JP2725238B2 - 水槽用のヒータ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば観賞魚な
どを観賞する水槽内の水の温度を観賞魚などに対する適
温に維持するヒータ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の上記した水槽用のヒータ装置は、
水槽内の水位を検出する水位センサと、水槽内の水の温
度を検出する温度センサと、水槽内の水を暖めるヒータ
と、各センサの出力に基づき、ヒータを制御して水槽内
の水の温度を所定の範囲に維持するとともに、水位セン
サから水位非検出信号が供給されると、ヒータへの通電
を遮断する制御ユニットとで構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の水槽用のヒータ
装置は、水位センサ、温度センサ、ヒータが別々である
ので、水位センサ、温度センサ、ヒータを水槽内の適宜
な位置に配設することができる。しかし、例えばヒータ
よりも水位センサおよび温度センサの配設位置が低い
と、蒸発等によって水位が下降し、ヒータが水から完全
に露出した場合、ヒータに通電しても水を暖めることが
できず、ヒータに通電され続けるため、ヒータが空炊き
状態で高温になって危険である。

【０００４】また、温度センサよりも水位センサの配設
位置が低いと、蒸発等によって水位が温度センサと水位
センサとの間まで下降し、温度センサが水面から完全に
露出した場合、温度センサは水でなくて空気の温度を検
出することとなり、水温を正常に制御することができな
くなるなどの不都合があった。

【０００５】この発明は、上記したような不都合を解消
するためになされたもので、水位センサが水に浸って水
位検出信号を出力している状態では水温を正常に制御す
ることのできる水槽用のヒータ装置を提供するものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、水槽内の水
位を検出した水位センサの水位出力と、水槽内の水の温
度を検出した温度センサの温度出力とに基づき、ヒータ
を制御して水槽内の水の温度を所定の範囲に維持すると
ともに、水位センサから水位非検出信号が供給される
と、ヒータへの通電を遮断する制御ユニットとで構成さ
れた水槽用のヒータ装置において、温度センサの高さを
水位センサの高さ以下にしてセンサユニットを構成する
とともに、このセンサユニットに商用電源から電磁誘導
によって電力を供給し、水槽内に、ヒータを構成するヒ
ータ本体の高さをセンサユニットの高さよりも低くして
配設し、制御ユニットはヒータと電気的に絶縁された状
態でヒータへの通電を制御するものである。そして、セ
ンサユニットおよびヒータを水槽に取り付けた取付具に
取り付けたり、センサユニットを、ヒータのコードに固
定具で取り付けたり、水位センサの電極を導電性ゴムで
構成するとともに、センサユニットのセンサケースに発
水性を持たせたり、または、水位センサの電極をステン
レス板で構成してもよい。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図に
基づいて説明する。図１はこの発明の水槽用のヒータ装
置の一実施形態を示す概略図である。図１において、Ｔ
は、例えば観賞魚を観賞するための水槽、Ｗは水槽Ｔに
収容した水を示す。１は取付具としてのクランプを示
し、水槽Ｔの枠に着脱可能に取り付けられ、後述するセ
ンサユニット２のコード２１およびヒータ４のコード４
２を挟んで位置決めするものである。

【０００８】２はセンサユニットを示し、水位センサ
と、水温センサとを一体にしたものである。３はキスゴ
ムを示し、環状部３１に挿入されたセンサユニット２の
部分を自身の弾性によって保持し、吸着部３２によって
センサユニット２を水槽Ｔの側壁内面に回転しないよう
に固定するものである。４は水槽Ｔ内の水Ｗを暖めるヒ
ータを示し、ヒータ本体４１から水槽Ｔの外まで延びた
コード４２の先端にプラグ４３が接続され、ヒータ本体
４１がセンサユニット２よりも低く配設されている。

【０００９】５は電源プラグを示し、後述する制御ユニ
ット６へ電力を供給するためのものである。６は電源プ
ラグ５に接続された制御ユニットを示し、前面にヒータ
通電表示灯６３、警報表示灯６６、水温設定ダイヤル６
７が配設され、センサユニット２がコード２１を介して
接続されるとともに、ヒータ４のプラグ４３が接続され
るヒータ用コンセント７が接続されている。

【００１０】図２は図１に示した一実施形態におけるセ
ンサユニットを示す断面図である。図２において、２１
はシールドされた４本の単芯線２１ａ〜２１ｄが挿通さ
れた多芯のコード、２２は４本の単芯線２１ａ〜２１ｄ
が接続されたプリント基板を示し、このプリント基板２
２には、導電性ゴムで構成され、プリント基板２２の一
端面に設けた金メッキ部に押し付けられて単芯線２１ａ
と電気的に接続される第１水位検出電極２３Ａと、導電
性ゴムで構成され、プリント基板２２の他端面に設けた
金メッキ部に押し付けられて単芯線２１ｂと電気的に接
続される第２水位検出電極２３Ｂと、一端が単芯線２１
ｃに接続され、他端が単芯線２１ｄに接続されたサーミ
スタ２４が配設される。

【００１１】２５は筒状のセンサケースを示し、発水性
の樹脂で構成したり、または発水性の塗料を表面に塗布
したものであり、第１および第２水位検出電極２３Ａ，
２３Ｂの一部を露出させる開口２５ａ，２５ｂの周囲に
周壁が設けられ、開口２５ａ，２５ｂ部分の周壁上端と
所定間隔を有して周回する突条２５ｃが設けられてい
る。２６Ａ，２６Ｂはセンサケース２５の開放端を閉塞
するゴムキャップを示し、ゴムキャップ２６Ａにはコー
ド２１を挿通する開口２６ａが設けられている。

【００１２】２７はセンサケース２５内に充填されたシ
ール材としてのシリコンを示し、センサケース２５内に
水が入るのを防止するためのものである。なお、図２に
示したセンサユニット２は、水位センサを構成する第１
および第２水位検出電極２３Ａ，２３Ｂと、水温センサ
としてのサーミスタ２４とが同じ高さとされている。

【００１３】図３は図１に示した一実施形態で使用する
センサユニットの他の例を示す断面図であり、図２と同
一または相当部分に同一符号を付して説明を省略する。
図３において、２８Ａはステンレス板をプレス加工した
第１水位検出電極を示し、単芯線２１ａに一端が直接接
続され、他端がセンサケース２５の外周に開口２５ａか
ら露出している。２８Ｂはステンレス板をプレス加工し
た第２水位検出電極を示し、単芯線２１ｂに一端が直接
接続され、他端がケースセンサ２５の外周に開口２５ｂ
から露出している。

【００１４】２９はセンサケース２５の一方の開放端を
閉塞する有底筒状のガラス管を示し、開放端が外側へ開
き、この部分でセンサケース２５から抜けないようにな
っている。なお、図３に示したセンサユニット２は、サ
ーミスタ２４が水位センサを構成する第１および第２水
位検出電極２８Ａ，２８Ｂよりも低くされている。

【００１５】図４は図１に示した一実施形態における制
御ユニットの一例を示すブロック図であり、図１〜図３
と同一部分に同一符号が付されている。図４において、
６１は電源プラグ５に接続された電源回路を示し、各部
へ駆動電源を供給するものであり、絶縁トランスが使用
されている。６２は電源プラグ５からヒータ用コンセン
ト７への電力の供給を制御するスイッチとしてのトライ
アック、６３はヒータ用コンセント７に電力が供給され
ていることを表示するヒータ通電表示灯を示し、トライ
アック６２およびヒータ通電表示灯６３は、電源プラグ
５とヒータ用コンセント７との間に各々直列および並列
に接続されている。

【００１６】６４は交流発振器を示し、第１水位検出電
極２３Ａまたは第１水位検出電極２８Ａに接続されもの
である。６５は第２水位検出電極２３Ｂまたは第２水位
検出電極２８Ｂに接続される水位判定回路を示し、第１
水位検出電極２３Ａ（２８Ａ）と第２水位検出電極２３
Ｂ（２８Ｂ）との間の水Ｗを容量成分のインピーダンス
として検出した交流電流を電圧に変換して基準電圧と比
較することにより、交流電流が流れているかいないか、
すなわち第１および第２水位検出電極２３Ａ（２８
Ａ），２３Ｂ（２８Ｂ）が水Ｗに浸っているか水面から
完全に露出しているかを判定し、水位検出信号または水
位非検出信号を出力するものである。

【００１７】６６は警告表示灯を示し、第１および第２
水位検出電極２３Ａ（２８Ａ），２３Ｂ（２８Ｂ）が水
Ｗに浸っている水位検出信号を水位判定回路６５が出力
すると、消灯し、第１および／または第２水位検出電極
２３Ａ（２８Ａ），２３Ｂ（２８Ｂ）が水面から完全に
露出している水位非検出信号を水位判定回路６５が出力
すると、点灯するものである。６７は水温設定ダイヤ
ル、６８は水温比較回路を示し、この水温比較回路６８
は、水温設定ダイヤル６７で設定した水温に相当する設
定直流電圧と、サーミスタ２４で検出した水温に相当す
る検出直流電圧とを比較し、検出直流電圧が設定直流電
圧よりも水温にして、例えば摂氏１度低い電圧差の状態
から電圧差がなくなる状態まで通電信号を出力し、検出
直流電圧と設定直流電圧との電圧差がなくなると、非通
電信号を出力するものである。

【００１８】６９はホトカプラで構成したヒータ出力制
御回路を示し、水位判定回路６５から水位検出信号が供
給されると、トライアック６２のゲートに水温比較回路
６８からの信号を出力し、水位判定回路６５から水位非
検出信号が供給されると、トライアック６２のゲートに
水温比較回路６８からの信号を出力しなくなる。したが
って、水温比較回路６８が通電信号を出力している状態
で、水位判定回路６５が水位検出信号を出力すると、ヒ
ータ出力制御回路６９が通電信号を出力するので、トラ
イアック６２が導通状態となり、電源プラグ５からヒー
タ用コンセント７へ電力が供給されるが、他の状態で
は、ヒータ出力制御回路６９が非通電信号を出力するの
で、トライアック６２が非導通状態となり、電源プラグ
５からヒータ用コンセント７へ電力が供給されなくな
る。

【００１９】次に、動作について説明する。まず、セン
サユニット２の第１および第２水位検出電極２３Ａ（２
８Ａ），２３Ｂ（２８Ｂ）が水没または水Ｗに浸ってい
る場合について説明する。なお、第１および第２水位検
出電極２３Ａ（２８Ａ），２３Ｂ（２８Ｂ）が水Ｗに浸
っていると、水位判定回路６５は水位検出信号を出力し
ているので、警告表示灯６６は消灯し、水位が正常であ
ることを表示する。

【００２０】この場合、サーミスタ２４で検出した検出
直流電圧が水温設定ダイヤル６７で設定した設定直流電
圧よりも高いと、水温比較回路６８が通電信号を出力
し、水位判定回路６５が水位検出信号を出力しているの
で、ヒータ出力制御回路６９は、トライアック６２のゲ
ートに通電信号を出力する。したがって、トライアック
６２は導通状態となり、電源プラグ５からヒータ用コン
セント７を介してヒータ４へ電力が供給されるので、ヒ
ータ４で水Ｗを暖める。このようにヒータ用コンセント
７を介してヒータ４に電力が供給されると、ヒータ通電
表示灯３が点灯し、ヒータ４が水Ｗを暖めていることを
表示する。

【００２１】そして、水Ｗが暖められ、サーミスタ２４
で検出した検出直流電圧が水温設定ダイヤル６７で設定
した設定直流電圧と同じになると、水位判定回路６５は
水位検出信号を出力しているが、水温比較回路６８が非
通電信号を出力するので、ヒータ出力制御回路６９は、
トライアック６２のゲートに非通電信号を出力する。し
たがって、トライアック６２は非導通状態となり、電源
プラグ５からヒータ用コンセント７へ電力が供給されな
くなるので、ヒータ４で水Ｗを暖めることができなくな
る。このようにヒータ用コンセント７に電力が供給され
なくなると、ヒータ通電表示灯３が消灯し、ヒータ４が
水Ｗを暖めていないことを表示する。

【００２２】なお、水Ｗの温度が低下して水温設定ダイ
ヤル６７で設定した設定温度よりも、例えば摂氏１度高
くなると、上述した動作が繰り返され、水Ｗの温度を観
賞魚の適温に制御することができる。

【００２３】次に、第１および第２水位検出電極２３Ａ
（２８Ａ），２３Ｂ（２８Ｂ）が水没または水Ｗに浸っ
ている状態から、蒸発等によって第１および／または第
２水位検出電極２３Ａ（２８Ａ），２３Ｂ（２８Ｂ）が
水面から完全に露出すると、水位判定回路６５は水位非
検出信号を出力するので、警告表示灯６６は点灯し、水
位が異常であることを表示する。このとき、ヒータ出力
制御回路６９は、水位判定回路６５から水位非検出信号
が供給されるので、水温比較回路６８の出力に関係な
く、トライアック６２のゲートに非導通信号を出力して
ヒータ４への電力の供給を停止させる。

【００２４】上述したように、この発明の一実施形態に
よれば、サーミスタ２４の高さを第１および第２水位検
出電極２３Ａ（２８Ａ），２３Ｂ（２８Ｂ）の高さ以下
にしてセンサユニット２を構成し、ヒータ本体４１の高
さをセンサユニット２の高さよりも低くして水槽Ｔ内に
配設したので、第１および第２水位検出電極２３Ａ（２
８Ａ），２３Ｂ（２８Ｂ）が水没または水Ｗに浸ってい
れば、水温を正常に制御することができる。

【００２５】そして、水位が蒸発等によって下降する
と、ヒータ本体４１が露出する前に必ず第１および／ま
たは第２水位検出電極２３Ａ（２８Ａ），２３Ｂ（２８
Ｂ）が水面から完全に露出するので、ヒータ４への電力
の供給が遮断され、ヒータ本体４１が空炊き状態で高温
になるのを防止することができる。さらに、センサユニ
ット２とヒータ４とは別体であるので、個々の破損に対
して他のものは使用することができるとともに、汎用品
のヒータ４を利用することによってコストを低減するこ
とができる。

【００２６】また、クランプ１でセンサユニット２のコ
ード２１およびヒータ４のコード４２を挟持することに
よって位置決めできるので、センサユニット２およびヒ
ータ本体４１を容易に位置決めすることができる。次
に、コード２１の単芯線２１ａ〜２１ｄのシールド線
を、図４に示すように、サーミスタ２４の接地電位接続
用として利用したので、温度制御が安定し、耐ノイズ性
を向上させることができ、また、サーミスタ２４は直流
電圧を検出する方式となっているため、水位検出電流か
らサーミスタ２４へのクロストークに対して効果があ
る。

【００２７】そして、第１および第２水位検出電極２３
Ａ，２３Ｂを導電性ゴムで構成したので、ステンレス板
をプレス加工して第１および第２水位検出電極２８Ａ，
２８Ｂを構成したので、量産性に優れ、コストを低減す
ることができる。さらに、センサケース２５に発水性を
持たせたので、毛細管現象や水Ｗの表面張力による水位
検出能力の低下を防止することができるとともに、水位
センサの動作を確実にすることができる。

【００２８】図５はセンサユニットおよびヒータの他の
配設例を示す説明図であり、図１〜図４と同一部分に同
一符号を付して説明を省略する。図５において、１Ａは
固定具としてのクリップを示し、センサユニット２が挿
入される環状部１１と、コード４２を挟持する挟持部１
２とを一体成形したものである。

【００２９】図５に示すように、クリップ１Ａでセンサ
ユニット２をコード４２に固定したので、センサユニッ
ト２およびヒータ本体４１を容易に位置決めすることが
でき、コード４２を弛まないように配設することによ
り、センサユニット２およびヒータ本体４１を容易に水
槽Ｔ内の所期の位置に配設することができる。なお、環
状部１１は、挟持部１２と同様に、センサユニット２を
挟持する構成であってもよい。

【００３０】上記した一実施形態において、クランプ１
を取付具として例示したが、センサユニット２およびヒ
ータ４を同様に位置決めして取り付け、固定することの
できるものであれば、他のものであってもよい。そし
て、クリップ１Ａを固定具として例示したが、センサユ
ニット２を同様にヒータ４のコード４２に固定できるも
のであれば、他のものであってもよい。さらに、ステン
レス板をプレス加工して第１および第２水位検出電極２
８Ａ，２８Ｂを構成したが、ステンレスワイヤを利用す
ることもでき、量産性に優れ、コストを低減することが
できるという効果を得ることができる。

【００３１】また、図２に示すように、第１および第２
水位検出電極２３Ａ，２３Ｂと、サーミスタ２４とを同
じ高さにすると、キスゴム３が外れてセンサユニット２
が回転しても、第１または第２水位検出電極２３Ａ，２
３Ｂがサーミスタ２４よりも高くなるので、キスゴム３
を省くことができるが、図３に示すように、サーミスタ
２４を第１および第２水位検出電極２８Ａ，２８Ｂより
低くすると、キスゴム３が外れてセンサユニット２が回
転すると、第１および第２水位検出電極２８Ａ，２８Ｂ
がサーミスタ２４よりも低くなるので、キスゴム３を省
かない方がよい。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、水温
センサの高さを水位センサの高さ以下にしてセンサユニ
ットを構成し、ヒータを構成するヒータ本体の高さをセ
ンサユニットの高さよりも低くして水槽内に配設したの
で、水位センサが水没または水に浸っていれば、水温を
正常に制御することができる。そして、水位が蒸発等に
よって下降すると、ヒータ本体が露出する前に必ず水位
センサが水面から完全に露出するので、ヒータへの電力
の供給が遮断され、ヒータ本体が空炊き状態で高温にな
るのを防止することができる。

【００３３】さらに、センサユニットとヒータとは別体
であるので、個々の破損に対して他のものは使用するこ
とができるとともに、汎用品のヒータを利用することに
よってコストを低減することができる。次に、取付具に
センサユニットおよびヒータを位置決めして取り付け、
取付具を水槽に取り付けることにより、センサユニット
およびヒータ本体を容易に水槽内の所期の位置に位置決
めすることができる。

【００３４】または、固定具でセンサユニットをヒータ
のコードに固定したので、センサユニットおよびヒータ
本体を容易に位置決めすることができ、コードを弛まな
いように配設することにより、センサユニットおよびヒ
ータ本体を容易に水槽内の所期の位置に配設することが
できる。そして、水位センサの電極を導電性ゴムで構成
したので、また、ステンレスで水位センサの電極を構成
したので、量産性に優れ、コストを低減することができ
る。さらに、センサケースに発水性を持たせたので、毛
細管現象や水の表面張力による水位検出能力の低下を防
止することができるとともに、水位センサの動作を確実
にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の水槽用のヒータ装置の一実施形態を
示す概略図である。

【図２】図１に示した一実施形態におけるセンサユニッ
トを示す断面図である。

【図３】図１に示した一実施形態で使用するセンサユニ
ットの他の例を示す断面図である。

【図４】図１に示した一実施形態における制御ユニット
の一例を示すブロック図である。

【図５】センサユニットおよびヒータの他の配設例を示
す説明図である。

【符号の説明】

Ｔ 水槽 Ｗ 水 １ クランプ １Ａ クリップ １１ 環状部 １２ 挟持部 ２ センサユニット ２３Ａ 第１水位検出電極 ２３Ｂ 第２水位検出電極 ２４ サーミスタ ２５ センサケース ２７ シリコン ２８Ａ 第１水位検出電極 ２８Ｂ 第２水位検出電極 ２９ ガラス管 ３ キスゴム ４ ヒータ ４１ ヒータ本体 ４２ コード ５ 電源プラグ ６ 制御ユニット ６２ トライアック ６５ 水位判定回路 ６７ 水温設定ダイヤル ６８ 水温比較回路 ６９ ヒータ出力制御回路 ７ ヒータ用コンセント

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水槽内の水位を検出した水位センサの水
   位出力と、前記水槽内の水の温度を検出した温度センサ
   の温度出力とに基づき、ヒータを制御して水槽内の水の
   温度を所定の範囲に維持するとともに、前記水位センサ
   から水位非検出信号が供給されると、前記ヒータへの通
   電を遮断する制御ユニットとで構成された水槽用のヒー
   タ装置において、 前記温度センサの高さを前記水位センサの高さ以下にし
   てセンサユニットを構成するとともに、このセンサユニ
   ットに商用電源から電磁誘導によって電力を供給し、 前記水槽内に、前記ヒータを構成するヒータ本体の高さ
   を前記センサユニットの高さよりも低くして配設し、 前記制御ユニットは前記ヒータと電気的に絶縁された状
   態で前記ヒータへの通電を制御する、 ことを特徴とする水槽用のヒータ装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の水槽用のヒータ装置に
   おいて、 前記センサユニットおよび前記ヒータは、前記水槽に取
   り付けた取付具に取り付けられている、 ことを特徴とする水槽用のヒータ装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の水槽用のヒータ装置に
   おいて、 前記センサユニットは、前記ヒータのコードに固定具で
   取り付けられている、 ことを特徴とする水槽用のヒータ装置。
4. 【請求項４】 請求項１から請求項３のいずれか１項に
   記載の水槽用のヒータ装置において、 前記水位センサの電極を導電性ゴムで構成するととも
   に、前記センサユニットのセンサケースに発水性を持た
   せた、 ことを特徴とする水槽用のヒータ装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の水槽用のヒータ装置に
   おいて、 前記水位センサの電極をステンレス板で構成した、 ことを特徴とする水槽用のヒータ装置。