔料として用いるコバルト、ニッケル、銅、その他の化合物が熱分解などによって組成が変ることを利用する。一方、可逆性示温塗料は、いったん変色しても特定の温度以下になると再びもとの色に戻る塗料であり、化合物の結晶系の転移やその他の物理的変化を利用するので組成変化はなく、ヨウ化水銀 (II) 酸塩などが用いられ，約２００℃まで適用できる。

【0023】

温度検出装置１では、図４に例示するように、火災感知器として使用する場合に、フレキシブルな電線対３の両導体５，５は交流または直流の電源装置７に接続され、例えば、図４に示す警報装置１４は直流電源用の電池、火災ランプ１５およびベルやブザー１６を内蔵する。両導体５，５は、差込プラグ１８とプラグ受け２０を介して警報装置１４および電池と接続すると好ましい。また、交流電源の場合には差込接続器（図示しない）を介して接続すればよい。警報装置１４は、電線対３の両導体５，５が接触または接続して電流が流れるとブザー１６で警報を発し、ランプ１５が点灯する。

【0024】

両導体５，５を警報装置１４に接続する回路例を図４に示す。直流電源装置７は電池であり、導体５，５をリレー２２および電源装置７に接続し、警報装置１４は火災ランプ１５およびベルまたはブザー１６を有し、導体５，５をリレー接点２４、火災ランプ１５およびベルまたはブザー１６に接続し、さらに電源ランプ２６を介在させる。作業現場において、スイッチ２８をオンに切り換えると、電池からの電流がスイッチ２８を通り、電源ランプ２６を点灯する。

【0025】

温度検出装置１の電線対３は、温度検知すべき催し会場や仮設建物などの床面３２、天井面、壁面や空中に適宜に配線すればよい。例えば、警報装置１４を基板３０に取り付け、該基板を壁面３２、天井面または床面に埋め込むかまたは露出設置する。この基板３０（図１）にプラグ受け２０を取り付け、該プラグ受けに警報装置１４および交流電源や電池などの電源装置７を接続するとともに、両導体５，５を差込プラグ１８に接続し、該プラグをプラグ受け２０に差し込む。

【0026】

温度検出装置１は、図１に示すように、１対の固定具１０，１０で挟んだ複数のセンサ部品２を長寸の可溶絶縁の電線対３に沿って間隔を置いて取り付け、例えばリールに巻き付けた態様で販売される。温度検出装置１を火災感知器として使用する場合に、長い電線対３を広い工場や遊戯施設の併設機器などに配線すると、長い配線場所について、火災原因となりやすい機器や部品が集中する場所と、壁面だけで火災原因となり得ない場所とが混在することが多く、火災を起こしやすい配線場所の付近にセンサ部品２を狭い間隔で配置することが望ましい。

【0027】

火災原因となりやすい場所が集中する場合には、例えば、電線対３について元の位置（図３の黒丸位置）のセンサ部品２について一方の固定具１０を取り除き、そのセンサ部品２を所望の位置（図３の白丸位置）に移動させてから、再び固定具１０，１０間で静止させる。複数のセンサ部品２を移動させると、火災原因となりやすい機器や部品が集中する場所に適切に配置可能になる。複数のセンサ部品２を長い配線場所の一部で狭い間隔で配置できるので、発火や引火を起こしやすい設置位置を確実に検知することができ、火災感知器または他の温度検出装置としていっそう有効である。

【0028】

センサ部品２の環状体８が単コイル体、Ｃ字体、クリップである場合には、センサ部品２を移動させるだけでなく、長い電線対３を所定の設置場所に配線した後に、新たなセンサ部品２を電線対３に嵌め込むことも可能であり、その後に１対の固定具１０，１０を電線対３に取り付ける。また、この電線対があまり長くない場合には、複数のセンサ部品２を該電線対に嵌合だけして集めておき、この電線対を所定の設置場所に配線した後に、個々のセンサ部品２を電線対３の所定の位置まで移動させ、その後に１対の固定具１０，１０を電線対３に取り付けてもよい。

【実施例1】

【0029】

次に、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。図１において、温度検出装置１は、複数のセンサ部品２を長寸の電線対３に沿って１０ｃｍの間隔を置いて移動可能に取り付ける。電線対３は、導体５を熱可塑性樹脂で被覆した１対の可溶絶縁の電線であり、約７０℃で樹脂被覆層１１は溶融する。各センサ部品２は、形状記憶合金製のコイル状の環状体８と、該環状体を挟む１対の固定具１０，１０からなり、コイル状の各環状体８を電線対３の回りに緩く巻き付け、固定具１０，１０で静止する。環状体８は約７０℃まで加熱されるとより小径の締め付け形状に復元する。

【0030】

温度検出装置１を火災感知器として設置するに際して、警報装置１４を基板３０に取り付け、該基板を壁面３２や天井面に埋め込む。基板３０にプラグ受け２０を設置し、該プラグ受けに警報装置１４および交流電源や電池などの電源装置７を接続する。差込プラグ１８を両導体５，５の端部に接続し、該プラグをプラグ受け２０に差し込むことで警報装置１４を温度検出装置１に接続する。

【0031】

図３において、電線対３の長さは、火災感知すべき仮設工場の床面、天井面や壁面の場所および広さに応じて選択する。電線対３は、火災感知すべき仮設工場内に設置した産業機械３４の内部機器３６に配線する。内部機器３６は３台の端子台３８を有するから、センサ部品２を各端子台３８付近に設けることが望ましい。本来、電線対３には、センサ部品２が１０ｃｍの間隔を置いて設置されているから、各端子台３８に対応設置するように、複数のセンサ部品２について、元の位置（黒丸位置）において一方の固定具１０を取り除き、そのセンサ部品２を所望の位置（白丸位置）に移動させてから、再び固定具１０，１０間で静止させると、火災原因となりやすい各端子台３８および他の危険な場所に適切に配置される。

【0032】

図４においてスイッチ２８をオンにしておくと、直流電源装置７の電池から電流が供給され、その電流によって火災を感知できる。図４において、導体５，５の接触によって電流がリレー２２に流れ、該リレーを励磁すると、リレー接点２４がＯＮ状態に切り換えられる。この結果、電流がリレー接点２４を通り、火災ランプ１５およびブザー１６に流れて火災ランプ１５が点灯し、ブザー１６によって警報が発せられるから、緊急の火災に的確に対処できる。

【0033】

実際に火災が発生した時には、火災の熱によって端子台３８付近の周囲温度が上昇し、その温度が設定温度に達すると、火災の熱によってセンサ部品２の環状体８が形状復元し、その半径が減少する。この結果、環状体８によって電線対３が締め付けられ、樹脂被覆層１１も溶融して導体５，５が接触する。

【0034】

温度検出装置１を火災感知器として用いる場合には、電線対３を仮設工場内に配線し、その配線前後に、所望に応じて所定数のセンサ部品２を電線対３に沿って移動させて再固定するだけで容易に使用することができる。温度検出装置１は、火災感知器として設置工数は少なく、全体コストが安価である。この火災感知器を建設中の建築物または作業場に設置すると、建設中の建築物またはその作業場で火災が発生したときに迅速に対処することができる。

【実施例2】

【0035】

図５では、センサ部品４０の環状体４２は、逆向きの二重コイルからなるスリーブネット状であり、該環状体を挟む１対の固定具４４，４４を有し、該固定具は環状体４２の大きさに応じてより広幅である。環状体４２の内径は電線対４６の合算径よりも大きく、スリーブネット状の環状体４２を電線対４６と嵌合し、各環状体４２を１対の固定具４４，４４で静止・支持する。電線対４６の配線場所に応じて所定のセンサ部品４０を移動させるには、該センサ部品について一方の固定具４４を取り除き、そのセンサ部品を所望の位置に移動させてから、再び固定具４４，４４間で静止させる。

【0036】

火災が発生した時には、火災の熱によってスリーブネット状の環状体４２が形状復元し、その半径が減少するので、該環状体によって各電線対４６が締め付けられ、その両導体が接触して火災を知らせる。

【実施例3】

【0037】

実施例１で得た温度検出装置１について、各１対の固定具１０，１０に示温塗料を塗布する。この示温塗料として、可逆性顔料としてＡｇ_２ＨｇＩ_４またはＣｕ_２ＨｇＩ_４固溶体を用い、展色剤としてビニル系ワニスを用いる。

【0038】

示温塗料を塗布した固定具１０，１０は、約７０℃の設定温度まで上昇すると含有する示温顔料によって変色する。監視者は、電線対３において変色した固定具１０を見つけるだけで設定温度に達し、火災が発生した特定の個所を容易に確認できる。

【符号の説明】

【0039】

１ 温度検出装置
２ センサ部品
３ 電線対
５，５ 導体
７ 電源装置
８ 環状体
１０，１０ 固定具
１１ 樹脂被覆層
１４ 警報装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】