JPH0447626Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は透過形光電変換装置を利用した液位検
知器の構成に関する。

（従来の技術） 各種の液溜め容器に付設して液位を検知し電気
信号に変換し発信する液位検知器には従来から各
種のものがあり、フロートスイツチ、サーミスタ
利用液面センサがその代表的なものとして挙げら
れる。

フロートスイツチは、第３図に略示する構造で
あつて液面の変動でフロート２′が上下動すると、
フロート２′に取り付けられた磁石１５が上下位
置移動して、液溜め容器側にとり付けられたステ
ム１６の内部に固定されているリードスイツチ
（図示せず）に対し磁石１５が等レベルになると、
磁力作用によつてリードスイツチが接点を閉じあ
るいは開く作動を行うことを利用して液面を検出
する構造である。

一方、サーミスタ利用液面センサは、第４図に
要部示してなる如く、保護チユーブ１７内に液密
下に収納してなるサーミスタ１８を自己発熱させ
て空気中と水中とでの熱放散定数の差（空気中＜
水中）によりサーミスタ１８の電気抵抗に差が生
じることを利用して液面を検知するものであり、
水中では放散によつて失われる熱量が多いため
に、ある一定時間経過後の発熱量と放散とによる
熱平衡点が空気中に比し低くなることを利用した
ものである。

（考案が解決しようとする問題点） 前者のフロートスイツチは、磁石１５を上下動
するに足りる浮力が必要であるためにフロートの
形状が大きくなり、信号発信部が有接点構造であ
るので、荒損による接触不良や溶着などの事故が
起こり易く信頼性に問題があつた。

一方、後者の液面センサは、空気温度変化幅が
大きい環境例えば空気調和機におけるドレンパン
内水位の検知などの場合は出力変化が大きくて検
知し難い欠点があり、水温、風さらに電圧変動等
の影響を考慮する必要があり、また、数十秒のタ
イミングが必要で応答性が悪くて検知に数分もか
かり信号発信部に関連する電気回路が複雑かつ高
コストになる経済的不利もあつた。

このように従来の各種検知器がいずれも実用面
の問題点を有している実状に着目して本考案は光
電変換装置を要素とすることにより、応答性、正
確性及び経済性の諸点においてすぐれた液位検知
器の実現をはからせることを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本考案は液位検知器として、上端部が塞がれ、
下端部が開口する縦長筒体からなる保護カバー
１、この保護カバー１の筒体内に筒軸方向の上下
動可能に収納したフロート２、透過形光電変換装
置よりなり、前記保護カバー１の筒体内上部に配
設した液位信号発信部３を備え、フロート２は、
保護カバー１の内壁に軽摺接しつつ上下動可能と
なした下段浮子部４、この下段浮子部４に比し小
径の中間軸部５、保護カバー１の内壁に軽摺接し
つつ上下動可能となした中段胴部６、この中段胴
部６に比し小径で、上下動により前記液位信号発
信部３における光通路を遮断・開通可能となした
上段遮光部７を下部から順に連ねた一体に有する
段付構造となす一方、保護カバー１は、前記中間
軸部５が遊挿通される孔及び前記中段胴部６の下
面に面接触させる座面を有して筒体内を上下２室
に区切らせるストツパ部材８と、中段胴部６が収
容される通路に比し小径で、かつ前記上段遮光部
７に軽摺接し得る内壁を持つ通路９とが設けられ
てなることを特徴とする。

また、本考案は、ストツパ部材８の直下部にお
ける保護カバー１に小径の空気穴１０を設け、ま
たは液位信号発信部３を発光ダイオード１１及び
フオトトランジスタ１２から形成して、フオトト
ランジスタ１２をエミツタ接地によつてコレクタ
電圧を液位信号として発信せしめるようにしたこ
とを好ましい実施態様としたものである。

（作用） 本考案はフロート２が液面の上下変位によつて
上下動すると、上段遮光部７が液位信号発信部３
における光速を遮り、または通過させることか
ら、受光部の光電変換素子の不作動または作動に
よつて液面の検知が可能である。

この場合に、液位低下の状態では下段浮子部４
と保護カバー１の内壁との隙間が狭いために塵
埃、湿気の保護カバー１内への侵入は極く少ない
か殆ど無い状況となり、さらに中段胴部６がスト
ツパ部材８と面接触して、保護カバー１内の上方
室を気密的に封じているのと、上段遮光部７と通
路９の内壁との隙間が狭いのとによつて、液位信
号発信部３は三段階の封止が成され、かくして液
位信号発信部３の保護は万全である。

また、液位上昇の場合についても、中段胴部６
とストツパ部材８とが非接触となる代わりに、下
段浮子部４及び上段遮光部７の周面と保護カバー
１の接近内周面との対向面積が増大するので、塵
埃、湿気に対する侵入防止機能は十分に果され
る。

さらに、空気穴１０を設けたことによつて、フ
ロート２の上昇は無抵抗下にて円滑、かつ軽快に
行われる。

また、液位信号発信部３の出力部にフオトトラ
ンジスタ１２を用いて、これをオープンコレクタ
方式としたことによつて、無接点回路の有利性を
活かせるだけでなく、発光側、フオトトランジス
タ１２側での断線、接触不良などの電気事故が発
生した場合に液信号発信部３から「Ｈ」出力が出
されるために事故検出が確実に成される。

（実施例） 以下、本考案の実施例を添付図面にもとづき説
明する。

第１図は本考案の例の構造を示していて、この
液位検知器は、保護カバー１、フロート２及び液
位信号発信部３を備えている。

保護カバー１は縦長の円筒体であつて、上端部
は頂板により塞ぎ、下端部は開口してなる有頂筒
に形成していると共に、上端部寄りに取付け固定
用の鍔１３を縁設して有する。

上記保護カバー１は、筒内を上下の２室に区切
らせるために中間位置に設けたストツパ部材８
と、このストツパ部材８の直ぐ下の周壁に貫通し
て設けた複数の小径の空気穴１０とを有し、さら
にストツパ部材８の上方の上室における中間位置
には、筒体内の他の部分に比して厚肉をなす壁で
囲まれた小径の通路９が形成されている。

一方、フロート２は発泡スチロール合成樹脂等
からなる比重が水よりも小さい軽量の棒材からな
つており、下部から順に大径の下段浮子部４、小
径の中間軸部５、大径の中段胴部６、中段胴部６
よりも小径の上段遮光部７を連ねた一体に有する
段付棒体となしている。

下段浮子部４は、保護カバー１のストツパ部材
８よりも下方の筒内に収納され、該筒内壁に軽く
摺接しつつ上下動し得る円柱体に形成している。

中間軸部５は、フロート２のうち、最小径をな
す部分であつて、下段浮子部４と中段胴部６との
間に同軸をなす一体に介在せしめており、前記ス
トツパ部材８の中心に穿設されてなる孔に遊挿通
される。

中段胴部６は、保護カバー１のストツパ部材８
と前記通路９との間の筒内に収納されて、該筒内
壁に軽く摺接しつつ上下動し得る円柱体に形成し
ている。

上段遮光部７は前記中段胴部６に比し小径の円
柱体であつて、通路９の周壁に軽く摺接しつつ上
下動し得る如き所定径を有し、ストツパ部材８の
上方の室及び通路９に亘らせて収納している。

次に前記液位信号発信部３は、発光ダイオード
１１及びフオトトランジスタ１２ならびにそれ等
素子１１，１２に接続する制御回路を備えたプリ
ント基板１４からなる光電変換装置を主要部材と
するものであつて、前記通路９よりも上方で頂板
により塞がれてなる筒体内の室に気密的に収納さ
れる。

発光ダイオード１１とフオトトランジスタ１２
とは、前記通路９の周りの厚肉部上面において該
通路９の上端部を挟む径方向の外側位置に相対向
させて発光部と受光部とが対面し得るように配設
しており、フロート２の上段遮光部７が通路９か
ら上方に突出しない低液位状態では発光部と受光
部との間に遮へい物が全く存在しておらないため
に受光部に光の全量が照射されるが、高液位状態
となつて上段遮光部７が通路９から上方に突出す
るときは発光部の光は上段遮光部７により遮られ
る結果、受光部には光が届かなくなるように形成
されている。

上述の構造を有する液位信号発信部３は第２図
に等価的に示される通りであつて、発光ダイオー
ド１１は抵抗R₁を直列に介して制御電源V_ccが供
給され、一方、フオトトランジスタ１２はエミツ
タ接地方式によつてコレクタに抵抗R₂を直列接
続させて、この直列回路に制御電源V_ccが供給さ
れるようになつている。

以上説明した構成を有する液位検知器の検知作
動は次の通りである。

液位検知器を液溜め容器（図示せず）に取り付
けて保護カバー１の下端開口部が設定液位よりも
上方に位置するように固定する。

前記液溜め容器内の液位が低い状態では、発光
ダイオード１１が順電流によつて作動することに
より発生する光を何等妨げられることなくフオト
トランジスタ１２の受光部に伝えることが可能で
あり、従つてフオトトランジスタ１２がオン作動
して、発光量に応じて出力コレクタ電流I_Lが流れ
る。

出力部分すなわちフオトトランジスタ１２のコ
レクタ側においては、エミツタを接地してコレク
タ電圧を取り出すようにしていて、出力部分がオ
ープンコレクタ方式であつて抵抗R₂によりプル
アツプされており、出力電圧は当然「Ｌ」状態と
なる。

一方、液位が上昇してきて設定レベルに達する
と、フロート２の上段遮光部７が通路９から突出
して発光ダイオード１１からフオトトランジスタ
１２に至る光路を遮断するので、フオトトランジ
スタ１２が不作動（オフ）となり、出力電圧は
「Ｈ」状態となる。

以上のことから出力部分における「Ｌ」，「Ｈ」
によつて液位の検知が可能である。

ところで、液位が低くフロート２が下がり切つ
た状態（第１図図示状態）で静止している場合
は、下段浮子部４の周壁と保護カバー１の内壁と
の嵌合個所で塵埃、湿気の侵入が抑制され、さら
に、中段胴部６とストツパ部材８とが面接触して
塵埃、湿気の侵入に対する抑制効果はさらに大で
あり、加えて上段遮光部７と通路９との嵌合個所
でも抑制効果が奏される結果、塵埃等の侵入に対
する防護は３重構造で行われる結果、液位信号発
信部３に対する絶縁保護は万全である。

一方、液位の上昇によりフロート２が上昇移動
する過程においては、中段胴部６とストツパ部材
８との面接触は解かれる代わりに、下段浮子部４
及び上段遮光部７が保護カバー１の内壁に接近対
向する周面の面積が漸増してくる結果、塵埃や湿
気に対するシール機能は倍加して、十分な値の湿
気侵入防止率をあげさせることが可能である。

なお、下段浮子部４の上下動に対して、ストツ
パ部材８よりも下方の保護カバー１内部では、前
記空気穴１０を介して空気の出入りが成されるこ
とから、フロート２の動きは軽快、円滑であり、
しかも液位信号発信部３に対する空気の出入り流
動を可及的に抑えることができる。

しかして、液位信号発信部３ではエミツタ接地
によるコレクタ電圧出力方式を出力側のフオトト
ランジスタ１２に採用しているので、液位が上昇
した場合にフオトトランジスタ１２がオフで
「Ｈ」出力が発信されるようになり、従つて、発
光ダイオード１１側が断線すると発光が得られ
ず、「Ｈ」レベル出力が得られ、また、フオトト
ランジスタ１２側が断線した場合、コレクタ電流
が流れず、「Ｈ」レベル出力が得られ、従つて、
断線や、接触不良の事故に対して適確に検知させ
ることができる。

上述の実施例は保護カバー１の下端開口部が常
に液面よりも上位置になるように各部の寸法条件
を定めているが、これはフロート２と保護カバー
１の内壁面との間での水分接触がなくて使用流体
が汚染している場合のドレン異常検出装置に有効
なものであるが、液面の波立ちが激しい場合、風
速が大きい場合には、保護カバー１を第１図に破
線示するように下端開口部が液面下に位置するよ
うに延長させれば、フロート２の振動を防ぐこと
が可能であり、この場合に空気穴１０の効果がよ
り発揮される。

（考案の効果） 本考案の効果を述べると下記の通りである。

(イ) 下段浮子部４が保護カバー１の内壁に、上段
遮光部７が通路９の内壁に夫々軽摺接しつつ移
動可能となつているので、狭い隙間が塵埃、湿
気に対して液位信号発信部３への侵入移動を抑
えるのに十分機能することから液位信号発信部
３の各機器の汚染を防護し得る。

(ロ) また、中段胴部６がストツパ部材８に面接触
した状態では、さらにシール作用が効果的に発
揮される。

(ハ) フロート２が光の進行を許すか遮るかの差で
液位が所定レベルに至らないか至つたかを判断
して電気信号に変換するようにしているので、
応答速度が速く、しかも前述する如く塵埃、湿
気に対する防護機能と相俟つて液位検出に対す
る信頼性が頗る高い。

(ニ) フロート２を保護カバー１内で上下動させる
よにしているので、フロート２の振動が少なく
て検出精度が高い。

(ホ) 下段浮子部４が収納される保護カバー１内の
筒部分に空気穴１０を設けることによつて、フ
ロート２の動きを円滑ならしめると共に、保護
カバー１内の液位を検出液位に正しく合致せし
め得る利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の例に係る要部断面示正面図、
第２図は第１図における液位信号発信部の等価電
気回路図、第３図及び第４図は従来の液位検知器
の略示構造図である。 １……保護カバー、２……フロート、３……液
位信号発信部、４……下段浮子部、５……中間軸
部、６……中段胴部、７……上段遮光部、８……
ストツパ部材、９……通路、１０……空気穴、１
１……発光ダイオード、１２……フオトトランジ
スタ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 上端部が塞がれ、下端部が開口する縦長筒体
   からなる保護カバー１、この保護カバー１の筒
   体内に筒軸方向の上下動可能に収納したフロー
   ト２、透過形光電変換装置よりなり、前記保護
   カバー１の筒体内上部に配設した液位信号発信
   部３を備え、フロート２は、保護カバー１の内
   壁に軽摺接しつつ上下動可能となした下段浮子
   部４、この下段浮子部４に比し小径の中間軸部
   ５、保護カバー１の内壁に軽摺接しつつ上下動
   可能となした中段胴部６、この中段胴部６に比
   し小径で、上下動により前記液位信号発信部３
   における光通路を遮断・開通可能となした上段
   遮光部７を下部から順に連ねた一体に有する段
   付構造となす一方、保護カバー１は、前記中間
   軸部５が遊挿通される孔及び前記中段胴部６の
   下面に面接触させる座面を有して筒体内を上下
   ２室に区切らせるストツパ部材８と、中段胴部
   ６が収容される通路に比し小径で、かつ前記上
   段遮光部７に軽摺接し得る内壁を持つ通路９と
   が設けられてなることを特徴とする液位検知
   器。 ２ 保護カバー１が、前記ストツパ部材８の直下
   部に小径の空気穴１０を有する実用新案登録請
   求の範囲第１項記載の液位検知器。 ３ 液位信号発信部３が発光ダイオード１１及び
   フオトトランジスタ１２からなり、フオトトラ
   ンジスタ１２がエミツタ接地によつてコレクタ
   電圧を液位信号として発信する実用新案登録請
   求の範囲第１項記載の液位検知器。