(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水管に介装した給水弁の開閉作動の制御下にて給水される水を貯えて所定量貯えられた水をその底部から継続的に流出して製氷機の製氷部等の被給水機器に供給する貯水タンクの液面検出装置であって、
前記貯水タンクの上端開口部を覆蓋する蓋体の上面に立設した筒状の支持部材と、
該支持部材にその上端部を上下方向に位置調節可能に固定した筒状のステムと、
該ステムの内部に所定間隔にて配設した上下一対のスイッチ部と、
前記ステムにその上部を上下動可能に嵌合しその下端を前記貯水タンク内に貯えられる水の水面に浮かぶフロートに連結した筒状の摺動体と、
該摺動体の上端に一体的に設けたマグネット製の摺動体部とを備えて、
前記ステムの下端に設けた係合ピン等のストッパとの係合により前記摺動体の
下動死点を規制して、同摺動体が下降してその下動死点に位置したとき前記スイッチ部が共に非作動状態にされ、同摺動体が前記貯水タンク内の水位の上昇による前記フロートの上昇によりその下動死点から上動したとき前記摺動体部の磁力作用によって下側の前記スイッチ部が作動して同スイッチ部が作動した状態にて上側の前記スイッチ部が作動するように設定し、前記スイッチ部が共に非作動状態になったとき前記給水弁を開成して前記貯水タンク内への給水が開始され前記スイッチ部が共に作動状態になったとき前記給水弁を閉成して前記貯水タンク内への給水を停止するようにしたことを特徴とする液面検出装置。
【請求項２】
前記摺動体部として、前記一対のスイッチ部の間隔に対応する長さのマグネット製の摺動体部を採用したことを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。
【請求項３】
前記スイッチ部が共にリードスイッチであることを特徴とする請求項１に記載の液面検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、収容タンク内の液体の設定された液面を検出する液面検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液面検出装置の一形式として、収容タンク内の液体の設定された第１の液面と、同第１の液面より所定高さ低く設定された第２の液面を検出し、前記収容タンク内に収容される液体を前記第１の液面と第２の液面間に維持すべく機能する形式の液面検出装置がある。当該形式の液面検出装置は、図１に示すフロートスイッチのように、長手方向に所定間隔を保持して配置された一対のリードスイッチ１ａ，１ｂを有するステム２と、ステム２の外周に上下方向に摺動可能に嵌合された上下一対のフロート３ａ，３ｂと、各フロート３ａ，３ｂに配設した各マグネット４ａ，４ｂを備える構成となっている。
【０００３】
当該液面検出装置は、収容タンク５に収容した水等の液体中に埋没させた状態に配設されて、収容タンク５内での液体の増減による液面変化を検出すべく機能する。すなわち、当該液面検出装置においては、収容タンク５内の液体が増減した際、上側の第１リードスイッチ１ａが上側の第１フロート３ａの移動動作により動作して上側の第１の液面Ｌ１を検出し、かつ、下側の第２リードスイッチ１ｂが下側の第２フロート３ｂの移動動作により動作して下側の第２の液面Ｌ２を検出し、かかる液面検出動作により、収容タンク５内に所定量の液体を一旦収容し、かつ、両液面Ｌ１，Ｌ２間の一定量の液体を必要な場所へ供給し得るようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、当該液面検出装置においては、収容タンク５内の液体の液面を上側の第１の液面Ｌ１と下側の第２の液面Ｌ２を検出すべく機能させるものであることから、装置全体を液体中に埋没させて配設する必要があり、この結果、水垢、液垢等の垢や液体中の不純物等が液面上に浮遊したり、ステム２の外周やフロート３ａ，３ｂの内外周に付着して、各フロート３ａ，３ｂの動作に悪影響を及ぼし、各フロート３ａ，３ｂによる各リードスイッチ１ａ，１ｂに対する動作に動作不良が生しることになる。
【０００５】
従って、本発明の目的は、収容タンク内の液体の設定された第１の液面と、同第１の液面より所定高さ低く設定された第２の液面を検出する形式の液面検出装置において、ステムおよびフロートを液体中に埋没させることのない非接触方式を採用することにより、液面検出の動作不良を解消することにある。
【０００６】
【課題を解決する手段】
本発明は、上記の問題に対処するため、給水管に介装した給水弁の開閉作動の制御下にて給水される水を貯えて所定量貯えられた水をその底部から継続的に流出して製氷機の製氷部等の被給水機器に供給する貯水タンクの液面検出装置であって、前記貯水タンクの上端開口部を覆蓋する蓋体の上面に立設した筒状の支持部材と、該支持部材にその上端部を上下方向に位置調節可能に固定した筒状のステムと、該ステムの内部に所定間隔にて配設した上下一対のスイッチ部と、前記ステムにその上部を上下動可能に嵌合しその下端を前記貯水タンク内に貯えられる水の水面に浮かぶフロートに連結した筒状の摺動体と、該摺動体の上端に一体的に設けたマグネット製の摺動体部とを備えて、前記ステムの下端に設けた係合ピン等のストッパとの係合により前記摺動体の
下動死点を規制して、同摺動体が下降してその下動死点に位置したとき前記スイッチ部が共に非作動状態にされ、同摺動体が前記貯水タンク内の水位の上昇による前記フロートの上昇によりその下動死点から上動したとき前記摺動体部の磁力作用によって下側の前記スイッチ部が作動して同スイッチ部が作動した状態にて上側の前記スイッチ部が作動するように設定し、前記スイッチ部が共に非作動状態になったとき前記給水弁を開成して前記貯水タンク内への給水が開始され前記スイッチ部が共に作動状態になったとき前記給水弁を閉成して前記貯水タンク内への給水を停止するようにしたことを特徴とする液面検出装置を提供するものである。
【０００９】
【発明の作用・効果】
上記のように構成した液面検出装置においては、下側の前記スイッチ部が作動したとき前記貯水タンク内の下限水位（第１の液面水位）が検出され、下側の前記スイッチ部が作動した状態にて上側の前記スイッチ部が作動したとき同貯水タンク内の上限水位（第２の液面水位）が検出されて前記給水弁の開閉作動が制御され、この制御下にて貯水タンク内には下限水位と上限水位によって規定される所定量の水が常時貯えられる。また、前記摺動体がその下動死点に位置したとき前記スイッチ部が共に非作動状態にされて前記給水弁の開成により前記貯水タンク内への給水が開始されるため貯水タンク内に貯えられる水が下限水位以下に低下することがなく、製氷機の製氷部等の被給水機器に所要量の水が常に的確に供給される。
【００１０】
また、上記した本発明による液面検出装置においては、摺動体がその下端にてフロートに連結されて貯水タンク内に貯えられた水に埋没されないため、仮に、貯水タンク内に貯えられた水に水垢、その他の液垢等の垢や不純物が存在していても、これらの垢や不純物がステムの外周や摺動体の内外周に付着するようなことはなくて、摺動体の動作に悪影響を及ぼすおそれはなく、各スイッチ部が的確に動作して、各液面を選択的に的確に検出する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。図２は、本発明に係る第１の液面検出装置を備えた収容タンクを示している。当該収容タンク１０は、オーガ式製氷機の製氷部に供給する製氷用水を貯留する貯水タンクであって、所定容量のタンク本体１１とその上端開口部を覆蓋する蓋体１２とからなり、蓋体１２を通して給水管１３の先端部が接続されている。給水管１３には、給水弁１４が介装されている。
【００１４】
当該収容タンク１０においては、図示しない供給管路を介して製氷部に連結されていて、製氷機の運転時には、貯留する製氷用水が製氷部に適宜供給されて、製氷部に常に一定量の製氷用水が確保されるようになっている。収容タンク１０への給水は、給水弁１４の開閉動作により制御されるもので、給水弁１４は収容タンク１０に配設した液面検出装置２０からの液面検出信号に基づいてその開閉動作を制御される。
【００１５】
第１の液面検出装置２０は、設定された第１の液面Ｌ１とこれより低い部位に設定された第２の液面Ｌ２とを検出して、これらの液面Ｌ１，Ｌ２の検出信号を給水弁１４に出力する。給水弁１４は、これらの検出信号に基づいて開閉動作を行って収容タンク１０への給水を断続して、収容タンク１０内に両液面Ｌ１，Ｌ２間の範囲の量の製氷用水が常に確保されるように機能する。
【００１６】
液面検出装置２０は、本発明に係る液面検出装置の一例であって、図２および図３に示すように、ステム２１、摺動体２２、フロート２３、ステム２１内に設けた一対のリードスイッチ２４ａ，２４ｂを備え、収容タンク１０の蓋体１２に立設された支持部材２５に支持されて配設されている。
【００１７】
ステム２１は所定長さの円筒状のもので、ステム本体２１ａの内部に各リードスイッチ２４ａ，２４ｂが長手方向に所定間隔を保持して配設されている。従って、各リードスイッチ２４ａ，２４ｂは、ステム２１が起立状態に支持された状態では、上下方向に所定間隔を保持して位置している。ステム２１においては、起立状態を基準にして、ステム本体２１ａの上端部には所定長さにわたってネジが刻設されていて、上端部がネジ部２１ｂに形成されている。ネジ部２１ｂには、ナット２１ｃが進退可能に螺合している。ネジ部２１ｂは、後述する支持部材２５に対する取付部として機能する。また、ステム本体２１ａの下端部には、係合ピン２１ｄが植設されている。係合ピン２１ｄは側方に突出していて、後述する摺動体２２と係合して摺動体２２を受承すべく機能する。
【００１８】
摺動体２２は、円筒状の摺動体部２２ａとその下端から下方に延びる脚部２２ｂとからなり、摺動体部２２ａはマグネットにて形成され、脚部２２ｂはその下端部にてフロート２３に連結されている。摺動体２２は、ステム２１のステム本体２１ａの外周に嵌合されていて、脚部２２ｂの凹溝２２ｃに挿通されている係合ピン２１ｄにて受承されている。この状態で、摺動体２２はステム本体２１ａを上下方向へ摺動可能である。
【００１９】
支持部材２５は、上端が閉塞された円筒状のもので、筒状本体２５ａの上壁部２５ｂの中央部に円筒状の取付部２５ｃが形成されている。取付部２５ｃはナットに形成されていて、取付部２５ｃにはステム本体２１ａのネジ部２１ｂが進退可能に螺合する。支持部材２５は、下端部に設けた取付フランジ部２５ｄにて収容タンク１０の蓋体１２に取付けられて起立していて、ステム２１は、そのネジ部２１ｂを取付部２５ｃに螺着して支持部材２５に支持されて上下方向に延びている。
【００２０】
当該液面検出装置２０においては、図示の状態にて摺動体２２の脚部２２ｂが収容タンク１０内に臨み、脚部２２ｂの下端部に連結するフロート２３が収容タンク１０内の製氷用水（単に水という）の水面に浮かんでいる。摺動体２２は、その下動死点においてステム２１の係合ピン２１ｄに係合して、それ以上の下方への摺動を規制される。
【００２１】
当該液面検出装置２０が収容タンク１０に配設された状態では、フロート２３が水面上に浮かんで摺動体２２を収容タンク１０内の水から上方に突出させていて、フロート２３のみが水面に接触している。また、当該収容タンク１０においては、図２に示す水面Ｌ1が第１の液面Ｌ1に、水面Ｌ2が第２の液面Ｌ2に設定されている。第１の液面Ｌ1および第２の液面Ｌ2は、ステム２１に配設した上側リードスイッチ２４ａおよび下側リードスイッチ２４ｂにそれぞれ対応する。また、摺動体２２のマグネット製の摺動体部２２ａは、両リードスイッチ２４ａ，２４ｂの間隔に対応する長さに設定されている。
【００２２】
次に、当該液面検出装置２０の作動について説明すると、収容タンク１０の蓋体１２の上面に配設された状態では、図２に示すように、摺動体２２の脚部２２ｂが蓋体１２の開口部を通してタンク本体１１内に臨み、摺動体２２に連結するフロート２３がタンク本体１１内の水面に浮かんでいる。同図は、収容されている水が第２の液面Ｌ2以下から同液面Ｌ2に達した状態を示しており、この状態において、摺動体２２の摺動体部２２ａは下側リードスイッチ２４ｂの配設位置に達していて、ＯＦＦ動作状態にあった同リードスイッチ２４ｂをＯＮ動作させている。
【００２３】
収容タンク１０内への給水は給水弁１４を開成することにより行われ、給水前においては、摺動体２２は係合ピン２１ｄに係合した下死点に位置して、両リードスイッチ２４ａ，２４ｂをＯＦＦ動作にしている。この状態にて、給水弁１４の開成により給水が開始されると、収容タンク１０内では水面が漸次上昇し、これに追従してフロート２３および摺動体２２が漸次上昇する。水面が上昇してフロート２３が第２の液面Ｌ2に達すると、摺動体２２の摺動体部２２ａの上端が下側リードスイッチ２４ｂの配設位置に達して同リードスイッチ２４ｂをＯＮ動作させる。給水がさらに継続されて水面が上昇して第１の液面Ｌ1に達すると、フロート２３および摺動体２２のさらなる上昇により、摺動体部２２ａの上端が上側リードスイッチ２４ａの配設位置に達して同リードスイッチ２４ａをＯＮ動作させる。上側リードスイッチ２４ａのＯＮ動作は、第１の液面Ｌ1の検出信号として給水弁１４に出力される。給水弁１４はこの検出信号に基づき閉成され、収容タンク１０内への給水を停止する。この状態では、収容タンク１０は満水の状態にある。
【００２４】
収容タンク１０内の水が製氷機の製氷部に供給されると、収容タンク１０内の水面は第１の液面Ｌ1から漸次低下して第２の液面Ｌ2に達する。この間、摺動体２２の摺動体部２２ａは、上側リードスイッチ２４ａの配設位置から離間して同リードスイッチ２４ａをＯＦＦ動作して、最後には下側リードスイッチ２４ｂの配設位置を経過して同リードスイッチ２４ｂから離間する。摺動体部２２ａは、下側リードスイッチ２４ｂの配設位置から離間直後に同リードスイッチ２４ｂをＯＦＦ動作させる。下側リードスイッチ２４ｂのＯＦＦ動作は、第２の液面Ｌ2の検出信号として給水弁１４に出力される。給水弁１４はこの検出信号に基づき開成され、収容タンク１０内への給水を再開する。
【００２５】
当該液面検出装置２０は、以上の作動を繰り返し行って、収容タンク１０内の水を第１の液面Ｌ１と第２の液面Ｌ２との間の範囲に保持する。図４は、当該液面検出装置２０の各リードスイッチ２４ａ，２４ｂのＯＮ，ＯＦＦ動作と、これに対応する給水弁１４の開閉動作の関係を示している。
【００２６】
このように、当該液面検出装置２０は従来のフロートスイッチと同様に機能するものであるが、当該液面検出装置２０においては、水面に浮かぶ１個のフロート２３の水面変化に追従する上下方向の移動動作を摺動体２２に伝達して、摺動体２２を水面変化に追従して摺動させ、これにより、各リードスイッチ２４ａ，２４ｂを的確に動作させて、第１の液面Ｌ１および第２の液面Ｌ２を選択的に検出するようにしている。かかる液面検出動作においては、フロート２３のみが収容タンク１０内にて水面に浮んでいて、その底部のみが水面に接触しているにすぎない。
【００２７】
このため、仮に、収容タンク１０内の水に水垢や不純物が存在していても、これらの水垢や不純物がステム２１の外周や摺動体２２の内外周に付着するようなことはなくて、摺動体２２の摺動動作に悪影響を及ぼすおそれはなく、また、水面に浮遊する水垢や不純物が摺動体２２の動作に悪影響を及ぼすおそれもなく、摺動体２２は各リードスイッチ２４ａ，２４ｂを的確に動作させて、各液面Ｌ１，Ｌ２を選択的に的確に検出させることができる。
【００２８】
図５は、当該液面検出装置２０を構成するステムの変形例を示している。ステム２１Ａは、ステム本体２１ａの外周に上下方向に延びる複数のリブ２１ｆを設けたもので、その他の構成はステム２１と同一である。ステム２１Ａにおいては、各リブ２１ｆの外縁部が摺動体部２２ａの内周面に摺接するもので、摺動体部２２ａに対する接触抵抗を減少させて摺動体２２の昇降を円滑にし、各リードスイッチ２４ａ，２４ｂの動作の時間的応答性を向上させる。
【００２９】
図６は、本発明に係る第２の液面検出装置２０Ａを示している。当該液面検出装置２０Ａは、第１の液面検出装置２０とは、採用している摺動体２２Ａおよび下側リードスイッチ２４ｃが摺動体２２および下側リードスイッチ２４ｂとは相違する。すなわち、摺動体２２Ａにおいては、摺動体部２２ａは筒部２２ａ１と上端側の筒状マグネット部２２ａ２にて構成されているもので、この点で、摺動体部２２ａの全てがマグネットで形成されている摺動体２２とは相違する。
【００３０】
図７は、当該液面検出装置２０Ａを収容タンク１０に配設した状態を示しており、この配設状態では、水面の昇降に追従して摺動体２２Ａが上昇する場合、摺動体部２２ａの筒状マグネット部２２ａ２が下側リードスイッチ２４ｃの配設位置に達した後に同位置から離間する。このため、下側リードスイッチ２４ｃがＯＮ動作した状態を保持するために、同リードスイッチ２４ｃには自己保持性のリードスイッチを採用している。
【００３１】
図８は、当該液面検出装置２０Ａにおいて、ステム２１の支持部材２５に対する取付状態を変更した例を示している。図７に示す取付状態では、ステム２１をネジ部２１ｂの下端部にて支持部材２５の取付部２５ｃに螺着する手段を採っているが、図８に示す状態では、ステム２１をネジ部２１ｂの上端部にて支持部材２５の取付部２５ｃに螺着する手段を採っている。このため、図８に示す取付手段を採れば、図７に示す取付手段を採る場合に比較して、上側リードスイッチ２４ａおよび下側リードスイッチ２４ｃの上下位置が所定量下方に変更され、これに起因して第１の液面Ｌ１および第２の液面Ｌ２を所定量下方に変更することができる。
【００３２】
従って、当該液面検出装置２０Ａにおいては、ステム２１の支持部材２５に対する取付手段を変更することにより、第１の液面Ｌ１および第２の液面Ｌ２を上方および下方の所定に位置に容易に変更することができる。なお、この取付手段は、第１の液面検出装置２０のステム２１においても当然に適用し得るもので、当該液面検出装置２０においてもこれと同様の作用効果を奏するものである。また、ステム２１側の取付部および支持部材２５側の取付部については、ネジ部２１ｂおよび取付部２５ｃのごときねじ込み式に限らずは、適宜のめ込み式であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の液面検出装置の収容タンクに配設した状態を示す部分縦断側面図である。
【図２】本発明に係る第１の液面検出装置の収容タンクに配設した状態を示す側面図である。
【図３】同液面検出装置を構成する支持部材の縦断面図（ａ）、ステムの側面図（ｂ）、および摺動体およびフロートの側面図（ｃ）である。
【図４】同液面検出装置を構成する各リードスイッチと給水弁の動作状態を示すタイミングチャートである。
【図５】同液面検出装置を構成するステムの変形例を示す平面図（ａ）、および同側面図（ｂ）である。
【図６】本発明に係る第２の液面検出装置を構成する支持部材の縦断面図（ａ）、ステムの側面図（ｂ）、および摺動体およびフロートの側面図（ｃ）である。
【図７】同液面検出装置の収容タンクに配設した状態を示す側面図である。
【図８】同液面検出装置を構成するステムを変更した手段で支持部材へ取付けた例を示す側面図である。
【符号の説明】
１０…収容タンク、１１…タンク本体、１２…蓋体、１３…給水管、１４…給水弁、２０，２０Ａ…液面検出装置、２１，２１Ａ…ステム、２１ａ…ステム本体、２１ｂ…ネジ部、２１ｃ…ナット、２１ｄ…係合ピン、２１ｆ…リブ、２２，２２Ａ…摺動体、２２ａ…摺動体部、２２ａ１…筒部、２２ａ２…マグネット部、２２ｂ…脚部、２２ｃ…凹所、２３…フロート、２４ａ，２４ｂ，２４ｃ…リードスイッチ、２５…支持部材、２５ａ…筒状本体、２５ｂ…上壁部、２５ｃ…取付部、２５ｄ…取付フランジ部、Ｌ１…第１の液面、Ｌ２…第２の液面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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