(57)【要約】      （修正有）【課題】フロートスイッチ付近の波たちによるフロートスイッチのチャタリングを防止するとともに、フロート部分に塩ダレや水中の汚物の付着を防止し、誤動作を防止する水位制御装置を提供する。【解決手段】フロートスイッチと、フロートスイッチを支持するケースと、給水チューブとを備える。ケースは、円柱状で底面が開放され上面に取付孔が形成されており、側面に空気孔と給水チューブに接続される給水パイプとを具備し、給水がフロート上部に放出されるように、給水パイプの給水口が形成されている。【選択図】図１
0003155013.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
フロートスイッチと、前記フロートスイッチを支持するケースと、給水チューブとを備え、前記ケースは、円柱状で底面が開放され上面に取付孔が形成されており、側面に空気孔と給水チューブに接続される給水パイプとを具備し、給水がフロートの上部に放出されるように、前記給水パイプの給水口が形成されていることを特徴とする水位制御装置。
【請求項２】
前記給水チューブを強弱自在に押えて給水の流量を調節することが可能なクランプを備えることを特徴とする請求項１に記載の水位制御装置。
【請求項３】
前記フロートスイッチはフランジとネジ切り部とを具備し、前記ネジ切り部を前記ケースの上面の取付孔に通して、ネジ切り部をボルトで螺合することにより、前記フロートスイッチを支持することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水位制御装置。
【請求項４】
前記フロートスイッチの水槽内に設置する高さを調整することが可能な高さ調整手段を有することを特徴とする請求項１乃至３に記載の水位制御装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、水槽に貯留する水の水位を監視し、水位が所定の位置より下がったときに、ポンプの駆動を制御して水槽内に水を供給し、水位が所定の位置より上がったときに、ポンプの駆動を制御して水槽内への水の供給を停止する水位制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、観賞用水槽は、室内に設置され、この水槽内に、熱帯魚、海水魚、淡水魚などの魚を入れ、飼育しつつ観賞用として使用されている。このような観賞用水槽は、透明なガラスまたはアクリル樹脂からなる側壁を有し、内部に張られた水中に外部からエアポンプを使ってエアを吐出し酸素を補給し、水槽水をウォーターポンプで汲み出し、ろ過器などからなる浄化装置を取り付けて水を浄化し再び水槽内に還流させ、あるいは水槽水中にヒーターを設け内部の水温を調節している。
【０００３】
このような観賞用水槽には、一定の水位を保つ目的や、水槽内の水位が何らかの事故により低下または上昇したときに、その異常を検知する目的で、フロートスイッチが使用されている。フロートスイッチは、予め設定した水位を超えたか否かを検出すると、内部のリードスイッチがオン状態もしくはオフ状態になり、フロートスイッチに接続された電磁弁が開閉し、またはリレー回路がオン状態もしくはオフ状態になり、給水ポンプの駆動を制御して水槽への水の供給を開始させたり停止させたりする。
【０００４】
フロートスイッチは、観賞用水槽に限らず様々な液体の貯留位置を検出するために使用されるもので、主にフロートとリードスイッチから構成される。フロート内には磁石が装着されており、フロートは水位により上下する。リードスイッチは、２本の強磁性体リードが一定の接点間隔を持って相対し、ガラス管の中に封入されている。このリードスイッチにリードの軸方向に磁界を外部から加えるとリードが磁化され、相対した接点が互いに吸収し合い接触（オン）して回路を閉ざす。逆に磁界を消去すればリードの弾性により回路を開く（オフ）。フロートスイッチは、フロートが上下することによりその内部に装着された磁石も上下するため、その磁石がリードスイッチの接点に近づくとリードスイッチの接点が接触し、離れるとリードスイッチの接点が開く構造となっている。
【０００５】
しかし、従来の液面の上下動によりフロートを上下動させて液面の高さを検出する一般的なフロートスイッチでは、水面が波たった場合、フロートスイッチの閾値を繰り返し上下することから、スイッチのオン、オフが繰り返されるチャタリングの問題が生じる。
【０００６】
そこで、チャタリングを防止するためにフロートスイッチを構成する内部のリードスイッチにヒステリシス特性を持たせる方法が提案されてきた（特許文献１）。
【０００７】
また、ソフトウェア処理によって、時定数を設定し、一定時間閾値より上であるか、下であるかを検出し、一定時間閾値より上の状態が続いた場合にスイッチを反転し、一定時間閾値より下の状態が続いた場合にスイッチをさらに反転するように制御する水位制御装置が販売されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１４９５３２公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、リードスイッチにヒステリシス特性を持たせたフロートスイッチを観賞用水槽に使用しただけでは、フロートスイッチのフロート部分に塩ダレや水中の汚物が付着したとき、フロートがガイドパイプに固着し誤動作するといった問題が生じる。また、ソフトウェアによる処理を利用する場合、マイコンのソフトウェア開発費、マイコンＩＣ及び周辺部品などに要する部材費が掛かかるのみならず、フロートスイッチ本体に塩ダレや水中の汚物が付着したときに予め設定した閾値が変動し、あるいは誤動作するといった問題を解決することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、一実施形態に係る本考案の水位制御装置は、フロートスイッチと、前記フロートスイッチを支持するケースと、給水チューブとを備え、前記ケースは、円柱状で底面が開放され上面に取付孔が形成されており、側面に空気孔と給水チューブに接続される給水パイプとを具備し、給水がフロート上部に放出されるように、前記給水パイプの給水口が形成されていることを特徴としている。
【考案の効果】
【００１１】
本考案の一実施形態によれば、ソフトウェアによる処理を必要とすることなく、水面が波たった場合、フロートスイッチの閾値を繰り返し上下することから、スイッチのオン、オフが繰り返されるチャタリングの問題を、マイコン処理を要せず安価に解決することができるのみならず、フロートスイッチ本体に塩ダレや水中の汚物が付着することを防止することができ、その結果、予め設定した閾値を変動させることなく、誤動作を防止することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本考案の望ましい実施形態を詳細に説明する。但し、本考案は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１３】
図１は、本考案の一実施形態に係る水位制御装置の取付具を除いた状態を示した図である。図２は、本考案の一実施形態に係る水位制御装置に使用するケースを示した図である。図３は、本考案の一実施形態に係る水位制御装置に使用する一般的なフロートスイッチを示した図である。図４は、フロートスイッチの内部概略図である。図５は、本考案の一実施形態に係る水位制御装置に取付具を備えた状態を示した図である。図６は、本考案の一実施形態に係る水位制御装置の給水時の状態を示した図である。
【００１４】
図３に示すように、フロートスイッチ２００は縦型のものを使用する。フロートスイッチ２００は、円柱状のガイドパイプ２０２と、その外周に中央が空洞となっているドーナツ型のフロート２０１と、フロート２０１が落下しないようにするためのストッパ２０７と、ケースやカバーに取り付けるためのフランジ２０３、ナット２０４、ネジ切り部２０５と、リード線２０６とを備える。
【００１５】
リード線２０６は２本の電線から構成され、一端は図示されていないコネクタを通じて、図示されていない電磁弁またはリレー回路に接続される。電磁弁はフロートスイッチの状態により、給水管を開閉させる。リレー回路は、フロートスイッチの状態により、給水ポンプの電源を制御する。リード線２０６の他端は、図４に示すガイドパイプ２０２内部のリードスイッチ２０８に通じる。
【００１６】
図４に示すリードスイッチ２０８は、２本の強磁性体リード２０９の接点２１０がある一定間隔を持って相対し、ガラス管の中に封入されている。このリードスイッチ２０８に磁界を外部から加えるとリード２０９が磁化され、相対した接点２１０が互いに吸収し合い接触して回路が閉ざされる（クローズ）。逆に磁界を消去すればリード２０９の弾性により接点２１０が離れて回路が開かれる（オープン）。
【００１７】
このリードスイッチ２０８に磁界を与えるのが、フロート２０１内部に装着された磁石２１１である。フロートが上昇すると磁石２１１が接点２１０に近づくとリード２０９が磁化され、相対した接点２１０が互いに吸収し合い接触して回路が閉ざされる（クローズ）。逆にフロートが下降すると磁石２１１が接点２１０から離れて磁界が減少しリード２０９の弾性により接点２１０が離れて回路が開かれる（オープン）。
【００１８】
水槽内の水流やちょっとした揺れがあると、その度に上記リードスイッチ２０８の開閉が交互に繰り返されるチャタリングが起き動作が安定しなくなってしまう。
【００１９】
また、フロート２０１は水槽内の水の浮力によって上昇するが、熱帯魚、海水魚、淡水魚などの魚を入れて飼育する観賞用水槽に使用した場合、フロート２０１に異物が付着し、あるいは海水が乾燥したときに生じる塩ダレが付着すると、フロートが固着してしまう。
【００２０】
上記チャタリングを防止するとともに、フロート２０１に異物が付着し、あるいは塩ダレが付着しないようにするために、本考案者は、給水をフロート部分に当てる構造を考案した。また、給水の勢いを調整できるように給水は給水チューブ（ホース）５０１を通じて供給されるようにし、給水チューブ（ホース）５０１をクランプ５００で押えることとした。クランプ５００は、上部から下部にかけてテーパ状に形成されるとともに丸型の押え調整部５０２を備える。押え調整部５０２を上部方向へ回転させると給水チューブ（ホース）５０１を押える力が弱くなり、給水チューブ（ホース）５０１の径が通常の状態となる。逆に押え調整部５０２を下部方向へ回転させると給水チューブ（ホース）５０１を押える力が強くなり、給水チューブ（ホース）５０１の径が通常の状態より細くなり、給水チューブ（ホース）５０１を流れる水の流量は少なくなる。
【００２１】
図１及び図６に示すように、本考案の一実施形態に係る水位制御装置は、図示されていない給水ポンプから組み上げられて給水チューブ（ホース）５０１を通じて供給される給水４０１がフロート２０１の上部に放出されるように、ケース１００に給水口１０４を有する給水パイプ１０１を備える構造とした。フロート２０１の上部に給水４０１を当てて押えることにより給水によって水位が上昇してもスイッチを反転させずに、しばらく給水が続くようにすることができる。図１及び図６に示すクランプ５００は、給水の勢いを調整するためのものである。給水４０１の勢いが強すぎると、フロート２０１が給水４０１の勢いに抑えられて浮力による上昇が抑えられてしまう。そこで、クランプ５００により給水チューブ（ホース）５０１を押えて給水４０１の勢いを調整する。
【００２２】
図２は、給水パイプ１０１を備えたケース１００を示す図である。ケース１００の材質はガラスでも良く、樹脂系の材質でも良い。ケース１００は、給水パイプ１０１を備えるとともに空気孔１０２、取付孔１０３を備える。給水パイプ１０１には、ケース１００にフロートスイッチ２００を取り付けたときにフロート２０１の上部に給水が放出されるように給水パイプ１０４が形成されている。空気孔１０２はケース内に水が入り込んだときに空気を外部に逃がすための穴である。取付孔１０３は、図１に示すネジ切り部２０５を通してフランジ３０３を取付孔１０３の底部に位置させナット２０４をネジ切り部２０５に螺合させることにより、ケース１００にフロートスイッチ２００を取り付け支持するための孔である。
【００２３】
図５は、本考案の一実施形態に係る水位制御装置を水槽の縁に取り付けるための取付具６００及び取付高さを調整するために使用するレベルプレート７００を取り付けた状態を示す図である。
【００２４】
取付具６００は、側面視で上辺と、下辺と、上辺及び下辺を結合する結合辺とから構成されるコの字状の板状体で形成されている。本考案の一実施形態では、上記上辺の長さよりも上記下辺の長さを長尺にし、下辺を上辺側に傾斜させることにより、結合辺から対向する上辺と下辺の開放端側に向かって幅が緩やかに狭くなるように形成されている。取付具６００は、この下辺を上辺と離間する方向に引っ張る力に対して弾性力を有する。
【００２５】
取付具６００は、水槽の壁面との間で設置する角度を調整する角度調整部６０１と、給水チューブ（ホース）５０１とリード線２０６を束ねるバインド部６０２と、水槽壁面に補助的に固定するための吸盤からなる固定補助部６０３と、取付孔６０４とを備える。図５では取付具６００に設けられた取付孔６０４は２つであるが、これに限定されることなく１つであってもよく３つ以上であってもよい。
【００２６】
フロート２０１の設定位置を調整するために、レベルプレート７００が使用される。図５に示したレベルプレート７００は、取付孔７０１を上面に一つ及び取付項７０２を右側面に四つ備えている。取付孔７０１の孔径は、フロートスイッチ２００のネジ切り部２０５の径よりも大きく、ケース１００の上面の取付孔１０３と同じ径であることが望ましい。取付孔７０１は、ネジ切り部２０５をその孔に通し、フランジ３０３とケースの取付孔１０３の上部をナット２０４によりネジ切り部２０５に螺合させることにより、ケース１００とフロートスイッチ２００とレベルプレート７００とを取り付け支持するための孔である。
【００２７】
また、レベルプレート７００は取付孔７０１とは別の辺に取付孔７０２を備えている。取付孔７０２の数は図５では縦に４つ設けられているが、さらに増やすことにより微妙な高さの調整が可能となるようにしてもよい。レベルプレート７００に設けられた取付孔７０２と取付具６００に設けられた取付孔６０４にボルト７０３を螺合させることにより、ケース１００とフロートスイッチ２００とレベルプレート７００と取付具６００とが取り付けられる。
【００２８】
なお、レベルプレート７００は、図５で図示した状態では取付孔７０２がケース１００の側壁に沿って取付具６００が取り付けられる方向に向けられているが、リード線２０６側の上方向に向けて取付具６００が取り付けられる方向に向けても良い。
【００２９】
このように取付具６００とレベルプレート７００とを使用することにより、水槽内で予めフロートスイッチ２００がオン／オフする位置を多段階に設定することが可能となり、その結果、水槽内の水位を多段階に調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本考案の一実施形態に係る水位制御装置の取付具を除いた状態を示した図。
【図２】本考案の一実施形態に係る水位制御装置に使用するケースを示した図。
【図３】本考案の一実施形態に係る水位制御装置に使用する一般的なフロートスイッチを示した図。
【図４】フロートスイッチの内部概略図。
【図５】本考案の一実施形態に係る水位制御装置に取付具を備えた状態を示した図。
【図６】本考案の一実施形態に係る水位制御装置の給水時の状態を示した図。
【符号の説明】
【００３１】
１００  ケース
１０１  給水パイプ
１０２  空気孔
１０３  取付孔
１０４  給水口
２００  フロートスイッチ
２０１  フロート
２０２  ガイドパイプ
２０３  フランジ  
２０４  ナット  
２０５  ネジ切り部  
２０６  リード線  
２０７  ストッパ
２０８  リードスイッチ
２０９  リード
２１０  接点
２１１  磁石
４００  水面  
４０１  給水
５００  クランプ
５０１  給水チューブ（ホース）
５０２  押え調整部
６００  取付具
６０１  角度調整部
６０２  バインド部
６０３  固定補助部
６０４  取付孔
７００  レベルプレート
７０１  取付孔
７０２  取付孔
７０３  ボルト
【図１】
0003155013.tif 000003
【図２】
0003155013.tif 000004
【図３】
0003155013.tif 000005
【図４】
0003155013.tif 000006
【図５】
0003155013.tif 000007
【図６】
0003155013.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成21年8月13日(2009.8.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
前記フロートスイッチの水槽内に設置する高さを調整することが可能な高さ調整手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の水位制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
0003155013.tif 000009
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
0003155013.tif 000010
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
0003155013.tif 000011