(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感温スイッチと、フロートとを含む温度／液面センサであって、
前記感温スイッチは、感温磁性体と、マグネットと、リードスイッチとを含み、前記マグネットから生じた磁束が前記感温磁性体及びリードスイッチを通る磁路を構成し、
前記フロートは、マグネットを含み、前記感温スイッチに対する相対的な位置が可変であって、前記位置に応じて、前記リードスイッチを通る磁束量を制御するものであり、
更に、非磁性材料でなる筒体を有し、前記筒体は先端が閉じられており、
前記フロートは、前記筒体の外側に配置され前記筒体の軸方向に移動可能であり、
前記リードスイッチは、前記筒体の内部に配置されており、
前記感温スイッチの前記感温磁性体及び前記マグネットは、前記リードスイッチに対応する前記筒体の外部に固定して配置されており、
前記感温磁性体は、短筒状の形状を有しており、
前記感温スイッチの前記マグネットは、リング状もしくは短筒状に形成され、前記感温磁性体の端部に結合されている、
温度／液面センサ。
【請求項２】
請求項１に記載された温度／液面センサであって、
前記フロートの前記マグネットは、前記感温スイッチの前記マグネットを設けた端部と向き合う側に設けられており、前記感温スイッチの前記マグネットの外径よりも、少し大きい内径を有するリング状である、
温度／液面センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度及び液面を検出することの可能な温度／液面センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
温度センサとしては、従来より、感温スイッチと称されるタイプのものが知られている。先行技術文献としては、実公平４ー３１７２１号公報、実公平４ー４９８０１号公報等がある。これらの公知文献に記載されているように、感温スイッチを用いた感温スイッチは、感温磁性体と、マグネットと、リードスイッチとを含んでいる。感温磁性体、マグネット及びリードスイッチは、マグネットから生じた磁束が感温磁性体及びリードスイッチを通るように配置される。
【０００３】
温度が感温磁性体のキュリー温度よりも低い場合、感温磁性体は、磁性体としての特性を示し、リードスイッチを通る磁束量が多くなる。これに対応して、リードスイッチの接点が、例えば、オンになる。
【０００４】
次に、温度が感温磁性体のキュリー温度近傍まで上昇すると、感温磁性体は、磁性体としての特性を失い、磁気特性（透磁率）が著しく低下する。この結果、リードスイッチを通る磁束量が減少し、リードスイッチの接点が、例えば、オフになるので、温度を検出することができる。
【０００５】
感温スイッチを用いた感温スイッチは、信頼性が高いこと、耐環境性に優れていること、雑音電圧の発生が少ないこと、取り扱いが簡単であること等の優れた利点を有しており、従来より、温水洗浄便座、炊飯ジャー、自動車、エアコンまたは複写機等の各種の機器において、温度制御または加熱監視の手段として用いられてきた。
【０００６】
上述した各種用途のうち、温水洗浄便座への適用においては、貯湯タンク内の貯湯温度を検出するとともに、貯湯液面のレベルを検出しなければならない。従来は、感温スイッチによる温度センサと共に、フロートによる液面センサとを用い、温度及び液面を検出していた。液面センサとしては、各種のタイプのものが知られている。液面センサの公知文献としては、例えば、特開平７ー１４４８１号公報、実公平５ー４７３８８号公報、実用新案登録番号第２６００１７６号公報、特開平２ー１１６７１８号公報等がある。
【０００７】
ところが、温水洗浄便座においては、低価格化及び省スペース化が進展しており、その部品である感温スイッチ及びフロートについても、低価格、小型化、高応答性及び高信頼性等の要求が高まっている。感温スイッチと共に、これとは別のフロートを用いる従来技術では、このような要求に応えることができない。
【０００８】
特開平９ー２５０９４４号公報は、液温及び液面検出用センサを開示しているが、互いに独立する温度センサ及び液面センサを用いるものであり、上述した要求に応えることができない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、低価格で、小型の温度／液面センサを提供することである。
【００１０】
本発明のもう一つの課題は、信頼性が高く、耐環境性に優れ、雑音電圧が少なく、取り扱いが簡単な温度／液面センサを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明に係る温度／液面センサは、感温スイッチと、フロートとを含む。前記感温スイッチは、感温磁性体と、マグネットと、リードスイッチとを含み、前記マグネットから生じた磁束が前記感温磁性体及びリードスイッチを通る磁路を構成する。
【００１２】
前記フロートは、磁性体またはマグネットを含み、前記感温スイッチに対する相対的な位置が可変であって、前記位置に応じて、前記リードスイッチを通る磁束量を制御する。
【００１３】
本発明に係る温度／液面センサは、液体の温度制御及び加熱防止とともに、液面のレベル検出に、広く適用できる。例えば、温水洗浄便座への適用においては、感温スイッチが貯湯タンク内の貯湯内に位置し、フロートが貯湯の液面に従って、昇降するように配置される。この配置状態において、貯湯の温度及び液面が検出される。まず、温度検出動作について説明する。
【００１４】
貯湯温度が感温磁性体のキュリー温度よりも低い場合、感温磁性体は、磁性体としての特性を示し、リードスイッチを通る磁束量が多くなる。これに対応して、リードスイッチの接点が、例えば、オンになる。
【００１５】
貯湯温度が感温磁性体のキュリー温度近傍まで上昇すると、感温磁性体は、磁性体としての特性を失い、磁気特性（透磁率）が著しく低下する。この結果、リードスイッチを通る磁束量が減少し、リードスイッチの接点が、例えば、オフになるので、貯湯温度を検出することができる。
【００１６】
上述した感温スイッチは、信頼性が高く、耐環境性に優れ、雑音電圧の発生が少なく、取り扱いが簡単である。
【００１７】
次に、貯湯の液面検出について述べる。フロートは、磁性体またはマグネットを含み、感温スイッチのマグネットに対する相対的な位置が可変であって、位置に応じて、リードスイッチを通る磁束量を制御する。貯湯の液面が設定レベル以上にある場合、リードスイッチを通る磁束量に対するフロートの影響は小さい。感温スイッチのリードスイッチを通る磁束は、感温スイッチ自体の磁気特性によって定まる。貯湯の温度が感温磁性体のキュリー温度よりも低ければ、リードスイッチはオンである。
【００１８】
次に、貯湯の液面が設定レベルまで低下すると、感温スイッチのマグネットから生じる磁束が、フロートに含まれる磁性体またはマグネットの影響を受け、リードスイッチを通る磁束量が減少し、リードスイッチが、オンからオフに変化する。これにより、貯湯の液面が設定レベルまで低下したことが検知される。
【００１９】
上述のように、本発明においては、感温スイッチを構成するリードスイッチを、液面検出のために兼用するものであり、温度検出及び液面検出のための構成が一体的に融合される。従って、低価格で、小型の温度／液面センサを実現することができる。
【００２０】
具体的な態様では、非磁性材料でなる筒体を有する。筒体は一端が閉じられている。リードスイッチは筒体の内部に配置される。感温スイッチの感温磁性体及びマグネットは、リードスイッチに対応する筒体の外部に固定して配置される。フロートは、筒体の外側に配置され筒体の軸方向に移動可能であるように組み合わされる。
【００２１】
フロートが磁性体またはマグネットを含むことは、前述した通りである。フロートがマグネットを含む場合、フロートのマグネットにより、感温スイッチのマグネットの一部を構成することもできる。
【００２２】
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。図面は、単なる例示に過ぎない。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る温度／液面センサの部分断面図である。図示された温度／液面センサは、感温スイッチ１と、フロート２とを含む。感温スイッチ１は、感温磁性体１１と、第１及び第２のマグネット１２、１３と、リードスイッチ１４とを含み、第１及び第２のマグネット１２、１３から生じた磁束が感温磁性体１１及びリードスイッチ１４を通る磁路を構成する。
【００２４】
図示された温度／液面センサは、非磁性材料でなる筒体１５を有する。筒体１５は一端が閉じられている。リードスイッチ１４は筒体１５の内部に配置される。リードスイッチ１４の内部構造は周知であるので、説明は省略する。リードスイッチ１４のリード端子の一方は、リード線１４４の一端に接続されており、リード端子の他方はリード線１４３の一端に、例えば、圧着１４５等の手段によって接続されている。リード線１４３、１４４は耐熱性の高い絶縁被覆を有する。
【００２５】
感温スイッチ１に備えられた感温磁性体１１、並びに、第１及び第２のマグネット１２、１３は、リードスイッチ１４に対応する筒体１５の外部に固定して配置される。感温磁性体１１は、例えば、感温フェライトにより構成され、短筒状の形状を有する。第１及び第２のマグネット１２、１３はリング状に形成され、感温磁性体１１の両端部に密着して結合されている。第１及び第２のマグネット１２、１３は、例えば、フェライト磁性体を用いて、リング状もしくは短筒状に形成し、軸方向の両端にＳ極及びＮ極が生じるように着磁する。第１及び第２のマグネット１２、１３は、それぞれの異極が、感温磁性体１１を介して向き合うように配置されている。
【００２６】
上述した感温スイッチ１は、信頼性が高く、耐環境性に優れ、雑音電圧の発生が少なく、取り扱いが簡単である。
【００２７】
フロート２は、マグネット２１を含む。更に詳しくは、浮体２２の下面に、接着、圧着または機械的結合手段によってリング状のマグネット２１を取り付けた構造となっている。フロート２は、感温スイッチ１の第１のマグネット１２に対する相対的な位置が可変であって、位置に応じて、リードスイッチ１４を通る磁束φ１の量を制御する。フロート２は、筒体１５の外側に配置され、筒体１５の軸方向に移動可能であるように組み合わされる。マグネット２１は、例えばフェライト磁性体で構成し、感温磁性体１１、第１及び第２のマグネット１２、１３の外径よりも、少し大きい内径を有するリング状に形成する。マグネット２１は、軸方向の両側に磁極Ｎ、Ｓが生じるように着磁されている。マグネット２１の着磁の方向は、軸方向で見て、対向関係にある第１のマグネット１２とは逆になるように着磁する。具体的には、第１のマグネット１２が、上端側でＳ極、下端側でＮ極となるように着磁されている場合、フロート２１は上端側でＮ極、下端側でＳ極となるように着磁する。
【００２８】
浮体２２は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）等を用いた成形体によって構成することができる。浮体２２は、マグネット２１を収納する凹部２２２と、筒体１５を通す孔２２１を有する。筒体１５に対するフロート２の位置は不定である。図１では、単に、説明の都合上、特定された位置にフロート２を配置してある。
【００２９】
図２は、図１に示した温度／液面センサを、温水洗浄便座へ適用した例を示している。図２において、温度／液面センサは、感温スイッチ１が貯湯タンク３内の貯湯３１中に位置し、フロート２が貯湯３１の液面ＬＥに従って、昇降するように配置されている。筒部１５に連なる取り付け部１６は、貯湯タンク３に取り付け固定する。この配置状態において、貯湯３１の温度及び液面ＬＥの検出動作が行われる。まず、温度検出動作について説明する。
【００３０】
貯湯３１の温度が感温磁性体１１のキュリー温度よりも低い場合、感温磁性体１１は、磁性体としての特性を示し、リードスイッチ１４を通る磁束φ１の量が多くなる。これに対応して、リードスイッチ１４の接点（図示しない）が、例えば、オンになる。
【００３１】
次に、貯湯３１の温度が感温磁性体１１のキュリー温度近傍まで上昇すると、感温磁性体１１は、磁性体としての特性を失い、磁気特性（透磁率）が著しく低下する。この結果、リードスイッチ１４を通る磁束φ１の量が減少し、リードスイッチ１４の接点が、例えば、オフになるので、貯湯３１の温度を検出することができる。リードスイッチ１４の接点の開閉は、上記とは逆になってもよい。
【００３２】
次に、液面ＬＥの検出動作について述べる。貯湯３１の液面ＬＥが、図２に示すように、設定レベル以上にある場合、フロート２のマグネット２１は感温スイッチ１の第１のマグネット１２に対して相対的に離れた位置にある。従って、リードスイッチ１４を通る磁束φの量に対するフロート２のマグネット２１の影響は小さい。感温スイッチ１のリードスイッチ１４を通る磁束は、専ら、感温スイッチ１自体の磁気特性によって定まる。貯湯３１の温度が感温磁性体１１のキュリー温度よりも低ければ、リードスイッチ１４はオンである。
【００３３】
次に、図３は貯湯３１の液面ＬＥのレベルが低下した例を示している。貯湯３１の液面ＬＥが低下するにつれて、フロート２のマグネット２１が、感温スイッチ１の第１のマグネット１２に近づく。そして、貯湯３１の液面ＬＥが設定レベルまで低下すると、感温スイッチ１の第１のマグネット１２から生じる磁束φ２が、フロート２に含まれるマグネット２１を通って流れる（吸収される）ようになる。このため、リードスイッチ１４を通る磁束の量が減少し、リードスイッチ１４が、オンからオフに変化する。これにより、貯湯３１の液面ＬＥが設定レベルまで低下したことが検知される。
【００３４】
上述のように、本発明においては、感温スイッチ１を構成するリードスイッチ１４を、液面ＬＥの検出のために兼用するものであり、温度検出及び液面ＬＥの検出のための構成が一体的に融合されている。従って、低価格で、小型の温度／液面センサを実現することができる。
【００３５】
図１〜３ではフロート２にマグネット２１を備える場合を示したが、マグネット２１の代わりに磁性体を用いてもよい。この場合も、マグネット２１を用いた場合と同様の作用効果を奏する。
【００３６】
図４は本発明に係る温度／液面センサの別の実施例を示す部分断面図である。図１〜３に表示された構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付してある。フロート２はマグネット２３を含んでおり、マグネット２３が感温スイッチ１のマグネット１３の一部を構成している。フロート２は、浮体２２の上面側にマグネット２３を取り付けた構造になっている。マグネット２３は、図１において、第２のマグネット１３に対応する。マグネット２３は、フロート２の一部であり、フロート２と共に、筒体１５の軸方向に沿って、昇降する。
【００３７】
図５は図４に示した温度／液面センサを、温水洗浄便座へ適用した例を示している。図５において、温度／液面センサは、感温スイッチ１が貯湯タンク３内の貯湯３１中に位置し、フロート２が貯湯３１の液面ＬＥに従って、昇降するように配置されている。この配置状態において、貯湯３１の温度及び液面ＬＥの検出動作が行われる。まず、温度検出動作について説明する。
【００３８】
貯湯３１の液面ＬＥが、図５に示すように、設定レベル以上にある場合、フロート２のマグネット２３は感温スイッチ１の感温磁性体１１に密着している。貯湯３１の温度が感温磁性体１１のキュリー温度よりも低い場合、感温磁性体１１は、磁性体としての特性を示し、リードスイッチ１４を通る磁束φ３の量が多くなる。これに対応して、リードスイッチ１４の接点が、例えば、オンになる。
【００３９】
次に、貯湯３１の温度が感温磁性体１１のキュリー温度近傍まで上昇すると、感温磁性体１１は、磁性体としての特性を失い、磁気特性（透磁率）が著しく低下する。この結果、リードスイッチ１４を通る磁束φの量が減少し、リードスイッチ１４の接点が、例えば、オフになるので、貯湯３１の温度を検出することができる。
【００４０】
次に、貯湯３１の液面ＬＥが、図６に示すように、設定レベル以下になった場合、フロート２が貯湯３１の液面ＬＥに従って下降する。このため、マグネット２３が感温磁性体１１から離れる。この結果、リードスイッチ１４を通る磁束の量が減少し、リードスイッチ１４の接点が、例えば、オフになるので、貯湯３１の液面ＬＥのレベルを検出することができる。
【００４１】
図４〜６に示した実施例の場合は、感温スイッチ１を構成するリードスイッチ１４を、液面ＬＥの検出のために兼用するとともに、感温スイッチ１を構成するマグネットの一部を、液面検出のためのマグネット２３として兼用する。このため、温度検出及び液面検出のための構成の一体的融合が更に進み、一層低価格で、小型の温度／液面センサを実現することができるようになる。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
（ａ）低価格で、小型の温度／液面センサを提供することができる。
（ｂ）信頼性が高く、耐環境性に優れ、雑音電圧が少なく、取り扱いが簡単な温度／液面センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る温度／液面センサの部分断面図である。
【図２】図１に示した温度／液面センサを、温水洗浄便座へ適用した例を示す部分断面図である。
【図３】図１に示した温度／液面センサを、温水洗浄便座へ適用した例を示す部分断面図であって、液面レベルが低下した場合を示している。
【図４】本発明に係る温度／液面センサの別の実施例を示す部分断面図である。
【図５】図４に示した温度／液面センサを、温水洗浄便座へ適用した例を示す部分断面図である。
【図６】図４に示した温度／液面センサを、温水洗浄便座へ適用した例を示す部分断面図であって、液面レベルが低下した場合を示している。
【符号の説明】
１                    感温スイッチ
１１                  感温磁性体
１２、１３            第１及び第２のマグネット
１５                  筒体
２                    フロート
２１                  マグネットまたは磁性体
２２                  浮体
２３                  マグネット
【図１】
0003638111.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003638111.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003638111.tif 000006
【図６】
0003638111.tif 000007