JP4193142B2 - 物体検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、容器の液面までの距離を検出するとともに、容器の取付位置が正しいか否かを検知することができる物体検知装置に関するものである。

従来の除湿機では、排水タンクの水位検知機は、取り外し可能な排水タンクの内側に回動自在に取り付けられており、一端にフロートを備え、他端に磁石を取り付けていた。 そして、排水タンク内に排水が一定以上溜まるとフロートが上昇し、他端に取り付けた磁石が下降して本体に固定されているリードスイッチから離れ、これによってスイッチが動作して満水であることを検知し、除湿機の運転を停止していた。排水タンクを本体より取り外して排水した後、再び本体に挿入するときは、磁石がリードスイッチの近傍に正しくセットされたことをスイッチの動作により確認し、排水タンクの挿入位置が正しいことを判定して、運転を再開していた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２６２３５９号公報（第２頁、図４）

従来の除湿機によれば、フロート装置は、排水タンク内に排水があることを検知し、また排水タンクが正しい位置に設置されているか否か検知するが、排水タンク内の清掃がしにくかったり、フロートの回転軸が汚れなどにより固定されてフロートが動かずに水位検知が行えなかったり、運搬時に音がするなどして、好ましくない場合が多かった。また、排水タンクから溶液があふれ出ることがあり、排水タンクが正しい位置に取り付けられたことを十分に検知できない場合があった。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、容器の清掃がしやすく、汚れによる動作不良が起こらない物体検知装置を提供することを目的とする。また、容器から液があふれ出ることを確実に防止し、容器が正しい位置に取り付けられたことを正確に検知することができる物体検知装置を提供することを目的とする。

本発明に係る物体検知装置は、本体に自在に着脱されて液体を貯留する容器と、本体に取り付けられ対向物までの距離を対向物からの反射信号によって測定する一のセンサとを備え、容器の底面のほぼ中央に容器と一体に円筒形状の凸部もしくは円錐台形状の凸部を設け、容器が本体の正規の取り付け位置にあるときは円筒形状の凸部もしくは円錐台形状の凸部がセンサの対向位置にくるようにして、正規の取り付け位置にあるときとないときとでセンサから容器の底面までの距離が異なるようにすると共に、センサに対向する本体の対向位置に円筒状の凹部を形成し、容器が本体に装着されているときと装着されていないときとで、センサからの距離が異なるようにしたものである。

本発明の物体検知装置は、容器内にフロートのような検知装置を設置しなくても、容器内の液体や容器の正規の取り付け位置の検知が可能なため、容器の清掃がしやすく、また液に浸らない場所にセンサがあるので、検知装置の汚れによる動作不良が起こることはない。また、容器が正規の位置にあるときに得られるセンサ信号と、容器が正規でない位置にあるときに得られるセンサ信号とが異なるように構成したので、容器から液体があふれ出ることを確実に防止し、また容器が正規の位置に取り付けられたことを正確に検知することができる。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る物体検知装置の説明図である。図に示すように、例えば除湿水を溜める排水タンクのようなプラスチック製の容器２０は、例えば、除湿機の本体３０に取り外し自在に取り付けられ、除湿運転に伴って回収された水が容器２０の内部に溜まるようになっている。容器２０の上部には仕切板５が設けられ、本体３０にその底部３０ｂとほぼ平行になるようにして取り付けられている。仕切板５の上部には超音波センサ１が取り付けられており、この超音波センサ１は、仕切板５に設けた通過孔５ａを通じて容器２０側と送受信ができるようになっている。

容器２０の底面２０ｂには容器の内側方向に向けてほぼ円筒状の凸部２０ａが形成され、容器２０が本体３０の正規の位置に収納された場合に、凸部２０ａが超音波センサ１と対向するようになっている。一方、超音波センサ１に対向する本体３０の底部３０ｂの底面３０ｃには、円筒状の凹部３０ａが形成されている。

次に、動作について説明する。超音波センサ１から送信超音波６０を下方に送信すると、仕切板５の通過孔５ａを通り、送信超音波６０として空中を伝搬し、容器２０の水面４０ａに至り、ここで反射する。その後、受信超音波７０として上方に向かって空中を伝搬し、超音波センサ１に到達してここに捕捉される。超音波センサ１において、送信超音波６０の発信から受信超音波７０の捕捉までの時間を測定して、空中を伝搬する超音波の速度から、超音波センサ１と水面４０ａとの距離ＨＯを決定する。

除湿機の運転が継続して容器２０内に排水が溜まると、図２に示すように、容器２０内の水位が上昇して満水となる。図１に示したのと同様の動作によって水面４１ａまでの距離を測定し、満水水位Ｈ１と比較し、測定値が満水水位Ｈ１と同じになったか、あるいはＨ１以下になった場合は、容器２０が満水であると判断する。こうして、これ以上排水が溜まらないように除湿機の運転を停止したり、満水であることを知らせて、容器２０内の水を捨てさせるようにする。

図３は、水４０が捨てられた後の容器２０を、本体３０の正規の位置に取り付けた場合を示している。図１に示したのと同様の動作によって、超音波センサ１と対向する容器２０の底面までの距離を決定する。超音波の反射率は、水面と容器２０を構成するプラスチック材料とで大きさは変わらず、水の場合と同様にして容器２０の底面までの距離を測定することができる。距離Ｈ２は容器２０が正しい位置に取り付けられた場合に測定される凸部２０ａとの距離としてあらかじめ記憶しておき、超音波センサ１によって距離Ｈ２が測定された場合は、容器２０が正しい位置に取り付けられたものとして、運転開始を許可する。

水が捨てられた後に容器２０を本体３０の正規の位置に取り付けたが、図４に示すように、容器２０が正しい位置に取り付けられていない場合がある。この場合は、図１に示したのと同様の動作によって、容器２０の底面までの距離が決定される。距離Ｈ３は容器２０が正しい位置に取り付けられていない場合に測定される底面２０ｂとの距離としてあらかじめ記憶しておき、超音波センサ１によって距離Ｈ３が測定された場合は、容器２０が正しい位置に取り付けられていないものとして、運転の開始を許可せず、容器２０の取り付け位置が不正であることを知らせる。

図５は、本体３０に容器２０が取り付けられていない状態を示している。この場合は、図１に示したのと同様の動作によって、本体３０の底面までの距離が決定される。距離Ｈ４は容器２０が取り付けられていない場合に測定される本体３０の凹部３０ａとの距離としてあらかじめ記憶しておき、超音波センサ１によって距離Ｈ４が測定された場合は、容器２０が取り付けられていないものとして、運転の開始を許可せず、容器２０が取り付けられていないことを知らせる。

本実施の形態１によれば、超音波センサ１によって決定される距離と、あらかじめ記憶された満水時の距離Ｈ１とを比較するようにしたので、満水状態にあるか否かを検知することができる。また、超音波センサ１によって決定される距離と、容器２０が本体１に正しく取り付けられたときの容器２０の凸部２０ａまでの距離Ｈ２とを比較するようにしたので、容器２０が正しい位置に取り付けられたか否かを検知することができ、容器２０から水が漏れ出ることがなくなった。さらに、超音波センサ１によって決定される距離と、容器２０が本体１に正しく取り付けられていないときの容器２０の底面２０ｂまでの距離Ｈ３とを比較するようにしたので、容器２０が正しく取り付けられていないか否かを検知することができ、容器２０から水が漏れ出ることがなくなった。

また、超音波センサ１によって決定される距離と、容器２０が本体３０に取り付けられていないときの本体２０の凹部３０ａまでの距離Ｈ４とを比較するようにしたので、容器２０が取り付けられていないか否かを検知することができ、容器２０から水が漏れ出ることがなくなった。
こうして、超音波センサ１を用いて容器２０の取り付け状態を検知することができるので、フロートなどを設けなくてもよくこのため排水タンクのような容器２０内の清掃がしやすく、また、フロートの回転軸が汚れなどにより固定されてフロートが動かなくなるということもなくこのため水位検知を確実に行うことができ、運搬時においても音がするようなこともなく、意匠上においても好ましい。

実施の形態２．
図６は本発明の実施の形態２に係る物体検知装置の説明図である。実施の形態１では、容器２０の底面２０ｂの超音波センサ１に対向する部分を円筒状の凸部２０ａとしたが、本実施の形態２では、容器２０の底面２０ｂに位置し超音波センサ１に対向する部分を円錐台形状の凸部２０ｃとしたものである。
その他の構成は図１に示した場合と実質的に同様なので、説明を省略する。

次に、動作を説明する。図６は、水が捨てられた後の容器２０を、本体３０の正規の位置に取り付けた場合を示している。図３に示したのと同様の動作によって、超音波センサ１に対向する容器２０の底面までの距離を決定する。距離Ｈ５は容器２０が正しい位置に取り付けられた場合に測定される円錐台形状の凸部２０ｃとの距離としてあらかじめ記憶しておき、超音波センサ１によって距離Ｈ５が測定された場合は、容器２０が正しい位置に取り付けられたものとして、運転を開始できるようにする。
本実施の形態２によれば、実施の形態１に示した効果に加えて、容器２０の底面２０ｂの超音波センサ１に対向する部分を円錐台形状の凸部２０ｃとしたので、汚れがふき取りやすくなり、清掃が容易になる。

実施の形態３．
図７は本発明の実施の形態３に係る物体検知装置の説明図である。実施の形態１では、容器２０の底面２０ｂの超音波センサ１に対向する部分を円筒状の凸部２０ａとしたが、本実施の形態３では、容器２０の底面２０ｂに位置し超音波センサ１に対向する部分を円筒状の凹部２０ｄとしたものである。
その他の構成は図１に示した場合と実質的に同様なので、説明を省略する。

次に、動作を説明する。図７は水が捨てられた後の容器２０を本体３０の正規の位置に取り付けた場合を示している。図３に示したのと同様の動作によって、超音波センサ１に対向する容器２０の底面までの距離を決定する。距離Ｈ６は、容器２０が正しい位置に取り付けられた場合に測定される円筒状の凹部２０ｄとの距離としてあらかじめ記憶しておき、超音波センサ１によって距離Ｈ６が測定された場合は、容器２０が正しい位置に取り付けられたものとして、運転を開始できるようにする。
本実施の形態３によれば、実施の形態１に示したのと同様の効果を得ることができる。

実施の形態４．
図８は本発明の実施の形態４に係る物体検知装置の説明図である。実施の形態１〜３では、容器２０が本体３０に取り付けられた場合に、受信超音波７０の反射によって決定される距離と、容器２０が本体１に取り付けられたときの容器２０の凸部２０ａ，２０ｂ，２０ｃや凹部２０ｄまでの距離Ｈ２とを比較して、容器２０が本体３０の正規の位置に取り付けられたか否かを決定するが、本実施の形態４では、容器２０が正規の位置に取り付けられた場合には、超音波センサ１が受信超音波を受信しないようにしたものである。

図８に示すように、容器２０の底面２０ｃに位置し超音波センサ１に対向する部分を、超音波センサ１からの送信超音波６０を超音波センサ１の方向に反射することがない例えば円錐形状の凸部２０ｅとしたものである。
その他の構成は図１に示した場合と実質的に同様なので、説明を省略する。

次に、動作を説明する。超音波センサ１から発信された送信超音波６０は、円錐形状の凸部２０ｅの斜面によって反射されるので、受信超音波はほとんど超音波センサ１方向７０ａに反射されず、超音波センサ１以外の方向７０ｂに反射される。したがって、容器２０が正しい位置に取り付けられると、超音波センサ１は受信超音波をほとんど検知することができず、距離Ｈ７を決定することができない。容器２０が正規の位置以外にある場合には、容器２０の底面２０ｂまでの距離Ｈ３や、容器２０がない場合の距離Ｈ４が測定されるので、この場合は距離を決定することができ、距離Ｈ７が決定できない上記の場合と区別することができ、これによって、容器２０が正しい位置に取り付けられていることを検知することが可能となる。

このように、超音波センサ１からの送信超音波６０に対して受信超音波が平行にならないようにしたので、これによって容器２０が正しい位置に取り付けられたことを検知することができ、また容器２０の製作をより容易に実現することができ、価格を低く抑えることが可能となる。

実施の形態５．
図９は本発明の実施の形態５に係る物体検知装置の説明図である。本実施の形態５では、実施の形態４と同様に、容器２０が正規の位置に取り付けられた場合には、超音波センサ１が受信超音波を受信しないようにしたものである。
図９に示すように、容器２０の底面２０ｂに位置し超音波センサ１に対向する部分に、超音波センサ１からの送信超音波６０を超音波センサ１の方向に反射しない、例えば超音波を反射しにくい材料２０ｆを貼り付けたものである。
その他の構成は図８に示した場合と実質的に同様なので、説明を省略する。

次に、動作を説明する。超音波センサ１から発信された送信超音波６０は、超音波を反射しにくい材料２０ｆによりほとんど超音波センサ１の方向に反射されない。したがって、容器２０が正しい位置に取り付けられると、超音波センサ１は受信超音波をほとんど検知することができず、距離Ｈ８の決定ができない。容器２０が正規の位置以外にある場合には、容器２０の底面２０ｂまでの距離Ｈ３や、容器２０がない場合の距離Ｈ４が測定されるので、この場合は距離を決定することができ、距離が決定できない上記の場合と区別することができ、これによって、容器２０が正しい位置に取り付けられたことを検知することが可能となる。
上記の説明では、超音波センサ１に対向する容器２０の底面２０ｂに超音波を反射しにくい材料２０ｆを貼り付けたが、容器２０の底面２０ｂを粗い面に加工したり、容器２０の底面２０ｂに超音波に対して反射率の低い塗料を塗布するようにしてもよい。

本実施の形態５によれば、実施の形態４に示した効果に加えて、容器２０を成形する際に金型をほとんど変更しないで済み、より容易に実現することができ、価格を低く抑えることが可能となる。

本発明の活用例として、除湿機の排水タンクにおける水位センサ兼排水タンク位置検出センサとして用いることができる。

本発明の実施の形態１に係る物体検知装置の説明図である。 図１の作用説明図である。 図１の作用説明図である。 図１の作用説明図である。 図１の作用説明図である。 本発明の実施の形態２に係る物体検知装置の説明図である。 本発明の実施の形態３に係る物体検知装置の説明図である。 本発明の実施の形態４に係る物体検知装置の説明図である。 本発明の実施の形態５に係る物体検知装置の説明図である。

符号の説明

１ 超音波センサ、２０ 容器、２０ａ，２０ｃ，２０ｅ 凸部、２０ｂ 底面、２０ｄ 凹部、２０ｆ 超音波を反射しにくい材料、３０ 本体、３０ａ 本体の凹部、４０ 水、６０ 送信超音波、７０ 受信超音波。

Claims (2)

1. 本体に自在に着脱されて液体を貯留する容器と、前記本体に取り付けられ対向物までの距離を該対向物からの反射信号によって測定する一のセンサとを備え、
   前記容器の底面のほぼ中央に前記容器と一体に円筒形状の凸部もしくは円錐台形状の凸部を設け、該容器が前記本体の正規の取り付け位置にあるときは前記円筒形状の凸部もしくは円錐台形状の凸部が前記センサの対向位置にくるようにして、正規の取り付け位置にあるときとないときとで前記センサから前記容器の底面までの距離が異なるようにすると共に、前記センサに対向する前記本体の対向位置に円筒状の凹部を形成し、前記容器が前記本体に装着されているときと装着されていないときとで、前記センサからの距離が異なるようにしたことを特徴とする物体検知装置。
2. 本体に自在に着脱されて液体を貯留する容器と、前記本体に取り付けられ対向物までの距離を該対向物からの反射信号によって測定する一のセンサとを備え、
   前記容器の底面に、該容器と一体に円錐形状の凸部を設け前記容器が前記本体の正規の取り付け位置にあるときは、前記凸部が前記センサの対向位置にくるようにして、前記センサに対向する容器底面からの反射信号が前記センサによって受信できないようにしたことを特徴とする物体検知装置。

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