JP6462998B2

JP6462998B2 - 防水型機器

Info

Publication number: JP6462998B2
Application number: JP2014087221A
Authority: JP
Inventors: 智宏星野
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2014-04-21
Filing date: 2014-04-21
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2034-04-21
Also published as: JP2015207146A

Description

本発明は、内部への水の浸入を防止する防水型機器に関する。

防水型機器の用途として、例えば防水型の感知器等が提案されている。特許文献１には、収容された電気回路の設定を行う設定部材が紐部材に支持されることにより、設定部材が筐体から落下することを防止する防水型機器が開示されている。この従来技術は、筐体の内部に２個のリチウムイオン電池が収納されており、これらの２個の電池から供給される電源によって、電気回路が駆動されている。

特開２０１１−１１８８０２号公報

一般的に、電気機器に防水性を備えさせるために、電気機器の電子部品を樹脂からなる充填剤で覆うことがなされている。

また、リチウムイオン電池は、異常発熱や過充電等により内圧が上昇し、破裂することを防ぐため、内圧が上昇したときに、内部のガスを排出するガス排出弁が設けられている。そのため、リチウムイオン電池は、全体を充填剤で覆うことができず、リチウムイオン電池を備える電気機器に充填剤を用いて防水性を備えさせることはできなかった。

そこで、先行文献１では、２つのカバーを組み合わせてできる密閉空間に回路部品及び電池を収容し、２つのカバーの間にシールリングを設けることで、防水性を高めている。
しかし、２つのカバーで密閉空間を形成し、カバー同士の間にシールリングを設けると、部品点数が多くなり、構造も複雑になるという問題がある。

本発明は、上記のような課題を背景としてなされたもので、リチウムイオン電池を有しつつも、電子部品を充填剤で覆うことで、簡易な構成で、かつ防水性を備える防水型機器を提供することを目的とする。

本発明は、基板と、該基板に電源を供給する電池と、を同一筐体内に備え、電池の内圧が高まったときに溜まったガスを排出するガス排出弁を電池のいずれかの電極に有し、天井面に設けられる防水型機器において、筐体内のうち、電池以外を充填剤で覆うと共に、電池は、当該防水型機器の設置状態において、ガス排出弁が設けられる電極が上方に位置するように設けられ、他方の電極が下方に位置するように設けられ、充填剤は、ガス排出弁が設けられる電極を覆わない程度の高さまで、前記筐体内に充填されることを特徴とするものである。

本発明の防水型機器は、電池以外を充填剤で覆うので、電池のガス排出弁からの排ガスを阻害することなく、簡易な構成で機器の防水性を備えることができる。

実施の形態に係る防水型機器１を示す正面図である。実施の形態に係る防水型機器１を示すＡ−Ａ線断面図である。実施の形態に係る防水型機器１の内部を示す背面図である。実施の形態に係る防水型機器１の電池部分を示すＢ−Ｂ線断面図である。実施の形態に係る防水型機器１に充填剤を充填した場合におけるＡ−Ａ線断面図である。実施の形態に係る防水型機器１に充填剤を充填した場合における内部を示す背面図である。実施の形態に係る防水型機器１に充填剤を充填した場合における電池部分を示すＢ−Ｂ線断面図である。

以下、本発明に係る防水型機器の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の説明では、上方・下方とは、防水型感知器１の天井面への設置状態における方向を指す。即ち、図２において、図の上側が上方であり、図２の下側が下方である。

図１は、実施の形態に係る防水型機器１を示す正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図３は、実施の形態に係る防水型機器１の内部を示す背面図である。図４は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。これら図１乃至４に基づいて、防水型機器１について説明する。

図２及び図３に示すように、防水型機器１は、ベース（図示なし）と、ベースに取り付ける本体１０とからなり、本体１０の筐体内には、基板４、アンテナ５、水抜き部７、電池２０等が備えられている。

本体１０は、本体カバー１１で外枠が構成され、本体カバー１１の底面の中心部に貫通穴１２を有しており、貫通穴１２には、感熱素子３が挿通されている。また、本体カバー１１の底面の外面には、プロテクタ２が備えられ、外部に露出している感熱素子３を保護している。

本体カバー１１の底面内壁には、上方に向かって延びる突起からなる基板載置部１４があり、基板載置部１４に基板４が載置され、熱溶着等によって固定される。また、本体カバー１１の底面内壁には、上方に向かって延びる凸条部からなる電池載置部１６（図４参照）が形成され、電池載置部１６に電池２０が設けられる。

本体カバー１１は、側面内壁に接するように水抜き部７が設けられる。水抜き部７は、壁体７ｂと本体１０の側面で囲まれており、その囲まれた部分に水抜き穴７ａを有している。壁体７ｂの高さは、設置状態における電池２０の高さより低く、その他の電子部品より高くなっている。その他の電子部品とは、基板４やアンテナ５が含まれており、換言すると、後述する充填剤により充填される電子部品である。

基板４は、前述の如く、本体１０内に収容されるものであり、電池コネクタを介して電池２０と接続され、この電池２０から電源が供給されるものである。基板４は、例えば矩形状をなしており、防水型機器１の各種の設定を行うためのリードスイッチ（図示無し）が複数設けられている。これらのリードスイッチは、例えば、防水型機器１の起動を行うために使用される。また、そのほかに、防水型機器１が正常に動作するかを試験するために使用される。また、防水型機器１が子機として使用される場合に、親機への登録等を行うために使用される。

また、基板４は、アンテナ５に接続されており、アンテナ５は、基板４から発信された送信信号を親機等に送信し、また、他の機器等から基板４に向けて送信された受信信号を受信するものである。なお、アンテナ５は、周状に延びる金属線からなり、本体カバー１１の底面内壁の外周に沿って配置されている。基板４の中央部には、火災を検出する感熱素子３、例えばサーミスタが設けられており、このサーミスタは、温度を検出するものである。この感熱素子３は棒状をなしており、本体カバー１１の中央部に設けられた貫通穴１２に挿通され、感熱素子３の先端は、本体カバー１１から露出している。

火災等が発生した場合、その熱によって、感熱素子３において検出された温度が閾値を超えると、基板４は、アンテナ５を介して、親機等の外部に信号を送信する。これにより、防水型機器１が設置された場所を管理する親機等は、火災等の発生を把握することができる。このように、本発明に係る実施の形態では、防水型機器１は、定温式スポット型熱感知器として使用することを一例として説明したが、防水型機器１は熱感知器に限定せず、例えば、赤外線等で炎を感知する炎感知器でも良い。

図１及び図２に示すように、本体カバー１１の下面には、プロテクタ２が取り付けられている。このプロテクタ２は、本体カバー１１から露出した感熱素子３を保護するものである。また、プロテクタ２は、略円錐状をなしており、その上面が、本体カバー１１の下面に接触して取り付けられている。そして、プロテクタ２の側面は、一部がプロテクタ開口部となっており、火災等が発生した場合に、熱気流がこのプロテクタ開口部を通過してサーミスタに到達する。

図２及び図４に示すように、電池２０は設置状態において、長辺が天井面からの垂線に沿うように、即ち、立つように設けられる。より詳細には、防水型機器１の天井面への設置状態において、電池２０は、正極２０ａ側が下方を向き、負極２０ｂ側が上方を向くように設けられる。このとき、基板４に対して、電池２０の長辺が直交する状態となる。また、各部品の設置状態において、電池２０の上端の位置は、本体カバー１１の周壁の高さとほぼ同じかそれより少し低くなっており、他の電子部品（基板４やアンテナ５）の取り付け位置より高くなっている。また、電池２０はリチウムイオン電池であり、負極２０ｂ側には、異常により電池２０内部にガスが溜まることで電池２０の内圧が高まったときに、電池２０内部に溜まったガスを排出するガス排出弁が設けられている。図４に示すように、電池２０は、外周面を覆うように、水に不溶性を有する薄肉の樹脂からなる電池カバー２２が設けられている。より詳細には、電池カバー２２は、有底筒状であり、電池２０と電池載置部１６とを覆うように設けられる。これにより、防水型機器１内に水が流入しても、電池２０に水がかかることはなく、防水性を高めることができる。

次に、図５乃至７を用いて、本実施の形態に係る防水型機器１に防水性を備えるため、本体カバー１１内に充填剤を充填したときの防水型機器１について説明する。
なお、図５は、実施の形態に係る防水型機器１に充填剤を充填した場合におけるＡ−Ａ線断面図である。図６は、実施の形態に係る防水型機器１に充填剤を充填した場合における内部を示す背面図である。図７は、実施の形態に係る防水型機器１に充填剤を充填した場合における電池部分を示すＢ−Ｂ線断面図である。

防水型機器１の本体カバー１１内に充填する充填剤は、例えば、紫外線硬化樹脂のような樹脂が選択され、本体カバー１１内の電子部品を覆うように充填されることにより、防水型機器１は防水性を備えることができる。

充填剤が本体カバー１１の内側の底部から充填される充填部３０（図５のハッチング部分）の高さは、電池２０の上端（負極２０ｂ）の位置より低くなっており、充填剤はガス排出弁が設けられている負極２０ｂを覆わず、それ以外の電子部品（基板４やアンテナ５等）は完全に覆っている。即ち、電子部品を防水型機器１内へ設置した状態において、充填部３０の高さは、電池２０の上端（負極２０ｂ）の位置より低く、電池以外の電子部品の取り付け位置より高くなっている。

また、充填部３０の高さは、水抜き部７の壁体７ｂの高さよりは低く設定され、壁体７ｂの内部には充填剤は充填されない。即ち、水抜き部７の壁体７ｂの外側が充填部３０になっており、防水型機器１内に水が流入すれば、一定量は充填部３０上に貯まることになるが、一定量を超える水が流入すると、流入した水が水抜き部７の壁体７ｂを越えて、水抜き穴７ａから防水型機器１の外部に流出する。

有底筒状の電池カバー２２は、底面２２ｂが電池２０の負極２０ｂに接するように設けられ、開口部２２ａ（防水型機器１の設置状態においては下端）が本体カバー１１の底面に接している。そして、電池カバー２２の開口部２２ａは充填部３０の内部に位置する。これにより、電池カバー２２は電池２０を完全に密封しており、本体カバー１１内に水が流入しても、電池２０が水と接することはない。

また、充填部３０の高さは、電池２０の上端より低いと説明したが、より詳細には、リチウムイオン電池である電池２０の負極２０ｂに設けられているガス排出弁の位置より低くする必要がある。それは、リチウムイオン電池からなる電池２０が、異常により電池２０内部にガスが溜まることで内部圧力が高くなり、負極２０ｂ側のガス排出弁からガスが排出されたとき、電池カバー２２は薄い樹脂から構成されるので、電池カバー２２は排出されたガスの圧力により破壊され、電池２０は電池カバー２２の外部にガスを排出することができるからである。このように、電池カバー２２は、電池２０に水が接触することを防いで防水性を高めていると共に、電池２０が異常をきたした場合には、ガスを排出することで安全性も確保している。

なお、上記では、本実施の形態に係る放水型機器１の電池カバー２２は、電池載置部１６及び電池２０全体を覆うものとして説明したが、電池カバー２２は、負極２０ｂ側を覆いつつ、下端が充填部３０の内部に入っていれば良く、必ずしも電池カバー２２は電池載置部１６まで覆う必要はない。

また、上記では、電池カバー２２は薄肉の樹脂からなると説明したが、弾性力のある薄肉のゴム等で形成しても良い。この場合、電池２０の異常により、ガス排出弁からガスが排出されたときには、ゴム製の電池カバーは排出されたガスの分だけ膨らむことで、電池２０内部の異常昇圧を低下させることができる。

また、本実施の形態の説明では、ガス排出弁は負極２０ｂ側に設けられるものとして説明したが、ガス排出弁はどちらの電極に設けられているものでも良く、ガス排出弁が正極２０ａ側に設けられている電池においても本発明は適用できることは言うまでもない。ガス排出弁が正極２０ａ側に設けられる場合、防水型機器１の設置状態において、正極２０ａ側を上方に向けて設置し、正極２０ａが充填部３０の高さより高い位置になるようにする必要がある。

即ち、本発明は、基板と４、該基板４に電源を供給する電池２０と、を同一筐体（本体カバー１１）内に備え、電池２０の内圧が高まったときに溜まったガスを排出するガス排出弁を電池２０のいずれかの電極に有する防水型機器において、筐体（本体カバー１１）内のうち、電池２０以外を充填剤で覆うことを特徴とするものである。

また、本発明は、天井面に設けられる防水型機器１において、電池２０は、防水型機器１の設置状態において、ガス排出弁が設けられる電極が上方に位置するように設けられ、他方の電極が下方に位置するように設けられ、充填剤は、ガス排出弁が設けられる電極を覆わない程度の高さまで、筐体内に充填されることを特徴とするものである。

また、本発明は、ガス排出弁が設けられる電極には、防水性の電池カバー２２が設けられることを特徴とするものである。

１防水型機器、２プロテクタ、３感熱素子、４基板、５アンテナ、７水抜き部、７ａ水抜き穴、７ｂ壁体、１０本体、１１本体カバー、１２貫通穴、１４基板載置部、１６電池載置部、２０電池、２０ａ正極、２０ｂ負極、２２電池カバー、２２ａ開口部、２２ｂ底面、３０充填部。

Claims

基板と、該基板に電源を供給する電池と、を同一筐体内に備え、前記電池の内圧が高まったときに溜まったガスを排出するガス排出弁を前記電池のいずれかの電極に有し、天井面に設けられる防水型機器において、
前記筐体内のうち、前記電池以外を充填剤で覆うと共に、
前記電池は、当該防水型機器の設置状態において、前記ガス排出弁が設けられる電極が上方に位置するように設けられ、他方の電極が下方に位置するように設けられ、
前記充填剤は、前記ガス排出弁が設けられる電極を覆わない程度の高さまで、前記筐体内に充填されることを特徴とする防水型機器。
前記ガス排出弁が設けられる電極には、防水性の電池カバーが設けられることを特徴とする請求項１記載の防水型機器。