JPH0651834U

JPH0651834U - 液面及び異常過熱検出装置

Info

Publication number: JPH0651834U
Application number: JP8703992U
Authority: JP
Inventors: 富夫加藤; 実高橋
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1992-12-18
Filing date: 1992-12-18
Publication date: 1994-07-15

Abstract

(57)【要約】【目的】取付けが容易で小型かつ信頼性の高い液面及
び異常過熱検出装置を提供する。【構成】液体１３が異常過熱すると、サーミスタ素子
２２は加熱されて温度上昇する。サーミスタ素子２２の
温度がキュリー温度に達すると、サーミスタ素子２２の
抵抗値が急変する。検出回路２４は、その抵抗値変化を
検出する。液面１３ａが低下すると、サーミスタ素子２
２の自己発熱は、空気中に放熱される。空気中の方が液
体１３中よりも放熱が悪いため、サーミスタ素子２２の
温度は上昇する。サーミスタ素子２２の温度が上昇して
キュリー温度に達すると、サーミスタ素子２２の抵抗値
が急変する。検出回路２４は、その抵抗値変化を検出す
る。これにより、機械的稼働部分がなく、防水ケース２
１内に配置されたサーミスタ素子２２と検出回路２４と
の簡素な構成でありながら、液面１３ａの異常低下及び
液体１３の異常過熱を検出できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車のエンジオイルやシャワートイレの水等の液面の異常低下及び液体の異常過熱を検出するのに好適な液面及び異常過熱検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図１０はシャワートイレにおける従来の液面及び異常過熱検出装置を示す断面図である。

【０００３】従来の液面及び異常過熱検出装置１は、別個独立の液面検出部２及び感温リードスイッチの如き異常過熱検出部３から構成されている。

【０００４】液面検出部２は、リードスイッチ４を内臓した防水ケース５を有し、マグネット６を内蔵した浮き７を防水ケース５の周囲に配置し、液面１３ａのレベル変動に従って浮き７が上下することにより、リードスイッチ４が動作する構成となっている。

【０００５】この液面検出部２及び異常過熱検出部３を新たにシャワートイレ１０に組み込む場合は、シャワートイレ１０の上側容器１１を下側容器１２から外し、液面検出部２の防水ケース５及び異常過熱検出部３を取り付けるための穴（捩子穴）１１ａ，１１ｂを開け、各穴１１ａ，１１ｂにそれぞれ防水ケース５及び異常過熱検出部３を取り付けた後、浮き７を液面１３ａに浮かばせておき、その浮き７の穴７ａに防水ケース５が入るように浮き７を防水ケース５に取り付け、防水ケース５の先端にストッパーを付けて、外れないようにする。その後上側容器１１を下側容器１２に固定する。

【０００６】なお、１４はヒータ、１５はサーミスタ、１６は制御回路である。制御回路１６は、サーミスタ１５が検出した液体１３の温度に基づいてヒータ１４の加熱を制御し、液体（水）１３を一定の温度（例えば４０℃）に保温するものである。

【０００７】このようにしてシャワートイレ１０に組み込まれた液面検出部２及び異常過熱検出部３の液面１３ａ及び異常過熱の検出動作を図１１及び図１２を参照して説明する。図１１及び図１２はリードスイッチ４とマグネット６と液面１３ａのレベルとの関係を示す模式図である。

【０００８】液面１３ａが図１１に示すように基準レベルＬ_０より高い場合は、マグネット６の磁束が同図中破線で示すようにリードスイッチ４の両リード片４ａを通過し、リードスイッチ４は両リード片４ａが互いに接触してオン状態にある。

【０００９】この状態で、例えば制御回路１６の故障等により液体１３が異常過熱すると、その異常過熱（例えば５０℃以上）を異常過熱検出部３が検出し、ヒータ１４への電源供給が遮断される。

【００１０】また、液面１３ａが図１２に示すように基準レベルＬ_０より低下すると、マグネット６の磁束は下側のリード片４ａしか通過しなくなり、リードスイッチ４は両リード片４ａが互いに離れてオフ状態となる。このリードスイッチ４のオフにより、液面１３ａが基準レベルＬ_０より低下したことを検出でき、注水孔１１ｃから水が供給される。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

上述したように、従来の液面及び異常過熱検出装置１は、液面検出部２と、異常過熱検出部３とが別個独立のものであるため、取付け用の穴１１ａ，１１ｂがそれぞれ必要となりシャワートイレ１０への組み込みが容易ではないという問題があった。特に液面検出部２は、別個の防水ケース５と浮き７とを組合わせて取り付ける構造であるため、取付け自体が困難であった。

【００１２】また、従来の液面及び異常過熱検出装置１は、液面検出部２と、異常過熱検出部３とが別個独立のものであるため、小さなスペースに組み込むことが困難であるという問題があった。特に液面検出部２は、浮き７がマグネット６を内蔵したものであるので比較的大きくなり、小スペースに対する取付けは困難であった。

【００１３】また、シャワートイレ１０に注入される水に不純物，ごみ等が含まれる場合があり、この場合には、防水ケース５と浮き７との間に不純物，ごみ等が入って浮き７の動きが悪くなって誤動作し、信頼性を低下させていた。

【００１４】そこで、本考案は、上記事情に鑑みてなされたものであり、取付けが容易で小型かつ信頼性の高い液面及び異常過熱検出装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するための請求項１記載の液面及び異常過熱検出装置は、液面の異常低下及び液体の異常過熱を検出する液面及び異常過熱検出装置において、液体中に浸漬される防水ケースと、この防水ケース内に配置され前記液体の温度より高いキュリー温度を有するサーミスタ素子と、このサーミスタ素子の抵抗値変化を検出する検出回路とを有することを特徴とするものである。

【００１６】また、請求項２記載の液面及び異常過熱検出装置は、前記サーミスタ素子と防水ケースとの間に高熱伝導率部材を介在させたことを特徴とするものである。

【００１７】また、請求項３記載の液面及び異常過熱検出装置は、前記検出回路を防水ケース内に配置したことを特徴とするものである。

【００１８】

【作用】

請求項１記載の液面及び異常過熱検出装置によれば、この装置の防水ケースを液体中に浸漬すると、サーミスタ素子は、液体により冷却されている状態になる。すなわち、サーミスタ素子の自己発熱は、防水ケースに伝導して液体中に放熱され、サーミスタ素子の温度は低い状態になる。

【００１９】この状態で液体が異常過熱すると、サーミスタ素子は、液体により加熱されている状態になる。すなわち、液体の熱が防水ケースに伝達してサーミスタ素子の温度が上昇する。サーミスタ素子の温度が上昇してキュリー温度に達すると、サーミスタ素子の抵抗値が急変する。検出回路は、その抵抗値変化を検出する。この場合の抵抗値変化は、液体の異常過熱を意味する。

【００２０】また、液面が低下すると、サーミスタ素子は、加熱されている状態と同様の状態になる。すなわち、サーミスタ素子の自己発熱は、防水ケースに伝導して空気中に放熱される。空気中の方が液体中よりも放熱が悪いため、サーミスタ素子の温度は上昇する。サーミスタ素子の温度が上昇してキュリー温度に達すると、サーミスタ素子の抵抗値が急変する。検出回路は、その抵抗値変化を検出する。この場合の抵抗値変化は、液面の異常低下を意味する。

【００２１】また、請求項２記載の液面及び異常過熱検出装置によれば、サーミスタ素子と防水ケースとの間に介在させた高熱伝導率部材により、サーミスタ素子と防水ケースとの間の熱伝導が良好となり、液体の異常過熱及び液面の異常低下の検出応答性が向上し、高精度な検出が可能となる。

【００２２】また、請求項３記載の液面及び異常過熱検出装置によれば、検出回路を防水ケース内に配置したことにより、小型化が図れる。

【００２３】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照して説明する。

【００２４】図１は本考案の液面及び異常過熱検出装置の一実施例を示す正面方向断面図、図２はその側面方向断面図である。

【００２５】同図に示す本実施例装置２０は、有底筒状の防水ケース２１を有し、この防水ケース２１内にサーミスタ素子２２，高熱伝導率部材２３及び検出回路２４Ａを配置し、液体１３が内部に入らないように樹脂部材２５により封止したものである。なお、検出回路２４Ａは、防水ケース２１内に配置せず、外部に配置してもよい。この場合は、防水ケース２１内に配置した場合よりも小型化が図れ、小スペースに適したものとなる。

【００２６】前記防水ケース２１は、防錆性，熱伝導率を考慮して、ステンレス，アルマイト処理したアルミニウム又は真鍮等の金属からなる。防水ケース２１は、検出回路２４Ａが配置される円筒状の筒部２１ａと、この筒部２１ａの開孔端側に設けられた鍔部２１ｂと、筒部２１ａの底側に設けられサーミスタ素子２２が配置される先端部２１ｃとからなる。防水ケース２１は、絞り加工により筒部２１ａ，鍔部２１ｂ及び先端部２１ｃを一体成形してもよく、各部２１ａ，２１ｂ，２１ｃを溶接により接合してもよい。鍔部２１ｂにより、本装置２０が適用される取付面２６への取付けが容易となる。また、鍔部２１ｂと取付面２６との間にゴムパッキン２７を介在させることもでき、これにより防水が図れる。先端部２１ｃは、サーミスタ素子２２の形状（本実施例では円盤形状）に合わた形状（本実施例では偏平形状）とし、サーミスタ素子２２と防水ケース２１との間の熱伝導を良好なものとしている。

【００２７】図３は前記サーミスタ素子２２の抵抗温度特性を示すグラフである。サーミスタ素子２２は、同図に示すように、温度上昇により抵抗が増える正温度係数を有し、液体１３の温度（例えば４０℃）より高いキュリー温度（例えば６０℃）Ｔ_Ｃすなわち、抵抗が急変する温度を有するものである。なお、キュリー温度Ｔ_Ｃや抵抗温度特性は、サーミスタ素子２２の材料の配合を調整することにより、任意に変更可能である。また、形状は熱伝導が良好な板状が好ましく、本実施例では円盤状のものを用いる。また、抵抗温度特性は、ＣＴＲ（ Critical Tempera- ture Resistor ）の如き負温度係数を有するものでもよい。

【００２８】前記高熱伝導率部材２３は、例えば放熱用シリコンゴムからなるキャップ状を有し、サーミスタ素子２２と防水ケース２１との間に介在される。これにより、高熱伝導率部材２３がサーミスタ素子２２及び防水ケース２１に密着し、サーミスタ素子２２と防水ケース２１との間の熱伝導が良好となる。

【００２９】図４は本装置２０の回路図である。前記検出回路２４Ａは、同図に示すように、サーミスタ素子（抵抗Ｒ_２２）２２に直列接続した抵抗Ｒ_１と、両抵抗Ｒ_２２，Ｒ_１間の接続点２４ａにダイオードＤ_１，Ｄ_２を介して接続したトランジスタＴＲと、電源供給端子２４ｂ，２４ｃと、出力端子２４ｄとを具備している。

【００３０】サーミスタ素子２２に直列接続された抵抗Ｒ_１は、電源供給端子２４ｂから供給される電圧を分圧するためのものである。

【００３１】トランジスタＴＲは、サーミスタ素子２２と抵抗Ｒ_１との分圧比の変化により動作するものである。

【００３２】また、サーミスタ素子２２への印加電圧Ｖ_２２は、サーミスタ素子２２が液体１３中で冷却された場合は、キュリー温度Ｔ_Ｃ以下（液温）になり、液面１３ａから出た場合は、サーミスタ素子２２の自己発熱により、キュリー温度Ｔ_Ｃ以上になるように設定されている。また、抵抗Ｒ_１とトランジスタＴＲの動作電圧は、サーミスタ素子２２の温度がキュリー温度Ｔ_Ｃ以下の場合は、トランジスタＴＲはオフとなり、サーミスタ素子２２の温度がキュリー温度Ｔ_Ｃを越えると、トランジスタＴＲがオンとなるように設定されている。

【００３３】これにより、サーミスタ素子２２の温度がキュリー温度Ｔ_Ｃ以下の場合は、サーミスタ素子２２への印加電圧Ｖ_２２は小さいため、トランジスタＴＲはオフのまま保持され、出力端子２４ｄからの出力信号はＨレベルとなる。サーミスタ素子２２の温度がキュリー温度Ｔ_Ｃを越えると、サーミスタ素子２２の温度上昇に従ってサーミスタ素子２２の抵抗Ｒ_２２が急上昇して、サーミスタ素子２２の分圧Ｖ_ＢＥが高くなり、トランジスタＴＲがオンし、出力端子２４ｄからの出力信号がＬレベルとなる。なお、サーミスタ素子２２と抵抗Ｒ_１との分圧比の変化を検出する場合を示したが、サーミスタ素子２２と抵抗Ｒ_１とに流れる電流の変化を検出するようにしてもよい。

【００３４】次に、本実施例の装置２０の動作を図５乃至図７をも参照して説明する。なお、液体１３の４０℃に保温され、サーミスタ素子２２のキュリー温度Ｔ_Ｃは６０ ℃とし、液面１３ａは当初基準レベルＬ_０以上のレベルＬ_Ｈにあるとする。

【００３５】図５は液面１３ａのレベルとサーミスタ素子２２の温度との関係を示すグラフであり、図６及び図７はサーミスタ素子２２と液面１３ａのレベルＬとの位置関係を示す模式図である。

【００３６】まず、この装置２０の防水ケース２１を図６に示すように液体１３中に浸漬する。

【００３７】サーミスタ素子２２は、検出回路２４Ａの抵抗Ｒ_１により分圧された印加電圧Ｖ_２２により自己発熱するが、液体１３により冷却される。すなわち、サーミスタ素子２２の自己発熱は、高熱伝導率部材２３及び防水ケース２１に伝導して液体１３中に放熱され、図５に示すように、サーミスタ素子２２はキュリー温度Ｔ_Ｃより低い温度Ｔ_Ｌ（約４０℃）になる。サーミスタ素子２２の温度Ｔ_Ｌがキュリー温度Ｔ_Ｃより低いと、サーミスタ素子２２への印加電圧Ｖ_２２は小さいため、トランジスタＴＲはオフのまま保持され、出力端子２４ｄからの出力信号はＨレベルとなる。

【００３８】この状態で液体１３が何らかの原因により例えば７０℃に異常過熱されると、サーミスタ素子２２は液体１３により加熱される。すなわち、液体１３の熱が防水ケース２１及び高熱伝導率部材２３に伝達してサーミスタ素子２２の温度が上昇する。サーミスタ素子２２の温度が、図３に示すように上昇してキュリー温度Ｔ_Ｃに達すると、サーミスタ素子２２の抵抗値Ｒ_２２が急激に増大し、検出回路２４Ａの抵抗Ｒ_１により分圧されたサーミスタ素子２２への印加電圧Ｖ_２２が高くなり、トランジスタＴＲがオンし、出力端子２４ｄからの出力信号がＬレベルとなる。この場合、Ｌレベルの出力信号は、液体１３の異常過熱を意味する。

【００３９】また、液面１３ａが図７に示すようにレベルＬ_Ｌまで低下すると、サーミスタ素子２２は、加熱されている状態と同様の状態になる。すなわち、サーミスタ素子２２の自己発熱は、高熱伝導率部材２３及び防水ケース２１に伝導して空気中に放熱される。空気中の方が液体１３中よりも放熱が悪いため、サーミスタ素子２２の温度は上昇し高温Ｔ_Ｈになる。サーミスタ素子２２の温度が上昇してキュリー温度Ｔ_Ｃに達すると、サーミスタ素子２２の抵抗値Ｒ_２２が急激に増大し、検出回路２４Ａの抵抗Ｒ_１により分圧されたサーミスタ素子２２への印加電圧Ｖ_２２が高くなり、トランジスタＴＲがオンし、出力端子２４ｄからの出力信号がＬレベルとなる。この場合、Ｌレベルの出力信号は、液面１３ａの異常低下を意味する。

【００４０】従って、液面１３ａのレベル及び液体１３の温度が適正の場合は、出力信号がＨレベルとなり、液面１３ａのレベルが異常低下した場合又は液体１３が異常過熱された場合は、出力信号がＬレベルとなるので、出力信号がＬレベルかＨレベルかを判定することにより、液面１３ａの異常低下又は液体１３の異常過熱を検出できる。

【００４１】このような上記実施例装置２０によれば、以下の効果を奏する。

【００４２】 (1) 防水ケース２１にサーミスタ素子２２のみならず検出回路２４Ａをも内蔵した一体化構造であるため、より小型なものとなる。また、取付け用の穴を１カ所設ければ済むため、取付けが容易となる。

【００４３】 (2) 防水ケース２１は小型であるので、小スペースに対しても適用可能である。

【００４４】 (3) 防水ケース２１にサーミスタ素子２２及び検出回路２４Ａを内蔵した構造でありながら、液面１３ａの異常低下及び液体１３の異常過熱を検出できるので、構成が簡素となる。

【００４５】 (4) 浮き等の機械的稼働部分がないため、液体１３に不純物，ごみ等が含まれている場合でも誤動作が起きることがないため、信頼性が向上する。

【００４６】 (5) サーミスタ素子２２と防水ケース２１との間に高熱伝導率部材２３を介在させているので、サーミスタ素子２２と防水ケース２１との間の熱伝導が良好となり、液体１３の異常過熱及び液面１３ａの異常低下の検出応答性が向上し、高精度な検出が可能となる。

【００４７】 (6) サーミスタ素子２２としてＰＴＣ素子を用いた場合には、液面１３ａが低下してサーミスタ素子２２の発熱が増えると、抵抗値が急激に増えるため、発熱量が抑制され、安全性で信頼性の高いものとなる。

【００４８】なお、本考案は、上記実施例に限定されず、種々に変形実施できる。

【００４９】例えば、図４に示す検出回路２４Ａは、図８及び図９にそれぞれ示す検出回路２４Ｂ，２４Ｃでもよい。

【００５０】図８に示す検出回路２４Ｂは、液面１３ａのレベルが異常低下した場合と液体１３が異常加熱された場合とを識別できるように、検出回路２４Ａの出力端子２４ｄの出力信号のレベルが逆になるように、電源供給端子２４ｂ側にサーミスタ素子２２を配置し、アース側に抵抗Ｒ_１を配置したものである。このような検出回路２４Ｂによれば、防水ケース２１の先端部２１ｃが液体１３中に浸漬している場合は、サーミスタ素子２２は、液体１３により冷却され、トランジスタＴＲのベース，エミッタ間電圧Ｖ_ＢＥは大きくなって、トランジスタＴＲはオンし、出力端子２４ｄからの出力信号はＬレベルとなる。液体１３が異常過熱された場合は、液体１３によりサーミスタ素子２２が加熱され、サーミスタ素子２２が温度上昇してキュリー温度Ｔ_Ｃに達すると、サーミスタ素子２２の抵抗値Ｒ_２２が急激に増大し、トランジスタＴＲのベース，エミッタ間電圧Ｖ_ＢＥが大きくなって、トランジスタＴＲがオンし、出力端子２４ｄからの出力信号がＬレベルとなる。液面１３ａが低下すると、サーミスタ素子２２の自己発熱は、空気中に放熱され、サーミスタ素子２２の温度は上昇する。サーミスタ素子２２の温度が上昇してキュリー温度Ｔ_Ｃに達すると、サーミスタ素子２２の抵抗値Ｒ_２２が急激に増大し、トランジスタＴＲのベース，エミッタ間電圧Ｖ_ＢＥが小さくなって、トランジスタＴＲがオフし、出力端子２４ｄからの出力信号がＨレベルとなる。

【００５１】従って、液面１３ａのレベルが及び液体１３の温度が適正の場合は、出力信号がＬレベルとなり、液面１３ａのレベルが異常低下した場合は、出力信号がＨレベルとなり、液面１３ａが異常過熱された場合は、出力信号がＬレベルとなる。これにより、例えば図４に示す検出回路２４Ａと組み合わせることにより、液面１３ａのレベルが適正か否か又は液体１３が異常加熱されていないどうかが識別可能となる。

【００５２】図９に示す検出回路２４Ｃは、トランジスタＴＲのエミッタ側にツェナーダイオードＤ_３を配置したものである。これにより、出力端子２４ｄから安定した出力信号が得られる。また、検出回路としては、上記各検出回路２４Ａ乃至２４Ｃの他、コンパレータを用いたものでもよい。また、出力信号のレベルの変化に基づいて、ランプ表示やリレー等を駆動して出力表示するようにしてもよい。

【００５３】

【考案の効果】

以上詳述したように請求項１記載の考案によれば、機械的稼働部分がなく、防水ケース内に配置されたサーミスタ素子と検出回路との簡素な構成でありながら、液面の異常低下及び液体の異常過熱を検出できるので、取付けが容易で小型かつ信頼性の高い液面及び異常過熱検出装置を提供することができる。

【００５４】また、請求項２記載の考案によれば、高熱伝導率部材により、サーミスタ素子と防水ケースとの間の熱伝導が良好となり、液体の異常過熱及び液面の異常低下の検出応答性が向上し、高精度な検出が可能となる。

【００５５】また、請求項３記載の考案によれば、検出回路を防水ケース内に配置したことにより、小型化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の液面及び異常過熱検出装置の一実施例
を示す正面方向断面図である。

【図２】図１に示す装置の側面方向断面図である。

【図３】サーミスタ素子の抵抗温度特性を示すグラフで
ある。

【図４】本実施例の回路図である。

【図５】液面のレベルとサーミスタ素子の温度との関係
を示すグラフである。

【図６】サーミスタ素子と液面レベルとの関係を示す模
式図である。

【図７】サーミスタ素子と液面レベルとの位置関係を示
す模式図である。

【図８】本実施例の検出回路の他の例を示す回路図であ
る。

【図９】本実施例の検出回路の他の例を示す回路図であ
る。

【図１０】シャワートイレにおける従来の液面及び異常
過熱検出装置を示す断面図である。

【図１１】従来例装置の動作を示す図である。

【図１２】従来例装置の動作を示す図である。

【符号の説明】

１３液体１３ａ液面２０液面及び異常過熱検出装置２１防水ケース２２サーミスタ素子２３高熱伝導率部材２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ検出回路Ｒ_２２サーミスタ素子の抵抗値Ｔ_Ｃキュリー温度

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】液面の異常低下及び液体の異常過熱を検
出する液面及び異常過熱検出装置において、液体中に浸
漬される防水ケースと、この防水ケース内に配置され前
記液体の温度より高いキュリー温度を有するサーミスタ
素子と、このサーミスタ素子の抵抗値変化を検出する検
出回路とを有することを特徴とする液面及び異常過熱検
出装置。
【請求項２】前記サーミスタ素子と防水ケースとの間
に高熱伝導率部材を介在させたことを特徴とする請求項
１記載の液面及び異常過熱検出装置。
【請求項３】前記検出回路を防水ケース内に配置した
ことを特徴とする請求項１又は２記載の液面及び異常過
熱検出装置。