JPH08326661A

JPH08326661A - 自動ポンプ

Info

Publication number: JPH08326661A
Application number: JP7136594A
Authority: JP
Inventors: Masao Ueda; 雅夫上田
Original assignee: Shin Meiva Industry Ltd
Current assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 1995-06-02
Filing date: 1995-06-02
Publication date: 1996-12-10

Abstract

(57)【要約】【目的】自動運転中の水位が低く排水を行わない期間
中にも通電状態が容易に確認でき、明るいところや騒音
の大きい場所においても通電状態が容易に確認できる自
動ポンプを提供する。【構成】水位が高い間はポンプ１２が排水動作を続
け、水位が低く排水の必要がない間はポンプ１２が実質
的に排水しない程度に間欠作動する。【効果】通電状態が容易に確認できるため、ポンプの
停止期間中に誤って通電状態のままポンプの点検、分
解、清掃等の作業を行ってしまうことがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、土木工事における排
水などに利用される水中ポンプに関するもので、特に通
電状態が容易に確認できる自動ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】土木工事における排水などに利用される
水中ポンプでは、水位センサによって水位の高低を捉
え、水位が高い場合にはポンプを作動させ水を排出する
一方で、所定の水位にまで排水すべき水が減少した後に
は、自動的に停止するような自動ポンプを用いる。

【０００３】このような従来の自動ポンプとしては、特
公平３−１３４３４号や特開平３−９６６７４号などに
開示されたポンプがあり、そこでは水位センサによって
水位の高低を捉え、それによって駆動モータの回転をオ
ン／オフ制御している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
自動ポンプにおいては、点検、分解、清掃等のメンテナ
ンス作業を排水現場またはその付近で行う場合がある。
この場合、排水動作中はメンテナンス作業は行わず、ポ
ンプの回転が停止した状態でメンテナンス作業を開始す
ることになる。しかしながら、水位が低いためにポンプ
の回転が停止している場合であってもポンプへの給電そ
のものはＯＦＦになっておらず、単にポンプの回転駆動
を停止させているだけである。

【０００５】このため、メンテナンス作業者がそのよう
な事情を認識できずに通電状態のままポンプの点検、分
解、清掃等を行う可能性があり、その場合には、不意の
回転やポンプ内部の回路のショートなどによる破損の恐
れや、感電などの危険がある。

【０００６】

【発明の目的】この発明は、従来技術における上述の問
題の克服を意図しており、自動運転中の水位が低く排水
を行わない期間（以下「排水停止期間」という。）中に
も通電状態が容易に確認できる自動ポンプを提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明の請求項１の自動ポンプは、水位センサの
捉えた水位に応じて排水を行う自動ポンプにおいて、排
水動作を行う排水機構と、前記排水機構を駆動する駆動
モータと、前記水位センサで検出した水位が所定レベル
以上であるときには前記駆動モータを定格で連続回転さ
せ、前記水位センサで検出した水位が前記所定レベル以
下であるときには、実質的な排水動作を行わない程度に
前記駆動モータを低出力回転させる駆動制御手段とを備
える。

【０００８】この発明の請求項２の自動ポンプは、請求
項１の自動ポンプにおいて、前記低出力回転が、実質的
な排水動作を行わない程度の低速連続回転であることを
特徴とする。

【０００９】この発明の請求項３の自動ポンプは、請求
項１の自動ポンプにおいて、前記低出力回転が、実質的
な排水動作を行わない程度の間欠回転であることを特徴
とする。

【００１０】また、この発明の請求項４の自動ポンプ
は、水位センサの捉えた水位に応じて排水を行う自動ポ
ンプにおいて、ポンプ本体とその制御装置とが一体化さ
れており、前記自動ポンプの通電状態を外部から認識さ
せる通電状態認識手段が、前記自動ポンプ自身に付随し
ていることを特徴とする。

【００１１】この発明の請求項５の自動ポンプは、請求
項４の自動ポンプにおいて、前記通電状態認識手段が光
を発生することによって通電状態を認識させるものであ
ることを特徴とする。

【００１２】この発明の請求項６の自動ポンプは、請求
項４の自動ポンプにおいて、前記通電状態認識手段が音
を発生することによって通電状態を認識させるものであ
ることを特徴とする。

【００１３】この発明の請求項７の自動ポンプは、請求
項４の自動ポンプにおいて、前記通電状態認識手段が振
動を発生することによって通電状態を認識させるもので
あることを特徴とする。

【００１４】

【作用】請求項１〜３の自動ポンプでは、排水停止期間
において作業者がポンプを持ち上げると、作業者はポン
プの回転反作用を触感として感じることができる。この
ため、排水停止期間中にも通電状態を容易に認識できる
ことになり、不用意にメンテナンス作業を開始してしま
うことを防止可能である。

【００１５】ここにおいて、排水停止期間におけるポン
プの回転は低出力回転であって実質的な排水動作は行わ
れないため、このような構成としても水位に応じた排水
のＯＮ／ＯＦＦ自動制御に影響を及ぼすことはない。

【００１６】さらに、請求項４〜７の自動ポンプでは、
ポンプ本体と制御装置が一体となっている上に、ポンプ
自身に通電状態認識手段を付随させている。ポンプ本体
と制御装置とを別体として分離して制御装置側に通電状
態認識手段を付随させるような場合と異なり、この発明
の自動ポンプではメンテナンス作業を行う対象としての
ポンプそのものに通電状態認識手段が付随しているた
め、作業者は容易にポンプの通電状態を認識できる。

【００１７】このため、これらの自動ポンプもまた、排
水停止期間中における通電状態の認識が容易となる。

【００１８】特に、請求項１，２，３および７の自動ポ
ンプではポンプの回転反作用や振動を利用しているた
め、明るい場所や騒音の大きな場所においても通電状態
が容易に認識できる。

【００１９】

【実施例】

＜１．第１実施例の自動ポンプの概観構成＞図１はこの
発明の第１実施例である自動ポンプ１の概略外観図であ
る。この自動ポンプ１は排水現場での水中ポンプとして
利用されることに適した構造を有しており、ポンプ本体
１０とセンサ部２０とに大別されるとともに、ポンプ本
体１０にセンサ部２０が付設されて一体化されている。
ポンプ本体１０はメインケーシング１１の中にポンプ１
２を収容しており、この自動ポンプ１が水中に配置され
て排水動作を行うときにはポンプ本体１０の下部から矢
印ＩＮのように貯留水を吸入して排水口１３から矢印Ｏ
ＵＴのように排水する。この排水口１３にはホース（図
示せず）が連結され、そのホースは排水先まで伸びてい
る。

【００２０】一方、センサ部２０は静電容量型水位セン
サを含む部分であり、このセンサにおいて水位に応じた
静電容量の変化を生ずべきキャパシタの検知電極２２，
２３がサブケーシング２１の外面に設けられて互いに対
向している。この検知電極２２，２３はこのセンサのセ
ンサヘッドに相当する。また、後に図２において詳述す
る制御回路３０がサブケーシング２１内に収容されてい
る。そして、サブケーシング２１は防水および電気的絶
縁のためにゴムなどの防水絶縁層２４で被覆されてお
り、この被覆は検知電極２２，２３の表面をも覆ってい
る。また、商用電源線などに接続される電源ケーブル５
０が上部から入ってセンサ部２０を経由し、ポンプ本体
１０内のモータに接続されている。

【００２１】＜２．第１実施例の電気的構成＞図２は図
１のセンサ部２０に内蔵される制御回路３０を中心にし
てその周辺の電気的構成を示す回路図である。この制御
回路３０は電源回路ＰＣとセンサ制御回路ＳＣとに大別
されている。まず、電源回路ＰＣにおいては、図１で説
明した電源ケーブル５０が図２において交流電源線５
１，５２の対となっており、図示しない単相の交流電源
に接続されポンプ１２へ駆動電力を供給する。なお、セ
ンサ制御回路ＳＣ内の反転増幅器３２やフリップフロッ
プ３３などの回路要素にも直流動作電力が供給される
が、図２ではこの直流動作電力の供給先への配線は省略
してある。

【００２２】電源線５１，５２のうち一方の電源線５１
は、抵抗Ｒ８とキャパシタＣ４に並列接続されたトライ
アック３７を介してポンプ１２に接続されている。トラ
イアック３７の一方の主電極と制御電極との間には、ト
ライアック３７のオン／オフ制御のためにフォトトライ
アック３６が抵抗Ｒ７を介して接続されている。また、
ポンプ１２は上記のようにトライアック３７を介して電
源線５１に接続されるとともに、他方の電源線５２にも
接続されている。したがって、後述する動作によってト
ライアック３７が点弧するとこれらの電源線５１，５２
からの交流電力がポンプ１２を介して流れ、それによっ
てポンプ１２内のモータが回転を開始する。また、トラ
イアック３７が消弧するとこのモータの回転は停止す
る。また抵抗Ｒ８を調節することによりモータの回転数
を調整する。

【００２３】一方、センサ制御回路ＳＣの初段（図２の
左側）にはシュミットトリガ機能付のＣＭＯＳ反転増幅
器３２と帰還抵抗Ｒ１とからなる発振回路３１が設けら
れている。この発振回路３１は、これらの構成要素の回
路定数で定まる周期で繰返しパルスを発生する。

【００２４】発振回路３１の出力は２つの遅延回路に並
列的に入力される。このうち第１の遅延回路は抵抗Ｒ２
とキャパシタＣ２との結合で構成されるＲＣ可変遅延回
路ＶＤyであり、第２の遅延回路は抵抗Ｒ３とキャパシ
タＣ３との結合で構成されるＲＣ固定遅延回路ＣＤyで
ある。

【００２５】このうちＲＣ可変遅延回路ＶＤyのキャパ
シタＣ２は、図１で説明した検知電極２２，２３の間に
形成されるキャパシタであり、その静電容量は水位によ
って変化する。また、その出力は図３のフリップフロッ
プ３３のデータ入力Ｄとなっている。一般にＲＣ遅延回
路の遅延時間は容量値と抵抗値との積に比例するため、
この実施例におけるＲＣ可変遅延回路ＶＤyの遅延時間
も積：「Ｃ２×Ｒ２」に比例する。また、貯留水の水位
が上がり貯留水表面が検知電極２２，２３間に入り込ん
でくると検知電極２２，２３間の誘電率が増大するため
キャパシタＣ２の容量値は大きくなる。したがって、水
位が上るとＲＣ可変遅延回路ＶＤyにおける遅延時間は
長くなる。逆に、水位が下がると等価キャパシタＣ２の
容量値は小さくなり、ＲＣ可変遅延回路ＶＤyの遅延時
間は短くなる。

【００２６】一方、ＲＣ固定遅延回路ＣＤyにおいては
抵抗Ｒ３およびキャパシタＣ３は固定であり、したがっ
て、その遅延時間も固定されている。その固定の遅延を
受けた後の出力はフリップフロップ３３のクロック入力
ＣＫ（サンプリングタイミング入力）となっている。

【００２７】フリップフロップ３３は位相比較器ないし
は位相弁別器として機能し、データ入力ＤとクロックＣ
Ｋとの位相を比較してその結果に応じた出力Ｑを発生す
る。この位相比較動作の例は後述するが、このようにし
て得られる出力Ｑは、ナンドゲート３８に接続されてい
る。また、キャパシタＣ２およびＣ３の共通端子にはキ
ャパシタＣ５を介してシュミットトリガ機能付のＣＭＯ
Ｓ反転増幅器４１と期間抵抗Ｒ５，Ｒ６およびダイオー
ド４２とからなる間欠発振回路４０が設けられている。
この間欠発振回路４０による間欠発振パルスもナンドゲ
ート３８に接続されている。そしてナンドゲート３８に
おける否定論理積演算結果はフォトトライアック３５お
よび抵抗Ｒ４と直列接続されている。このフォトダイオ
ード３５の発光を制御することにより後述するポンプ１
２の動作制御を行う。

【００２８】＜３．第１実施例の動作＞このような構成
による水位検出とポンプ制御とを、センサ制御回路ＳＣ
のタイミングチャートである図３と、間欠発振と排水動
作等のタイミングチャートである図４と、水位の状態を
示した図５とを参照して説明すると以下のようになる。

【００２９】＜３−１．水位が低いとき＞まず図５
（ａ）に示すように水位が低く、検知電極２２，２３の
高さにまで達していないときには、キャパシタＣ２の容
量値が小さいため、図３（ａ）に示すようにＲＣ可変遅
延回路ＶＤyにおける遅延時間Ｔ1がＲＣ固定遅延回路Ｃ
Ｄyにおける遅延時間Ｔ2より短くなる。ただし、これら
の遅延時間は発振器３１の発振パルス（図示せず）の立
ち上がり時刻ｔ0を基準としている。このようにＴ1＜Ｔ
2の関係があるときには、図３（ａ）に示すようにフリ
ップフロップ３３のデータ入力ＤがクロックＣＫより先
に「Ｈ（High Level）」に立ち上がる。すると、フリッ
プフロップ３３がクロックＣＫの立ち上がり時点ｔでデ
ータ入力Ｄをサンプリングしたときにはこのデータ入力
Ｄは既に「Ｈ」であり、出力Ｑは「Ｈ」となってこの
「Ｈ」レベルでラッチされる。これは水位が低い状態が
続く限り同様の結果となる。

【００３０】また、図４（ｂ）に示したように間欠発振
回路４０は水位の高低にかかわらず、常に、間欠パルス
を発振している。図４中の時間Ｔ1，Ｔ3，Ｔ5，Ｔ7の期
間においては間欠発振回路４０から「Ｈ」が出力され
る。これがフリップフロップ３３の出力Ｑ（＝「Ｈ」）
とともにナンドゲート３８に入力されると、否定論理積
演算を施され「Ｌ（Low Level）」が出力される。これ
により、フォトダイオード３５はオフとなり発光を行わ
ず、フォトトライアック３６がオフとなるためトライア
ック３７もオフとなる。その結果図４（ｃ），（ｄ）の
ようにポンプ１２に電流が流れないためモータが回転せ
ず排水動作を行わない。

【００３１】逆に図４中の時間Ｔ2，Ｔ4，Ｔ6の期間に
おいては間欠発振回路４０から「Ｌ」が出力される。こ
れがフリップフロップ３３の出力Ｑ（＝「Ｈ」）ととも
にナンドゲート３８に入力されると、否定論理積演算を
施され「Ｈ」が出力される。このため、フォトダイオー
ド３５はオンとなり発光を行い、それを受けてフォトト
ライアック３６がオンとなるため、したがってトライア
ック３７もオンとなる。その結果図４（ｃ），（ｄ）の
ようにポンプ１２に電流が流れ、モータが定格回転状態
となり、排水動作を行う。しかしこの排水動作は１秒以
下で停止するので実質的な排水は行われない。

【００３２】ところでこの間欠発振における「Ｈ」レベ
ルと「Ｌ」レベルの時間間隔には違いが生じている。こ
れは、この時間間隔がキャパシタＣ５および抵抗Ｒ５，
Ｒ６からなるＲＣ回路の時定数によっており、反転増幅
器４１の発振が「Ｌ」のときと「Ｈ」のときとで合成抵
抗値が異なるためである。それは、反転増幅器４１の発
振が「Ｌ」のとき、すなわち端子ＴＡとＴＢのレベルが
それぞれ「Ｈ」レベルおよび「Ｌ」レベルの場合は、ダ
イオード４２の印加電圧が順方向であるため抵抗Ｒ５に
電流が流れるのに対し、逆に反転増幅器４１の発振が
「Ｈ」のとき、すなわち端子ＴＡとＴＢのレベルがそれ
ぞれ「Ｌ」レベルおよび「Ｈ」レベルの場合は、ダイオ
ード４２の印加電圧が逆方向であるため抵抗Ｒ５に電流
が流れない。そのため前者の場合は端子ＴＡ，ＴＢ間の
抵抗値は抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６との並列接続の合成抵抗値
Ｒ５・Ｒ６／（Ｒ５＋Ｒ６）となり、後者の場合はＲ６
のみであるということである。

【００３３】そしてこのような抵抗とキャパシタＣ５と
からなるＲＣ回路の時定数ｔdは抵抗の抵抗値およびキ
ャパシタの静電容量値をそれぞれＲおよびＣで表すとｔ
ｄ＝ＲＣであるから、ｔdHL＝Ｃ５・Ｒ５・Ｒ６／（Ｒ５＋Ｒ６）ｔdLH＝Ｃ５・Ｒ６となり、Ｒ５・Ｒ６／（Ｒ５＋Ｒ６）＜Ｒ６よりｔdHL
＜ｔdLHとなるため、図４のＴ2，Ｔ4，Ｔ6を規定する時
定数ｔdHLよりＴ1，Ｔ3，Ｔ5，Ｔ7を規定する時定数ｔd
LHの方が長くなっているのである。

【００３４】以上から分かるように、抵抗Ｒ６の抵抗値
を調節することによって容易に間欠発振の時間間隔を調
節できる。なお、この時間間隔は長すぎると、水位が低
く実質的な排水を行わない排水停止期間中に非通電状態
であると誤解される可能性が高くなり、逆に短いと実質
的な排水作業を行ってしまう可能性があり、この実施例
では最適な約１０秒の時間間隔を採用している。より一
般的には、排水および通電認識の実験をあらかじめ行っ
てこれらの抵抗値および容量値の適正な値を定めておく
ことができる。

【００３５】以上のように水位が低い間はポンプが停止
状態と実質的な排水を行わない程度の回転状態とを交互
に繰り返す。

【００３６】＜３−２．水位が高いとき＞一方、図５
（ｂ）に示すように水位が高く、検知電極２２，２３の
中央付近の高さに達しているときには、キャパシタＣ２
の容量値が大きいため、図３（ｂ）に示すようにＲＣ可
変遅延回路ＶＤyにおける遅延時間Ｔ1がＲＣ固定遅延回
路ＣＤyにおける遅延時間Ｔ2より長くなり、フリップフ
ロップ３３のデータ入力ＤがクロックＣＫより後で
「Ｈ」に立ち上がる。このため、フリップフロップ３３
がクロックＣＫの立ち上がり時点ｔでサンプリングした
ときにはデータ入力Ｄはまだ「Ｌ」であり、出力Ｑは
「Ｌ」でラッチされる。これは水位が高い状態が続く限
り同様の結果となる。

【００３７】また、図４（ｂ）に示したように間欠発振
回路４０は水位の高低にかかわらず、常に、間欠パルス
を発振している。これがフリップフロップ３３の出力Ｑ
（＝「Ｌ」）とともにナンドゲート３８に入力され否定
論理積演算を施されるが、出力Ｑが「Ｌ」であるため間
欠発振回路４０の出力の如何にかかわらず常に「Ｈ」が
出力される。これにより、フォトダイオード３５は水位
が高い間は常にオンとなり発光し続けるため、それを受
けてフォトトライアック３６がオンとなり、トライアッ
ク３７もオンとなる。その結果図４（ｃ），（ｄ）のＴ
0，Ｔ8のようにポンプ１２に電流が流れ、したがってモ
ータも水位が高い間は常に定格連続回転状態となり排水
動作を行い続ける。

【００３８】以上のようにこの実施例の自動ポンプでは
水位が高い間はポンプ１２が排水動作を続け、水位が低
く排水の必要がない排水停止期間中はポンプ１２が実質
的に排水しない程度に間欠作動する。そのため通電中に
ポンプ本体に触れるとポンプの作動による反動を感知す
ることができる。このことにより明るい場所や騒音の大
きい場所においても通電状態が容易に認識できる。

【００３９】またポンプ本体と制御装置が一体となって
いるためポンプを排水したいところに設置するだけで手
軽に排水できる上に、制御装置が遠隔地に設置されるこ
とがなく、ポンプの設置場所に居ながらにして通電状態
が容易に確認できる。これらにより、ポンプの停止期間
中に誤って通電状態のままポンプの点検、分解、清掃等
の作業を行ってしまうということがないという効果を有
する。

【００４０】＜４．第２実施例＞図６はこの発明の第２
実施例の自動ポンプのセンサ部２０に内蔵される制御回
路３０を中心にしてその周辺の電気的構成を示す回路図
である。この実施例の自動ポンプでも、排水停止期間中
に間欠運転を行う。制御回路３０では電源回路ＰＣ側に
フォトトライアック３６に並列に遠心開放スイッチ５５
が接続されている。そしてこの遠心開放スイッチ５５は
ポンプのモータの回転軸に取り付けられている。また、
センサ制御回路ＳＣ側においては第１実施例のポンプと
異なる点は、間欠発振回路４０がなくフリップフロップ
３３の出力Ｑが反転増幅器３４に接続されている点であ
る。なお、その他の構成は第１実施例と同様である。以
下においてこの実施例の自動ポンプの動作を説明する。

【００４１】＜４−１．水位が低いとき＞図５（ａ）に
示すような水位が低いときにはキャパシタＣ２の容量値
が小さいため、図３（ａ）に示すように第１実施例と同
様にフリップフロップ３３のデータ入力ＤがクロックＣ
Ｋより先に「Ｈ」に立ち上がる。データ入力Ｄは既に
「Ｈ」であり、フリップフロップ３３の出力Ｑは「Ｈ」
となってこの「Ｈ」レベルでラッチされる。これは水位
が低い状態が続く限り同様の結果となる。この出力Ｑ
（＝「Ｈ」）は図６の反転増幅器３４で増幅反転されて
「Ｌ」となる。このため、フォトダイオード３５はオフ
となり発光を行わず、これを受けてフォトトライアック
３６がオフとなるためトライアック３７もオフとなる。

【００４２】しかし、この実施例の自動ポンプではフォ
トトライアック３６に遠心開放スイッチ５５が並列接続
されている。そのためポンプ１２が回転していないとき
は遠心開放スイッチ５５はオンとなるためトライアック
３７は点弧され、ポンプ１２は回転を始める。この遠心
開放スイッチ５５のオン／オフおよびポンプ回転のタイ
ミングは図７のタイミングチャートに示されている。そ
して、次第にポンプ１２の回転数が上がってくると、遠
心開放スイッチ５５はオフとなり、ポンプ電流は流れな
くなりポンプ１２の回転数は下がってくる。そしてポン
プ１２が再びある回転数以下になると遠心開放スイッチ
５５がオンとなり、ポンプ１２の回転が上昇する。この
ようにして、ポンプ１２は水位が低い間、間欠的な作動
を続ける。そしてこのポンプ１２の間欠作動では実質的
な排水は行われない。

【００４３】＜４−２．水位が高いとき＞一方、図５
（ｂ）に示すように水位が高くなったときには、キャパ
シタＣ２の容量値が大きいため、図３（ｂ）に示すよう
に第１実施例と同様に、フリップフロップ３３のデータ
入力ＤがクロックＣＫより後で「Ｈ」に立ち上がる。こ
のため、フリップフロップ３３がクロックＣＫの立ち上
がり時点ｔでサンプリングしたときにはデータ入力Ｄは
まだ「Ｌ」であり、出力Ｑは「Ｌ」でラッチされる。こ
れは水位が高い状態が続く限り同様の結果となる。この
出力Ｑ（＝「Ｌ」）は反転増幅器３４で増幅反転されて
「Ｈ」となる。このため、フォトダイオード３５はオン
となり発光を行い、それを受けてフォトトライアック３
６がオンとなるためトライアック３７もオンとなる。そ
れに応答してポンプ１２は動作状態となり、排水が行わ
れる。その際、遠心開放スイッチ５５はオフ状態である
がフォトトライアック３６がオンとなっているためトラ
イアック３７はオン状態を保ち続ける。

【００４４】以上のようにこの実施例の自動ポンプでも
排水停止期間中はポンプ１２が実質的に排水しない程度
に間欠作動する。そのためこの実施例でも第１実施例と
同様の効果を有する。

【００４５】＜５．第３実施例＞図８はこの発明の第３
実施例の自動ポンプのセンサ部２０に内蔵される制御回
路３０を中心にしてその周辺の電気的構成を示す回路図
である。この自動ポンプでも排水停止期間中に間欠運転
を行う。すなわち、この実施例の自動ポンプでは電源回
路ＰＣ側にトライアック３７に並列に遠心開放スイッチ
５５が接続されている。そしてこの遠心開放スイッチ５
５はポンプのモータの回転軸に取り付けられている。つ
まり、第２実施例では遠心開放スイッチ５５によってト
ライアック３７の制御を行っていたのを、直接ポンプ１
２の制御を行うようにしたものである。なお、その他の
構成は第２実施例のポンプと同様である。この実施例の
自動ポンプの動作は以下の通りである。

【００４６】水位が低いときには、フォトダイオード３
５はオフとなり発光を行わず、そのためフォトトライア
ック３６がオフとなりトライアック３７もオフとなる。
しかし、この実施例の自動ポンプでは遠心開放スイッチ
５５を備えているため以下のように間欠作動する。すな
わち、第２実施例と同様にポンプ１２の回転数が低くな
ると遠心開放スイッチ５５がオンとなりポンプ１２に電
力が供給され、ポンプ１２の回転数は上昇する。逆に、
ポンプ１２の回転数が高くなると遠心開放スイッチ５５
がオフになりポンプ１２に電力が供給されなくなり、回
転数は低下するこのような仕組みによって、ポンプ１２
は水位が低い間間欠作動を繰り返す。また水位が高いと
きには第２実施例と同様にトライアック３７はオンとな
りポンプ１２は定格回転による排水動作を行う。

【００４７】以上のようにこの実施例の自動ポンプでも
排水停止期間中はポンプ１２が実質的に排水しない程度
に間欠作動する。そのためこの実施例でも第１実施例と
同様の効果を有する。

【００４８】＜６．第４実施例＞図９はこの発明の第４
実施例の自動ポンプのセンサ部２０に内蔵される制御回
路３０を中心にしてその周辺の電気的構成を示す回路図
である。この実施例の自動ポンプでは、排水停止期間中
にポンプ１２内のモータが低速回転を行う。制御回路３
０では電源回路ＰＣ側にトライアック３７に並列にトラ
イアック３９が接続され、さらに可変抵抗Ｒ６およびキ
ャパシタＣ４も並列に接続され位相制御回路を形成して
いる。さらに可変抵抗Ｒ６とキャパシタＣ４の間に接続
されたトリガダイオード４３はトライアック３９のゲー
トに接続されている。

【００４９】なお、その他の構成は遠心開放スイッチ５
５を除いた第２実施例と同様である。以下においてこの
実施例の自動ポンプの動作を説明する。

【００５０】＜６−１．水位が低いとき＞図５（ａ）に
示すような水位が低いときには第２実施例と同様に、フ
ォトダイオード３５はオフとなり発光を行わず、このた
めフォトトライアック３６がオフとなりトライアック３
７もオフとなる。

【００５１】しかし、この実施例の自動ポンプではトラ
イアック３７にトライアック３９、可変抵抗Ｒ６、キャ
パシタＣ４およびトリガダイオード４３より成る位相制
御回路が並列接続されている。そのため交流電源の各サ
イクルにおいて可変抵抗Ｒ６を通じてキャパシタＣ４に
充電された電荷がトリガダイオード４３を通じて交流電
源のサイクルに対して遅延してトライアック３９のゲー
トに流れ込み、トライアック３９を所定の電源位相の間
だけ導通させる。このような位相制御によりポンプ１２
には排水停止期間中にも定格電流より小さい電流が流
れ、ポンプ１２内のモータは実質的な排水は行わない程
度の低出力連続回転を維持する。その際のポンプ電流と
排水動作の様子は図１０のタイミングチャートに示され
ている。

【００５２】＜６−２．水位が高いとき＞一方、図５
（ｂ）に示すように水位が高くなったときには、第２実
施例と同様に、フォトダイオード３５はオンとなり発光
を行い、それを受けてフォトトライアック３６がオンと
なるためトライアック３７もオンとなる。それに応答し
てポンプ１２は動作状態となり、排水が行われる。その
際、トライアック３９の所定の電源位相間の導通は行わ
れるがフォトトライアック３６がオンとなっているため
トライアック３７はオン状態を保ち続け、ポンプ１２は
作動し続ける。

【００５３】以上のようにこの実施例の自動ポンプでは
水位が高い間はポンプ１２が排水動作を続け、排水停止
期間中はポンプ１２が実質的に排水しない程度に低出力
連続回転する。そのためこの実施例でも第１実施例と同
様の効果を有する。

【００５４】＜７．第５実施例＞図１１はこの発明の第
５実施例の自動ポンプのセンサ部２０に内蔵される制御
回路３０を中心にしてその周辺の電気的構成を示す回路
図である。この自動ポンプでも排水停止期間中にポンプ
１２内のモータが低速回転を行う。この実施例の制御回
路３０は第４実施例（図９）のトライアック３７とトラ
イアック３９を共用にしたものである。すなわち、水位
が低い間は第４実施例と同様にフォトトライアック３６
がオフとなるが、トライアック３７は可変抵抗Ｒ６、キ
ャパシタＣ４およびトリガーダイオード４３によって所
定の電源位相の間だけ点弧される。このような位相制御
によりポンプ１２には排水停止期間中にも定格電流より
小さい電流が流れ、ポンプ１２内のモータは実質的な排
水は行わない程度の低出力連続回転を維持する。

【００５５】逆に水位が高い間はフォトトライアック３
６がオンとなってトライアック３７が点弧しポンプ１２
に定格電流が流れ、定格連続回転による排水動作を行
う。なお、その他の構成は第４実施例と同様である。

【００５６】以上のようにこの実施例の自動ポンプでも
水位が高い間はポンプ１２が排水動作を続け、排水停止
期間中はポンプ１２が実質的に排水しない程度に低速作
動する。そのためこの実施例でも第１実施例と同様の効
果を有する。

【００５７】＜８．第６実施例＞図１２はこの発明の第
６実施例の自動ポンプのセンサ部２０に内蔵される制御
回路３０を中心にしてその周辺の電気的構成を示す回路
図である。この自動ポンプでも排水停止期間中にポンプ
１２内のモータが低速回転を行う。この実施例の制御回
路３０は第４実施例の位相制御回路の代わりに抵抗値の
大きい抵抗Ｒ６によってポンプ１２内のモータの低速連
続回転用の電力を供給するものである。すなわち、水位
が低い間は第４実施例と同様にトライアック３７がオフ
となるが、その際には抵抗Ｒ６によってポンプ１２に定
格電流より小さい電流を供給することによってモータを
低速回転させる。

【００５８】逆に水位が高い間はトライアック３７がオ
ンしポンプ１２に定格電流が流れ、定格連続回転による
排水動作を行う。なお、その他の構成は第４実施例と同
様である。

【００５９】以上のようにこの実施例の自動ポンプでも
水位が高い間はポンプ１２が排水動作を続け、排水停止
期間中はポンプ１２が実質的に排水しない程度に低速作
動する。そのためこの実施例でも第１実施例と同様の効
果を有する。

【００６０】＜９．第７実施例＞図１３はこの発明の第
７実施例の自動ポンプのセンサ部２０に内蔵される制御
回路３０を中心にしてその周辺の電気的構成を示す回路
図である。この自動ポンプでも排水停止期間中にポンプ
１２内のモータが低速回転を行う。この実施例の制御回
路３０は第４実施例の位相制御回路の代わりに、ダイオ
ード４４〜４７による整流回路にトランジスタ４８およ
びパルス発生器４９を接続したブリッジ回路によってポ
ンプ１２内のモータの低速回転用の電力を供給するもの
である。すなわち、水位が低い間は第４実施例と同様に
トライアック３７がオフとなるが、その際にはパルス発
生器４９のパルス発振によってオンされたトランジスタ
４８を通じてポンプ１２に断続的に電流を供給すること
によってモータを低速回転させる。

【００６１】逆に水位が高い間はトライアック３７がオ
ンしポンプ１２に定格電流が流れ、定格回転による排水
動作を行う。なお、その他の構成は第４実施例と同様で
ある。

【００６２】以上のようにこの実施例の自動ポンプでも
水位が高い間はポンプ１２が排水動作を続け、排水停止
期間中はポンプ１２が実質的に排水しない程度に低速作
動する。そのためこの実施例でも第１実施例と同様の効
果を有する。

【００６３】以上が請求項１〜３の発明に対応する実施
例である。

【００６４】以下は請求項４〜７に対応する実施例であ
って、これらの実施例では排水停止期間内にポンプを低
出力回転させるかわりに、外部から通電状態を認識でき
るような通電状態認識手段をポンプに設けている。以
下、分説する。

【００６５】＜１０．第８実施例＞図１４はこの発明の
第８実施例の自動ポンプで使用される発光器２５ａの構
成を示す概念的ブロック図である。この実施例の自動ポ
ンプでは通電状態認識手段としてキセノン放電管が間欠
的に発光するストロボランプを用いている。この図１４
の装置はセンサ部２０（図１）内に設けられ、発光の間
欠周期を決定するために発振回路６１が間欠パルスを発
振しそのパルスの入力によってトリガ回路６２はトリガ
信号を出力する。そのトリガ信号の入力のタイミング
で、高圧直流電源６３に接続されたキセノン放電管６４
が発光する。これらのうち、発振回路６１は図２の間欠
発振回路４０のような回路によって実現可能である。ま
た、キセノン放電管６４はサブケーシング２１の図１５
に示した位置に設置される。

【００６６】発光器２５ａは交流電源線５１，５２に直
接接続されているので通電している間、常に数秒おきに
断続的に発光している。したがって，排水停止期間中に
もポンプの回転が停止していても，断続的な発光は確認
できるので，通電されていることが容易に認識できる。
なお、その他の構成は第６実施例（図１２）の抵抗Ｒ６
を除いたものと同様である。

【００６７】＜１１．第９実施例＞図１６はこの発明の
第９実施例の自動ポンプの発音器２５ｂの構成を示す概
念的ブロック図であり、この発音器２５ｂは電子ブザー
として構成されている。この発音器２５ｂは間欠周期を
決定する第１発振回路６５の信号で、発音信号源の第２
発振回路６６の発振を制御してスピーカ６７を間欠発音
させるものであって、センサ部２０内に設けられてい
る。これらのうち第１発振回路６５は図２の間欠発振回
路４０のような回路によって実現可能である。

【００６８】発音器２５ｂは交流電源線５１，５２に直
接接続されているので通電中は常に断続的にブザー音を
発音する。したがって排水停止期間中も、断続的なブザ
ー音が聞き取れることになり通電されていることが容易
に認識できる。なお、その他の構成は第８実施例と同様
である。

【００６９】＜１２．第１０実施例＞図１７はこの発明
の第１０実施例の自動ポンプの発音器２５ｃの回路図で
ある。この実施例の自動ポンプでは発音器２５ｃとし
て、ブザー６８とバイメタル６９とヒータ７０で構成さ
れるフラッシャがセンサ部２０内に設けられている。発
音器２５ｃは交流電源線５１，５２に直接接続されてい
るので通電中は常に断続的にブザー音を発音する。その
ため通電期間中にも通電されていることが容易に認識で
きる。なお、その他の構成は第９実施例と同様である。

【００７０】＜１３．第１１実施例＞図１８はこの発明
の第１１実施例の自動ポンプにおいて通電状態認識手段
として使用される低周波加振器２５ｄの側面図である。
この実施例の自動ポンプでは、加振器駆動モータ７１の
回転をギアボックス７２内の数段のギアによって適当な
回転数に変化させて、フレーム７４に枢支された偏芯お
もり７３を回転させる低周波加振器２５ｄがセンサ部２
０内に設けられている。低周波加振器２５ｄは交流電源
線５１，５２に直接接続されているので通電中は常に振
動しており、さらにこの振動はポンプ本体にも伝達され
る。したがって、排水停止期間中にもポンプ本体１０や
センサ部２０に手を触れれば加振器の振動が感じとれる
ことになり、通電されていることが容易に認識できる。
なお、その他の構成は第９実施例と同様である。

【００７１】＜１４．第１２実施例＞図１９はこの発明
の第１１実施例の自動ポンプの低周波加振器２５ｅの側
面図である。この低周波加振器２５ｅは、電磁石７５と
振動片７６によるバイブレータであり、振動片７６が電
磁石７５に引きつけられたときに電磁石７５の電流をフ
ォトインタラプタ７７で遮断し、この動作を繰り返すこ
とにより振動片７６を振動させる。低周波加振器２５ｅ
は交流電源線５１，５２に直接接続されているので通電
中は常に振動しており、さらにこの振動はポンプ本体に
も伝達される。したがって、排水停止期間中にもポンプ
本体１０やセンサ部２０に手を触れれば加振器の振動が
感じとれることになり，通電されていることが容易に認
識できるなお、その他の構成は第９実施例と同様であ
る。

【００７２】＜１５．変形例＞この発明の第１〜第１２
実施例の自動ポンプでは、単一のケーシングにポンプ本
体とセンサ部とを収容することも可能である。

【００７３】また、この発明の第１〜第１２実施例の自
動ポンプでは抵抗Ｒ３を固定抵抗とするとともにキャパ
シタＣ３を固定キャパシタとしたが、そのかわりに可変
抵抗または可変容量を使用してその調整スイッチを付加
すれば、ポンプのオン／オフの切換え水位の変更機能を
持たせることもできる。

【００７４】この発明の第１〜第１２実施例の自動ポン
プは工事現場における排水だけでなく、貯留水の排水で
あればどのような用途でも使用可能である。

【００７５】また、この発明の第１〜第１２実施例の自
動ポンプにおいてトライアックのトリガ回路にトランジ
スタやＩＣを使用することもできる。

【００７６】また、この発明の第８実施例の自動ポンプ
において、発光器として通常のランプや発光ダイオード
などを用いることもできる。

【００７７】この発明の第９〜第１２実施例において圧
電素子を発音体または加振器として用いることもでき
る。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１〜３の自動
ポンプでは、排水停止期間において作業者がポンプを持
ち上げると、作業者はポンプの回転反作用を触感として
感じることができる。このため、排水停止期間中にも通
電状態を容易に認識できることになり、不用意にメンテ
ナンス作業を開始してしまうことを防止可能である。

【００７９】さらに、請求項４〜７の自動ポンプでは、
ポンプ本体と制御装置が一体となっている上に、ポンプ
自身に通電状態認識手段を付随させている。このため、
作業者はポンプが設置された現場において容易にポンプ
の通電状態を認識できる。

【００８０】このため、これらの自動ポンプもまた、排
水停止期間中における通電状態の認識が容易となる。

【００８１】特に、請求項１，２，３および７の自動ポ
ンプではポンプの回転反作用や振動を利用しているた
め、明るい場所や騒音の大きな場所においても通電状態
が容易に認識できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例である自動ポンプの概略
外観図である。

【図２】第１実施例の自動ポンプの制御回路の回路図で
ある。

【図３】第１実施例の自動ポンプの制御回路における位
相比較動作の例を示す波形図である。

【図４】第１実施例の自動ポンプの間欠発振と排水動作
等のタイミングチャートである。

【図５】第１実施例の自動ポンプにおける水位の状態の
説明図である。

【図６】第２実施例の自動ポンプの制御回路の回路図で
ある。

【図７】第２実施例の自動ポンプの遠心開放スイッチの
オン／オフとポンプ回転等のタイミングチャートであ
る。

【図８】第３実施例の自動ポンプの制御回路の回路図で
ある。

【図９】第４実施例の自動ポンプの制御回路の回路図で
ある。

【図１０】第４実施例の自動ポンプのポンプ電流と排水
動作等のタイミングチャートである。

【図１１】第５実施例の自動ポンプの制御回路の回路図
である。

【図１２】第６実施例の自動ポンプの制御回路の回路図
である。

【図１３】第７実施例の自動ポンプの制御回路の回路図
である。

【図１４】第８実施例の自動ポンプの発光器の構成を示
す概念的ブロック図である。

【図１５】第８実施例の自動ポンプのキセノン放電管の
設置位置を示す説明図である。

【図１６】第９実施例の自動ポンプの発音器の構成を示
す概念的ブロック図である。

【図１７】第１０実施例の自動ポンプの発音器の回路図
である。

【図１８】第１１実施例の自動ポンプの低周波加振器の
側面図である。

【図１９】第１２実施例の自動ポンプの低周波加振器の
側面図である。

【符号の説明】

１自動ポンプ１０ポンプ本体１１メインケーシング１２ポンプ２０センサ部２１サブケーシング２２，２３検知電極２４防水絶縁層２５ａ発光器２５ｂ，２５ｃ発音器２５ｄ，２５ｅ低周波加振器３０制御回路３１発振回路４０間欠発振回路５０電源ケーブル５１，５２電源ケーブル内の電源線６８ブザー６９バイメタル７０ヒータ７１加振器駆動モータ７２ギアボックス７３偏芯おもり７４フレーム７５電磁石７６振動片７７フォトインタラプタＣ２等価キャパシタＰＣ電源回路ＳＣセンサ制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水位センサの捉えた水位に応じて排水を
行う自動ポンプにおいて、排水動作を行う排水機構と、前記排水機構を駆動する駆動モータと、前記水位センサで検出した水位が所定レベル以上である
ときには前記駆動モータを定格で連続回転させ、前記水
位センサで検出した水位が前記所定レベル以下であると
きには、実質的な排水動作を行わない程度に前記駆動モ
ータを低出力回転させる駆動制御手段と、を備えること
を特徴とする自動ポンプ。
【請求項２】請求項１の自動ポンプにおいて、前記低出力回転が、実質的な排水動作を行わない程度の
低速連続回転であることを特徴とする自動ポンプ。
【請求項３】請求項１の自動ポンプにおいて、前記低出力回転が、実質的な排水動作を行わない程度の
間欠回転であることを特徴とする自動ポンプ。
【請求項４】水位センサの捉えた水位に応じて排水を
行う自動ポンプにおいて、ポンプ本体とその制御装置とが一体化されており、前記自動ポンプの通電状態を外部から認識させる通電状
態認識手段が、前記自動ポンプ自身に付随していること
を特徴とする自動ポンプ。
【請求項５】請求項４の自動ポンプにおいて、前記通電状態認識手段が光を発生することによって通電
状態を認識させるものであることを特徴とする自動ポン
プ。
【請求項６】請求項４の自動ポンプにおいて、前記通電状態認識手段が音を発生することによって通電
状態を認識させるものであることを特徴とする自動ポン
プ。
【請求項７】請求項４の自動ポンプにおいて、前記通電状態認識手段が振動を発生することによって通
電状態を認識させるものであることを特徴とする自動ポ
ンプ。