JPH0113623B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、タンクに連通させたスタンドコラ
ム内に磁石を内蔵した浮子を収納し、この磁石で
駆動される液面検出スイツチ手段を設けたフロー
トスイツチに関する。

一般に、フロートスイツチは液面制御などに用
いられ、液面の動揺、液の流入や流出の制御遅れ
などを考慮して所定の液位から上または下の範囲
が同液位として検出されるようにするのが普通で
ある。

ところで、従来、この種のフロートスイツチで
は、液面検出手段にリードスイツチなどの近接ス
イツチが用いられている。しかし、この場合、近
接スイツチが浮子の磁石によつて駆動される高さ
範囲が狭く、たとえば、上限液面高さのみに近接
スイツチを配置するだけでは、その液面高さを少
しこえるとその近接スイツチがその液面よりも低
い場合と同じ状態に復帰させられてしまい、急な
液面上昇に対しては制御不能になることがある。
そこで、液面検出スイツチ手段に近接スイツチを
用いる場合には、このような制御不能を避けるた
めに、たとえば、第１図に示すように、所定の液
面から上方への一定の範囲内に多数の近接スイツ
チLSW１…を上下に並べて設け、各近接スイツ
チを１つの図示しないリレーに共通に接続して液
面がその範囲内であればどれか１つの近接スイツ
チLSW１がオンとなり、リレーがオンにキープ
されるように構成される。また、このような多数
の近接スイツチLSW１を有する回路を必要な時
だけ作動させるためにこれらの近接スイツチ
LSW１…の下方に設けられた回路のように、図
示しないキープリレーにセツト信号を送るための
セツト用近接スイツチLSW２と該キープリレー
にリセツト用信号を送るためのリセツト用近接ス
イツチLSW３とを上下に並べて設け、液面がセ
ツト用近接スイツチLSW２を上向きに通過して
からそれよりも低い所にあるリセツト用近接スイ
ツチLSW３を下向きに通過するまでの間キープ
リレーをオンにし、リセツト用近接スイツチ
LSW３を下向きに通過してからセツト用近接ス
イツチLSW２を上向きに通過するまでの間キー
プリレーをオフにするように構成されることもあ
る。なお、上限液面検出用近接スイツチLSW１
…を内蔵する上限スイツチボツクスＢ１には、セ
ツト用スイツチLSW２、リセツト用スイツチ
LSW３の他にポンプ停止用スイツチLSW４…も
内蔵されており、これらのスイツチLSW１〜
LSW４の各リード線は束にして図示されない信
号処理回路に接続される。この信号処理回路に上
記リレースイツチ、キープリレーや必要に応じて
タイマーなどが設けられる。

上述から明らかなように、従来では、浮子が所
定のリードスイツチを通過したことをキープする
ために多数のリードスイツチを用いたり、キープ
リレーのような記憶手段を用いたりするので、停
電中に水位が昇降したとき、その水位の昇降にキ
ープ動作が追従していないために停電復帰後の正
しい水位が記憶されていない状態になり、回路構
成が比較的複雑になるうえ、熱、湿度、振動電気
的ノイズ等により誤動作するおそれがある。

この発明は、このような事情に鑑みてなされた
もので、その主たる目的は、複雑な電気回路を用
いずに浮子の通過をキープできるフロートスイツ
チを提供することである。

この発明は、このような目的を達成するため
に、液面検出スイツチに、浮子の磁石によつて浮
子の通過時に180゜反転させられる検出用マグネツ
トロータと、このロータに設けられた光を通過さ
せたり、反射したり、遮断したりする部分、すな
わち光学作用部と、浮子の所定の一方向への通過
時にその光学作用部が位置する箇所に検出光を投
光する投光用光フアイバと、このときにその光学
作用部から検出光を受光する受光用光フアイバ
と、検出用マグネツトロータの上下各側に浮子の
通過後その逆向きの浮子の通過まで検出用マグネ
ツトロータの姿勢を一定に保持するための姿勢安
定用マグネツトロータとを設け、上記受光用光フ
アイバを光電変換回路に接続したことを特徴とす
る。

この発明は、上述のように構成することによ
り、検出用マグネツトロータが浮子の磁石によつ
て浮子の通過時に180゜反転させられ、姿勢安定用
マグネツトロータによつて浮子の通過後その逆方
向への浮子の通過まで一定の姿勢に保持される。
そして、浮子の所定の一方向への通過時に検出用
マグネツトロータに設けられた光学作用部に投光
用光フアイバから投光された検出光がその光学作
用部によつて受光用光フアイバに向つて通過させ
られたり、反射されたり、受光用光フアイバ以外
に向つて反射されたり、遮光されたりする。浮子
がその逆方向へ通過する時には検出用マグネツト
ロータに設けられた光学作用部は投光用光フアイ
バからの投光を受ける箇所から180゜反転した位置
に位置させられ、検出光がその光学作用部に入射
せず、180゜反転する前とは逆に、受光用光フアイ
バに向つて検出光が透過されなくなつたり、検出
光が受光用光フアイバ以外のところに反射された
り、反対に受光用光フアイバに向つて検出光が反
射されたり、受光用光フアイバに向つて検出光が
透過させられたりする。光学作用部の光学的特質
は光をオンオフするような性質に限らず、検出用
マグネツトロータの他の部分と光透過率、反射率
あるいはそこから反射されたりそこを透過する光
の波長が異なつておればよい。このようにして、
受光用光フアイバが受ける特定または不特定波長
の光の有無や強弱によつて浮子の特定方向への通
過が検出され、その逆方向への通過が起るまでそ
の状態がキープされることになる。

以下、この発明を図示の実施例を通して具体的
に説明する。

第２図、第３図はこの発明の一実施例を示し、
第２図は縦断側面図であり、第３図は第２図の
―線に沿う縦断正面図である。このフロートス
イツチは、タンク１に連通させたスタンドコラム
２内に磁石３を内蔵した浮子４を収納するととも
に、この磁石３で駆動される液面検出スイツチ手
段５を有する。

上記磁石３は強磁性体３１の上下に同一の磁極
が突き合わせられる状態に上記強磁性体３１より
も小径の２つの磁石３２及び３３を固着したもの
であり、大径の強磁性体３１の周囲に現われる一
磁極のみが浮子４の周面に露出される。

上記液面検出スイツチ手段５は、上記スタンド
コラム２の外側に沿設される非磁性体よりなるケ
ース５１を備える。このケース５１内には、検出
用マグネツトロータ５２とその上下面側に配置さ
れた各姿勢安定用マグネツトロータ５３及び５４
とがそれぞれ上記スタンドコラム２の接線と平行
が横軸心まわりに可反転に枢支される。これらの
マグネツトロータ５２，５３，５４はその内部磁
力線が反転軸心に直角となるように形成される。

上記検出用マグネツトロータ５２の一端部は他
のマグネツトロータ５３及び５４よりも延長され
ており、この延長部分に、このマグネツトロータ
の反転軸心から偏心させてその内部磁力線の方向
と平行な貫通孔よりなる光学作用部５５が形成さ
れている。

上記構成においてまず、磁石３と各ロータ５
０，５２，５３，５４との関係について説明する
と第６図の如くになる。すなわち各ロータはN.S
の各極が直径方向に分極しており、磁石３の影響
を受けないときは第６図ａに示すように各ロータ
５０は相互に引き合つて平衡が保たれている。

スタンドコラム２内の液面に従つて磁石３（浮
子４）が例えば下から上に移動すると磁石３の極
性（Ｓ極とする）に引かれて各ロータ５０のＮ極
が引き付けられ、浮子３の移動に伴つて回転し最
終的には各ロータ５０が180度回転することにな
る。磁石３が下方に移動するときには上記の逆の
経過でロータ５０が−180度回転しもとの状態に
戻ることになる。（第６図ｂ→ｃ→ｄ）従つて各
ロータ５０の表面の半分を例えば赤、他の半分を
白で色分けしておくと磁石３の位置（液面の位
置）を色彩表示できることになる。液面計として
利用できる。尚、この構成自体は液面計として従
来から使用されている。

このような液面検出スイツチを用いると、スタ
ンドコラム２の浮子４の磁石３が液面とともに上
記各マグネツトロータ５２，５３，５４の高さを
通過するごとに各マグネツトロータ５２，５３，
５４は180゜反転させられ、上記光学作用部５５は
反転軸心よりもスタンドコラム２側とその反対側
とに選択的に変位させられることになる。そし
て、一方向への浮子４の通過からその逆方向への
浮子４の通過があるまで、検出用マグネツトロー
タ５２は上下の姿勢安定用マグネツトロータ５
３，５４との間で相互に作用する磁力によつてそ
の姿勢を一定に保持される。

上記液面検出スイツチ手段５には、更に、浮子
４が所定の一方向、たとえば上方へ検出用マグネ
ツトロータ５２の高さを通過してからその高さを
その逆方向に通過するまでの間上記光学作用部５
５が位置する箇所に検出光を上方から投光する投
光用光フアイバ５６とそのときに上記光学作用部
５５を通過して来る検出光を受光する受光用光フ
アイバ５７とを有する。

このように構成された液面検出スイツチ手段５
によれば、スタンドコラム２内の液面が検出用マ
グネツトロータ５２の高さを上回るときには投光
用光フアイバ５６から投光された検出光が光学作
用部を通過して受光用光フアイバ５７に受光さ
れ、液面がその高さ以下のときには検出光が検出
用マグネツトロータ５２に遮られて受光用光フア
イバ７に受光されない。したがつて、液面が検出
用マグネツトロータ５２を上回りか否かが明暗の
バイナリ光信号として外部に出力されることにな
る。

上記受光用光フアイバ５７の出力端は光電変換
手段６に接続され、上述の光信号がこの光電変換
手段６で電気信号に変換される。符号７はこの電
気信号を増幅するための増幅回路である。

もちろん、この発明は上述の実施例に限定され
るものではなく、たとえば、第４図に示すよう
に、検出用マグネツトロータ５２′の端面に45゜傾
斜させた反射面よりなる光学作用部５５′を形成
し、この光学作用部５５′に向けた投光用光フア
バ５６と受光用光フアイバ５７の一方の光軸を該
マグネツトロータ５２の反転軸心と平行に、その
他方の光軸をこれと直角に向けてもよい。また、
第５図に示すように、投光用光フアイバ５６と受
光用光フアイバ５７を公知の同軸構造に構成し、
検出用マグネツトロータ５２″に設けた切欠きよ
りなる光学作用部５５″を通過して他部、たとえ
ばケース５１の壁部で反射し、もう一度光学作用
部５５″を通つて帰つてくる検出光を受光用光フ
アイバ５７に受光するようにしてもよい。

上述のように、この発明に係るフロートスイツ
チによれば、検出用マグネツトロータの向きを浮
子の一方向への通過からその逆方向への通過が起
るまで姿勢安定用マグネツトロータで一定に保持
し、受光用光フアイバに入力される信号をその間
キープできるので、浮子の通過により切り換えら
れる受光用光フアイバからの出力信号が複雑な電
気回路を用いずに確実にキープされ、したがつ
て、多数の近接スイツチや電気的記憶手段が不要
になり、構成が簡単になり安価にできるうえ、
熱、湿度、振動、電気的ノイズに影響されるおそ
れがなくなる。また、キープ動作が停電によつて
影響されない。さらに、たとえば１つのLEDを
発光させる程度の駆動電源があれば済み、多数の
近接スイツチを用いるものに比べれば、消費電力
を少なくでき、液面検出スイツチ手段全体として
小型に、かつ、軽量にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の縦断側面図、第２図と第３図
はこの発明の一実施例を示し、第２図は縦断側面
図、第３図は第２図の―線に沿う縦断正面
図、第４図はこの発明の別実施例の第３図に相当
する縦断正面図、第５図はこの発明のもう一つの
実施例の第２図に相当する縦断側面図、第６図は
本願スイツチの動作を示す説明図である。 １…タンク、２…スタンドコラム、３…磁石、
４…浮子、５…液面検出スイツチ手段、５２，５
２′，５２″…検出用マグネツトロータ、５３，５
４…姿勢安定用マグネツトロータ、５５，５５′，
５５″…光学作用部、５６…投光用光フアイバ、
５７…受光用光フアイバ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 器枠に軸支され径方向に分極した磁石を内臓
   するロータを上下に複数配し、タンクに連通させ
   たスタンドコラム内に上記ロータに一方の極が作
   用する磁石を内臓した振子を収納して、液面の移
   動に伴つて、上記各ロータが180度反転するよう
   にした液面検出スタンドコラム手段を設けたフロ
   ートスイツチにおいて、 上記液面検出スイツチ手段の中の１つのロータ
   を検出用マグネツトロータとなして該検出用マグ
   ネツトロータと、このマグネツトロータに設けた
   光学作用部と、浮子の所定の一方向への通過時に
   その光学作用部が位置する箇所に検出光を投光す
   る投光用光フアイバと、そのときにこの光学作用
   部から上記検出光を受光する受光用光フアイバ
   と、検出用マグネツトロータの上下各側に配置さ
   れ、上記浮子の一方向への通過後その逆方向への
   浮子の通過まで上記検出用マグネツトロータの姿
   勢を一定に保持する姿勢安定用マグネツトロータ
   とを設け、上記受光用光フアイバを光電変換手段
   に接続したことを特徴とするフロートスイツチ。