JP2008309610A - 液位検出機構 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、液位を検出するのに手間がかかってしまうということはなく、容器内の液体の液位を容易に検出することができる液位検出機構を提供することを目的とするものである。
【解決手段】本発明の液位検出機構は、容器２８を載置する載置部３１と液位検出部２７を容器２８の外側面に当接させる付勢部３２とからなる付勢手段３０における載置部３１に容器２８を載置することにより、付勢手段３０が回転して付勢部３２が容器２８の外側面に当接するように構成したものである。
【選択図】図６

Description

本発明は、特に、冷蔵庫の製氷機に水を送るための貯蔵容器の液位を検出する液位検出機構に関するものである。

従来のこの種の液位検出機構は、図７、図８に示すような構成を有していた。

図７は従来の液位検出部を支持アームに取り付けた状態を示す斜視図、図８は同液位検出部における絶縁基板の上面図である。

図７、図８において、１はポリイミドで構成された絶縁基板である。２はサーミスタで、このサーミスタ２は前記絶縁基板１の側面に上方から下方にわたって設けられている。３はヒーターで、このヒーター３は前記絶縁基板１の側面に上方から下方にわたって前記サーミスタ２の両側に位置して並設されている。４は一対のガイドバーで、このガイドバー４は前記絶縁基板１を立設するように固定している。５は一対の支持アームで、この支持アーム５は前記一対のガイドバー４が並設されるようにガイドバー４の上下を固定している。６は把持部で、この把持部６は前記一対の支持アーム５を固定している。

以上のように構成された従来の液位検出部について、次に、その動作を図面を参照しながら説明する。

図９に示すように、液体を内側に入れた容器７の外側面に、把持部６を手８に持って液位検出部を押し付け、ガイドバー４が容器７に密着するように固定する。そして、この状態において、ヒーター３を加熱して容器７の表面から熱伝達を行い、容器７の温度をサーミスタ２によって抵抗値の変化として測定する。そして、容器７の内部に液体が接するか否かによって、容器７の表面の温度が変化するため、サーミスタ２の抵抗値変化を測定することにより、容器７の内側に充填した液体の液位を検出するようにしていた。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００１−３４９７６５号公報

しかしながら、上記した従来の液位検出機構においては、把持部６を手８に持って液位検出部のガイドバー４を容器７の外側面に押し付けるようにしているため、容器７内の液体の液位を検出するためには、その都度、手８を動かす必要があり、その結果、液位を検出するのに手間がかかってしまうという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、液位を検出するのに手間がかかってしまうということはなく、容器内の液体の液位を容易に検出することができる液位検出機構を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、電源電極、出力電極およびＧＮＤ電極と、前記電源電極、出力電極およびＧＮＤ電極と電気的に接続することによりブリッジ回路を構成する少なくとも２つのサーミスタとを設けた液位検出部と、この液位検出部を外側面に当接させることにより液位が検出される容器と、この容器を載置する載置部と前記液位検出部を容器の外側面に当接させる付勢部とからなる付勢手段とを備え、前記付勢手段における載置部に容器を載置することにより、付勢手段が回転して付勢部が容器の外側面に当接するように構成したもので、この構成によれば、付勢手段における載置部に容器を載置することにより、付勢手段が回転して付勢部が容器の外側面に当接するように構成しているため、容器内の液体の液位を検出するのにその都度、手を動かすという必要はなくなり、これにより、容器内の液体の液位を容易に検出することができるという作用効果を有するものである。

以上のように本発明の液位検出機構は、電源電極、出力電極およびＧＮＤ電極と、前記電源電極、出力電極およびＧＮＤ電極と電気的に接続することによりブリッジ回路を構成する少なくとも２つのサーミスタとを設けた液位検出部と、この液位検出部を外側面に当接させることにより液位が検出される容器と、この容器を載置する載置部と前記液位検出部を容器の外側面に当接させる付勢部とからなる付勢手段とを備え、前記付勢手段における載置部に容器を載置することにより、付勢手段が回転して付勢部が容器の外側面に当接するように構成しているため、容器内の液体の液位を検出するのにその都度、手を動かすという必要はなくなり、これにより、容器内の液体の液位を容易に検出することができる液位検出機構を提供することができるという優れた効果を奏するものである。

以下、本発明の一実施の形態における液位検出部について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態における液位検出部の上面図、図２は同液位検出部の側断面図、図３は同液位検出部の絶縁基板におけるサーミスタおよび回路パターンを示す上面図、図４は同液位検出部の絶縁基板におけるヒーター層を示す上面図である。

図１〜図４において、１１はポリイミドからなる樹脂系材料によりフィルム状に構成された絶縁基板で、この絶縁基板１１の長手方向の一端側にはＡｇからなる電源電極１２、第１の出力電極１３、第２の出力電極１４およびＧＮＤ電極１５を設けている。１６はポリイミドからなる樹脂とＭｎ、Ｃｏ、Ｎｉを含有する金属酸化物とカーボンとの混合物からなる第１の上位側サーミスタで、この第１の上位側サーミスタ１６は前記絶縁基板１１の上面に設けられるとともに、一端を回路パターン１７を介して前記電源電極１２と電気的に接続するとともに、他端を回路パターン１７を介して第１の出力電極１３と電気的に接続している。

１８は前記第１の上位側サーミスタ１６と同一の材料からなる第１の下位側サーミスタで、この第１の下位側サーミスタ１８は絶縁基板１１の上面に前記第１の上位側サーミスタ１６と離間して並設されるとともに、一端を前記第１の出力電極１３と回路パターン１７を介して電気的に接続し、かつ他端をＧＮＤ電極１５と電気的に接続している。１９は前記第１の上位側サーミスタ１６と同一の材料からなる第２の上位側サーミスタで、この第２の上位側サーミスタ１９は絶縁基板１１の上面に前記第１の上位側サーミスタ１６と第１の下位側サーミスタ１８との間に位置して設けられるとともに、一端を前記電源電極１２と電気的に接続し、かつ他端を第２の出力電極１４と電気的に接続している。２０は前記第１の上位側サーミスタ１６と同一の材料からなる第２の下位側サーミスタで、この第２の下位側サーミスタ２０は絶縁基板１１の上面に前記第２の上位側サーミスタ１９と離間して並設されるとともに、一端を前記第２の出力電極１４と回路パターン１７を介して電気的に接続し、かつ他端をＧＮＤ電極１５と電気的に接続している。そして、前記電源電極１２、第１の出力電極１３、ＧＮＤ電極１５、第１の上位側サーミスタ１６および第１の下位側サーミスタ１８により、図５に示すように第１のハーフブリッジ回路２１を構成している。

また、これと同様に、電源電極１２、第２の出力電極１４、ＧＮＤ電極１５、第２の上位側サーミスタ１９および第２の下位側サーミスタ２０により第２のハーフブリッジ回路２２を構成している。そしてまた、前記第１の上位側サーミスタ１６、第２の上位側サーミスタ１９、第１の下位側サーミスタ１８、第２の下位側サーミスタ２０は樹脂系材料によりフィルム状に構成されているものである。

２３は絶縁層で、この絶縁層２３は前記絶縁基板１１の上面に設けた第１の上位側サーミスタ１６、第２の上位側サーミスタ１９、第１の下位側サーミスタ１８、第２の下位側サーミスタ２０および回路パターン１７の上面を覆うように設けられている。２４はヒーター層で、このヒーター層２４は前記絶縁層２３の上面に蛇行するように設けられているとともに、回路パターン１７を介して前記絶縁基板１１の上面に設けたＡｇからなるヒーター電極２５に電気的に接続されている。２６は保護層で、この保護層２６は前記ヒーター層２４の上面を覆うように設けられている。そして、前記絶縁基板１１、電源電極１２、第１の出力電極１３、第２の出力電極１４、ＧＮＤ電極１５、第１の上位側サーミスタ１６、回路パターン１７、第１の下位側サーミスタ１８、第２の上位側サーミスタ１９、第２の下位側サーミスタ２０および絶縁層２３により、液位検出部２７を構成している。２８は樹脂製の容器で、この容器２８は、内側に製氷機（図示せず）に流し込むための水２９を満たしているものである。３０はク字形状に折り曲がった付勢手段で、この付勢手段３０は、図６に示すように、載置部３１と付勢部３２とで構成されている。そして、前記付勢手段３０における載置部３１は前記容器２８を載置するとともに、支点３３を中心にして付勢手段３０を回転させることにより、付勢部３２が容器２８の外側面に当接するように付勢している。

以上のように構成された本発明の一実施の形態における液位検出部について、次にその組立方法を説明する。

まず、ポリイミドで構成された絶縁基板１１の上面における電源電極１２、第１の出力電極１３、第２の出力電極１４、ＧＮＤ電極１５および回路パターン１７を設ける位置に、厚膜印刷工法によりＡｇペーストを印刷した後、約２５０℃で約３０分間焼成することにより、絶縁基板１１の上面に電源電極１２、第１の出力電極１３、第２の出力電極１４、ＧＮＤ電極１５および回路パターン１７を形成する。

次に、絶縁基板１１および回路パターン１７の上面における第１の上位側サーミスタ１６、第１の下位側サーミスタ１８、第２の上位側サーミスタ１９および第２の下位側サーミスタ２０を設ける位置に厚膜ＮＴＣ素子のペーストを印刷した後、約２７０℃で約２時間焼成することにより、絶縁基板１１および回路パターン１７の上面に第１の上位側サーミスタ１６、第１の下位側サーミスタ１８、第２の上位側サーミスタ１９および第２の下位側サーミスタ２０を形成する。

次に、前記絶縁基板１１、回路パターン１７、第１の上位側サーミスタ１６、第１の下位側サーミスタ１８、第２の上位側サーミスタ１９および第２の下位側サーミスタ２０の上面に絶縁層ペーストを印刷した後、紫外線を照射して硬化させることにより、絶縁層２３を形成する。

次に、前記絶縁層２３の上面におけるヒーター層２４を設ける位置にヒーターペーストを印刷した後、約１５０℃で約３０分間焼成することにより、絶縁層２３の上面にヒーター層２４を形成する。

次に、前記絶縁基板１１およびヒーター層２４の上面に保護層ペーストを印刷した後、紫外線を照射して硬化させることにより、絶縁基板１１およびヒーター層２４の上面に保護層２６を形成する。

次に、付勢手段３０における付勢部３２に液位検出部２７を取り付けた後、支点３３を冷凍機（図示せず）に取り付ける。

以上のようにして組み立てられた本発明の一実施の形態における液位検出部について、次にその動作を図面を参照しながら説明する。

図６に示すように、付勢手段３０における載置部３１に上方から水２９を満たした容器２８を載置する。これにより、容器２８および容器２８に満たされた水２９の自重によって付勢手段３０が支点３３を中心に回転し、液位検出部２７を容器２８に向って付勢する。これにより、液位検出部２７における第１の上位側サーミスタ１６、第１の下位側サーミスタ１８、第２の上位側サーミスタ１９および第２の下位側サーミスタ２０が容器２８に密着する。

上記したように本発明の一実施の形態においては、付勢手段３０における載置部３１に容器２８を載置することにより、付勢手段３０が回転して付勢部３２が容器２８の外側面に当接するように構成しているため、容器２８内の水２９の液位を検出するのに、従来のようにその都度、手を動かすという必要はなくなり、これにより、容器２８内の水２９の液位を容易に検出することができるという効果を有するものである。

そして、液位検出部２７における電源電極１２を５Ｖの電源に接続すると、初期状態では、第１の出力電極１３および第２の出力電極１４は２．５Ｖに設定される。第１のハーフブリッジ回路２１の第１の出力電極１３における中点電位を、液位検出部に外付けされ、かつ予め２．６Ｖに設定された第１の基準電位３４と第１のコンパレータ３５により比較する。また、第２のハーフブリッジ回路２２の第２の出力電極１４における中点電位を、液位検出部に外付けされ、かつ予め２．６Ｖに設定された第２の基準電位３６と第２のコンパレータ３７により比較する。

一方、絶縁基板１１におけるヒーター電極２５に電圧を印加することにより、ヒーター層２４を発熱させる。

このような状態において、容器２８内の水２９が減少していく場合を考えると、液位が満水である初期状態のレベル３の場合は、第１の上位側サーミスタ１６のみが水２９の液面より高い位置にあり、一方、その他の第２の上位側サーミスタ１９、第１の下位側サーミスタ１８および第２の下位側サーミスタ２０は液面下にある。したがって、第２の上位側サーミスタ１９、第１の下位側サーミスタ１８および第２の下位側サーミスタ２０のすべては水２９により冷却されているため、第２の上位側サーミスタ１９、第１の下位側サーミスタ１８および第２の下位側サーミスタ２０の抵抗値は高い状態である。一方、第１の上位側サーミスタ１６は空気と接しているため、冷却されておらず抵抗値は低い状態である。このように、初期状態では、第１のハーフブリッジ回路２１の中点電位は第１の基準電位３４の２．６Ｖよりも高い値となっているため、第１のコンパレータ３５からはローの出力信号を出力する。一方、第２のハーフブリッジ回路２２における第２の上位側サーミスタ１９および第２の下位側サーミスタ２０は共に液面下にあり、高い抵抗値となっているため、第２の出力電極１４からの出力電位は第２の基準電位３６より低い値となり、これにより、第２のコンパレータ３７からはハイの出力信号を出力する。

次に、容器２８内の水２９が減少して液面が第２の上位側サーミスタ１９と第１の下位側サーミスタ１８との間に位置するレベル２になった場合は、第１の上位側サーミスタ１６および第２の上位側サーミスタ１９は水２９の液面より高い位置にあり、一方、その他の第１の下位側サーミスタ１８および第２の下位側サーミスタ２０は液面下にある。したがって、第１の下位側サーミスタ１８および第２の下位側サーミスタ２０は水２９により冷却されているため、第１の下位側サーミスタ１８および第２の下位側サーミスタ２０の抵抗値は高い状態である。一方、第１の上位側サーミスタ１６および第２の上位側サーミスタ１９は空気と接しているため、冷却されておらず抵抗値は低い状態である。このように、この状態では、第１のハーフブリッジ回路２１および第２のハーフブリッジ回路２２の中点電位は第１の基準電位３４および第２の基準電位３６の２．６Ｖよりも高い値となっているため、第１のコンパレータ３５および第２のコンパレータ３７からはローの出力信号を出力する。

次に、容器２８内の水２９がさらに減少して液面が第１の下位側サーミスタ１８と第２の下位側サーミスタ２０との間に位置するレベル１になった場合は、第２の下位側サーミスタ２０のみが水２９の液面より低い位置にあり、一方、その他の第１の上位側サーミスタ１６、第２の上位側サーミスタ１９および第１の下位側サーミスタ１８は空気に接している。したがって、第２の下位側サーミスタ２０のみが水２９により冷却されているため、第２の下位側サーミスタ２０の抵抗値だけが高い状態である。一方、第１の上位側サーミスタ１６、第２の上位側サーミスタ１９および第１の下位側サーミスタ１８は空気と接しているため、冷却されておらず抵抗値は低い状態である。このように、この状態では、第１のハーフブリッジ回路２１の中点電位は、第１の上位側サーミスタ１６および第１の下位側サーミスタ１８が共に空気に接して低い抵抗値となっているため、第１の基準電位３４の２．６Ｖよりも低い値となり、これにより、第１のコンパレータ３５からはハイの出力信号を出力する。一方、第２のハーフブリッジ回路２２における第２の下位側サーミスタ２０は液面下にあって高い抵抗値となっており、かつ第２の上位側サーミスタ１９は空気と接していて低い抵抗値となっているため、第２の基準電位３６より高い値となり、これにより、第２のコンパレータ３７からはローの出力信号を出力する。

次に、容器２８内の水２９がさらに減少して液面が第２の下位側サーミスタ２０よりも下側に位置するレベル０になった場合は、第１の上位側サーミスタ１６、第２の上位側サーミスタ１９、第１の下位側サーミスタ１８および第２の下位側サーミスタ２０は水２９の液面より高い位置にあって空気と接しているため、冷却されておらず抵抗値は低い状態である。このように、この状態では、第１のハーフブリッジ回路２１および第２のハーフブリッジ回路２２の中点電位は第１の基準電位３４および第２の基準電位３６の２．６Ｖよりも低い値となっているため、第１のコンパレータ３５および第２のコンパレータ３７からはハイの出力信号を出力する。すなわち、容器２８内の水２９の液面の増減に合わせて（表１）に示す真理表のようにレベル０からレベル３までの４つの段階の出力信号を第１のコンパレータ３５および第２のコンパレータ３７から出力するものである。

本発明に係る液位検出機構は、液位を検出するのに手間がかかってしまうということはなく、容器内の液体の液位を容易に検出することができるという効果を有するものであり、特に冷蔵庫の製氷機に水を送るための貯蔵容器の液位を検出する液位検出機構に適用して有用となるものである。

本発明の一実施の形態における液位検出機構における液位検出部の上面図 同液位検出部の側断面図 同液位検出部の絶縁基板におけるサーミスタおよび回路パターンを示す上面図 同液位検出部の絶縁基板におけるヒーター層を示す上面図 同液位検出部を出力検出回路に接続した状態を示す回路図 本発明の一実施の形態における液位検出機構の側断面図 従来の液位検出部を支持アームに取り付けた状態を示す斜視図 同液位検出部における絶縁基板の上面図 同液位検出部を容器に取り付けた状態を示す斜視図

符号の説明

１２ 電源電極
１３ 第１の出力電極
１４ 第２の出力電極
１５ ＧＮＤ電極
１６，１８，１９，２０ サーミスタ
２７ 液位検出部
２８ 容器
３０ 付勢手段
３１ 載置部
３２ 付勢部

Claims (1)

1. 電源電極、出力電極およびＧＮＤ電極と、前記電源電極、出力電極およびＧＮＤ電極と電気的に接続することによりブリッジ回路を構成する少なくとも２つのサーミスタとを設けた液位検出部と、この液位検出部を外側面に当接させることにより液位が検出される容器と、この容器を載置する載置部と前記液位検出部を容器の外側面に当接させる付勢部とからなる付勢手段とを備え、前記付勢手段における載置部に容器を載置することにより、付勢手段が回転して付勢部が容器の外側面に当接するように構成した液位検出機構。

Images