JPH03176922A - フロートスイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、水位検出用のフロートスイッチに係り、特に
、その小型化対策と動作性の向上対策に関する。

（従来の技術） 現在、室内の加湿を行う加湿器には、水槽内に貯留して
いる水の水位を検出して、この水位が所定高さ以下に達
した場合に電磁弁を開動させて給水を行わせるフロート
スイッチを備えているものがある。

そして、これまで一般的なフロートスイッチには、株式
会社１１本オートメーション発行のカタログ（１９８６
年１１月発行）に示されているものが知られている。こ
のフロートスイッチは、第４図に示すように、鉛直方向
に延びる中空のステム（ａ）内にリードスイッチ（ｂ）
が封入され、このステム（ａ）の周囲に、該ステム（ａ
）の外径よりも僅かに大径の挿通孔（Ｃ）が形成された
円環状のフロート（ｄ）がステム（ａ）の延長方向、つ
まり鉛直方向に水位の変化に応じて昇降自在に設けられ
て構成されている。また、このフロー１−（ｄ）は、マ
グネット（ｅ）が埋設されており、水槽内の水位の変化
によるフロート（ｄ）の昇降に伴ってマグネット（ｅ）
の位置が変化し、この位置によってリードスイッチ（ｂ
）がオン・オフするように構成されている。また、第５
図に示すように、フロート（ｄ）をステム（ａ）の下方
に配設すると共に、該フロート（ｄ）の上方にアーム（
ｆ）を介してマグネットＣｅ’）を備えたスイッチング
部材（ｇ）をステム（ａ）の周囲に配設するようにし、
フロート（ｄ）の昇降によってスイッチング部材（ｇ）
か昇降するように構成されているものもある。

そして、これらのフロートスイッチは、前記電磁弁を開
閉することで前記水槽への水の供給を調節するようにな
っている。つまり、第３図に示すタイプのリードスイッ
チ（ｂ）において、加湿器の起動に伴う給水時でマグネ
ット（ｅ）がリードスイッチ（ｂ）の下方位置（第３図
に示す位置）から上方へ移動してくる場合、該マグネッ
ト（ｅ）がＡ点に達するとリードスイッチ（ｂ）がオン
されて前記電磁弁を閉鎖して給水を停止し、また、この
状態から加湿器の運転などによる水位の低下に伴いマグ
ネット（ｅ）が下方へ移動して、該マグネット（ｅ）が
Ｂ点に達したところでリードスイッチがオフされて前記
電磁弁を開放して給水を開始することになる。そして、
マグネット（ｅ）が再び上方へ移動してＡ点に達するま
での間、電磁弁の開放状態を維持して給水を続ける。こ
のように、このフロートスイッチはリードスイッチ（ｂ
）のオン・オフ位置の間隔であるヒステリシス幅（第３
図Ｃ）に応じて給水及び給水停止を行′うようになって
いる。そして、特に、この種のりドスイッチ（ｂ）では
第３図に示すように、マグネットの両極を上下面に位置
するようにし、且つヒステリシス幅を大きく確保しやす
い最下端部のオン・オフ境界部を使うようにしているも
のがある。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上述の如く構成されたフロートスイッチのうち
第４図に示したものでは、前記フロート（ｄ）の挿通孔
（ｃ）内周面とステム（ａ）の外周面との間の比較的狭
い間隙に水が侵入するために、粘度の高い液体の液位の
検出に適用したり、水中にゴミや水垢等が多い場合には
、フロート（ｄ）とステム（ａ）との間の相対移動に抵
抗か作用し、フロートの昇降動作が水位の変動に追従で
きず、作動不良が生じ、適切な水位を確保できなくなる
といった課題がある。

一方、第５図に示すものにあっては、フローＩ・（ｄ）
のみが水に漬かり、スイッチング部材（ｇ）は、水面の
上方に位置するので、第４図のフロートスイッチの如く
、作動不良が生じることはない。

しかしながら、これではフロート（ｄ）をステム（ａ）
の下方に配置するのでスイッチ全体の高さが大きくなり
、適用範囲が制限されるという問題があった。しかも、
このヒステリシス幅は、水槽内の水の波打ちなどによっ
てリードスイッチが頻繁に作動することを防止するため
に、所定寸法以上を確保することが必要であり、そのた
めにリドスイッチ（ｂ）が大型化し、ステム（ａ）の長
さを長く設定しなければならず、フロート（ｄ）がステ
ム（ａ）の下方に位置することと相俟ってスイッチ全体
が更に大型化するという問題がありた。

そこで、本発明は、スイッチ高さの寸法を長くすること
なく、且つ作動不良を生じることのないフロートスイッ
チを得ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明は、フロートとスイ
ッチング部材とを別体とし、該フロートの中央部に開口
部を設けてステムの下端部を挿通自在としたものである
。そして、その具体的な構成は、以下に述べる如くであ
る。

先ず、請求項（１）の発明は、第１図に示すように、貯
留槽内に貯留された液体（Ｗ）の液位を検出するフロー
トスイッチを対象としている。そして、鉛直方向に延び
、内部にリードスイッチ（５）を収容したステム（２）
と、該ステム（２）の周囲を囲繞してステム（２）に対
して昇降自在に設けられ、前記リードスイッチ（５）を
オン・オフ動作させるマグネット（８）を備えたスイッ
チング部材（３）と、該スイッチング部材（３）の下方
に位置して該スイッチング部材（３）に連結され、中央
部に前記ステム（２）の下端部が挿通する開口部（４ａ
）が形成されたフロート（４）とを備えた構成としてい
る。

また、請求項（２）の発明は、請求項（１）記載のフロ
ートスイッチにおいて、リードスイッチ（５）はマグネ
ット（８）の磁力によって開閉する２枚のリード片（５
ｄ）、　　（５ｅ）を備え、スイッチング部材（３）は
、マグネット（８）の移動に対するリードスイッチ（５
）のオン・オフ境界部でヒステリシス幅（Ｃ）の大きい
最下部に位置するオン・オフ境界部を上記マグネット（
８）が昇降するように配置した構成としている。

（作用） 上記の構成による本発明の作用は以下の如くである。

請求項（１）の発明では、貯留槽内の液体（Ｗ）の液位
の変化によるフロート（４）の昇降に伴ってマグネット
（８）がリードスイッチ（５）を作動させ、貯留槽内へ
の液体の供給を調整し、貯留槽内の液体（Ｗ）の液位を
所定範囲内に保つ。そして、このフロート（４）の昇降
時において、ステム（２）の下端部が開口部（４ａ）に
挿通してフロート（４）が移動するため、ステム（２）
を長く形成することができる。つまり、フロートスイッ
チ全体の高さ寸法を大きくすることなしにヒステリシス
幅を大きく確保できる。また、フロート（４）の開口部
（４ａ）を大きく形成することができるので、フロート
（４）とステム（２）との間隙は大きくなり、粘度の高
い液体の液位の検出に適用したり、液体中にゴミや水垢
等が多い場合でも、フロート（４）とステム（２）との
間の相対移動に抵抗が作用することは抑制され、フロー
ト（４）の昇降が円滑に行われる。

請求項（２）の発明では、スイッチング部材（３）を、
マグネット（８）の移動に対するリードスイッチ（５）
のオン・オフ境界部でヒステリシス幅（Ｃ）の大きい最
下部に位置するオン・オフ境界部を上記マグネット（８
）が昇降するように配置したことで、ヒステリシス幅の
大きい領域でのり−ドスイッチ（５）のオン・オフが行
われることになる。従って、貯留槽内の液体の波打ちな
どによりリードスイッチ（５）が頻繁に作動することが
確実に防止される。

（実施例） 次に、本発明における一実施例を図面に沿って説明する
。

第１図に示すように、フロートスイッチ（１）は、図示
しない加湿器における加湿用の水（Ｗ）を貯留している
水槽内に装設されており、ステム（２）、スイッチング
部材（３）、フロート（４）、リードスイッチ（５）を
主要部として構成されている。また、このフロートスイ
ッチ（１）に近接して、前記水槽内へ水（Ｗ）を供給す
るための給水管（１０）が配設されており、該給水管（
１０）には前記フロートスイッチ（１）の作動によって
開閉される電磁弁（１０ａ）が介設されている。

ステム（２）は、金属若しくはナイロン等の樹脂によっ
て形成された円筒状の部材であって、その上端（２ａ）
及び下端（２ｂ）が閉塞されることでその内部が密閉空
間に形成されている。また、このステム（２）の上端（
２ａ）には円盤状のブラケット（２ｃ）が取付けられて
おり、このブラケット（２ｃ）によってフロートスイッ
チ（１）は前記水槽に取付けられることになる。一方、
該ブラケット（２ｃ）の小寸法を存した下方にはステム
（２）の外径よりも僅かに大径のリング状の上側ストッ
パ（６）が配設されており、更に、該０ ステム（２）の上下方向の略中央部分には、前記上側ス
トッパ（６）と略同形状の下側ストッパ（７）が配設さ
れている。また、このステム（２）内の密閉空間内には
、前記リードスイッチ（５）が配設されていて、このリ
ードスイッチ（５）のリード線（５ａ）、　　（５ａ）
がこのステム（２）の上端（２ａ）から外部へ延設され
ている。

スイッチング部材（３）は、前記ステム（２）の外径よ
りも僅かに大きい径の挿通孔（３ａ）が形成された略円
筒状の樹脂製部材であって、この挿通孔（３ａ）に前記
ステム（２）が挿通されている。更に、このスイッチン
グ部材（３）は前記上側ストッパ（６）と下側ストッパ
（７）との間で上下方向に昇降自在となるように配設さ
れている。また、このスイッチング部材（３）の下端部
周辺は外周が大径に形成されてマグネット埋設部（３ｂ
）が形成されており、このマグネット埋設部（３ｂ）の
前記挿通孔（３ａ）を形成する内周面にマグネット（８
）が埋設されている。このマグネット（８）は、第２図
に示すように、ステム１ （２）に対面する内周側がＮ極、一方、外周側がＳ極と
なっている。

フロート（４）は、ポリプロピレン等の樹脂で形成され
、その中央部に開口部（４ａ）を備えた円環状の部材で
あり、その外周径が前記マグネット埋設部（３ｂ）のそ
れよりも大きく形成され、また、前記開口部（４ａ）の
径は、前記下側ストッパ（７）の外周径よりも大きく形
成されていて、この開口部（４ａ）に前記ステム（２）
の下端（２ｂ）周辺が挿通自在となっている。つまり、
開口部（４ａ）にステム（２）が挿通された状態では、
この開口部（４ａ）の内周面とステム（２）の外周面と
の間に比較的大きな寸法の間隙が形成されることになる
。そして、このフロート（４）の上面は、前記スイッチ
ング部材（３）のマグネッ）［段部（３ｂ）の外周面に
アーム（９）によって接続されて、前記フロート（４）
とスイッチング部材（３）とは水槽内の水位の変化に追
従して一体的に昇降されるようになっている。

また、前記リードスイッチ（５）は、第２図に２ 示すように、スイッチケーシング（５ｂ）内にスイッチ
（５ｃ）が収納されている。このスイッチ（５ｃ）は、
前記スイッチケーシング（５ｂ）の上端から下方へ延設
された第１スイッチ片（５ｄ）とスイッチケーシング（
５ｂ）の下端がら上方へ延設された第２スイッチ片（５
ｅ）とがら成り、各スイッチ片Ｃ！５ｄ）、　　（５ｅ
）の先端部同士が所定間隙を存して対峙するように配設
されている。

また、各スイッチ片（５ｄ）、　　（５ｅ）の外側端は
前記引出リード線（５ａ）、　　（５ａ）に接続されて
おり、このリード線（５ａ）、　　（５ａ）は前記電磁
弁（１０ａ）に連繋されている。そして、このリードス
イッチ（５）は、上述の如くマグネット（８）の両極が
内外周面に形成されているのでマグネット（８）の位置
に応じて第２図に示すようなヒステリシス特性を備えて
いる。つまり、リードスイッチ（５）には、上記マグネ
ット（８）の位置変化によって上記リードスイッチ（５
）がオフ状態からオン状態に変わる閉動境界線Ｉと、オ
ン状態からオフ状態に変わる開動境界線■とが３ 生じる。そして、上記両境界線１．　　ＩＩはリード片
（５ｄ）、　　（５ｅ＞の接触部近傍から上下方向に２
つ断面半円弧状に生じ、しかも、両境界線Ｉ。

■の間隔、つまり、ヒステリシス幅はリードスイッチ（
５）の中央部から上下両端にいくに従って大きくなる。

そこで、上記スイッチング部材（３）は、マグネット（
８）がヒステリシス幅が大きい最下端部のオン・オフ境
界部（Ａ、８間）を昇降するように配設されている。具
体的に、マグネット（８）が第２図に示すようなリード
スイッチ（５）の下方から上方へ移動し、該マグネット
（８）がＡ点に達するとオンし、また、この状態からマ
グネット（８）が下方へ移動し、該マグネット（８）が
Ｂ点に達したところでオフし、所定のヒステリシス幅Ｃ
を有するように構成されている。

次に、上述の如く構成されたフロートスイッチ（１）の
作動時について説明する。

先ず、加湿器の起動時などで水槽内の水位が極端に低く
、フロート（４）が最下端近傍にある場４ 合、マグネット（８）は、第２図に示すようにリドスイ
ッチ（５）の下方位置にある。そして、加湿器を駆動さ
せると、給水管（１０）からの給水が開始されフロート
（４）の上昇に伴ってマグネット（８）が第２図に示す
位置から上方へ移動する。そして、該マグネット（８）
がＡ点に達した位置で、各リード片（５ｄ）、　　（５
ｅ）が励磁して、両スイッチ片（５ｄ）、　　（５ｅ）
同士が接触して、給水管（１０）の電磁弁（１０ａ）が
閉鎖されて給水を停止する。そして、加湿器の運転によ
り、水槽内の水（Ｗ）が室内に供給されることによって
、水槽内の水位が低下していき、この水位の低下による
フロート（４）の移動に伴ってマグネッＩ−（８）が下
方へ移動してくると、該マグネット（８）がＢ点に達し
た位置で各スイッチ片（５ｄ）、　　（５ｅ）はマグネ
ット（８）の磁力の影響を受けなくなり、両スイッチ片
（５ｄ）。

（５ｅ）が離れ、前記電磁弁（１０ａ）か開放されて再
び給水を開始する。そして、フロート（４）の上昇によ
りマグネット（８）が再びＡ点に達す５ るまでの間、給水を続ける。このように、前述したヒス
テリシス幅（Ｃ）に対応して、給水及び給水停止を行う
。

そして、前述したように、フロート（４）には、大径の
開口部（４ａ）が形成されていることで、フロート（４
）の上方への移動時に前記開口部（４ａ）にステム（２
）の上端部付近が挿通した場合、フロート（４）とステ
ム（２）との間隙は大きくなっていることで、粘度の高
い液体の水位の検出に適用したり、水中にゴミや水垢等
が多い場合でも、フロート（４）とステム（２）との間
の相対移動に抵抗が作用することは抑制され、フロート
（４）の昇降が水位の変化に追従して円滑に行われる。

また、このフロート（４）の上昇時に、ステム（２）の
下端部が前記開口部（４ａ）に挿通ずることを許容して
いるため、ステム（２）は所定長さに形成することがで
きる。つまり、ヒステリシス幅を大きく確保できると共
に、フロート（４）の動作性の向上が図られている。

尚、本例におけるリードスイッチ（５）は第２６ 図に示すような２つのオン領域を備えたものとしたが、
第３図のような３つのオン領域を備えたものを適用して
もよい。その際、最下端の境界部を使用してリードスイ
ッチ（５）をオン・オフ作動させる。また、本発明のフ
ロートスイッチ（１）は加湿器内に収容された水槽内の
水位の検出たけでなく、様々な機器における液位の検出
に適用可能である。

（発明の効果） 上述したように、本発明によれば、以下に述べるような
効果が発揮される。

請求項（１）の発明では、フロートとスイッチング部材
とを別体に形成し、フロートには、ステムの通る開口部
が形成されていることで、この開口部にステムが挿通し
た場合、フロートとステムとの間隙は大きくすることが
できるので、粘度の高い液体の液位の検出に適用したり
、液体中にゴミや水垢等が多い場合でも、フロートとス
テムとの間の相対移動に抵抗が作用することは抑制され
、フロートの昇降が液位の変動に追従して円滑に行わ７ れ、フロートセンサの信頼性の向上が図れる。また、こ
のフロートの上昇時に、ステムの下端部が前記開口部に
挿通しているため、ステムは所定長さに形成することが
でき、ヒステリシス幅を大きく確保することかできる。

請求項（２）の発明では、ヒステリシス幅の大きい領域
でのリードスイッチのオン・オフ動作が行われることに
なるために、貯留槽内の液体の波打ちなどによりリード
スイッチが頻繁に作動することが確実に防止され、フロ
ートスイッチの寿命の延長が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施例を示し、第１図は
フロートスイッチの一部破断圧面図、第２図はリードス
イッチの内部構造を示す図である。 第３図〜第５図は従来例を示し、第３図はリードスイッ
チの内部構造を示す図、第４図はフロートにマグネット
が配設されたフロートスイッチの一部破断正面図、第５
図はフロートとマグネットとを分割したフロートスイッ
チの正面図である。 ８ （１）・・・フロートスイッチ （２）・・・ステム （３）・・・スイッチング部材 （４）・・・フロート （４ａ）・・・開口部 （５）・・・リードスイッチ （５ｄ）・・・第１スイッチ片 （５ｅ）・・・第２スイッチ片 （８）・・・マグネット （Ｗ）・・・水（液体） ９ （１）・・・フロートスイッチ （２）・・・ステム （３）・・・スイッチング部材 （４）・・・フロート （４ａ）・・・開口部 （５）・・・リードスイッチ （５ｄ）・・・第１スイッチ片 （５ｅ）・・・第２スイッチ片 （８）・・・マグネット （Ｗ）・・・水 甲ゝｅ 第３図 第 ４ 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）貯留槽内に貯留された液体（Ｗ）の液位を検出す
   るフロートスイッチであって、鉛直方向に延び、内部に
   リードスイッチ（５）を収容したステム（２）と、該ス
   テム（２）の周囲を囲繞してステム（２）に対して昇降
   自在に設けられ、前記リードスイッチ（５）をオン・オ
   フ動作させるマグネット（８）を備えたスイッチング部
   材（３）と、該スイッチンング部材（３）の下方に位置
   して該スイッチング部材（３）に連結され、中央部に前
   記ステム（２）の下端部が挿通する開口部（４ａ）が形
   成されたフロート（４）とを備えていることを特徴とす
   るフロートスイッチ。
2. （２）請求項（１）記載のフロートスイッチにおいて、
   リードスイッチ（５）はマグネット（８）の磁力によっ
   て開閉する２枚のリード片（５ｄ）、（５ｅ）を備え、
   スイッチング部材（３）は、マグネット（８）の移動に
   対するリードスイッチ（５）のオン・オフ境界部でヒス
   テリシス幅（Ｃ）の大きい最下部に位置するオン・オフ
   境界部を上記マグネット（８）が昇降するように配置さ
   れていることを特徴とするフロートスイッチ。