JP2016099256A - 水位検知装置および加湿装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水位が所定水位以上であるか否かを簡単な構成で適切に検知する。【解決手段】水槽（３）内に配置された反射部（１３）と、反射部（１３）の所定位置（Ｒ１）に検知光を出射する発光部（１１）と、反射部（１３）の所定位置（Ｒ１）で反射された検知光を受光する受光部（１２）とを備え、所定位置（Ｒ１）を、水槽（３）内の水位が所定水位以上であるときに水面より下となり、所定水位未満であるときに水面より上となる位置に設定する。【選択図】図４

Description

本発明は、水位が所定の基準高さ以上であるか否かを検知する水位検知装置、およびそれを備えた加湿装置に関するものである。

従来、水槽内の水位を検知する水位検知装置として、磁石を備えたフロートを水槽内に配置し、水槽の側壁を介してフロートに対向する位置に磁気センサを配置し、磁気センサによりフロートの位置変化による磁力の変化を検知することで水位を検知する水位検知装置が知られている。

また、特許文献１には、投光器から出射して水面あるいは水面上に浮かぶフロートで反射した光を受光器で検知することにより水位を検知する水位検知装置が開示されている。

実開平４−５７１３１号公報（１９９２年５月１５日公開）

しかしながら、水面に浮かぶフロートを設ける構成の場合、水槽内に設置される部品点数が増加するので、装置コストの増大、清掃・メンテナンス時のユーザの手間の増加、水槽の構造設計上の制約の増加といった問題が生じる。

また、水面で反射した光を検知する構成では、空気中から水面に入射した光の反射率は比較的低いことや、水面の波打ち等によるノイズが生じやすいことなどから、水面での反射光を精度よく検知することが困難であり、水位を適切に検知できないという問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、水位が所定水位以上であるか否かを簡単な構成で適切に検知することのできる水位検知装置、およびそれを備えた加湿装置を提供することにある。

本発明の一態様にかかる水位検知装置は、水槽内の水位が所定水位以上であるか否かを検知する水位検知装置であって、上記水槽内に配置された反射部と、上記反射部の所定位置に検知光を出射する発光部と、上記反射部の上記所定位置で反射された上記検知光を受光する受光部とを備え、上記所定位置は、水槽内の水位が所定水位以上であるときに水面より下となり、水槽内の水位が所定水位未満であるときに水面より上となる位置であることを特徴としている。

上記の構成によれば、水槽内の水位が所定水位未満である場合と所定水位以上である場合とで受光部による検知光の受光光量を異ならせることができるので、水槽内の水位が所定水位以上であるか否かを簡単な構成で適切に検知することができる。また、上述した従来技術のようにフロートを用いる構成に比べて、部品点数を低減し、製造コストの低減、清掃・メンテナンス時のユーザの手間の低減、および水槽の構造設計上の制約の低減を図ることができる。

本発明の実施形態１にかかる加湿装置における水槽内の水位が所定水位未満である状態を示す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 図１に示した加湿装置における水槽内の水位が所定水位以上である状態を示す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 図１に示した加湿装置の機能構成を示すブロック図である。 図１に示した加湿装置に備えられる水位検知装置による水位の検知方法を示す説明図であり、（ａ）は水槽内に水が貯水されていない状態、（ｂ）は水槽内に所定水位以上の水が貯水されている状態を示している。 磁気センサを用いて水位を検知する従来の一般的な加湿装置の構成を示す説明図である。 本発明の実施形態２にかかる加湿装置の構成を示す説明図である。 図６に示した加湿装置の機能構成を示すブロック図である。 磁気センサを用いて回転位置の検出を行う従来の加湿装置の一例を示す説明図である。 本発明の実施形態３にかかる加湿装置の概略構成を示す説明図である。 本発明の実施形態４にかかる加湿装置の概略構成を示す説明図である。 図１に示した加湿装置に備えられる水位検知装置による水位の検知方法の変形例を示す説明図であり、（ａ）は水槽内に水が貯水されていない状態、（ｂ）は水槽内に所定水位以上の水が貯水されている状態を示している。

〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について説明する。

図１の（ａ）および（ｂ）は本実施形態にかかる加湿装置１ａの正面図および側面図であり、水槽内の水位が所定水位未満である状態を示している。また、図２の（ａ）および（ｂ）は加湿装置１ａの正面図および側面図であり、水槽内の水位が所定水位以上である状態を示している。また、図３は加湿装置１ａの機能構成を示すブロック図である。

これら各図に示すように、加湿装置１ａは、水タンク２、水槽３、加湿フィルタ４、操作入力部５、警告ランプ６、警告音出力部７、ファン駆動モータ８、フィルタ駆動モータ９、水位検知装置１０、および加湿装置制御部２０を備えている。

水槽３は加湿装置１ａの下部に配置されており、この水槽３上の一端側に水タンク２が配置され、他端側に加湿フィルタ４が配置されている。

水タンク２は、加湿装置１ａに対して着脱可能に装着され、給水制御部２２の指示に応じて給水弁２ａを開閉させることで水槽３に水を補給する。なお、本実施形態では、給水制御部２２の給水弁２ａ開閉を制御するものとしているが、これに限るものではない。例えば、水タンク２が加湿装置１ａに装着された時点で給水弁２ａが常時開状態になり、水槽３内の水位が下がったときに自動的に水が供給される構成にしてもよい。

加湿フィルタ４は、略円筒形状を有しており、フィルタ駆動モータ９により図中に示した矢印Ａ方向に回転駆動される。また、加湿フィルタ４の周面には吸水部材（図示せず）が備えられている。また、加湿装置１ａには、ファン駆動モータ８によって駆動される送風ファン（図示せず）が設けられており、この送風ファンによって加湿フィルタ４に空気が送風される。これにより、加湿フィルタ４に備えられる吸水部材（図示せず）が回転により下方に移動したときに水槽３に貯水された水を吸水し、水面よりも上方に移動したときに吸水部材に吸水された水分が送風ファンによって送風される空気中に放湿される。なお、本実施形態では加湿フィルタ４が回転駆動される構成の加湿装置について説明するが、これに限らず、吸水部材が固定配置された固定式の加湿装置であってもよい。

水位検知装置１０は、水槽３内の水位が所定水位以上であるか否かを検知し、検知結果を加湿装置制御部２０に伝達する。

加湿装置制御部２０は、警告制御部２１、給水制御部２２、ファン制御部２３、およびフィルタ制御部２４を備えており、操作入力部５を介して入力されるユーザからの指示、水位検知装置１０の検知結果、加湿装置１ａに備えられる各種センサ（例えば、湿度センサや温度センサなど。図示せず。）の検知結果などに基づいて加湿装置１ａの各部の動作を制御する。なお、加湿装置制御部２０は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）がソフトウェア（プログラム）を実行することにより実現してもよい。

警告制御部２１は、水位検知装置１０によって水槽３内の水位が所定水位未満であることが検知されたときに、加湿装置１ａに備えられる水位不足を知らせるための警告ランプ６を点灯させ、警告音出力部７から水不足を知らせるための警告音を発報させる。

給水制御部２２は、水位検知装置１０によって水槽３内の水位が所定水位未満であることが検知されたときに、給水弁２ａを開操作させて水タンク２から水槽３への給水を行わせる。

ファン制御部２３は、操作入力部５を介してユーザが加湿処理の開始指示を行ったとき（あるいは所定の加湿開始条件を満たしたとき）に、ファン駆動モータ８を駆動させて上記送風ファンを稼働させる。

フィルタ制御部２４、操作入力部５を介してユーザが加湿処理の開始指示を行ったとき（あるいは所定の加湿開始条件を満たしたとき）に、フィルタ駆動モータ９を駆動させて加湿フィルタ４を回転させる。

水位検知装置１０は、発光部１１および受光部１２を備えた基板１８と、水槽３内の底部に備えられた反射部１３と、水位検知制御部１４とを備えている。また、水位検知制御部１４は、発光制御部１５、受光検知部１６、および水位判定部１７を備えている。なお、水位検知制御部１４は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）がソフトウェア（プログラム）を実行することにより実現してもよい。また、水位検知制御部１４は、加湿装置制御部２０の一部に備えられるものであってもよい。

発光部１１および受光部１２を有する基板１８は、図１および図２に示したように、水槽３における加湿フィルタ４が配置されている領域の近傍（より具体的には加湿フィルタ４における水タンク２から遠い側において加湿フィルタ４の外周面に対向する位置）に配置されている。基板１８は、例えば、加湿装置１ａの筐体に固定されていてもよく、水槽３の一部に固定されていてもよい。

なお、本実施形態では、発光部１１として赤外光（赤外波長の光）を出射するＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用い、受光部１２として赤外光を受光して電気信号に変換する受光素子を用いている。このように、赤外光を検知光として用いて検知を行うことにより、外乱光の影響を低減して検出精度を向上させることができる。ただし、発光部１１および受光部１２の構成はこれに限るものではなく、従来から公知の種々の発光手段および受光手段を用いることができる。

反射部１３は、水槽３内の底部に、水槽３内の水位が所定水位未満である場合に発光部１１から出射された光（検知光）を受光部１２へ向けて反射するように配置されている。

発光制御部１５は、発光部１１の発光状態を制御する。受光検知部１６は、受光部１２から当該受光部１２の受光光量に応じた電気信号を取得し、水位判定部１７に出力する。水位判定部１７は、発光制御部１５から伝達される発光部１１の発光タイミングを示す信号と、受光検知部１６から伝達される受光光量に応じた信号とに基づいて、水槽３内の水位が所定水位以上であるか否かを判定し、判定結果を加湿装置制御部２０に伝達する。

図４は水位検知装置１０による水位の検知方法を示す説明図であり、（ａ）は水槽３内に水が貯水されていない状態（水槽内の水位が所定水位未満である状態）、（ｂ）は水槽３内に所定水位以上の水が貯水されている状態を示している。

図４の（ａ）に示すように、発光部１１は、水槽３内の水位が所定水位未満である場合に、当該発光部１１から出射された光が反射部１３の所定位置Ｒ１（本実施形態では水槽３の底面から高さｈ（ｍｍ）の位置）に入射するように配置されている。また、本実施形態では、発光部１１は、鉛直方向に対して４０°傾斜した方向に進行する光を出射するように配置されている。また、反射部１３は、反射面が水平方向に対して発光部１１から遠ざかる方向に１３５°傾斜するように配置されている。

また、受光部１２は、水槽３内の水位が所定水位未満である場合に、発光部１１から出射されて反射部１３の所定位置Ｒ１で反射された光が入射する位置に配置されている。

これにより、水槽３内の水位が所定水位以上である場合には、図４の（ｂ）に示すように、発光部１１から出射されて水面に４０°の入射角で入射した光は水面で屈折し、反射部１３における所定位置Ｒ１よりも低い位置Ｒ２に入射する。そして、上記位置Ｒ２で反射した光は再び水面に達すると水面で全反射して水中を伝播し、受光部１２には到達しない（あるいは水が存在しない場合よりも受光部１２に到達する光量が減少する）。

受光部１２は、受光状態に応じた検知信号を生成して受光検知部１６に伝達する。

水位判定部１７は、発光制御部１５から伝達される発光部１１の発光タイミングを示す信号と、受光検知部１６から伝達される受光光量に応じた信号とに基づいて、水槽３内の水位が所定水位以上であるか否かを判定する。具体的には、（ｉ）発光部１１が発光しており、かつ受光部１２の受光光量が所定値未満である場合には水槽３内の水位が所定水位以上であると判定し、（ｉｉ）発光部１１が発光しており、かつ受光部１２の受光光量が所定値以上である場合には水槽３内の水位が所定水位未満であると判定する。

以上のように、本実施形態にかかる加湿装置１ａに備えられる水位検知装置１０は、水槽３の底部に備えられた反射部１３と、反射部１３に向けて検知光を出射する発光部１１と、発光部１１から出射されて反射部１３で反射された検知光を受光する受光部１２とを備えており、上記発光部１１、上記反射部１３、および上記受光部１２は、水槽３内の水位が上記所定位置以上である場合と上記所定位置未満である場合とで上記受光部１２に受光される検知光の光量が異なるように配置されている。

これにより、水槽３内の水位が所定水位以上であるか否かを簡単な構成で適切に検知することができる。また、上述した従来技術のようにフロートを用いる構成に比べて部品点数を低減することができ、製造コストの低減、清掃・メンテナンス時のユーザの手間の低減、および水槽３の構造設計上の制約の低減を図ることができる。

また、本実施形態では、水位検知装置１０を、水タンク２の近傍ではなく加湿フィルタ４の近傍に配置している。これにより、加湿フィルタ４の回転によって水槽３内の水位が変化する場合（加湿フィルタ４側の水面上の気圧が水タンク２側の水面上の気圧よりも低くなって加湿フィルタ４側の水位が水タンク２側の水位よりも上昇する場合）であっても、本来は所定水量（加湿フィルタ４の回転駆動停止時における所定水位に対応する水量）以上の水が水槽３に貯水されているにもかかわらず水槽３の貯水量が所定水量以下であると誤判定され、水槽３に過給水してしまうなどの不具合が生じることを防止できる。

図５は、磁気センサを用いて水位の検知を行う従来の加湿装置の一例である加湿装置１００の構成を示す説明図である。この図に示すように、従来の加湿装置１００では、磁石１１２を有するフロート１１１を水槽３内における水タンク２の近傍に配置し、水槽３の側壁を介してフロート１１１に対向する位置に磁気センサ１１３を配置した構成の水位検知装置１１０を用い、磁気センサ１１３によって磁石１１２の磁力を検知することで水位を検出していた。

ところが、加湿フィルタ４の回転駆動時には加湿フィルタ４の近傍における水面上の気圧が水タンク２の近傍における水面上の気圧よりも低くなり、加湿フィルタ４近傍の水位が上昇して水タンク２近傍の水位が低下する。また、加湿フィルタ４の回転停止時には、水面上の気圧が位置によらず均一になることで加湿フィルタ４側から水タンク２側に水が逆流し、加湿フィルタ４近傍の水位が低下して水タンク２側の水位が上昇する。このため、水タンク２の近傍に水位検知装置１１０を配置する場合、本来は水槽３内の貯水量が所定水量以上であるにもかかわらず、貯水量が所定水量未満であると誤判定してしまう場合がある。

これに対して、本実施形態では、水位検知装置１０を水タンク２の近傍ではなく加湿フィルタ４の近傍に配置しているので、水槽３内の貯水量が適切であるにもかかわらず貯水量が不足していると誤判定してしまい、過給水等の不具合が生じることを防止できる。

なお、発光部１１、受光部１２、および反射部１３の設置位置および取付角度は、上述した構成に限るものではなく、水位が所定水位未満である場合に反射部１３で反射した検知光が受光部１２に入射し、所定水位以上の場合に反射部１３で反射して受光部１２へ入射する検知光の光量が、水位が所定水位未満である場合よりも減少する設置位置および取付角度であればよい。

ただし、発光部１１、反射部１３、および受光部１２の配置位置および設置角度は、水位が所定水位以上である場合に反射部１３で反射した検知光の全部または大部分が水面で全反射するように設定することが好ましい。これにより、水位が所定水位未満である場合と所定水位以上である場合との受光部１２の受光光量の差を大きくすることができるので、検出精度を向上させることができる。

また、反射部１３は、水槽３とは別体（別パーツ）として形成されて水槽３内の底面に取り付けられるものであってもよい。また、反射部１３として光反射率が高い材質を用い、水槽３の底面を反射部１３よりも光反射率が低い材質にしてもよい。これにより、水槽３の底面（反射部１３以外の部分）で反射される検知光の受光部１２の受光光量への影響を低減し、検出精度を向上させることができる。

また、光反射性を有する材質（例えば白色あるいは光沢色の樹脂や金属等）で水槽３を形成し、水槽３の底面自体の一部を反射部１３として用いてもよい。水槽３の底面自体を反射部１３として用いる場合、構造を簡略化するとともに製造コストを低減することができる。

また、水位検知装置１０は、水槽３内の水位を常時検知する構成であってもよく、所定時間毎あるいは所定のトリガー条件が生じる毎に検知を行う構成であってもよい。

また、水位の検知精度を高めるためには、発光部１１を指向性が高い検知光を出射する構成であることが好ましい。指向性の高い発光部１１を用いることにより、外乱光の影響を低減してＳ／Ｎ比を高めることができ、また、発光部１１の構造のバラツキ等がある場合でも検知精度の低下を抑制できる。具体的には、発光部１１は、出射光の指向角度２θ_１／２（明るさが最大の方向である主軸方向（０°）と明るさが主軸方向の半分になる方向とが成す角度θ_１／２の２倍の角度）が０°以上６０°以下であることが好ましく、０°以上３０°以下であることがより好ましく、０°以上１５°以下であることがさらに好ましい。例えば、発光部１１に備えられる発光素子として、レーザ発光素子（指向角度２θ_１／２が１°〜２°程度）や、狭角仕様のＬＥＤ（指向角度２θ_１／２が１０°程度）、汎用のＬＥＤ（指向角度２θ_１／２が６０°以下程度）などの出射光の指向性（異方性）が高い発光素子を用いてもよく、発光素子の周囲を筒状の部材で囲うなどして出射光の指向性を高めてもよい。

また、受光部１２は、発光部１１で出射されて水位が所定水位未満であるときに反射部１３で反射された光を適切に受光することができる程度の受光角度範囲を有する構成であればよい。

また、発光部１１を連続的に発光させてもよく、間欠的に発光（パルス発光）させてもよい。発光部１１をパルス発光させる構成にすることにより、発光部１１の出力を高出力化させることができ、また、水面の波等に起因するノイズの影響を低減して検知精度を向上させることができる。

また、水位検知装置１０による検知処理を行うときに、フィルタ制御部２４がフィルタ駆動モータ９を停止させて加湿フィルタ４の回転を停止させるようにしてもよい。これにより、加湿フィルタ４の回転駆動による水面の揺れ等に起因する検知ノイズを低減することができる。

また、水位検知装置１０による検知処理を行うときに、フィルタ制御部２４がフィルタ駆動モータ９を停止させて加湿フィルタ４の回転を停止させ、ファン制御部２３がファン駆動モータ８を停止させて送風ファンの回転を停止させるようにしてもよい。これにより、加湿フィルタ４および送風ファンの回転による水面の揺れ等に起因する検知ノイズをさらに低減することができる。

また、本実施形態では、図４に示したように、発光部１１から鉛直方向に対して４０°傾斜した方向に進行する光が出射され、反射部１３の反射面は水平方向に対して発光部１１から遠ざかる方向に１３５°傾斜しており、水槽３の水位が所定水位以上である場合に反射部１３で反射した光が水面で全反射する構成について説明したが、これに限るものではない。

例えば、反射部１３の反射面を水平方向に対して発光部１１から遠ざかる方向に１３５°傾斜させた構成とし、発光部１１から鉛直方向に対して６０°以下の角度で傾斜した方向に進行する光が出射するようにしてもよい。これにより、水槽３の水位が所定水位以上である場合に反射部１３で反射した光が水面で全反射され、受光部１２に到達しない構成にすることができる。

また、反射面の傾斜角度を１３５°とは異なる角度に設定してもよい。例えば、上記傾斜角度を１３０°あるいは１２０°に設定してもよく、この場合、発光部１１からの出射光の鉛直方向に対する傾斜角度を６０°より大きく設定しても、水槽３の水位が所定水位以上である場合に反射部１３で反射した光が水面で全反射される構成にすることができる。

このように、反射部１３の反射面の傾斜角度と発光部１１からの出射光の方向との組み合わせを調整することにより、水槽３の水位が所定水位以上である場合に反射部１３で反射した光が水面で全反射される構成を実現できる。

また、本実施形態では、水槽３の水位が所定水位以上である場合に反射部１３で反射した光が水面で全反射される構成について説明したが、必ずしも水面で全反射される構成に限るものではなく、水槽３の水位が所定水位以上である場合と所定水位未満の場合とで、反射部１３で反射して受光部１２に入射する光の光量に検出可能な差が生じる構成であればよい。

例えば、図１１に示すように、図４に示した構成に対し、反射部１３における反射面の傾斜角度を変更するとともに発光部１１および受光部１２の位置関係を逆に配置してもよい。図１１の構成では、水槽３の水位が所定水位未満の場合には発光部１１から出射された光が反射部１３で反射して受光部１２に到達する。一方、水槽３の水位が所定水位以上の場合には、発光部１１から出射された光が水面で屈折してから反射部１３に到達し、反射部１３で反射された後、再び水面で屈折するため、受光部１２とは異なる方向に出射される。したがって、水槽３の水位が所定水位以上である場合と所定水位未満の場合とで、反射部１３で反射して受光部１２に入射する光の光量に検出可能な差が生じるため、それを検出することで水位が所定水位以上であるか否かを検知できる。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１と同じ機能を有する部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。

図６は、本実施形態にかかる加湿装置１ｂの概略構成を示す説明図（正面図、側面図、および上面図）である。また、図７は加湿装置１ｂの機能構成を示すブロック図である。

図７に示すように、加湿装置１ｂは、実施形態１で示した加湿装置１ａに加えて、加湿フィルタ４の水槽３に対する回転位置（回転角度）を検知するための回転角度検知部３０を備えている。

また、加湿フィルタ４は、円環状の第１枠部４ａ、ギア部４ｂ、および第２枠部４ｃが軸方向に沿ってこの順で配置されており、全体として略円筒形状になっている。また、第１枠部４ａおよび第２枠部４ｃは、径方向内側に配置された吸水部材４ｄを支持している。

また、加湿フィルタ４の一部には、吸水部材４ｄに代えて、非吸水性の材質（例えば第１枠部４ａと同じ材質）からなる非吸水部４ｅが形成されており、加湿装置１ｂの非駆動時には非吸水部４ｅが水槽３に収容される位置に配置され、吸水部材４ｄが水に浸からないようになっている。

また、加湿フィルタ４における円筒形状の両底面のうちの一方には、加湿フィルタ４の外径よりも径方向のサイズが小さい円環状の逆付防止部材４ｇが軸方向に突出するように設けられている。また、水槽３における加湿フィルタ４の両底面のうち逆付防止部材４ｇが設けられていない側の面に対向する位置には、逆付防止部材３ａが設けられている。これにより、加湿フィルタ４の表裏を正規の取付方向とは逆に取り付けようとすると、逆付防止部材４ｇと逆付防止部材３ａとが干渉して取り付けることができないようになっている。

吸水部材４ｄは、水槽３に貯水された水に接触することによって吸水し、吸水した状態で空気中に露出されたときに吸水した水分を放湿するものであればよく、従来から公知の種々の材質を用いることができる。

また、第１枠部４ａにおける外周面の一部には、第１枠部４ａにおける他の部分（高反射率部）よりも光反射率が低い低反射率部４ｆが形成されている。なお、低反射率部４ｆは、第１枠部４ａとは別体（別パーツ）として形成されて第１枠部４ａに取り付けられるものであってもよく、第１枠部４ａの一部に光反射率の低い塗料を塗布したものであってもよく、第１枠部４ａの一部を第１枠部４ａの他の部分よりも光反射率の低い材質で形成したものであってもよく、第１枠部４ａの一部に設けた穴部であってもよい。

また、本実施形態では、直径２３０ｍｍの加湿フィルタ４を１分間に１周回転させるようになっており、低反射率部４ｆにおける第１枠部４ａの周方向についての幅を１０ｍｍに設定している。上記幅はこれに限るものではないが、上記幅が狭いほど、加湿フィルタ４が装着されているか否かの判定をより迅速に行うとともに、加湿フィルタ４の回転位置の検出をより精度よく行うことができる。また、上記幅が広すぎると、低反射率部４ｆからの反射光の検知結果に応じて加湿フィルタ４の回転を吸水部材４ｄが水に浸からない位置で停止させることが困難になる。このため、低反射率部４ｆにおける第１枠部４ａの周方向の幅は、加湿フィルタ４の中心に対して５°以下の範囲であることが好ましい。

なお、上記幅が狭すぎると、第２受光部３２が低反射率部４ｆを適切に検知できない場合がある。このため、上記幅は、第２発光部３１から出射されて当該低反射率部４ｆで反射される光を第２受光部３２で適切に検出することができるように、加湿フィルタ４の直径、回転速度、第２受光部３２の検知能力等を考慮して設定することが好ましい。例えば、低反射率部４ｆが、加湿フィルタ４の回転によって第２受光部３２の検知領域を０．５秒以上１秒以下の期間で通過するように上記幅を設定することにより、低反射率部４ｆからの反射光を第２受光部３２で適切に検出することができる。

回転角度検知部３０は、第２発光部３１および第２受光部３２を備えた基板３３と、位置検知制御部３４とを備えている。また、位置検知制御部３４は、第２発光制御部３５、第２受光検知部３６、および位置判定部３７を備えている。

第２発光部３１および第２受光部３２を有する基板３３は、図６に示したように、第２発光部３１から出射された光（第２検知光）が加湿フィルタ４の第１枠部４ａで反射し、第１枠部４ａで反射した光が第２受光部３２に入射するように、加湿フィルタ４に対向する位置に配置されている。基板３３は、例えば、加湿装置１ｂの筐体あるいは水槽３の壁部等に固定されていてもよい。

なお、円弧形状の第１枠部４ａからの反射光を適切に検出するとともに、加湿フィルタ４に付着した水の膜の影響等を低減するためには、第２発光部３１と第２受光部３２との距離を短くし、第１枠部４ａに対する第２発光部３１から出射された光の入射角を小さくすることが好ましい。例えば、上記入射角（加湿フィルタ４の周面接線方向に垂直な方向に対する第２発光部３１から出射された光の光軸の成す角度）を、−３０°以上３０°以下に設定することが好ましい。

本実施形態では、第２発光部３１として赤外光（赤外波長の光）を出射するＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用い、第２受光部３２として赤外光を受光して電気信号に変換する受光素子を用いている。このように、赤外光を検知光として用いて検知を行うことにより、外乱光の影響を低減して検出精度を向上させることができる。ただし、第２発光部３１および第２受光部３２の構成はこれに限るものではなく、従来から公知の種々の発光手段および受光手段を用いることができる。

第２発光制御部３５は、第２発光部３１の発光状態を制御する。第２受光検知部３６は、第２受光部３２から出力される当該第２受光部３２の受光光量に応じた電気信号を取得し、位置判定部３７に出力する。

位置判定部３７は、第２発光制御部３５から伝達される第２発光部３１の発光タイミングを示す信号と、第２受光検知部３６から伝達される受光光量に応じた信号と、フィルタ制御部２４から伝達されるフィルタ駆動モータ９の回転軸の回転量を示す情報とに基づいて、加湿フィルタ４の有無、および加湿フィルタ４の水槽３に対する相対的な回転位置（回転角度）を検知し、加湿装置制御部２０に伝達する。

すなわち、加湿フィルタ４における第１枠部４ａの一部には低反射率部４ｆが設けられているので、加湿フィルタ４の回転位置（回転角度）が、第２発光部３１からの出射光が低反射率部４ｆに入射する位置である場合と、第２発光部３１からの出射光が第１枠部４ａにおける低反射率部４ｆ以外の部分（高反射率部）に入射する位置である場合とで、第２受光部３２の受光光量が変化する。そこで、位置判定部３７は、この第２受光検知部３６の受光光量の変化に基づいて、加湿フィルタ４の有無、および加湿フィルタ４の回転位置を判定する。

なお、位置判定部３７は、検知処理を開始してからフィルタ駆動モータ９の回転軸が所定角度（低反射率部４ｆにおける加湿フィルタ４の周方向の長さに相当する角度）だけ回転するまでの期間中、第２受光検知部３６の受光光量が所定値未満である状態が継続した場合に、加湿フィルタ４が装着されていないと判定する。また、上記期間中に第２受光検知部３６の受光光量が所定値以上になった場合に、第２発光部３１からの出射光が第１枠部４ａにおける低反射率部４ｆ以外の部分で反射したものと判断し、加湿フィルタ４が装着されていると判定する。これにより、加湿フィルタ４が装着されているか否かを迅速に判定することができる。

また、位置判定部３７は、第２受光検知部３６の受光光量が所定値以上である状態と所定値未満である状態との間で切り替わったときに、加湿フィルタ４の回転位置を、低反射率部４ｆが第２発光部３１からの出射光が照射される位置である基準位置と判定する。また、位置判定部３７は、加湿フィルタ４が基準位置に配置されたときからのフィルタ駆動モータ９の回転軸の回転量に基づいて、加湿フィルタ４の回転位置を判定する。

なお、本実施形態では、加湿フィルタ４が上記基準位置であるときに、非吸水部４ｅが水槽３に収容されて吸水部材４ｄが水に浸からない状態になるように、低反射率部４ｆ、第２発光部３１、および第２受光部３２の配置および取付角度が設定されている。これにより、加湿装置１ｂの非駆動時に、加湿フィルタ４の回転位置を、非吸水部４ｅが水槽３に収容されて吸水部材４ｄが水に浸からない状態になるように正確に制御することができる。

加湿装置制御部２０の警告制御部２１は、回転角度検知部３０によって加湿装置１ｂに加湿フィルタ４が装着されていないことが検知されたときに、加湿フィルタ４の未装着を知らせるための警告ランプ６を点灯させ、警告音出力部７から加湿フィルタ４の未装着を知らせるための警告音を発報させる。

また、加湿装置制御部２０のフィルタ制御部２４は、加湿装置１ｂの加湿動作を停止させる場合に、回転角度検知部３０によって検知された加湿フィルタ４の回転位置（回転角度）に基づいてフィルタ駆動モータ９の動作を制御し、加湿フィルタ４を非吸水部４ｅが下方に配置される位置（水槽３に収容される位置）まで加湿フィルタ４を回転させてから加湿フィルタ４の動作を停止させる。

以上のように、本実施形態にかかる加湿装置１ｂは、外周面における回転方向に沿った領域の一部に当該領域内の他の部分よりも光の反射率が低い低反射率部４ｆを有する第１枠部４ａを備えた加湿フィルタ４と、上記領域に第２検知光を出射する第２発光部３１と上記領域で反射された上記第２検知光を受光する第２受光部３２とを有する回転角度検知部３０とを備えている。

これにより、第２受光部３２の受光光量の変化に応じて低反射率部４ｆが第２検知光を反射する位置であることを検知し、加湿フィルタ４の回転位置を検知することができる。

また、第２受光部３２の受光光量が所定値以上になったときに、加湿フィルタ４が装着されていると判定することができるので、加湿フィルタ４が加湿装置１ｂに装着されているか否かを迅速に判定することができる。

図８は、磁気センサを用いて回転位置の検出を行う従来の加湿装置の一例である加湿装置２００を示す説明図である。この図に示すように、加湿装置２００は、加湿装置１ｂの低反射率部４ｆに代えて、外周部近傍に磁石１２３が取り付けられている。また、回転角度検知部３０に代えて、水槽３の加湿フィルタ４の外周部近傍に対向する位置に、磁気センサ１２１が設けられた基板１２２を有する回転角度検知部１２０が配置されている。これにより、加湿フィルタ４の磁石１２３が磁気センサ１２１との対向部を通過するときの磁界の変化を磁気センサ１２１で検出して加湿フィルタ４の回転位置を検出するようになっている。

ところが、加湿装置２００の構成では、加湿フィルタ４に磁石１２３を取り付けるための構造を形成する必要があるので、部品点数の増加や製造工程の増加を招いてしまうという問題がある。これに対して、本実施形態にかかる加湿装置１ｂでは、第１枠部４ａの一部に当該第１枠部４ａにおける他の部分と光反射率が異なる部分を設けるだけでよいので、部品点数の増加や製造工程の増加を抑制し、製造コストを低減することができる。

また、加湿装置２００の構成では、加湿フィルタ４が装着されているか否かを磁気センサ１２１の検知結果に基づいて判定するのに時間がかかるという問題がある。すなわち、加湿装置２００の構成では、加湿フィルタ４を回転させることによって磁石１２３が磁気センサ１２１の検知領域に移動したときに初めて加湿フィルタ４が装着していることが判定される。このため、例えばユーザが加湿フィルタ４を取り付け忘れて加湿装置２００の駆動指示を行った場合、フィルタ駆動モータ９の回転軸を加湿フィルタ４が１周するのに要する時間だけ回転させても磁気センサ１２１が磁石１２３を検知できなかった場合に初めて加湿フィルタ４が装着されていないと判定される。したがって、加湿フィルタ４が装着されていないことが検知されるまでに時間がかかり、加湿フィルタ４が装着されていないことを知らせるための警告ランプの点灯や警告音の出力が行われたときには既にユーザが加湿装置２００から離れてしまっているという事態が生じ得る。

これに対して、本実施形態では、第２発光部３１からの出射光が第１枠部４ａにおける低反射率部４ｆ以外の部分（高反射率部）で反射されて第２受光部３２に受光されたときに加湿フィルタ４が装着されていることが判定されるので、加湿フィルタ４が装着されているか否かを加湿装置２００よりも迅速に判定することができる。

また、本実施形態では、水位検知装置１０と回転角度検知部３０とを互いに近接する位置に配置している。これにより、図８に示した従来の構成よりも配線長を短くして構成を簡略化することができる。

〔実施形態３〕
本発明のさらに他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、上述した実施形態と同じ機能を有する部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。

図９は、本実施形態にかかる加湿装置１ｃの概略構成を示す説明図（正面図、側面図、および上面図）である。この図に示すように、本実施形態にかかる加湿装置１ｃは、実施形態２に示した加湿装置１ｂの構成に加えて、加湿フィルタ４における低反射率部４ｆに対して径方向および軸方向について対称な位置（第２枠部４ｃにおける低反射率部４ｆに対して周方向に１８０°ずれた位置）に、第２枠部４ｃにおける他の部分（高反射率部）よりも光反射率が低い第２低反射率部４ｈが設けられている。なお、第２低反射率部４ｈとしては、低反射率部４ｆと同様の構成のものを用いることができる。

また、本実施形態にかかる加湿装置１ｃは、実施形態２に示した加湿装置１ｂにおける逆付防止部材４ｇおよび逆付防止部材３ａが省略されている。

以上のように、本実施形態では、加湿フィルタ４におけるフィルタ中心（軸方向および径方向の中心）に対して対称となる位置（軸方向および径方向の両方について対称となる位置）に、低反射率部４ｆと第２低反射率部４ｈとを設けている。

これにより、加湿フィルタ４が加湿装置１ｃに対して表裏逆向きに装着された場合であっても、加湿フィルタ４が装着されているか否かの判定、および加湿フィルタ４の回転位置の判定を、逆付防止部材３ａ，４ｇを必要とすることなく、適切に行うことができる。したがって、逆付防止部材３ａ，４ｇを省略して加湿装置１ｄの構成を簡略化することができる。

〔実施形態４〕
本発明のさらに他の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、上述した実施形態と同じ機能を有する部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。

図１０は、本実施形態にかかる加湿装置１ｄの概略構成を示す説明図（正面図、側面図、および上面図）である。この図に示すように、本実施形態にかかる加湿装置１ｄは、水位検知装置１０の発光部１１、受光部１２、および回転角度検知部３０の第２発光部３１、第２受光部３２が、同一の基板３３上に配置されている。

これにより、加湿装置１ｄの部品点数を低減するとともに、配線長を短くすることができる。

〔まとめ〕
本発明の態様１にかかる水位検知装置１０は、水槽３内の水位が所定水位以上であるか否かを検知する水位検知装置１０であって、上記水槽３内に配置された反射部１３と、上記反射部１３の所定位置Ｒ１に検知光を出射する発光部１１と、上記反射部１３の上記所定位置Ｒ１で反射された上記検知光を受光する受光部１２とを備え、上記所定位置Ｒ１は、水槽３内の水位が所定水位以上であるときに水面より下となり、水槽３内の水位が所定水位未満であるときに水面より上となる位置であることを特徴としている。

上記の構成によれば、水槽３内の水位が所定水位未満である場合と所定水位以上である場合とで受光部１２による検知光の受光光量を異ならせることができるので、水槽３内の水位が所定水位以上であるか否かを簡単な構成で適切に検知することができる。また、上述した従来技術のようにフロートを用いる構成に比べて、部品点数を低減し、製造コストの低減、清掃・メンテナンス時のユーザの手間の低減、および水槽の構造設計上の制約の低減を図ることができる。

本発明の態様２にかかる水位検知装置１０は、上記態様１において、上記発光部１１および上記反射部１３は、水槽３内の水位が所定水位以上であるときに上記反射部１３で反射した上記検知光が水面で全反射するように配置されている構成である。

上記の構成によれば、水槽３内の水位が所定水位未満である場合と所定水位以上である場合との受光部１２による検知光の受光光量の差を大きくすることができるので、水槽３内の水位が所定水位以上であるか否かの検知精度を向上させることができる。

本発明の態様３にかかる水位検知装置１０は、上記態様１または２において、上記発光部１１、上記反射部１３、および上記受光部１２は、上記水槽３内における水面上の気圧が互いに異なる領域のうち、気圧が低い領域の水位を検知する位置に配置されている構成である。

上記の構成によれば、水槽３内の貯水量が所定水量以上であるにもかかわらず貯水量が不足していると誤判定されることを防止できる。

本発明の態様４にかかる水位検知装置１０は、上記態様３において、上記領域同士の間に気圧差を生じさせる可動部（加湿フィルタ４）と、上記可動部（加湿フィルタ４）の動作を制御する制御部（フィルタ制御部２４）とを備え、上記制御部（フィルタ制御部２４）は、水槽３内の水位が所定水位以上であるか否かを検知するときに上記可動部（加湿フィルタ４）の動作を停止させる構成である。

上記の構成によれば、可動部（加湿フィルタ４）の動作を停止させた状態で水槽内の水位が所定水位以上であるか否かを検知することができるので、水槽内の水位が所定水位以上であるか否かを精度よく検知することができる。

本発明の態様５にかかる水位検知装置１０は、上記態様１から４のいずれかにおいて、上記発光部から出射される上記検知光は、明るさが最大である方向である主軸方向と明るさが主軸方向の半分になる方向とが成す角度の２倍の角度である指向角度が６０°以下である構成である。

上記の構成によれば、出射光の指向角度が上記範囲である発光部を用いることにより、外乱ノイズ等の影響を低減して水槽内の水位が所定水位以上であるか否かの検知精度を向上させることができる。

本発明の態様６にかかる水位検知装置１０は、上記態様１から５のいずれかにおいて、上記検知光は赤外光である構成である。

上記の構成によれば、外乱光の影響を低減して検出精度を向上させることができる。

本発明の態様７にかかる水位検知装置１０は、上記態様１から６のいずれかにおいて、上記検知光はパルス光である構成である。

上記の構成によれば、発光部１１の出力を高出力化させるとともに、水面の波等に起因するノイズの影響を低減して検知精度を向上させることができる。

本発明の態様８にかかる加湿装置（１ｂ〜１ｄ）は、水槽３と、上記水槽３内の水を吸収する吸水部材４ｄを有する加湿フィルタ４と、上記吸水部材４ｄに送風する送風ファンと、上記水槽３内の水位が所定水位以上であるか否かを検知する上記態様１から７のいずれかに記載の水位検知装置１０とを備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、水槽３内の水位が所定水位以上であるか否かを簡単な構成で適切に検知することができる。また、上述した従来技術のようにフロートを用いる構成に比べて部品点数を低減し、清掃・メンテナンス時のユーザの手間を低減することができる。

本発明の態様９にかかる加湿装置は、上記態様８において、上記加湿フィルタ４を回転駆動する駆動部（フィルタ駆動モータ９）と、上記加湿フィルタ４の上記水槽３に対する回転角度を検知する回転角度検知部３０とを備え、上記加湿フィルタ４は、回転方向に沿った領域（第１枠部４ａ）の一部に当該領域（第１枠部４ａ）内の他の部分よりも光反射率が低い低反射率部４ｆを備えており、上記回転角度検知部３０は、上記加湿フィルタ４の上記領域（第１枠部４ａ）に第２検知光を出射する第２発光部３１と、上記領域（第１枠部４ａ）で反射された上記第２検知光を受光する第２受光部３２とを備えている構成である。

上記の構成によれば、第２受光部３２の受光光量の変化に応じて低反射率部４ｆの位置が第２検知光を反射する位置であることを検知し、加湿フィルタ４の回転位置を検知することができる。また、第２受光部３２の受光光量が所定値以上になったときに、加湿フィルタ４が装着されていると判定することができるので、加湿フィルタ４が装着されているか否かを迅速に判定することができる。

本発明の態様１０にかかる加湿装置（１ｂ〜１ｄ）は、上記態様９において、上記低反射率部４ｆは、上記加湿フィルタ４の外周面に設けられている構成である。

上記の構成によれば、回転角度検知部３０を加湿フィルタ４の外周面に対向する位置に設ければよいので、加湿装置（１ｂ〜１ｄ）における加湿フィルタ４の回転軸方向のサイズを小型化できる。

本発明の態様１１にかかる加湿装置（１ｃ，１ｄ）は、上記態様９または１０において、上記加湿フィルタ４は略円筒形状を有しており、上記低反射率部４ｆは、上記加湿フィルタ４の軸方向の中心に対して軸方向に所定距離ずれた位置に配置されており、上記加湿フィルタ４における上記低反射率部４ｆに対して径方向および軸方向について対称な位置に、当該位置を含む周方向に沿った領域のうちの他の部分よりも光反射率が低い第２低反射率部４ｈが設けられている構成である。

上記の構成によれば、加湿フィルタ４が加湿装置（１ｃ，１ｄ）に対して逆向きに装着された場合であっても、加湿フィルタ４の回転角度の判定を適切に行うことができる。

本発明の態様１２にかかる加湿装置（１ｂ〜１ｄ）は、上記態様９から１１のいずれかにおいて、上記第２検知光は赤外光である構成である。

上記の構成によれば、外乱光の影響を低減して検出精度を向上させることができる。

本発明の態様１３にかかる加湿装置（１ｄ）は、上記態様９から１２のいずれかにおいて、上記発光部１１、上記受光部１２、上記第２発光部３１、および上記第２受光部３２が共通の基板３３上に配置されている構成である。

上記の構成によれば、加湿装置１ｄの部品点数を低減するとともに、配線長を短くすることができる。

本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することもできる。

本発明は、水位が所定の基準高さ以上であるか否かを検知する水位検知装置、およびそれを備えた加湿装置に適用できる。

１ａ〜１ｄ 加湿装置
２ 水タンク
３ 水槽
４ 加湿フィルタ（可動部）
４ａ 第１枠部
４ｃ 第２枠部
４ｄ 吸水部材
４ｅ 非吸水部
４ｆ 低反射率部
４ｈ 第２低反射率部
９ フィルタ駆動モータ（駆動部）
１０ 水位検知装置
１１ 発光部
１２ 受光部
１３ 反射部
１４ 水位検知制御部
１５ 発光制御部
１６ 受光検知部
１７ 水位判定部
１８ 基板
２０ 加湿装置制御部
２４ フィルタ制御部
３０ 回転角度検知部（回転角度検知装置）
３１ 第２発光部
３２ 第２受光部
３３ 基板
３４ 位置検知制御部
３５ 第２発光制御部
３６ 第２受光検知部
３７ 位置判定部
Ｒ１ 所定位置

Claims (13)

1. 水槽内の水位が所定水位以上であるか否かを検知する水位検知装置であって、
   上記水槽内に配置された反射部と、
   上記反射部の所定位置に検知光を出射する発光部と、
   上記反射部の上記所定位置で反射された上記検知光を受光する受光部とを備え、
   上記所定位置は、水槽内の水位が所定水位以上であるときに水面より下となり、水槽内の水位が所定水位未満であるときに水面より上となる位置であることを特徴とする水位検知装置。
2. 上記発光部および上記反射部は、水槽内の水位が所定水位以上であるときに上記反射部で反射した上記検知光が水面で全反射するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の水位検知装置。
3. 上記発光部、上記反射部、および上記受光部は、上記水槽内における水面上の気圧が互いに異なる領域のうち、気圧が低い領域の水位を検知する位置に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の水位検知装置。
4. 上記領域同士の間に気圧差を生じさせる可動部と、
   上記可動部の動作を制御する制御部とを備え、
   上記制御部は、水槽内の水位が所定水位以上であるか否かを検知するときに上記可動部の動作を停止させることを特徴とする請求項３に記載の水位検知装置。
5. 上記発光部から出射される上記検知光は、明るさが最大である方向である主軸方向と明るさが主軸方向の半分になる方向とが成す角度の２倍の角度である指向角度が６０°以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の水位検知装置。
6. 上記検知光は赤外光であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載に水位検知装置。
7. 上記検知光はパルス光であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の水位検知装置。
8. 水槽と、上記水槽内の水を吸収する吸水部材を有する加湿フィルタと、上記吸水部材に送風する送風ファンと、上記水槽内の水位が所定水位以上であるか否かを検知する請求項１から７のいずれか１項に記載の水位検知装置とを備えていることを特徴とする加湿装置。
9. 上記加湿フィルタを回転駆動する駆動部と、
   上記加湿フィルタの上記水槽に対する回転角度を検知する回転角度検知部とを備え、
   上記加湿フィルタは、回転方向に沿った領域の一部に当該領域内の他の部分よりも光反射率が低い低反射率部を備えており、
   上記回転角度検知部は、上記加湿フィルタの上記領域に第２検知光を出射する第２発光部と、上記領域で反射された上記第２検知光を受光する第２受光部とを備えていることを特徴とする請求項８に記載の加湿装置。
10. 上記低反射率部は、上記加湿フィルタの外周面に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の加湿装置。
11. 上記加湿フィルタは略円筒形状を有しており、
    上記低反射率部は、上記加湿フィルタの軸方向の中心に対して軸方向に所定距離ずれた位置に配置されており、
    上記加湿フィルタにおける上記低反射率部に対して径方向および軸方向について対称な位置に、当該位置を含む周方向に沿った領域のうちの他の部分よりも光反射率が低い第２低反射率部が設けられていることを特徴とする請求項９または１０に記載の加湿装置。
12. 上記第２検知光は赤外光であることを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載の加湿装置。
13. 上記発光部、上記受光部、上記第２発光部、および上記第２受光部が共通の基板上に配置されていることを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項に記載の加湿装置。

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